LOCAL MECHANICAL PROPERTIES OF ATMOSPHERIC SPRAYED MOLYBDENUM COATINGS DEPOSITED WITH CASCADED PLASMA TORCH

Increasing interest for industrial use of thermally sprayed coatings leads to development in most thermal spraying technologies, including atmospheric plasma spraying (APS). The latest cascaded torch SinplexPro from Oerlikon Metco incorporates the efficiency advantages of cascaded arc technology into a single-cathode spray gun. It leads to more stable plasma arc across a wide range of gas flows, mixtures and pressures and also highly increases powder throughput. Thermal sprayed molybdenum coatings are widely used for improving wear resistance and sliding properties in many mechanical applications. Results of pure molybdenum coatings sprayed with cascaded plasma torch are not yet fully investigated. In this paper, mechanical properties of atmospheric plasma sprayed molybdenum coatings on steel (S235) substrate are evaluated. Optimization of spraying parameters for spherical Mo powder sprayed by cascaded plasma torch SinplexPro is carried out and the influence on final microstructure, mechanical and tribological properties of molybdenum coatings is analysed

Study of Thermal Behaviour of Zinc Phosphotungstate Glasses.

Byla připravena skla systému ZnO-P2O5-WO3 v kompoziční řadě (100-x)(0,5ZnO-0,5P2O5)-xWO3. U skel byly zjišťovány jejich základní fyzikálně-chemické vlastnosti (měrná hmotnost, molární objem, chemická odolnost) v závislosti na obsahu WO3. Termické vlastnosti skel byly studovány metodou DSC, termodilatometrie a vysokoteplotní mikroskopie. Z DSC křivek, termodilatometrických křivek a údajů z vysokoteplotního mikroskopu byly získány základní parametry charakterizující jejich termické chování (teploty skelné transformace, krystalizační teploty, atp.). Struktura krystalických fází vzniklých izotermní temperancí skel byla studována pomocí rtg. difrakční analýzy.Glasses of the system ZnO-P2O5-WO3 were prepared in the compositional range (100-x)(0,5ZnO-0,5P2O5)- xWO3. Basic physical-chemical properties of the glasses (density, molar volume, chemical resistence) were measured depending on the content of WO3. Thermal behavior of the glasses was studied using DSC, thermodilatometry and HMTA. The obtained data from these methods were used to identify basic characteristics of thermal behavior of the glasses (glass transition temperatures, crystallization temperatures, etc.). Structure of crystalline phases incurred with isothermal temperance were studied with X-ray diffraction analysis.Katedra obecné a anorganické chemiePosluchač seznámil komisi se svojí bakalářskou prací. Dále reagoval na připomínky a zodpověděl otázky členů komise: Diskutujte chemickou odolnost skla. Diskutujte ternární diagram studovaných skel. Vyvětlete pojem bulk. Jaká transformace je charakteristická pro skelné materiály. Co je to termická stabilita skel

