21. 9. 2019  13:14 Matúš
Akademický informačný systém

Ľudia na STU


Na tejto stránke máte zobrazené všetky verejne prístupne údaje o zadanej osobe. Niektoré informácie o personálnom zaradení a funkciách osoby môžu byť skryté.

prof. Ing. Dušan Galusek, DrSc.
Identifikačné číslo: 4402
Univerzitný e-mail: galusek [at] stuba.sk
 
Externý spolupracovník - Ústav materiálov (MTF)
Externý spolupracovník - Fakulta chemickej a potravinárskej technológie (STU)

Kontakty     Publikácie     Orgány     Vedené práce     

Základné informácie

Základné informácie o záverečnej práci

Typ práce: Dizertačná práca
Názov práce:Funkčné a vysokoteplotné vlastnosti nanokompozitov na báze Al2O3
Autor: Ing. Milan Parchovianský, PhD.
Pracovisko: Oddelenie anorganických materiálov (ÚACHTM FCHPT)
Vedúci práce: prof. Ing. Dušan Galusek, DrSc.
Oponent 1:doc. RNDr. František Lofaj, DrSc.
Oponent 2:doc. Ing. Zdeněk Chlup, PhD.
Stav záverečnej práce:Záverečná práca bola úspešne obhájená


Doplňujúce informácie

Nasledujú doplňujúce informácie záverečnej práce. Kliknutím na odkaz s názvom jazyka vyberiete, v akom jazyku majú byť informácie zobrazené.

