Preparation of ceramic layers on Al-Si alloy

Cílem práce bylo vytvoření keramické vrstvy na slitině Al10SiMg za účelem zlepšení tribologických a korozních vlastností. Slitina byla modifikována metodou mikro-obloukové oxidace za podmínek, určených pomocí matematické metody návrhu experimentu. Sledovanými vstupními podmínkami procesu byly koncentrace NaOH a Na2SiO3 v elektrolytu a použitá frekvence. Vrstvy byly charakterizovány metodami skenovací elektronové mikroskopie s energiově disperzním spektrometrem, mikroskopie atomárních sil, 3D profilometrem a 3D CPEM technologií, X-ray fotoelektronové spektroskopie, tribologickými zkouškami, metodami potenciodynamických polarizačních křivek a zkouškou v solné mlze. Na základě návrhu experimentu byly zjištěny optimální úrovně vstupních podmínek a vlivy jejich nastavení na tribologické a korozní vlastnosti připravených oxidických vrstev. Za účelem zlepšení tribologických vlastností byla provedena finální úprava modifikovaného vzorku lapováním.The aim of the work was to create a ceramic layer on Al10SiMg alloy in order to improve tribological and corrosion properties. The alloy was modified by micro-arc oxidation method under conditions determined by mathematical design of experiment method. The input conditions monitored for the process were the concentrations of NaOH and Na2SiO3 in the electrolyte and the applied frequency. The layers were characterized by scanning electron microscopy with energy dispersive spectrometer, atomic force microscopy, 3D profilometer and 3D CPEM technology, X-ray photoelectron spectroscopy, tribological tests, potentiodynamic polarization curve methods and salt spray test. Based on the experimental design, the optimum levels of input conditions and the effects of their adjustment on the tribological and corrosion properties of the prepared oxide layers were determined. In order to improve the tribological properties, the final treatment of the modified sample by lapping was carried out.619 - Katedra fyzikální chemie a teorie technologických procesůvýborn

Final surface modification for better wear resistance of ceramic coating on cast AlSi10Mg alloy

Using the design of experiment (DOE) method and the micro-arc oxidation (MAO) technique, ceramic layers on AlSi10Mg alloy were systematically prepared to design optimal process conditions for achieving the best tribological properties of the ceramic layers. The lowest concentrations of the applied 6 g/l NaOH and 12 g/l Na2SiO3 resulted in the preparation of uniform MAO layers with the lowest rated parameters Ra, Rz and thickness achieved under micro-arc discharge conditions at 500 V and 60 min. With the increasing thickness of the coatings, there was an increase of Si in the MAO coating. Full factorial DOE was used to optimize the tribological properties in a polyalphaolefin (PAO) environment at 80 degrees C. The most significant influence for the preparation of abrasion-resistant layers for the investigated factors was identified on the AlSi10Mg alloy by the NaOH content in the electrolyte. The friction coefficients of MAO coatings reached an average value of 0.15. Aero-lap polishing technology was applied for increased wear resistance requirements to eliminate the deficiencies of MAO coat-ings, leading to decrease wear track by almost double compared to polished silumin. Removal of the outer MAO layer by polishing led to a reduction in the high corrosion resistance of the MAO coating, demonstrating the influence of the outer layer not only on the tribological properties but also on the corrosion resistance of MAO coatings.Web of Science4824374473743

Preparation and surface modification of fly ash based membrane supports for micro and ultrafiltration

Cílem práce bylo vytvoření keramických membrán pro účely čištění odpadních vod. Membrány byly vytvořeny depozicí MF a UF vrstev na porézní keramické nosiče. Porézní nosiče byly připraveny na bázi lupku, kaolinu a jemně mletých popílků. Vstupní materiály byly podrobeny rentgenové fluorescenční spektrometrii pro zjištění chemického složení a laserové difrakci pro zjištění distribuce velikosti částic. Připravený nosič byl zobrazen pomocí skenovacího elektronového mikroskopu (SEM), kvalitativní a kvantitativní analýza byla provedena s připojeným energiově disperzním spektrometrem EDX. Velikost pórů nosiče byla zjištěna rtuťovou porozimetrií. Pro stanovení fáze byla použita rentgenová difrakční analýza. Depozice filtračních vrstev byla provedena metodou dip-coating. Správnost nanesení vrstev byla ověřena zobrazením v SEM s připojeným energiově disperzním spektrometrem EDX pro zjištění složení.The aim of this work was to create membranes for wastewater treatment with applied microfiltration and ultrafiltration layer. Porous supports were prepared with mixure of fly ash, claystone and kaolin. Input materials were subjected to X-ray fluorescence to determine chemical composition and laser difraction analysis to find particle size distribution. Prepared support was imaged by scanning electron microscope (SEM) and qualitative and quantitative analysis was performed with the attached EDX energy dispersive spectrometer. The pore size was measured by mercury porosimetry. X-ray diffraction analysis was used to determine the phase. Deposition of microfiltration and ultrafiltration layers was performed by dip-coating method. Corectness of application of the layers was verified by SEM with EDX energy dispersive spectrometer attached to determine the composition.9360 - Centrum nanotechnologiívýborn