Studium vlivu legovacích prvků na rozpustnost titanu v hořčíku
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá studiem vlivu hliníku a zinku na rozpustnost titanu v hořčíku. V teoretické části jsou shrnuty základní poznatky o hořčíku a o hořčíkových slitinách se zaměřením na systémy obsahující hliník, zinek a titan. Dále je zde popsána technologie práškové metalurgie, konkrétně příprava, zhutňování a slinování kovových prášků. Teoretickou část uzavírá rešerše o současném výzkumu ternárních a kvaternárních hořčíkových slitin. Experimentální část je zaměřena na přípravu hořčíkového materiálu legovaného titanem, zinkem a hliníkem pomocí práškové metalurgie a základní strukturně-mechanickou charakterizaci připravených materiálů. Byl sledován vliv legovacích prvků a teploty na rozpustnost titanových částic v hořčíku. Bylo zjištěno, že hlavní podmínkou rozpouštění titanu v hořčíku je teplota 800 °C a přítomnost hliníku, který zahajuje reakci tvorbou intermetalických sloučenin s titanem. Po začlenění titanu do struktury materiálu došlo vedle popsaných struktur také ke vzniku nových intermetalických sloučenin se všemi prvky, které dosud nebyly v literatuře popsány.
This master’s thesis deals with the study of the influence of aluminium and zinc on the solubility of titanium in magnesium. The theoretical part summarizes the basic knowledge about magnesium and magnesium alloys with a focus on systems containing aluminium, zinc and titanium. It also describes powder metallurgy technology, specifically the preparation, compaction and sintering of metal powders. The theoretical part ends with literature review on the current research of ternary and quaternary magnesium alloys. The experimental part focuses on the preparation of magnesium materials alloyed with titanium, zinc and aluminium by powder metallurgy and the basic structural and mechanical characterisation of the prepared materials. The effect of alloying elements and temperature on the solubility of titanium particles in magnesium was investigated. It was found that the main condition for the dissolution of titanium in magnesium is the temperature of 800 °C and the presence of aluminium, which initiates the reaction by forming intermetallic compounds with titanium. After incorporation of titanium into the material structure, new intermetallic compounds were formed with all elements not previously described in the literature, in addition to the structures described.
This master’s thesis deals with the study of the influence of aluminium and zinc on the solubility of titanium in magnesium. The theoretical part summarizes the basic knowledge about magnesium and magnesium alloys with a focus on systems containing aluminium, zinc and titanium. It also describes powder metallurgy technology, specifically the preparation, compaction and sintering of metal powders. The theoretical part ends with literature review on the current research of ternary and quaternary magnesium alloys. The experimental part focuses on the preparation of magnesium materials alloyed with titanium, zinc and aluminium by powder metallurgy and the basic structural and mechanical characterisation of the prepared materials. The effect of alloying elements and temperature on the solubility of titanium particles in magnesium was investigated. It was found that the main condition for the dissolution of titanium in magnesium is the temperature of 800 °C and the presence of aluminium, which initiates the reaction by forming intermetallic compounds with titanium. After incorporation of titanium into the material structure, new intermetallic compounds were formed with all elements not previously described in the literature, in addition to the structures described.
Description
Citation
STANĚK, J. Studium vlivu legovacích prvků na rozpustnost titanu v hořčíku [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jaromír Havlica, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Pác (člen)
Ing. Jiří Lerch (člen)
Date of acceptance
2023-05-30
Defence
Diplomant při prezentaci své práce na téma Studium vlivu legovacích prvků na rozpustnost titanu v hořčíku nejdříve seznámil komisi s problematikou hořčíkových slitin a možnostmi použití titanu. V experimentální části představil nejdříve postup a podmínky přípravy materiálů. Samotná prezentace výsledků byla zaměřena především na výsledky získané pomocí SEM-EDS. Získané výsledky následně doplnil výsledky z XRD a tvrdosti. Po shrnutí nejvýznamnějších výsledků student odpovídal na otázky oponenta:
1) V práci uvádíte (kap. 4.4 Metodika), že vzorky byly tepelně zpracovány při teplotách 550, 600 a 800 °C. Na základě čeho jste volili tyto teploty? Měly zvolené teploty relevantní opodstatnění s ohledem např. na fázové diagramy?
2) Existují i jiné metody přípravy těchto systémů (kromě lisování s následným slinováním), které by mohly vést k dokonalejšímu spojování materiálů, slinování, podporující vznik žádoucích intermetalických fází či by mohly vést ke vzniku homogennější struktury? Své tvrzení zdůvodněte.
3) Bylo by vhodné využít mechanické legování prášků ke vzniku fází zahrnujících prvky Mg a Ti?
4) Diskutujte, zda je možné (na základě provedené EDS analýzy-Obr. 25), že při teplotě 800 °C/24 h dochází k částečné substituci hliníku zinkem v TiAl fázích nebo se Zn vyskytuje vedle TiAl fází v jiné formě. Porovnejte s výsledky na Obr. 23-24, kde uvádíte, že se tvoří ternární TiAlZn fáze, resp. uvádíte „titanová částice kompletně rozpustila v matrici, došlo ke vzniku ternárních intermetalických sloučenin s hliníkem a zinkem“. Jaký je případně Vámi očekávaný mechanismus vzniku těchto ternárních fází?
Po zodpovězení otázek oponenta položila komise následující otázky:
1) Při jaké teplotě máte v systému eutektika s nejnižší teplotou tání?
2) Co je důvodem heterogenity vzorku?
Na všechny otázky student výborně odpověděl.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení