PILCH, J. Studium funkčních vlastností tenkých vláken NiTi pro aplikace v smart strukturách a textiliích [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2011.
Práce se zabývá výzkumem fyzikálních vlastností Ni-Ti materiálů s martensitickou transformací. Tyto materiály patřící k skupině slitin s tvarovou pamětí jsou v současnosti velmi aktuálním a dynamicky se rozvíjejícím oblastí materiálového výzkumu vedoucím k zajímavým technickým aplikacím jak je i uvedeno v předložené práci. Přesněji a úžeji se autor zabývá jednou kategorií slitin s tvarovou pamětí: tenkých Nitinolových drátů neboli vláken, které se po vhodné tepelné úpravě která je též předmětem práce, vyznačují “smart” vlastnostmi, (jak autor použil v názvu práce, ale nikde nedefinuje) tedy přesněji superelasticitou, preudoplasticitou a jevem tvarové paměti, kde se předpokládá použití v takzvaných smart textiliích. Předložené experimentální výsledky jsou důležité nejen per se, totiž k pochopení chování funkčních NiTi drátů, ale také (a hlavně) pro srovnání a vyhodnocení správnosti různých modelů SMA, které by umožnily správné předpovědi chování a tedy použitelnost v technických aplikacích. Velmi důležitou, řekl bych klíčovou součástí práce je vyvinutí nové metody tepelné úpravy drátů a nových experimentálních zařízení pro přípravu a testování funkčních vlastností. Z předloženého textu je patrný velký rozsah práce a osobně si myslím, že každá část by mohla být podkladem pro samostatnou doktorskou disertaci. Je vidět, že autor se nemohl rozhodnout zdali preferovat technický vývoj či fyzikální charakterisaci a interpretaci získaných výsledků. Bohužel se zdá, že kvůli tomu trpí obě části práce. Svazek disertační práce je rozdělen na devět kapitol, úvod a přílohy. Uvedení do problematiky je v kap. 1 až 3. Cíle práce jsou definovány v kap. 4 a kapitoly 5-8 se zabývají popisem vlastní práce. Kapitola 9 shrnuje získané výsledky a celou práci. Pak následuje seznam literatury a publikací na kterých se autor podílel. Trochu netypicky se seznam zkratek, který je nutný – jisté nadužíváni zkratek je v textu patrné - objevuje na konci práci utopený mezi seznamem literatury a přílohami. Přílohy tvoří preprinty pěti článků, čtyři v impaktovaných časopisech a jeden článek z Esomatu 2009 o srovnání různých modelů SMA na základě experimentálních dat získaných autorem. Tyto články zjevně tvoří základní sumu práce autora týkající se disertační práce, i když v seznamu autorské literatury je článků více (14 k tématu práce, šest dalších článků a tři patentové přihlášky). Trochu je zarážející, že autor práce není ani v jednom uvedeném článku v příloze prvním autorem, což se jistě dá pochopit vzhledem k práci v rozsáhlém týmu, ale nesvědčí o velmi velké psavosti autora. Ovšem autor je prvním autorem dvou ze tří podaných patentových přihlášek. Práce je uvedena netradičně dvěmi oddělenými samostatnými krátkými texty na úvod. V prvním úvodu je naznačená historie Nitinolu začínající v roce 1968 a výzkum NiTi na FZÚ. V druhém úvodu autor formuloval obecné cíle výzkumu, zvolenou metodiku, její výhody i omezení, a svou roli v tomto rozsáhlém výzkumu. V první kapitole autor uvádí základní termodynamický popis indukované martensitické transformace a vymezení oblastí platnosti rovnovážné termodynamiky. V druhé kapitole je vysvětlen obecně princip dvojčatění, srozumitelně popsána existence vysoko- a nízkoteplotní fáze a definovány funkční termomechanické vlastnosti jako jsou pseudoplasticita, superelasticita, jev tvarové paměti a aktuace neboli změna tvaru při konání práce. Další (třetí) kapitola se soustřeďuje na specifický popis slitiny Ni-Ti, strukturu austenické a martensitických fází a způsobu výroby slitiny. Dále se zabývá výrobou NiTi vlákna a použitím vlákna v textilních aplikacích. Kapitola 4 přináší cíle práce, kterých je celkem pět a jsou velmi ambiciózní. Každý, podle mého názoru, by mohl sloužit jako nosné téma pro jednotlivou disertační práci. Nejspíše proto je znát, že jednotlivá témata neboli cíle práce jsou někdy povrchně popsané, neboť autor nemůže v daném rozsahu jít do větší hloubky. Trochu více informací se pak nalézá v přiložených článcích přesto čtenář disertace je nechán ne úplně uspokojen a s touhou se dočíst více. V následující a nejrozsáhlejší části, v kapitolách 