Vliv parametrů elektroforetické depozice na konečné vlastnosti keramiky
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Elektroforetická depozice je experimentálně nenáročná tvarovací metoda umožňující připravit keramické materiály ze stabilní suspenze částic pomocí stejnosměrného elektrického pole. Cílem práce bylo ověřit, jak velikost elektrického proudu a tudíž rychlost ukládání částic na elektrodu ovlivňují mikrostrukturu a finální vlastnosti keramiky. Byly připraveny vrstvy Al2O3 a ZrO2 ze stabilních suspenzí prášků v isopropanolu stabilizovaných kyselinou monochloroctovou. Bylo zjištěno, že skutečná časová závislost rychlosti ukládání částic na elektrodu se lišila od teoretické předpovědi pro dané elektrické podmínky. Z měření kinetiky elektroforetické depozice byla proto stanovena aktuální elektroforetická pohyblivost částic a efektivní hmotnost částic účastnících se depozice. Bylo zjištěno, že s rostoucím elektrickým proudem klesala skutečná elektroforetická pohyblivost částic a naopak rostl podíl částic v suspenzi ukládající se na elektrodě. Rostoucí rychlost částic při vyšších elektrických proudech také vedla k horšímu uspořádání částic na elektrodě, což se projevilo v růstu pórů a v růstu celkové hustoty depozitů. Tyto mikrostrukturní změny se projevily v poklesu tvrdosti keramiky nanesené vyššími proudy, a to v případě Al2O3 až o 300HV5.
Electrophoretic deposition is experimentally undemanding shaping method enabling preparation of ceramic material from stable suspension of ceramic particles by means of direct electric current. The aim of the work was to describe effect of electric current magnitude on velocity and final microstructural and mechanical properties of the ceramics. The alumina and zirconia layers were prepared by electrophoretic deposition from stable suspensions of ceramic particles in the isopropanol stabilised with monochloracetic acid. It was found that the real time dependance of particle deposition differs from the theoretical predisction for given electrical conditions. By precise measurement of kinetics of the electrophoretic deposition the actual electrophoretic mobility of the particles and the actual amount of particles taking part in the deposition process were found. It was found that with increasing the electrical current the actual electrophoretic mobility was decreased and actual amount of particles taking part in the deposition process was increased. The increasing velocity of particles under higher electrical currents led to the detorioration of particle arrangement in the elctrode and thus to the increasing of the pore sizes and final densities of the deposits. These microstructural changes reflected in the lowering of the hardness of the deposited ceramics of about 300HV5 in the case of alumina.
Electrophoretic deposition is experimentally undemanding shaping method enabling preparation of ceramic material from stable suspension of ceramic particles by means of direct electric current. The aim of the work was to describe effect of electric current magnitude on velocity and final microstructural and mechanical properties of the ceramics. The alumina and zirconia layers were prepared by electrophoretic deposition from stable suspensions of ceramic particles in the isopropanol stabilised with monochloracetic acid. It was found that the real time dependance of particle deposition differs from the theoretical predisction for given electrical conditions. By precise measurement of kinetics of the electrophoretic deposition the actual electrophoretic mobility of the particles and the actual amount of particles taking part in the deposition process were found. It was found that with increasing the electrical current the actual electrophoretic mobility was decreased and actual amount of particles taking part in the deposition process was increased. The increasing velocity of particles under higher electrical currents led to the detorioration of particle arrangement in the elctrode and thus to the increasing of the pore sizes and final densities of the deposits. These microstructural changes reflected in the lowering of the hardness of the deposited ceramics of about 300HV5 in the case of alumina.
Description
Citation
HUSÁK, R. Vliv parametrů elektroforetické depozice na konečné vlastnosti keramiky [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2012.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Materiálové inženýrství
Comittee
doc. Ing. Bohumil Pacal, CSc. (předseda)
doc. Ing. Libor Pantělejev, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Stanislav Věchet, CSc. (člen)
prof. Ing. Martin Trunec, Dr. (člen)
doc. RNDr. Karel Obrtlík, CSc. (člen)
doc. Ing. Ladislav Čelko, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2012-06-12
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení