but.committee	prof. RNDr. Karel Maca, Dr. (předseda) doc. Ing. Pavel Ctibor, Ph.D. (člen) Ing. Jindřich Ziegelheim, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Jaroslav Cihlář, CSc. (člen) prof. RNDr. Pavel Šandera, CSc. (člen)	cs
but.defence	Prezentace k obhajobě DDP byla srozumitelná a provedená v časovém limitu. Doktorand zodpověděl úspěšně všechny dotazy přednesené oponenty i členy komise. Největším přínosem předložené DDP je vývoj a příprava zcela nového povlaku TBC s vlastnostmi překračujícími dosavadní konvenční materiály.	cs
but.jazyk	čeština (Czech)
but.program	Fyzikální a materiálové inženýrství	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Švejcar, Jiří	cs
dc.contributor.author	Jech, David	cs
dc.contributor.referee	Ctibor, Pavel	cs
dc.contributor.referee	Ziegelheim, Jindřich	cs
dc.date.created	2018	cs
dc.description.abstract	Komplexní systémy tepelných bariér patří v současnosti mezi nejúčinnější povrchové úpravy nacházející praktické uplatnění v pozemních energetických turbínách a proudových leteckých motorech. V případě nejexponovanějších rotorových a statorových vysokoteplotních částí leteckých motorů tak bylo v kombinaci tepelné bariéry se systémem vnitřního chlazení dosaženo zvýšení provozní teploty o několik desítek stupňů celsia. V případě konvenčních tepelných bariér sestávajících ze svrchního povlaku na bázi ZrO2-Y2O3 a vazebného povlaku na bázi MCrAlY, pracujících na hranici materiálových limitů, je však velice obtížné dosáhnout dalšího zvýšení provozních teplot, byť jen o několik jednotek stupňů celsia. Pracovní teplota ve spalovací komoře leteckého motoru je úměrná jeho efektivitě a nepřímo úměrná celkové spotřebě paliva a produkci nežádoucích emisí CO2. Z tohoto důvodu je stále vynakládáno značné úsilí ve výzkumu a vývoji nových typů keramických povlaků, které jsou schopné dlouhodobě pracovat za extrémních podmínek. Napomáhají tak tomu i například nové přístupy návrhu vícevrstvých kompozitních systémů tepelných bariér, které umožňují obstát v požadovaném trendu růstu pracovních teplot leteckých motorů, a to zejména díky možnosti optimalizace vysokoteplotní odolnosti a vysoké životnosti. Jejich základnímu přehledu, vlastnostem, technologiím přípravy a způsobům testování je věnována teoretická část disertační práce. Experimentální část disertační práce je věnována optimalizaci přípravy konvenční ZrO2-Y2O3 / MCrAlY tepelné bariéry pomocí atmosférického plazmatického nástřiku a současně vývojem, přípravou a charakterizací nového vícevrstvého experimentálního kompozitního systému tepelné bariéry na bázi ZrO2-Y2O3-Al2O3-SiO2 / ZrO2-Y2O3 / MCrAlY, která v mikrostruktuře obsahuje oblasti amorfní a/nebo nanokrystalické. Strukturní stabilita, fázové transformace a růst tepelně indukovaného oxidu v konvenční i experimentální tepelné bariéře byl po optimalizaci parametrů depozice hodnocen testy vysokoteplotní izotermické oxidace a vysokoteplotní cyklické oxidace a na spalovacím testu. Konvenční i experimentální systémy tepelných bariér byly hodnoceny s využitím metod světelné mikroskopie, rastrovací elektronové mikroskopie s energiově disperzní mikroanalýzou a pomocí rentgenové difrakce. Nově navržený experimentální vícevrstvý systém tepelné bariéry prokázal, v porovnání s konvenční tepelnou bariérou, nižší hodnotu tepelné vodivosti, pomalejší kinetiku růstu tepelně indukovaného oxidu, vyšší strukturní stabilitu a celkově v rámci všech provedených vysokoteplotních testů vyšší životnost.	cs
dc.description.abstract	Complex thermal barrier coating systems are one the most efficient high-temperature surface treatments which open up practical applications in land-based turbines and air jet engines. In the case of most exposed rotor and stator jet engine components, the combination of thermal barrier coatings together with the inner cooling system made it possible to increase working temperature by several tens of degrees of Celsius. Nevertheless, it is very difficult to achieve any further increase in working temperature by using the conventional thermal barrier coatings based on the ZrO2-Y2O3 ceramic top coat and the MCrAlY metallic bond coat, which currently work at their material limits. The working temperature inside the combustion chamber of the jet engine is proportional to engine’s efficiency and inversely proportional to fuel consumption and production of undesirable CO2 emission. Therefore, a considerable effort has recently been devoted to research and development of new types of ceramic coatings that can withstand long term extreme working conditions. New design approaches of multi-layer composite thermal barrier coating systems can sustain the required trend of increasing working temperature of jet engines mainly because of possibility of optimization of high-temperature durability and long lifetime. The theoretical part of thesis provides a fundamental overview of thermal barrier coatings, their properties, deposition technologies and testing methods. The experimental part is focused on optimization of deposition parameters of conventional ZrO2-Y2O3 / MCrAlY thermal barrier coatings prepared by means of atmospheric plasma spraying. Furthermore, a novel multi-layer thermal barrier coating system based on ZrO2-Y2O3-Al2O3-SiO2 / ZrO2-Y2O3 / MCrAlY, which contains amorphous and/or nanocrystalline regions, is developed, tested and characterized as well. Structural stability, phase transformations and growth of the thermally grown oxide in both conventional and experimental systems after high-temperature isothermal oxidation, cyclic oxidation and burner-rig tests were evaluated by means light microscopy, scanning electron microscopy with energy-dispersive microanalysis and X-ray diffraction. In comparison with the conventional thermal barrier coatings, the novel multi-layered systems have lower thermal conductivity, slower thermally grown oxide kinetic, better structural stability, and generally higher lifetime in all high-temperature tests.	en
dc.description.mark	P	cs
dc.identifier.citation	JECH, D. Příprava a strukturní stabilita nanokrystalických tepelných bariér [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.	cs
dc.identifier.other	113782	cs
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11012/137312
dc.language.iso	cs	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	Pokročilé povrchové úpravy	cs
dc.subject	materiálové systémy tepelných bariér	cs
dc.subject	technologie žárového nástřiku	cs
dc.subject	vysokoteplotní expozice	cs
dc.subject	strukturní a fázová stabilita	cs
dc.subject	Advanced surface treatment	en
dc.subject	materials systems of thermal barrier coatings	en
dc.subject	thermal spray technology	en
dc.subject	high temperature exposure	en
dc.subject	structural and phase stability	en
dc.title	Příprava a strukturní stabilita nanokrystalických tepelných bariér	cs
dc.title.alternative	Processing and Structural Stability of Nanocrystalline Thermal Barrier Coatings	en
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	doctoralThesis	en
dc.type.evskp	dizertační práce	cs
dcterms.dateAccepted	2018-12-10	cs
dcterms.modified	2019-01-15-14:00:13	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	Fakulta strojního inženýrství	cs
sync.item.dbid	113782	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2025.03.27 14:42:52	en
sync.item.modts	2025.01.15 21:54:44	en
thesis.discipline	Fyzikální a materiálové inženýrství	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav materiálových věd a inženýrství	cs
thesis.level	Doktorský	cs
thesis.name	Ph.D.	cs

Příprava a strukturní stabilita nanokrystalických tepelných bariér

Files

Original bundle

Collections