5-8 presentuje autor vlastní výsledky. Bohužel presentace není úplně v logické posloupnosti a čtenář může být trochu ztracen v textu, který je někdy rekurentní a opakující se. Text přeskakuje od technického popisu vyvíjených metod k měření funkčních vlastností a zpět k tepelné úpravě drátů. Nicméně je patrno, jaké významné výsledky autor dosáhl. V kapitole páté se pojednává o charakterisaci termomechanických vlastností drátů při využití specificky vyvinutých zařízení na testování tenkých drátů v tahu a kombinovaném zatížení tahu a krutu. Mimo běžné parametry testů zařízení umožňují detekci elektrického odporu, který rozšiřuje paletu parametrů popisující děje v NiTi drátech během transformace a reorientace. Zde se autor, možná zbytečně, vrací k popisu základních parametrů transformačních dějů. Škoda, že se autor nevěnuje více vyvinutým přístrojům a jejich popisu, což by následovníkům jistě ulehčilo počáteční práci a zajímalo i angažované čtenáře. V kapitole šesté se autor zabývá úpravou funkčních vlastností pomocí nově vyvinuté metody krátkým pulsním ohřevem elektrickým proudem (méně než sekunda) a její srovnání s tradiční úpravou v peci. Zdá se, že hlavní parametr, který ovlivňuje úpravu vlákna je dosažená teplota během pulsu i když to autor explicitně neříká. Kapitola sedmá a osmá se zabývá vyhodnocením struktury pomocí TEM a in-situ difrakcí pomocí synchrotronového záření a funkčních vlastností drátů během a po netradiční úpravě vyvinuté autorem. V závěru jsou přehledně v bodech shrnuty technické a fyzikální výsledky výzkumu, shrnuty možnosti uplatnění výsledků a význam pro obor paměťových slitin a jsou navrženy cesty, kudy by se měl ubírat další výzkum. Prokázaný soulad i nalezený nesoulad mezi naměřenými torzními charakteristikami a teoretickou předpovědí některých modelů v round-robin testu považuji za velmi významnou a předpokládám, že bude publikována v významném recenzovaném odborném časopise. Překládaná práce má také důležitý přesah pro další výzkum, který pokračuje v projektu NiTiTex, nebude tedy odložena na poličku, kde na ni bude sedat prach, ale bude se přes své mírné nedostatky jistě používat jako reference pro další vývoj experimentů na tomto poli. Souhrnně je nutno ocenit rozsah a kvalitu experimentální práce a proto je škoda, že text není plně a pečlivě zpracován a chybí mu závěrečná redakce a čtení. Textu by velmi prospěly redakční úpravy, přesunutí různých částí k vytvoření kompaktního a přehledného textu. Je patrný spěch a nechuť investovat delší čas na vytvoření dokonalému produktu, což pokládám za velkou chybu, i když spěch a tlak na dokončení je pochopitelný. Kvůli tomu se v práci vyskytuje nemálo chyb, ať již formálních nebo gramatických. Příkladem takové chyby z přehlédnutí je chyba v grafech na straně 47 a 48. Autor presentuje grafy napětí versus deformace ovšem popis grafu je deformace versus teplota. Jistě, každý poučený čtenář si chyby snadno všimne, jde o to, že takové chyby kazí dojem z jinak výborné práce. Navíc je nutné sjednotit psaní slova „martensit a martenzit“. Obojí je gramaticky správně ovšem v celém textu by se mohl a měl vyskytovat jediný tvar. Moderní je sice „martenzit“ ale osobně bych podporoval „martensit“ neboť toto slovo je odvozeno od německého vědce Martense. Další slovo, které se vyskytuje ve dvou formách je anglické slovo „self-accomodation“ překládané někdy jako „self-akomodace“ nebo „samo-akomodace“ třeba martensitu nebo struktury. Navrhoval bych slovo sebepřizpůsobení nebo samopřizpůsobení například sebepřizpůsobivá struktura, které možná nezní tak světově, ale je česky. Nejhorší je asi kombinace českého a anglického slova. Myslím si, když je práce psaná v češtině tak by se autor měl vyhýbat odbornému slangu a spíše hledat české výrazy. Přes naznačené nedostatky je však patrné, že disertační práce a předložené publikace jednoznačně prokazují schopnost autora samostatně tvořivě vědecky pracovat, schopnost autora vyvinout a implementovat nové experimentální postupy a schopnost kritické analýzy získaných výsledků. Množství vyvinutých zařízení a suma získaných poznatků určitě přesahuje požadavky na doktorskou práci. Předložená práce splňuje formální požadavky a proto doporučuji práci Ing. Jana Pilcha k obhajobě a doporučuji udělení titulu PhD.
eVSKP id 47194