Study of Phosphate and Borophosphate Glasses Containing In2O3

Diplomová práce se zabývá přípravou fosfátových a borofosfátových skel s obsahem In2O3, studiem jejich struktury pomocí Ramanovy spektroskopie a MAS NMR spektroskopie, zjišťováním jejich základních fyzikálně-chemických vlastností a studiem jejich termického chování pomocí tepelně-vodivostní DSC, termodilatometrie a vysokoteplotní mikroskopie. Celkem bylo připraveno 16 vzorků homogenních skel ve čtyřech kompozičních řadách: A: (50-x)ZnO-xIn2O3-50P2O5 (x = 0; 5; 10; 15; 20; 30); B: 30ZnO-(20-x)B2O3-xIn2O3-50P2O5 (x = 0; 5; 10; 15; 20); C: 30PbO-(20-x)B2O3-xIn2O3-50P2O5 (x = 0; 5; 10; 15; 20) a D: (50- x)ZnO-xY2O3-50P2O5,(x = 0; 5). Z MAS NMR spekter jader 31P vyplynulo, že v kompoziční řadě 30ZnO-(20-x)B2O3- xIn2O3-50P2O5 (řada B) dochází k postupné transformaci fosfátových celků v pořadí (Q3 ?) Q2 ? Q1 ? Q0 s rostoucím obsahem In2O3. S přídavky inditého dochází k postupné depolymerizaci fosfátové strukturní sítě, spojené s transformaci celků typu Q2 na celky Q1, také v ostatních kompozičních řadách, jak ukázala Ramanova spektra. Rozdíl ve struktuře skel obsahujících 5 mol% In2O3 nebo 5 mol% Y2O3 je minimální. NMR spektra jader 11B skel kompoziční řady B ukázala, že se indium do skelné strukturní sítě zabudovává, zejména prostřednictvím vazeb P-O-In. Studium fyzikálně-chemických vlastností ukázalo, že při zvyšování obsahu In2O3 (Y2O3) roste měrná hmotnost skel a jejich molární objem skel v kompozičních řadách A, C a D, u skel řady B byly změny molárního objemu s rostoucím obsahem oxidu inditého malé. Nejnižší chemická odolnost vůči vodě byla zjištěna u zinečnatéto metafosfátového skla. Při záměně ZnO za In2O3 v kompoziční řadě A se chemická odolnost skel zvyšovala, stejně tak jako při záměně ZnO za Y2O3 v řadě D. Chemická odolnost skel připravených v borofosfátových kompozičních řadách 30ZnO-(20-x)B2O3-xIn2O3-50P2O5 (B) a 30PbO- (20-x)B2O3-xIn2O3-50P2O5 (C) byla vysoká a v rámci vzájemné záměny obou trojmocných oxidů (B2O3 a In2O3) skel se příliš neměnila. Z výsledků tepelně-vodivostní DSC vyplynulo, že některá skla resp. jejich podchlazené taveniny krystalizují. V kompoziční řadě A: (50-x)ZnO-xIn2O3-50P2O5, byla nejvyšší termická stabilita zjištěna u vzorku s obsahem 5 mol% In2O3. Vysokou termickou stabilitu vykazuje také většina skel připravených ve zbývajících kompozičních řadách. Obdobné rozdíly v termické stabilitě byly zjištěny také pomocí vysokoteplotní mikroskopie. Z rentgenové difrakční analýzy vyplynulo, že produktem krystalizace jsou fáze Zn(PO3)2, Zn2(P2O7)2, InP3O9, Pb2InP3O11, Y(PO3)3 a v případě borofosfátových kompoziční řad také BPO4. Z DSC a TD křivek dále vyplynulo, že teplotní roztažnost skel klesá se zvyšujícím se obsahem In2O3 (Y2O3). Teplota skelné transformace s rostoucím obsahem In2O3 (Y2O3) v řadách A, C a D naopak stoupá, v řadě 30ZnO-(20-x)B2O3-xIn2O3-50P2O5 (B) se téměř nemění. Obdobné závislosti byly zjištěny také u dilatometrické teploty měknutí. Ze studia termického chování skel 50ZnO-50P2O5 (A) a 30ZnO-20In2O3-50P2O5 (A) dále vyplynulo, že u obou vzorků převládá povrchový mechanismus nukleace (krystalizace) nad mechanismem objemovým. Vyšší podíl objemové nukleace byl zjištěn u skla 50ZnO-50P2O5. Studium nukleační rychlosti ukázalo, že u vzorku 50ZnO-50P2O5 vznikají stabilní nukleační zárodky při vyšších nukleačních teplotách a po delších nukleacích časech než u vzorku 30ZnO-20In2O3-50P2O5.In this thesis the structure, physico-chemical properties and thermal behaviour of In2O3 containing phosphate and borophosphate glasses were investigated. Fourteen homogeneous glass samples (and two semicrystalline) were prepared in four compositional series: A: (50- x)ZnO-xIn2O3-50P2O5, (x = 0; 5; 10; 15; 20; 30); B: 30ZnO-(20-x)B2O3-xIn2O3-50P2O5, (x = 0; 5; 10; 15; 20); C: 30PbO-(20-x)B2O3-xIn2O3-50P2O5, (x = 0; 5; 10; 15; 20) a D: (50- x)ZnO-xY2O3-50P2O5, (x = 0; 5). The structure of the glasses was studied by Raman, 31P and 11B MAS NMR spectroscopy, thermal behaviour of the glasses was studied using DSC, TD and HMTA methods. The 31P MAS NMR spectra of the glasses prepared in the compositional series 30ZnO- (20-x)B2O3-xIn2O3-50P2O5 (series B) showed gradual transformation of phosphate structural units from Q2 (metaphosphate) units to Q1 (diphosphate) units up to Q0 (orthophosphate) units with the increasing In2O3 content. Raman spectra showed, that the depolymerisation of the structural network and the transformation of Q2 units up to Q1 units with the increasing In2O3 proceeded also in the glass series A and C. The 11B MAS NMR spectra showed that indium is incorporated to the glass structure through the P-O-In bonds. The glass density and molar volume increase linearly with increasing In2O3 content in the series A, C and D, whereas in the compositional series B is molar volume practically constant. The lowest chemical durability against water corrosion was observed for the glass with composition 50ZnO-50P2O5, but with replacement ZnO by In2O3 (Y2O3) in the compositional series A and D, chemical durability of glasses steeply increases. The glasses containing both In2O3 and B2O3 in the compositional series C and D reveal high chemical durability. Thermal studies showed that some of prepared glasses crystallize under heating. The lowest tendency towards crystallization has the glass with composition 45ZnO-5In2O3- 50P2O5. The major compounds formed by glass crystallization were Zn(PO3)2, Zn2(P2O7)2, InP3O9, Pb2InP3O11, Y(PO3)3 and BPO4. The glass transition temperature and dilatometric softening temperature increases with increasing In2O3 (Y2O3) in the A, C and D series, whereas thermal expansion of these glasses decreases. The study of nucleation mechanism and nucleation rate of the 50ZnO-50P2O5 and 30ZnO-20In2O3-50P2O5 glasses showed, that surface nucleation mechanism prevails over the internal one. Higher contribution of internal crystallization mechanism was found in the 50ZnO-50P2O5 glass. The study of nucleation rate of the 50ZnO-50P2O5 a 30ZnO-20In2O3- 50P2O5 glass showed that the stable nuclei are formed at the temperatures close to Tg, nevertheless for the 50ZnO-50P2O5 glass the maximum of nucleation rate is shifted towards crystallization temperature and the nucleation time increases.Katedra obecné a anorganické chemieDiplomant seznámil komisi se svojí diplomovou prací. Dále reagoval na připomínky oponenta. Zodpověděl otázky členů komise: Byla charakterizováná zjištěná krystalická fáze ve studovaných sklech? Diskutujte strukturu fosfátových skel. Diskutujte způsob uvedení citací ve Vaši práci. Vysvětlete pojmy uvedené u vysokoteplotní mikroskopie. Byla zkoušena reprodukovatelnost u rychlosti rozpouštění studovaných materiálů? Diskutujte výsledky rychlosti rozpouštění studovaných skel? Diskutujte fázový ternární diagram sklotvornosti. Diskutujte možnou aplikaci studovaných skel. Porovnejte B2O3 a In2O3 ve smyslu sklotvornosti

