Povrchové a mechanické vlastnosti a-CSi:H a a-CSiO:H vrstev
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Dizertační práce se zabývá přípravou a charakterizací tenkých a-CSi:H a a-CSiO:H vrstev připravených pomocí plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD). Tetravinylsilan (TVS) a jeho směsi s argonem a kyslíkem byly použity pro depozice vrstev jak na planární substráty, tak na svazky vláken. Hlavními charakterizačními technikami byla studována topografie vrstev, a to pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM), jejich mechanické vlastnosti pomocí nanoindentace a míra adheze vrstev k substrátu vrypovou zkouškou. Mezi další analyzované vlastnosti patřilo vnitřní pnutí či frikční koeficient. Zvláštní pozornost byla věnována adhezní práci a jejímu stanovení. Tyto znalosti byly dále aplikovány při přípravě povrchových úprav skleněných vláken a následně polymerních kompozitů. Ty byly testovány pomocí vytlačovacího testu a smykového testu krátkých trámečků. Na základě výsledků byly stanoveny vlivy depozičních podmínek a vztahy mezi studovanými vlastnostmi a veličinami.
The dissertation thesis deals with the preparation and characterisation of a-CSi:H and a CSiO:H thin films prepared using the process of plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD). Tetravinylsilane (TVS) and its mixtures with argon and oxygen were used to deposit films on both planar substrates and fibre bundles. Main characterisation techniques were employed to study the topography of films, namely atomic force microscopy (AFM). Their mechanical properties were studied through nanoindentation; the nanoscratch test was used to assess the film adhesion to the substrate. Other analysed properties were internal stress and friction coefficient. The particular attention was paid to the work of adhesion and its determination. This knowledge was further applied to the preparation of surface treatments of glass fibres and, subsequently, polymer composites. Those were tested using the push-out test and the short beam shear test. Based on the results, the effects of deposition conditions and the relationships between the studied properties and quantities were determined.
The dissertation thesis deals with the preparation and characterisation of a-CSi:H and a CSiO:H thin films prepared using the process of plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD). Tetravinylsilane (TVS) and its mixtures with argon and oxygen were used to deposit films on both planar substrates and fibre bundles. Main characterisation techniques were employed to study the topography of films, namely atomic force microscopy (AFM). Their mechanical properties were studied through nanoindentation; the nanoscratch test was used to assess the film adhesion to the substrate. Other analysed properties were internal stress and friction coefficient. The particular attention was paid to the work of adhesion and its determination. This knowledge was further applied to the preparation of surface treatments of glass fibres and, subsequently, polymer composites. Those were tested using the push-out test and the short beam shear test. Based on the results, the effects of deposition conditions and the relationships between the studied properties and quantities were determined.
Description
Keywords
Tenká vrstva, polymerní kompozit, PECVD, a-CSi:H, a-CSiO:H, vrypová zkouška, nanoindentace, mikroskopie atomárních sil (AFM), smykový test krátkých trámečků, vytlačovací test, adhezní práce, mechanické vlastnosti, smyková pevnost krátkých trámečků, smyková pevnost na rozhraní, Thin film, polymer composite, PECVD, a-CSi:H, a-CSiO:H, nanoscratch test, nanoindentation, atomic force microscopy (AFM), short beam shear test, push-out test, work of adhesion, mechanical properties, short beam shear strength, interfacial shear strength
Citation
PLICHTA, T. Povrchové a mechanické vlastnosti a-CSi:H a a-CSiO:H vrstev [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Andrey Shukurov, Ph.D., oponent (člen)
Mgr. Petr Klapetek, Ph.D., oponent (člen)
doc. RNDr. Vilma Buršíková, Ph.D. (člen)
Ing. Jaroslav Lukeš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Miroslav Bartošík, Ph.D. (člen)
Ing. David Škoda, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2020-11-25
Defence
Z důvodu nouzového stavu proběhla obhajoba Ing. Tomáš Plichty kombinovaným způsobem - doktorand a fakultní zaměstnanci, tj. předseda komise a školitel (který není členem komise) byli přítomni při obhajobě prezenčně. Mimofakultní členové komise byli připojeni formou videokonference. Průběh obhajoby byl nahráván. Hlasování proběhlo tajně online formou. Předseda komise představil doktoranda. Ing. Plichta má již určité pracovní zkušenosti (např. 1/2018 - 5/2018 aplikační inženýr a výzkumný pracovník, NenoVision, s.r.o., Brno). Absolvoval zahraniční stáže - např. 6/2019 - hostující Ph.D. student, BAM - Federální institut pro výzkum a testování materiálů, Berlín, SRN. Absolvoval rovněž pedagogickou praxi 2017-2019 vedení praktika z anorganické chemie I, 2018-2019 konzultant bakalářské a diplomové práce. Doktorand je spoluautorem 4 článků v impaktovaných časopisech. Ve své powerpointové prezentaci představil doktorand podstatné výsledky disertační práce. Oponenti přečetli své posudky, oba posudky doporučovaly práci k obhajobě a obsahovaly řadu dotazů. Doktorand na dotazy uspokojivým způsobem odpověděl. Následně se rozproudila diskuze s ostatními členy komise.
Otázky z diskuze: Z hlediska závislosti frikce na RH, byla měřená rovněž povrchová energie studovaných materiálů? Byla studována stabilita hrotů v průběhu měření? Rozsah použité relativní vlhkosti? Jak byly vzorky skladovány pro testy stability? Bude se doktorand po úspěšné zvládnutí obhajoby nadále zabývat studiem těchto materiálů ? Jestli ano, bylo by zajímavé doplnit studium vrstev o měření povrchové energie vrstev a srovnat tyto výsledky s výsledky adhezní práce. ) měření dat z optického profilometru, dotaz na optické spektrální vlastnosti vrstev (index lomu, absorpce, reflexe a transmise), možnost selektivní výroby vrstev po vzoru optické/elektronové litografie. Na grafech závislosti elastického modulu a tvrdosti na stáří vzorku konstatujete, že elastický modul na stáří není závislý ale indentační tvrdost ano. Tvrdost je velmi citlivá na změnu vnitřní struktury materiálu např. zvýšení krystalinity polymeru zvyšuje jeho hustotu a tím i tvrdost. Nepředpokládáte nějaký podobný efekt změny struktury v závislosti na stáří vzorku?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení