Posudky závěrečné kvalifikační práce

Posudek vedoucího

Dlouhý, Antonín

Navrhovaná známka

Posudek oponenta

Kroupa, Aleš

Výběr tématu disertační práce Studium slitin s tvarovou pamětí na bázi NiTi je velmi důležité nejen z hlediska základního výzkumu, ale i vzhledem k jejich širokému praktickému potenciálu. Tato práce se zabývá spíše praktickými aspekty spojenými s chováním studovaných slitin při různém stupni a charakteru kontaminace, ke kterém může docházet v průběhu přípravy ve výrobním procesu a z tohoto hlediska je velmi aktuální a důležitá. Předložená disertační práce se zabývá vlivem nečistot, které se dostávají do materiálů v průběhu přípravy slitin metodou vakuového indukčního tavení v kelímcích z Y2O3, optimalizací teplotního zpracování zejména z hlediska vlivu na obsah těchto nečistot a z hlediska spíše základního výzkumu se snaží získat informace o reverzibilní martenzitické transformaci, která je podstatou chování těchto slitin. Disertační práce je psána v angličtině, má 112 stran (včetně příloh, seznamu literatury, tabulek a obrázků) a obsahuje všechny předepsané kapitoly. Teoretická část se věnuje popisu principů reverzibilní martenzitické transformace, která je „původcem“ unikátních vlastností studovaných materiálů, včetně základních termodynamických informací, fyzikálně-metalurgických charakteristik a existujících poznatků o vlivu nečistot na chování martenzitické transformace. Další kapitola je věnována popisu experimentálních technik, použitých při vlastní disertační práci. Výsledky práce jsou shrnuty v kapitolách 3 a 4 a jsou potom přehledně shrnuty v závěru práce. V práci je celkem 14 tabulek, a velký počet obrázků, které mají z hlediska technické kvality většinou vysokou úroveň, a usnadňují pochopení výsledků. Zde mám drobnou výtku z hlediska provedení – byla zvolena poměrně malá velikost obrázků, což v některých případech trochu ztěžuje čtení obrázku. Zejména v případě více DSC křivek v jednom obrázku není někdy snadné rozlišit křivky příslušejícím jednotlivým položkám v legendě (např. když je použita černá a tmavě modrá barva pro jejich rozlišení.) Dostatečný je i počet odkazů na literaturu, celkem 99, který ukazuje na důkladné studium existující literatury ze strany doktorandky. Z hlediska jazyka je DP psána kvalitní angličtinou, obsahuje pouze běžné množství překlepů a k možným nepochopením, plynoucím z nepřesné formulace v AJ dochází jen velmi zřídka. Asi nejvýraznější taková „nesrozumitelnost“ je v kap. 5 (Conclusions), v závěru č. 3, kdy asi nebylo míněno, že se snažíme snížit množství kyslíku v „konvenčních kelímcích na bázi Y2O3“. Dále bych asi nepoužil slovo „reduction“ ve smyslu snížení teploty, tam je spíše na místě slovo „decrease“ (str. 81). Také nerozumím úplně přesně výrazu „was adhere“ (str. 593). Cíle disertační práce jsou uvedené v kapitole 1.8.: 1. Popis chování kontaminovaných slitin, jejichž kontaminace vyplývá z přípravy slitin v konvenčních kelímcích. 2. Optimalizace tavení slitin NiTi vzhledem k čistotě slitiny a ceně. 3. Získání nových dat o martenzitické transformaci a související distribuci vodíku prostřednictvím DSC a AP technik. Dosažení těchto cílů bylo v práci dostatečně dokumentováno, i když vliv některých nečistot se nepodařilo zcela kvantifikovat, případně se ukázalo, že není závislý na množství nečistot (např. v případě vodíkové atmosféry). Je proto možno konstatovat, že disertační práce stanovené cíle splnila. Způsob řešení byl zvolen správně, zejména rozsah experimentální práce je značný. Nicméně popis řešení mi v textu disertační práce nepřipadá úplně logický a přehledný a v některých případech mi není zcela jasný např. postup přípravy vzorků. Některé informace jsou v textu uvedeny, ale bylo by vhodnější je uvést na jiném místě, v některých případech mi chybí zdůvodnění, proč byl proveden určitý výběr experimentálních podmínek. V diskusi výsledků v kap. 4 jsou některé části trochu nepřehledné. Závěr: Práce splňuje požadavky kladené na doktorskou práci. Cíle práce byly splněny a podstatná část výsledků byla publikována v časopise a ve sbornících z konferencí. Doktorandka jednoznačně prokázala schopnost vědecky pracovat. Práci proto doporučuji k obhajobě a po jejím úspěšném obhájení doporučuji udělení titulu Ph.D.