Phosphate and borophosphate glasses modified by trivalent metal oxides

Skla byla připravena v ternárních systémech ZnOIn2O3-P2O5, MgO-Fe2O3-P2O5, Fe2O3-TiO2-P2O5, PbO-Ga2O3-P2O5 a kvartérních systémech MgOFe2O3- B2O3-P2O5 a PbO-Ga2O3-B2O3-P2O5 celkem v 9 kompozičních řadách. Skla byla studována pomocí Ramanovy spektroskopie, 31P MAS NMR a Mössbauerovy spektroskopie. Byly studovány také základní fyzikálně-chemické vlastnosti, chemická odolnost a také termické vlastnosti pomocí DSC, termo-dilatometrie a vysokoteplotního mikroskopu.Glasses were prepared in ternary ZnO-In2O3-P2O5, MgO-Fe2O3-P2O5, Fe2O3-TiO2-P2O5, PbO-Ga2O3-P2O5 and quaternary systems MgO-Fe2O3-B2O3- P2O5 a PbO-Ga2O3-B2O3-P2O5 overall in 9 compositional series. Glasses were studied by Raman spectroscopy, 31P MAS NMR and Mössbauer spectroscopy. Basic physical-chemical properties, chemical durability and also thermal properties with DSC, thermodilatometry and hotstage microscopy.Fakulta chemicko-technologickáZasedání zahájil předseda zkušební komise pro obhajobu disertační práce prof. Ladislav Koudelka a konstatoval, že jednání je přítomno všech 8 členů komise včetně tří jmenovaných oponentů. Dále pak představil členům komise Ing. Antonína Račického ze studijního směru 2808V003 "Chemie a technologie anorganických materiálů", který předložil k obhajobě disertační práci s názvem: "Fosforečnanová a ¨borofosforečnanová skla modifikovaná oxidy trojmocných kovů" a seznámil členy komise s doporučením školitele prof. Ing. Petra Mošnera, Dr. a stanoviskem vedoucího školicího pracoviště k předložené práci. Následně pak doktorand seznámil komisi s předmětem a výsledky své disertační práce. Po referátu doktoranda následovalo projednání oponentských posudků. Všichni tři oponenti postupně přečetli své posudky a následně doktorand zodpověděl jejich dotazy a diskutoval jejich připomínky. V diskusi po projednání oponentských posudků byla pozornost zaměřena na otázku chemické vazby atomů india ve fosfátových a borofosfátových sklech. Prof. Wágner vznesl dotaz na otázku vztahu mezi energií vazeb a její vliv na hodnoty Tg a také na vliv struktury na teplotu skelné transformace. Prof. Němec vznesl dotaz na vliv železa na chemickou odolnost studovaných skel. Po skončení veřejné rozpravy proběhlo neveřejné zasedání komise, na kterém došlo po debatě k hlasování. Z přítomných 8 členů komise se 8 vyjádřilo pro výsledek obhajoby "splněno" a udělení vědecké hodnosti doktor (Ph.D.) Ing. Antonínu Račickému. Předseda komise poté seznámil doktoranda s výsledkem hlasování komise, poděkoval členům komise i oponentům za jejich účast na obhajobě a ukončil jednání komise. Souvislost mezi výsledky uvedenými v disertační práci a předkládanými publikacemi: Obě dvě přiložené publikace doktoranda souvisí s předloženou disertační prací. Vyjádření komise k podílu studenta na předkládaných publikacích: Podíl doktoranda na uvedených publikacích je nepochybný.Dokončená práce s úspěšnou obhajobo