Jazyk spracovania záverečnej práce:slovenský jazyk

slovenský jazyk        anglický jazyk

Názov práce:Funkčné a vysokoteplotné vlastnosti nanokompozitov na báze Al2O3
Abstrakt:Cieľom predloženej práce bola pripraviť mikro/nano kompozity na báze Al2O3 modifikované prídavkom SiC so zlepšenými mechanickými vlastnosťami pri laboratórnej (najmä tvrdosť a pevnosť v ohybe) a pri zvýšenej teplote (odolnosť materiálu voči vysokoteplotnej deformácii -- creep) a s modifikovanými funkčnými vlastnosťami (elektrická a tepelná vodivosť). Východiskové materiály, ktoré sa použili na prípravu referenčného Al2O3 a Al2O3/SiC mikro/nano kompozitných materiálov konvenčnou metódou miešania práškov boli komerčný prášok oxidu hlinitého (Al2O3) a dva komerčné prášky karbidu kremičitého (SiC) s rôznou granulometriou (hrubozrnný resp. jemnozrnný). Optimalizácia režimu zhutňovania Al2O3/SiC mikro/nano kompozitov sa uskutočnila prostredníctvom žiarového lisovania v 12 mm grafitovej forme pod tlakom 30 MPa pri teplotách 1550 °C, 1650 °C a 1740 °C po dobu 1 h v ochrannej atmosfére, s miernym pretlakom argónu, pričom hlavným cieľom bolo maximalizovať hutnosť týchto materiálov. Pri teplote spekania 1740 °C je možné pripraviť hutné Al2O3/SiC mikro/nano kompozity s hodnotami relatívnej hustoty blízkej k teoretickej hustote výsledných kompozitných materiálov. V prípade kompozitov obsahujúcich hrubozrnný SiC prášok bola pri teplote 1740 °C dosiahnutá relatívna hustota u všetkých vzoriek viac než 99 %. V prípade kompozitov obsahujúcich jemnozrnný SiC prášok bola vo všetkých prípadoch relatívna hustota viac než 98 %. Mikroštrukútra pripravených kompozitov bola ovplyvnená objemovou frakciou SiC. Rast zŕn Al2O3 matrice bol pozorovaný predovšetkým v kompozitných materiáloch obsahujúcich 3 a 5 obj. % mikro/nano SiC častíc, v dôsledku slabšieho "pinning" efektu menšieho počtu mikro/nano SiC častíc na hraniciach zŕn. Po pridaní vyššej objemovej frakcie mikro/nano SiC častíc (10, 15, 20 obj. %) bola mikroštruktúra kompozitných materiálov jemnejšia. Hodnota tvrdosti Al2O3/SiC mikro/nano kompozitov sa zvyšuje so zvyšujúcou sa objemovou frakciou mikro/nano SiC častíc. Prídavok SiC mikro/nanočastíc do Al2O3 matrice viedol k zlepšeniu mechanických vlastností, najmä pevnosti v ohybe a v obmedzenej miere aj k zvýšeniu tvrdosti. Kompozitný materiál AS20f dosiahol najvyššiu hodnotu tvrdosti (20.3 GPa), zatiaľ čo hodnota tvrdosti referenčného Al2O3 bola 18.4 GPa. Zvýšenie tvrdosti v prípade Al2O3/SiC mikro/nano kompozitov sa pripisuje prítomnosti sekundárnej SiC fázy, ktorá má vyššiu tvrdosť než monolitický Al2O3. Pevnosť v ohybe sa zvyšovala so zvvyšujúcou sa objemovou frakciou mikro/nano SiC častíc. Kompozitný materiál AS20c dosiahol najvyššiu hodnotu pevnosti v ohybe, konkrétne 655 MPa, zatial čo hodnota pevnosti v ohybe referenčného Al2O3 materiálu bola polovičná, teda 300 MPa. Získané výsledky naznačujú, že zlepšenie pevnosti v ohybe je výsledkom zjemnenia mikroštruktúry v dôsledku prídavku SiC častíc, resp. v dôsledku zmeny lomového módu z krehkého intergranulárneho lomu v prípade Al2O3 na transgranulárny lom v prípade mikro/nano kompozitov. Odolnosť voči vysokoteplotnému tečeniu u všetkých kompozitných materiálov obsahujúcich buď mikro alebo nano SiC častice bola vyššia v porovnaní s referenčným Al2O3. Vyššia odolnosť voči tečeniu v prípade Al2O3/SiC mikro/nano kompozitných materiálov je spôsobená prítomnosťou intergranulárnych SiC častíc, ktoré spomaľujú, resp. zabraňujú sklzu po hraniciach zŕn. Excelentné vysokoteplotné správanie vykazoval najmä kompozitný materiál AS10c . Kompozitný materiál AS10c zniesol dlhotrvajúce zaťaženie (160 h) pri aplikovanom napätí 200 MPa a teplote 1350 °C, zatiaľ čo referenčný Al2O3 a zvyšné kompozitné materiály obsahujúce hrubozrnný SiC boli porušené pri aplikovanom napätí 75 MPa, resp. 150 MPa. Mechanizmus tečenia v Al2O3/SiC mikro/nano kompozitoch skúmaných v tejto práci predstavoval komlexnú formu deformácie, teda mriežkovú difúziu sprevádzanú sklzom po hraniciach Al2O3 zŕn podporenú mechanizmom nukleácie, rastu a koalescencie kavít. Tepelná a elektrická vodivosť boli ovplyvnené prídavkom SiC. Hodnoty tepelnej a elektrickej vodivosti v prípade Al2O3/SiC mikro/nano kompozitoch sa zvyšovali so zvyšujúcou sa objemovou frakciou mikro/nano SiC častíc. Maximálna hodnota tepelnej vodivosti pri laboratórnej teplote bola dosiahnutá v prípade vzoriek AS20c a AS20f (38 Wm.K), zatiaľ čo hodnota tepelnej vodivosti v prípade referenčného Al2O3 bola 28 W.m.K. Hodnota elektrickej vodivosti vzrástla až k hodnotám 4,05.10-2 S/m (vzorka AS20c) resp. 2,05.10-2 S/m (vzorka AS20f), čo predstavuje v porovnaní s rerefenčným Al2O3 výrazné zvýšenie (7,80 10-6 S/m ).
Kľúčové slová:Funkčné vlastnosti, Mechanické vlastnosti, Al2O3/SiC nanokompozity, Vysokoteplotné vlastnosti

Zobrazenie a sťahovanie súborov

Pokiaľ chcete zobraziť zadanie záverečnej práce, kliknite na ikonu Zobraziť zadanie. Ikony Záverečná práca, Prílohy práce, Posudok vedúceho a Posudok oponenta predstavujú súbory týkajúce sa záverečnej práce, ktoré je možné stiahnuť. Budú zobrazené iba v prípade, že je súbor vložený a zároveň je verejný.

Zobraziť zadanie

Časti práce s odloženým zverejnením:

Záverečná práca (prílohy záverečnej práce) neobmedzene
Posudky záverečnej práce neobmedzene