Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

MIKROSTRUKTURA KERAMIKY. Mikrostruktura užitkového porcelánu.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "MIKROSTRUKTURA KERAMIKY. Mikrostruktura užitkového porcelánu."— Transkript prezentace:

1 MIKROSTRUKTURA KERAMIKY

2 Mikrostruktura užitkového porcelánu

3 Mikrostruktura korundové keramiky - velikost krystalů 1 – 50 μm

4

5 Stabilizace ZrO 2 přídavkem Y 2 O 3

6 Transformačně zpevněná keramika (od mikro struktury k nanostruktuře) PSZ TZP ZTA

7 Typy transformačně zpevněné keramiky

8 Mikrostruktura ZTC Mg-PSZ Y-TZP ZTA

9 Příprava nanokeramiky Prekurzory: - nanočástice- nanoclustery ( 1 – 100 nm) - roztoky anorganických solí - roztoky organokovových sloučenin Příprava startovacích nanoprášků Metoda „bottom up“- syntéza z atomů, molekul chemickou cestou (sol-gel,CVD, redukce a srážení..) Metoda „top down“ desintegrace větších částic vnějšími silami (pyrolýza CO 2 laserem, vysokoteplotní plasmatický rozklad, mikrovlnný rozklad…) Tvarování výrobků – lisování, slip-casting, gel-casting, injection moulding, žárové, tlakové slinování (Sušení) Výpal – chem.reakce, slinování, růst zrn

10 Příprava nanokompozitů v systému ZrO 2 - Al 2 O 3 Sequence dílčích procesů submikronové prášky + voda nanoprášky nebo sol ↓ mokré mletí v planetárním kulovém mlýně ↓ vymrazovací sušárna ↓ lisování ↓ výpal

11 Příprava nanokompozitů v systému ZrO 2 (nano) - Al 2 O 3 (matrice) a viceversa Výchozí látky Submikronové prášky pro matrici kompozitu: Částečně stabilizovaný ZrO 2 (3%Y 2 O 3 ) S = 8 m 2 /g, ~ 500 nm Oxid hlinitý S = 16 m 2 /g, ~ 300 nm Nanoprášky Oxid zirkoničitý S = 35 m 2 /g, 30 nm Oxid hlinitý S = 99 m 2 /g, 20 nm Soly Koloidní roztok oxychloridu zirkoničitého 45 nm Aluminium sec.butoxid [C 2 H 5 CH(CH 3 )O] 3 Al 85 nm

12 Nanokompozit ZrO 2 (nano) / Al 2 O 3 (matrice) výchozí látka sol, T = C, hustota = %, nanočástice ZrO 2 v kompozitu ( nm) potlačují růst krystalů korundu

13 Nanokompozit ZrO 2 (nano) / Al 2 O 3 (matrice) výchozí nanočástice ZrO nm, T = C, velikost nanočástic ZrO 2 v korundové matrici lokalizovaných na rozhraní mezi zrny korundu cca nm

14 Kompozit Al 2 O 3 (nano) / ZrO 2 (matrice) výchozí látka sol, T = C, hustota = % SEM image of the composite (l) and yttrium stabilised ZrO 2 (r) nanočástice korundu ( nm) neovlivňují růst zrn ZrO 2 submikro-kompozit čistý ZrO 2

15 Kompozit Al 2 O 3 (nano) / ZrO 2 (matrice) SEM image of agglomerated korundum powder (l) and surface microstructure of the composite (r) Velikost částic korundu v matrici ZrO 2 cca 1 μm, materiál má charakter submikro-kompozitu

16 Současné poznatky o přípravě a vlastnostech nanokompozitů na bázi Al 2 O 3 – ZrO 2 Téměř 100% relativní hustoty lze dosáhnout slinováním již při teplotě C Transformační teplotu ZrO 2 (tetra) → ZrO 2 (mono) lze snížit až o několik set stupňů Celsia Nanokompozity vykazují zvýšenou pevnost, lomovou houževnatost a tvrdost Lze připravit průhlednou nanokrystalickou keramiku Snížení velikosti částic do oblasti nano vede k vyšší elektrické vodivosti

17 AlON transparentní keramika

18 Nanostruktura AlON transparentní keramiky

19 Příprava transparentní keramiky

20 Typy a použití transparentní keramiky

21 Sol-gel nanomateriály na bázi oxidů

22

23 Reakce při vzniku produktů na bázi SiO 2

24 Kondenzace v kyselém a v alkalickém prostředí pH 7

25

26 ORMOCERY, ORMOSILY

27 Příprava nanovrstev metodou sol-gel příprava solu ↓ nanášení na substrát ↓ sušení ↓ výpal

28 Nanášení vrstev - metoda spin- coating

29

30

31

32 Nanovrstvy na bázi SiO 2 a TiO 2 typ vrstvy složení vrstev 1. Jednosložkové vrstvy SiO 2, vrstvy TiO 2 2. Vícesložkové na bázi SiO 2 binární, složené z SiO 2 a TiO 2 SiO 2 s polydimethylsiloxanem SiO 2 s oxidy přechodných kovů SiO 2 vrstvy dopované Ag,Au,Cu 3. Vícesložkové na bázi TiO 2 TiO 2 vrstvy s oxidy Mn a V TiO 2 vrstvy dopované Ag, Au, Cu