Analýza ovlivněné povrchové oblasti vytvořené různými technologiemi řezání

Pro výrobu kruhového otvoru o průměru 33 cm byly použity tři různé technologie řezu, plasma, laser a acetylen. Ve všech třech případech byla jako polotovar použitá stejná deska oceli St-37 (1.0038, ČSN 11375) tloušťky 50 mm a cílem práce bylo zhodnotit a porovnat způsobené změny v mikrostruktuře řezaného povrchu. Na podélných a příčných výbrusech byla proto provedena světlená a řádkovací elektronová mikroskopie. Tvrdostní profily byly stanoveny měřením mikro a nano tvrdosti. Hloubka ovlivněné oblasti byla následně stanovena obrazovou analýzou snímků ze světelného mikroskopu a z průběhů mikro a nano tvrdostí. Bylo zjištěno, že všechny tři použité technologie ovlivňují mikrostrukturu a tvrdost řezaného povrchu oceli. Řezání acetylenem vedlo ke vzniku nejhlubší ovlivněné oblasti tvořen několika vrstvami postupně se měnící mikrostruktury tvořené směsí feritu a cementitu s různou morfologií.Three cutting technologies, plasma, laser, and acetylene, were used to produce the same geometry of a hole with 33 cm diameter. The plates of the same steel St-37 (1.0038, ČSN 11375) with a thickness of 50 mm were used in all three cases and the aim of the work was to evaluate and compare microstructure changes of the cut surfaces. Light and scanning electron microscopy of surface and below-surface areas were carried out at longitudinal and transverse samples. Hardness profiles were determined by micro-hardness and nano-hardness measurements. Based on these results, the depth of material that was influenced by cutting was established by image analysis of light micrographs, micro-hardness measurement and nano-hardness measurement. It was found out, that all three technologies influence significantly microstructure and surface hardness of cut steel. Acetylene cutting resulted in the deepest affected zone consisting of several layers with gradually changing microstructures based on various ferritic-carbidic morphologies.Three cutting technologies, plasma, laser, and acetylene, were used to produce the same geometry of a hole with 33 cm diameter. The plates of the same steel St-37 (1.0038, ČSN 11375) with a thickness of 50 mm were used in all three cases and the aim of the work was to evaluate and compare microstructure changes of the cut surfaces. Light and scanning electron microscopy of surface and below-surface areas were carried out at longitudinal and transverse samples. Hardness profiles were determined by micro-hardness and nano-hardness measurements. Based on these results, the depth of material that was influenced by cutting was established by image analysis of light micrographs, micro-hardness measurement and nano-hardness measurement. It was found out, that all three technologies influence significantly microstructure and surface hardness of cut steel. Acetylene cutting resulted in the deepest affected zone consisting of several layers with gradually changing microstructures based on various ferritic-carbidic morphologies

