velikost textu

Study of cooperative dislocation phenomena in solids by the acoustic emission technique

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Study of cooperative dislocation phenomena in solids by the acoustic emission technique
Název v češtině:
Studium kooperativních dislokačních jevů v pevných látkách metodou akustické emise
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Michal Knapek, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. František Chmelík, CSc.
Oponenti:
doc. Dr. Ing. Petr Haušild
Ing. Michal Landa, CSc.
Konzultant:
Ing. Patrik Dobroň, Ph.D.
Id práce:
122991
Fakulta:
Matematicko-fyzikální fakulta (MFF)
Pracoviště:
Katedra fyziky materiálů (32-KFM)
Program studia:
Fyzika (P1701)
Obor studia:
Fyzika kondenzovaných látek a materiálový výzkum (4F3)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
20. 9. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
mikrovzorky, velikostní jev, kovové pěny, plastická deformace, akustická emise
Klíčová slova v angličtině:
microsamples, size effect, metal foams, plastic deformation, acoustic emission
Abstrakt:
Názov práce: Štúdium kooperatívnych dislokačných javov v pevných látkach me- tódou akustickej emisie Autor: Michal KNAPEK Katedra: Katedra fyziky materiálů Školiteĺ: doc. RNDr. František Chmelík, CSc., Katedra fyziky materiálů Abstrakt: Plastická deformácia kryštalických látok v ráde mikrometrov sa značne líši od správania makroskopických vzoriek, ked’že deformácia mikrovzoriek je charakterizovaná náhodnými skokmi na deformačných krivkách. V práci boli skúmané tri typy kryštalických materiálov, a to: medené vzorky typu “micro- pillar” s rôznymi rozmermi, hliníkové mikrovlákna a hliníkové a hliník-horčíkové peny vyrobené metódou replikácie kompaktovaných soĺných foriem. Vyvinuté boli precízne metódy výroby vzoriek a vysokocitlivé meracie zariadenia pozostávajúce z jednoosích tlakových a ťahových skúšok so súčasným záznamom akustickej emisie (AE), ktoré boli použité na skúmanie efektov spojených s plastickou de- formáciou v mikrometrických škálach (dynamika dislokačných procesov v súvis- losti s nespojitosťami plastickej deformácie). V mikrovzorkách bol objavený bol tzv. veĺkostný jav v plastickej deformácii, ako aj priame korelácie medzi skokmi na deformačných krivkách s udalosťami AE. Tento výsledok priamo potvrdzuje, že dislokačné lavíny sú zodpovedné za stochastický charakter deformačných pro- cesov taktiež na mikroškálach. Replikované hliníkové a hliník-horčíkové peny s otvorenými pórmi s priemernou veĺkosťou 25–400 µm a relatívnymi hustotami v rozmedzí 25–45 % boli tiež skúmané ako jeden z mála materiálov, v ktorom sa vd’aka jeho štruktúre prejavujú vyššie spomínané javy aj v makroskopickom me- radle. V hliníkových penách bol taktiež pozorovaný veĺkostný jav v mechanických vlastnostiach. V hliník-horčíkových penách sa navyše prejavil tzv. Portevinov-Le Châtelierov (PLC) jav. Na objasnenie deformačných vlastností a PLC javu v rámci výrazne komplikovanej štruktúry kovových pien boli signály AE, ktoré boli generované počas mechanického zaťaženia vzoriek, podrobne analyzované pomo- cou pokročilej frekvenčnej analýzy a štatistických metód. Kĺúčové slová: mikrovzorky; veĺkostný jav; kovové peny; plastická deformácia; akustická emisia v
Abstract v angličtině:
Title: Study of cooperative dislocation phenomena in solids by the acoustic emis- sion technique Author: Michal KNAPEK Department: Department of Physics of Materials Supervisor: doc. RNDr. František Chmelík, CSc., Department of Physics of Materials Abstract: Plastic deformation of micron-scale crystalline materials differs con- siderably from bulk specimens, as it is characterized by random strain bursts. Three categories of metallic samples were investigated in this thesis: micron- scale copper micropillars with varied geometries, submillimeter-scale aluminum microwires, and aluminum and aluminum-magnesium salt-replicated foams. Very precise fabrication methods and sensitive measurement set-ups consisting of uni- axial compression and tensile tests with concurrent acoustic emission (AE) record- ing were developed. These fine methods allowed for investigations of effects re- lated to plastic deformation at micrometer scales, i.e. the dislocation dynamics associated with the stress drops. Size effects in plastic deformation, as well as clear correlations between the stress drops and the AE events, were found in mi- crosamples, confirming that dislocation avalanches are indeed responsible for the stochastic character of deformation processes also at microscales. Open-cell pure aluminum and aluminum-magnesium foams produced by salt replication with cells between 25 and 400 µm in average diameter and relative densities between 25 and 45 % were also tested as one of the very few materials where, thanks to its structure, the abovementioned effects are manifest also in a bulk form. Size effect in the mechanical properties was evidenced in pure aluminum foams. Moreover, the Portevin-Le Châtelier (PLC) effect was found in the aluminum-magnesium foams. To account for the deformation behavior and the occurrence of PLC effect within such complicated structures, the AE signals accompanying the compres- sion of tested samples were further evaluated using advanced frequency analysis and statistical methods. Keywords: microsamples; size effect; metal foams; plastic deformation; acoustic emission iv
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Michal Knapek, Ph.D. 62.97 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Michal Knapek, Ph.D. 109 kB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Michal Knapek, Ph.D. 42 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Michal Knapek, Ph.D. 39 kB
Stáhnout Posudek vedoucího doc. RNDr. František Chmelík, CSc. 164 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Dr. Ing. Petr Haušild 255 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Michal Landa, CSc. 206 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby prof. RNDr. Helena Štěpánková, CSc. 212 kB