Navrhovaná známka

Otázky

- V rámci práce nejsou používány stejné jednotky, což stěžuje porovnávání některých veličin (např. J/g – J/mol, °C – K, ppm – wppm – at.%, min – s) - V obr. 1,3, je použit termín Twinned and Slipped M, v textu práce jsou používány termíny twinned, reoriented, detwinned M. Pro specialisty v oboru mohou byt vzájemné vztahy jasné, například pro mne ale nikoliv
- V kapitole 1.5. jsou použity výrazy „Gibbs free energy“, případně „free energy“. I když matematika v kapitole je v pořádku, terminologie je zmatená. Gibbsova energie je stavová funkce případě T a p jako nezávislých proměnných a jinak se také nazývá volná entalpie (free enthalpy). Volná energie (free energy) je stavovou funkcí pro T a V jako nezávislé proměnné. Je jasné, že v tomto případě je potřeba pouze ujasnit terminologii
V tab. 2.4. a 2.5. jsou uvedeny způsoby tavení slitin. Teprve později v textu lze odvodit důvody, které vedly k těmto volbám. Bylo by asi lepší tyto důvody uvést přehledně hned v této části. - Mám pocit, že v obrázku 3.18 jsou šipky ve špatných obrázcích, měly by být v b2) a b3) podle textu na str. 66.
- V kap.4.1.1. je chyba na 2. řádku zdola nad rovnicí (4.5) - má být 2.xO = 3.x - V obr. 4.1. by se mělo jednat o směšovací entalpii v případě taveniny a o tvornou entalpii v případě intermetalických fází. Opět zde dochází trochu k terminologickým problémům. Jedná se pravděpodobně také o data pro různé teploty a možná i standardní stavy. - Popisek k obr. 4.7 je zřejmě chybný, rovněž není jasné, jak se liší ty dva žíhané stavy, z textu mi to není jasné.
- Jedná se v případě fázového diagramu na obr. 1.5 o stabilní nebo metastabilní fázový diagram? - Jak se liší martenzitické struktury B19‘1 a B19‘2?
Zmiňujete se, že TiNi slitiny byly dříve studovány z hlediska ukládání vodíku. Z této formulace mi vyplývá, že v současnosti již nejsou pro tento účel perspektivní. Jaký je tedy současný důvod studia vlivu H na martenzitickou transformaci ve slitinách
V kap. 2.1.1. uvádíte, složení čistých kovů použitých při přípravě slitin a výrobce yttriových kelímků. Vzápětí mluvíte o přípravě vzorků na Ruhr Universität Bochum, kde zmiňujete použití grafitových kelímků. Jedná se o stejné vzorky? Jedná se o příklad výše uvedené poznámky o tom, že občas nejsou informace dostatečně jasně uvedeny. V další kapitole 2.2 mluvíte o přípravě vzorků na VÚT metodou VIM. Byly tyto vzorky připraveny z výše uvedených čistých materiálů? Proč byly připraveny dvě různé sady na dvou různých pracovištích.
V kap. 2.3 je uvedeno teplotní zpracování slitin. Proč byly zvoleny zrovna tyto teploty časy a kroky?
- V kap. 2.4. jsou uvedeny všechny experimentální techniky, které byly při vyhodnocení použity. Byla všechna měření provedena autorkou práce? - Obr. 3.20 a 3.21 by měly zachycovat vzorek po stejném tepelném zpracování. Není mi proto jasné, proč jsou rozložení atomů tak rozdílná.
Kapitola 4.1.1 je v textu trochu nesourodá, patřila by spíše do obecného úvodu, nicméně bych požádal o podrobnější vysvětlení, jak se dospělo k rovnici (4.9) vzhledem ke kombinaci několika formalismů použitých v této rovnici.
-na obrázku 4.8 je ukázáno rozložení DSC křivky na dvě Gaussovy křivky, nikde ale není uveden žádný závěr týkající se informací, které lze z toho vyvodit. - V kap. 4.2.2 je uvedeno, že se kyslík může rozpouštět ve slitině, protože Ti má silnou afinitu ke kyslíku. Domnívám se, že to spíše povede ke vzniku oxidu
Na str. 8311 je zmíněna existence prekursoru NiTiH. Nikde předtím o něm nebyla zmínka, proč se tam objevuje, jaký má vliv na transformaci atd. Na závěr této kapitoly se navíc uvádí, že H zůstává v tuhém roztoku a hydridy nevytváří. Tato část diskuse mi není zcela jasná.

