Vysoce porézní keramické materiály připravené metodou Spark Plasma Sintering
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Porézna keramika je výnimočná variabilitou fyzikálnych vlastností, nízkou hustotou a priepustnosťou. Častým problémom u nej býva vytvorenie stabilného tvaru pri zachovaní vysokej porozity v kombinácii s veľkým špecifickým merným povrchom. V tejto práci boli testované možnosti zachovania vysokého špecifického merného povrchu poréznych SiO2 nanovlákien čiastočne spekaných metódou Spark Plasma Sintering (SPS). Zároveň bolo cieľom pripraviť mechanicky stabilný monolit. SPS bolo použité na spekanie dvoch foriem poréznych vlákien SiO2: vlákien a mletých vlákien. Testované boli rôzne teploty a časy spekania. Ako najvhodnejšia teplota spekania sa javila 600 °C s časom výdrže 5 minút pri tlaku 3 MPa a rýchlosti ohrevu 144 °C/min. Pre oba materiály bol výsledkom tvarovo stabilný obrábateľný disk so špecifickým merným povrchom do 470 m^2/g a porozitou 72 % u vlákien; a špecifickým merným povrchom do 422 m^2/g a porozitou 69 % u mletých vlákien.
Porous ceramic materials are an interesting group of materials due to a wide range of physical properties, low density, and good permeability. Production of a monolith with a shape stability that would also have a high specific surface area and high porosity is a common problem with porous ceramics. The goal of this work was to maintain the high specific surface area and to produce a monolith with a shape stability. Two forms of porous silica nanofibers (as prepared and milled) were used and partially sintered using the Spark Plasma Sintering method (SPS). Different sintering times and temperatures for SPS were tested. The findings revealed that the best SPS conditions were as follows: temperature: 600 °C, sintering time: 5 minutes, pressure: 3 MPa, and the heating rate: 144 °C/min. These sintering conditions resulted in a stable silica based machinable monolith made from fibers or milled fibers. The monoliths have the specific surface area of up to 470 m^2/g and porosity of 72 %, or the specific surface area of up to 422 m^2/g and porosity of 69 % for as prepared fibers and milled fibers, respectively.
Porous ceramic materials are an interesting group of materials due to a wide range of physical properties, low density, and good permeability. Production of a monolith with a shape stability that would also have a high specific surface area and high porosity is a common problem with porous ceramics. The goal of this work was to maintain the high specific surface area and to produce a monolith with a shape stability. Two forms of porous silica nanofibers (as prepared and milled) were used and partially sintered using the Spark Plasma Sintering method (SPS). Different sintering times and temperatures for SPS were tested. The findings revealed that the best SPS conditions were as follows: temperature: 600 °C, sintering time: 5 minutes, pressure: 3 MPa, and the heating rate: 144 °C/min. These sintering conditions resulted in a stable silica based machinable monolith made from fibers or milled fibers. The monoliths have the specific surface area of up to 470 m^2/g and porosity of 72 %, or the specific surface area of up to 422 m^2/g and porosity of 69 % for as prepared fibers and milled fibers, respectively.
Description
Citation
BARANČÍKOVÁ, M. Vysoce porézní keramické materiály připravené metodou Spark Plasma Sintering [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Materiálové inženýrství
Comittee
prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc. (předseda)
prof. Ing. Rudolf Foret, CSc. (místopředseda)
Ing. Martin Zelený, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Martin Trunec, Dr. (člen)
doc. Ing. David Salamon, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Tomáš Kruml, CSc. (člen)
Date of acceptance
2021-06-10
Defence
1. vlastní prezentace diplomové práce
2. posudek vedoucího práce
3. posudek oponenta diplomové práce
4. odpovědi na dotazy oponenta
5. odpovědi na dotazy členů komise
- kompresní test - byla zaznamenávána kompresní křivka, z níž by mohlo být usuzováno na průběh porušení vzorků
- k čemu mohou být porézní keramické materiály používány
- jaká je velikost pórů ve sledovaném materiálu
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení