Statistické velikostní parametry inkluzí a trhlin studované rentgenografickými metodami

• Název práce v češtině: Statistické velikostní parametry inkluzí a trhlin studované rentgenografickými metodami
• Název v anglickém jazyce: Statistical size parameters of inclusions and cracks studied by means of X-ray methods
• Klíčová slova: rentgenová difrakce|maloúhlový rtg rozptyl|počítačová tomografie|deformované materiály|reálná struktura
• Klíčová slova anglicky: x-ray diffraction|small-angle x-ray scattering|computed tomography|deformed materials|real structure
• Akademický rok vypsání: 2021/2022
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Lukáš Horák, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 28.07.2021
• Datum zadání: 28.07.2021
• Datum potvrzení stud. oddělením: 01.10.2021
• Konzultanti: Mgr. Daniel Šimek, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1. Recommended and pertaining literature research
2. X-ray measurements of in-situ deformed, annealed or inclusions-incorporating materials using XRD, SAXS and high-resolution CT
3. Data processing, determination of statistical size parameters from different methods.
4. Comparison of the results, determination of detection limits and ranges of observation, determination of scale parameters of XRD and SAXS from the tomography, comparison with electron microscopy.
5. Definition of observation criteria for different types of inclusions for each of the X-ray methods.

1. Rešerše doporučené a další vhodné literatury
2. Rentgenografická měření in-situ deformovaných, žíhaných a inkluze obsahujících materiálů pomocí difrakce, maloúhlového rozptylu a počítačové tomografie
3. Zpracování dat, určování statistických rozměrových parametrů dosažitelných různými metodami
4. Srovnání výsledků, určení mezí a rozsahů citlivosti, určení škálovacích parametrů difrakce a maloúhlového rozptylu z tomografie, srovnání s elektronovou mikroskopií.
5. Určení kritérií pozorovatelnosti různých typů inkluzí jednotlivými metodami

Seznam odborné literatury

[1] A. Guinier and G. Fournet, Small‐Angle Scattering of X‐rays, 1955, available freeonline
[2] B. E. Warren, X‐ray diffraction, Dover, New York, 1990
[3] O. Glatter and O. Kratky (eds.), Small‐Angle X‐ray Scattering, 1982, available free online
[4] L.A. Feigin and D.I. Svergun, Structure Analysis by Small‐Angle X‐ray Scattering, 1987, available free online https://www.embl‐hamburg.de/biosaxs/reprints/feigin_svergun_1987.pdf
[5] The SANS Toolbox, B. Hammouda, NIST (available as pdf: http://www.ncnr.nist.gov/staff/hammouda/the_SANS_toolbox.pdf
[6] R. Jamian, Small‐Angle Scatering Summary Equations, http://www.jemian.org/sasequations.pdf
[7] Probing nanoscale structures – the SANS toolbox, http://www.ncnr.nist.gov/staff/hammouda/the_SANS_toolbox.pdf
[8] Jiang Hsieh, Computed Tomography Principles, Design, Artifacts, and Recent Advances, 2nd Edition , Wiley & Sons, 2009 (ISBN: 978-0-470-56353-3)

Předběžná náplň práce

Téma tohoto výzkumu by mělo překlenout rozdíly mezi statistickým parametry inkluzí a kavit pozorovatelných v reálné struktuře materiálů pomocí difrakčních a radigrafických metod. Během cyklické deformace dochází k iniciaci trhlin, během žíhání lze pak pozorovat růst inkluzí. Tato práce by měla zodpovědět otázku, kdy lze inkluze a trhliny detekovatelné rtg. difrakčními metodami (XRD, SAXS) pozorovat a statisticky ekvivalentně popisovat též v počítačové tomogafii s vysokým rozlišením. Toto porovnání by mohlo též pomoci kalibrovat škálové parametry difrakčních metod (hustotu inkluzí) srovnáním výsledků z tomografie s teoretickým výpočtem.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The topic of the research shall bridge the gaps between diffraction and radiographic observation of statistical parameters of inclusions or voids present in real structures of materials. Upon cyclic deformation the crack initiation or inclusion growth during annealing can be observed. The study shall answer the question, when the sizes of the inclusions or voids observed in X-ray diffraction and scattering methods (XRD, SAXS) are suitable for detection and statistical evaluation in high-resolution X-ray computed tomography. The comparison can possibly yield the scale parameters for XRD and SAXS (number of inclusions per volume) and compare them with theoretical simulation approach to calibrate the diffraction and scattering methods.