33 Látky pro přípravu solů Složky solů použité chemikálie Prekurzory tetraethoxysilan, tetra-n-butylorthotitanát Rozpouštědla C 2 H 5 OH, isopropanol, benzoylaceton, acetylaceton, n-butanol, ethylenglykol Hydrolytická destil.voda, HCl, HNO 3, kyselina octová a kondenzační činidla a trichloroctová Aditiva dusičnany Ag,Mn,Cr,Cu, chloridy Au,Cu,Fe polydimethylsiloxan, komerční detergent Triton X 100

34 Sušení a výpal vrstev SUŠENÍ 60 – 80 0 C, 30 min – 1 h VÝPAL C 45 min – 6h atmosféra : vzduch za normálního tlaku Teplota, čas, atmosféra výpalu má rozhodující vliv na vlastnosti

35 Fázové složení vrstev Vrstvy SiO 2 skla skla + nanokrystalické fáze Vrstvy TiO 2 Calcinations temperature (°C) Crystallinesize (nm) AnataseRutile

36 Nanostruktura vrstev TiO 2 Výpal na různé teploty poskytuje nanovrstvy s polykrystalickou nanostrukturou

37 Vertikální řez vrstvou TiO 2 Vrstva připravená trojnásobným potažením C, tloušťka cca 200 nm

38 II. Vlastnosti vrstev OBECNÉ : homogenita, adheze, chemická odolnost, porosita SPECIÁLNÍ : SiO 2 vrstvy : index lomu (antireflexe), hydrofobita, absorbce, polovodivost, baktericidní vlastnosti TiO 2 vrstvy : index lomu (reflexe), absorbce fotoaktivita, polovodivost, hydrofilita

39 Refractive index of SiO 2 - TiO 2 films (λ = 550 nm)

40 Refractive index and porosity of pure TiO 2 layers as a function of temperature treatment

41 Fotodegradační schopnost vrstev TiO 2

42 Úprava smáčivosti povrchu skla původní povrch povrch s vrstvou TiO 2

43 Smáčivost nanovrstev Superhydrofobita γ ≥ 150 0, hybridní vrstvy SiO 2 + org. polymery (např. resiny na bázi formaldehydu) Superhydrofilita γ → 0, vrstvy na bázi TiO 2

44 Ochrana povrchu skla proti korozi v kyselém prostředí nanovrstvami SiO 2 a TiO 2

45 Ochrana povrchu skla nanovrstvami SiO 2 a TiO 2 proti korozi v alkalickém prostředí

46 Závislost koncentrace přeživších bakterií na době inkubace (vrstva SiO 2 + nanočástice Ag)

47 Funkčně gradientní fotosenzitivní vrstvy na skle (teplota výpalu C) Ag + (nanočástice halogenidů) + Cu + ↔ Ag 0 + Cu 2+

48 Sol pro antireflexní vrstvy pro PC monitory

49 Fyzikální a fyz.-chem. metody nanášení vrstev NaprašováníVakuové napařování Iontová implantace substrátKov, keramika,sklo, plasty Kov, keramika, sklo Kov, polovodič, izolátor druh vrstvyKovy, keramika, sklo, plasty Kovy, keramika,sklo Kovy,sloučeni ny depoziční rychlost (μm.min -1 ) ,01

50 CdTe filmy pro solární články připravené vakuovým napařováním ( účinné jsou filmy připravené za teplot nad C- potlačen vznik textury s orientací 111)

51 Bioaktivní nanovrstvy Skelné, skelně-krystalické a keramické vrstvy schopné reagovat se složkami živé tkáně a postupně s nimi vytvářet pevné spojení, nebo se v nich rozpouštět. a-bioinertní, b-bioaktivní vrstva hydroxyapatitu Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 na kovovém implantátu, c-povrchově aktivní biosklo, d-resorbovatelný Ca 3 (PO 4 ) 2

52 Princip bioaktivity Bioactive glass Na +, Ca 2+ H +, H 3 O + Glass Si - OH Si-O-Si + H 2 O Si-OH + HO-Si Amorphous Ca/P layer growth Ca 2+ PO 4 3- CaO-P 2 O 5 Si - OH Glass HAP, CHAp crystallisation OH - CO 3 2- Si - OH Glass Exchange of moveable ions HCA

53 Úprava povrchu Ti hydroxidem sodným a interakce s SBF HCl Inert.atm NaOH gel TiO 2 +Na + Ca 2+ Na + Body fluid Ca 2+ (CO 3 ) 2- (PO 4 ) 3- CaO-P 2 O 5 recryst. Ca 2+ (CO 3 ) 2- (PO 4 ) 3-

54 Povrch Ti před a po úpravě hydroxidem sodným gel TiO 2 nárůst drsnosti a spec.povrchu

55 Chem.upravený a v SCS prekalcifikovaný povrch slitiny Ti po 28 dnech v SBF souvislá vrstva HA krystal oktakalcium fosfátu

56 Chemické složení SCS a SBD SCS : 4,0 Na +, 5,0 Ca 2+, 10,0 Cl -, 2,5 H 2 PO 4 -, 1,5 HCO 3 - (mmol.l -1 ) SBF : (mmol.l -1 ) Na + K+K+ Ca 2+ Mg 2+ Cl - HCO 3 - HPO 4 2- SO

57 Tvorba apatitu na různých substrátech s gelovitým povrchem


Stáhnout ppt "MIKROSTRUKTURA KERAMIKY. Mikrostruktura užitkového porcelánu."

Podobné prezentace


Reklamy Google