Zemčík, Ladislav

Posuzovaná disertační práce má rozsah 112 stran, obsahuje 62 obrázků, 14 tabulek (z toho 6 v příloze) a 99 odkazů na citovanou literaturu. Disertační práce se zabývá vlivem způsobu přípravy slitin NiTi s tvarovou pamětí a podmínek tepelného zpracování na průběh martenzitické transformace při tepelném zpracování těchto slitin, zpracovává tedy velmi aktuální téma. V souladu se zaměřením výzkumných prací je úvodní část disertace věnována základním charakteristikám slitin NiTi, jejich použití a přípravě (tavení, tepelné zpracování), dále pak fyzikální metalurgii slitin NiTi včetně termodynamiky a průběhu fázových transformací v těchto slitinách. Je zde dále proveden rozbor vlivu kontaminace slitin NiTi uhlíkem, kyslíkem a vodíkem a vlivu prostředí při tepelném zpracování na průběh fázových transformací při tepelném zpracování těchto slitin. Další část práce je věnována popisu prováděných experimentálních prací a metodám vyhodnocování získaných vzorků. V závěrečné části práce je provedena diskuse dosažených výsledků a na jejím základě jsou pak formulovány závěry práce včetně návrhu dalších experimentálních prací. Práce je zpracována přehledně, má velmi dobrou úroveň jak po stránce obsahové, tak po stránce formální, rozsah jednotlivých kapitol je přiměřený a odpovídá cíli disertační práce. Metodika experimentů a jejich vyhodnocování je pro daný účel navržena účelně. Posuzovaná disertační práce obsahuje nové, originální poznatky obohacující vědní obor, ve kterém je obhajována. Cíle disertační práce bylo dosaženo, práci proto doporučuji k obhajobě a v případě úspěšného obhájení pak doporučuji udělení titulu Ph.D.

Navrhovaná známka

Otázky

1. Byla provedena analýza tmavě šedých částic bohatých na Ti (obr. 3.10)?
2. Proč nebyl stanoven obsah uhlíku ve výchozím materiálu z Ruhr-Universität Bochum, a ve vzorcích získaných přetavbami v kelímcích z Y2O3? Umožnilo by to vyslovit se k vlivu příměsí (C, O) na transformační chování slitiny NiTi (obr. 4.4).
3. Proč je v kap 4.1.1 analyzována rovnováha a ne termodynamická pravděpodobnost průběhu reakce (4.1)? V počátečním stadiu tavby v kelímcích z Y2O3 je systém jistě mimo rovnováhu. Proč nebyl stanoven obsah Y ve výchozím materiálu a po přetavbách?