Experimental study of the deformation mechanisms in cobalt by advanced in-situ techniques

• Thesis title in Czech: Experimentální studium deformačních mechanizmů v kobaltu pokročilými in-situ metodami
• Thesis title in English: Experimental study of the deformation mechanisms in cobalt by advanced in-situ techniques
• Key words: kobalt|deformace|akustická emise|in-situ charakterizace|kolektivní pohyb dislokací
• English key words: cobalt|deformation|acoustic emission|in-situ characterisation|collective dislocation motion
• Academic year of topic announcement: 2020/2021
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Physics of Materials (32-KFM)
• Supervisor: RNDr. Ing. Michal Knapek, Ph.D.
• Author: Bc. Adam Greš - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 20.09.2021
• Date of assignment: 20.09.2021
• Confirmed by Study dept. on: 17.04.2023
• Date and time of defence: 13.09.2023 09:00
• Date of electronic submission: 19.07.2023
• Date of submission of printed version: 19.07.2023
• Date of proceeded defence: 13.09.2023
• Opponents: prof. RNDr. Kristián Mathis, Ph.D., DrSc.
• Advisors: doc. Ing. Patrik Dobroň, Ph.D.

Guidelines

1. Studium literatury s důrazem na fyzikální podstatu deformačního chování kovových materiálů - základy krystalografie, Hookův zákon, plastická deformace, poruchy krystalické mřížky, vliv materiálových parametrů (velikost a morfologie zrn, krystalografická textura, obsah zbytkové fcc fáze), apod.
2. Seznámení s experimentálními metodami, které budou využity ke zkoumání deformační dynamiky v kobaltu (zejména deformační zařízení, akustická emise, digitální korelace obrazu, mikroskopie).
3. Experimentální měření podle bodu 2 na kobaltových vzorcích se systematicky se měnícími parametry (velikost zrna, textura, fcc fáze), analýza a interpretace dat. Srovnání s jinými hexagonální kovy s ohledem na poměr krystalografických konstant (c/a) a energii vrstevních chyb.
4. Zpracování literární rešerše a dosažených výsledků do podoby diplomové práce.

References

[1] Kratochvíl P., Lukáč P., Sprušil B. : Úvod do fyziky kovů I, SNTL Praha, Czech Republic, 1984.
[2] Knapek M., 2016. Study of cooperative dislocation phenomena in solids by the acoustic emission technique, Ph.D. diss., Charles University, Prague.
[3] Máthis K. and Chmelík F., 2012. Exploring plastic deformation of metallic materials by the acoustic emission technique, Acoustic Emission, InTech, Rijeka, 23–48.
[4] Fleurier G., Hug E., Martinez M., Dubos P.-A. and Keller C., 2015. Size effects and Hall–Petch relation in polycrystalline cobalt, Philosophical Magazine Letters 95(2), 122–130.
[5] Hitzenberger C., Karnthaler, H. P. and Korner A., 1985. Electron microscopy of H.C.P. cobalt at various temperatures, Acta Metallurgica 33(7), 1293–1305.
[6] Practical Acoustic Emission Testing. The Japanese Society for Non-Destructive Inspection (eds.), Springer, Japan, 2016.
[7] Blaber, J., Adair, B., Antoniou, A., 2015. Ncorr: Open-Source 2D Digital Image Correlation Matlab Software. Experimental Mechanics 55, 1105–1122.

Preliminary scope of work

Deformační mechanismy v kobaltu jsou v porovnání s dalšími kovy s hexagonální (hcp) krystalickou strukturou studovány jen velmi omezeně. Komplexní výzkum deformační dynamiky s vysokým časovým a zobrazovacím rozlišením je v současnosti možné realizovat s využitím pokročilých in-situ metod. Mezi tyto metody patří akustická emise, digitální korelace obrazu a rastrovací/transmisní elektronová mikroskopie. Cílem diplomové práce je kombinované využití zmíněných metod ke zkoumání vlivu materiálových a experimentálních parametrů na mechanické vlastnosti kobaltu. Porovnání výsledků s deformačními vlastnostmi dalších hcp materiálů přispěje k porozumění obecních aspektů deformace v hcp kovech.

Preliminary scope of work in English

In contrast to many hexagonal closed packed (hcp) metals, deformation mechanisms in cobalt have not been frequently studied. A complex investigation of the deformation dynamics with high temporal and imaging resolution can be nowadays performed with the help of advanced in-situ techniques, such as acoustic emission, digital image correlation, and scanning/transmission electron microscopy. The objective of the bachelor thesis is a combined utilization of these methods in order to assess the effect of material and experimental parameters on the mechanical properties of cobalt. Relation of the obtained results to the data available for different hcp metals can contribute to the general understanding of deformation behavior in these materials.