Thermal behaviour and properties of PbO-Ga2O3-P2O5 glasses

Byl studován vliv obsahu oxidu gallitého na termické chování a fyzikálně-chemické vlastnosti olovnatých fosforečnanových skel připravených v kompoziční řadě (40-x)PbO-xGa2O3-60P2O5 (x=0-35). Při záměně PbO za Ga2O3 klesá měrná hmotnost a index lomu skel, zatímco jejích molární objem roste. Odolnost skel vůči působení vody je vysoká. Z dilatometrických křivek vyplynulo, že s rostoucím obsahem Ga2O3 vzrůstá teplota skelné transformace a dilatometrická teplota měknutí skel, zatímco jejich teplotní roztažnost klesá. Studium skel pomocí DSC ukázalo, že přechlazené skelné taveniny při zahřívání krystalizují v teplotním rozmezí 400-800°C za vzniku Pb(PO3)2, Ga(PO3)3 a GaPO4.The effect of Ga2O3 on thermal behaviour and properties of glasses in compositional series (40-x)PbO-xGa2O3-60P2O5 (x=0-35) was investigated. DSC, TD and hot-stage microscopy studies showed that glass transformation temperature, dilatometric softening temperature, crystallization temperature and flow temperature increases with increasing Ga2O3 content, whereas thermal expansion coefficient decreases. Most of glasses crystallize under heating within the range of 400-800°C. Compounds formed by crystallization were Pb(PO3)2, Ga(PO3)3 and GaPO4

Glass-forming ability, structure and physical properties of ZnO–In2O3–P2O5 glasses

International audienc

Treatment of multiphase high strength TRIP steel with press-hardening

Díky svým vlastnostem nacházejí vícefázové oceli typu TRIP uplatnění v široké oblasti průmyslu. Hlavním hnacím motorem jejich vývoje je hlavně automobilový průmysl, který klade nároky na zlepšování mechanických vlastností, snižování hmotnosti jednotlivých dílů a samozřejmě také na zvýšení bezpečnosti cestujících. Proto jsou hledány stále nové cesty nejenom tepelného zpracování těchto ocelí, ale i možnosti jejich tváření. Velkým problémem u TRIP ocelí je nutnost izotermické prodlevy v oblasti bainitické přeměny, která zajišťuje dosažení požadované vícefázové struktury. Tato prodleva způsobuje technologické komplikace při nasazení těchto ocelí do výrobní praxe. Výroba vysokopevných dílů z vícefázových ocelí by mohla být zabezpečena technologií press-hardening, která se v současné době stále více používá pro výrobu tvarově složitějších dílů z vysokopevných ocelí. Pro experimentální program byla vybrána ocel CMnSi. Na této oceli byly odzkoušeny různé profily tepelného zpracování, které vycházely z dat naměřených přímo v reálném zpracování. Jednalo se o profily s ochlazováním do nástroje o různé teplotě nebo bez vložené izotermické prodlevy, případně o profily s lomeným ochlazováním. Bylo získáno široké spektrum struktur i mechanických vlastností. Při správně zvolených parametrech bylo dosaženo meze pevnosti okolo 1000 MPa s tažností okolo 15 %.Thanks to their properties, TRIP multi-phase steels are used in a wide range of industries. The main driver of their development is mainly the automotive industry, which demands improvements in mechanical properties, weight reduction of individual parts and, of course, also to increase passenger safety. That is why new ways are sought not only for the heat treatment of these steels but also for their forming. A major problem with TRIP steels is the need for an isothermal hold in the area of bainitic transformation, which ensures that the desired multiphase structure is obtained. This hold causes technological complications in the application of these steels to the production process. The high-strength parts from multi-phase steels could be produced by press-hardening technology, which is increasingly being used to produce more sophisticated high-strength steel parts. The CMnSi steel was selected for the experimental program. Different heat treatment profiles were tested on this steel, based on data measured directly in real-time processing. Regimes for the cooling in a tool at different temperatures with or without isothermal hold or profiles for broken quenching were used. A wide range of structures and mechanical properties were obtained. With the correct parameters, a strength of about 1000 MPa with a ductility of about 15% was achieved

Glass-forming ability, structure and physical properties of ZnO–In2O3–P2O5 glasses

International audienc

Behavior of indium oxide in zinc phosphate and borophosphate glasses

International audienc