Kompozitní materiály jsou velmi perspektivní materiály, které nabízejí široké možnosti modifikace vlastností pro konkrétní aplikace. V této diplomové práci jsou popsány matrice a výztuže vhodné pro výrobu kompozitů, a také plniva, pomocí kterých lze modifikovat vlastnosti, a dále způsoby výroby kompozitních struktur. Dále se teoretická část zaměřuje na popis mechanického chování kompozitů, které je v některých ohledech odlišné od chování homogenních materiálů. Největší pozornost ale práce klade na vlastnosti kompozitů pod účinkem elektromagnetického pole a využitím sendvičových struktur jako materiálů využitelných pro elektromagnetické stínění. Součástí praktické části je výroba sendvičových panelů za použití kompozitních lamin s elektricky vodivými a magnetickými plnivy a hliníkových voštin použitých jako jádra. Tyto panely byly dále otestovány tříbodovou ohybovou zkouškou ke zjištění mechanických vlastností. Také byla prozkoumána účinnost elektromagnetickému stínění v daném frekvenčním rozsahu a na základě toho bylo určeno, zda konkrétní plniva v dané koncentraci splňují předpoklady pro využití v oblasti elektromagnetického stínění.
Anotace v angličtině
Composites are perspective materials that offer a wide range of possibilities for modifying properties for specific applications. The diploma thesis describes matrices and reinforcements suitable for the production of composites, as well as fillers, which can be used to modify properties. The thesis also deals with technologies of production of composite structures. The theoretical part focuses on the description of the mechanical behavior of composites, which is in some aspects different from the behavior of homogeneous materials. However, the work pays the greatest attention to the properties of composites under the influence of the electromagnetic field and the use of sandwich structures as materials usable for electromagnetic shielding. The practical part includes the production of sandwich panels using composite laminates with electrically conductive and magnetic fillers and aluminum honeycombs used as cores. The panels were tested by a threepoint bending test to determine their mechanical properties. The effeciency of electromagnetic shielding in a given frequency range was also examined. Based on this it was determined whether specific fillers in a given concentration meet the requirements for use in the field of electromagnetic shielding.
Kompozitní materiály jsou velmi perspektivní materiály, které nabízejí široké možnosti modifikace vlastností pro konkrétní aplikace. V této diplomové práci jsou popsány matrice a výztuže vhodné pro výrobu kompozitů, a také plniva, pomocí kterých lze modifikovat vlastnosti, a dále způsoby výroby kompozitních struktur. Dále se teoretická část zaměřuje na popis mechanického chování kompozitů, které je v některých ohledech odlišné od chování homogenních materiálů. Největší pozornost ale práce klade na vlastnosti kompozitů pod účinkem elektromagnetického pole a využitím sendvičových struktur jako materiálů využitelných pro elektromagnetické stínění. Součástí praktické části je výroba sendvičových panelů za použití kompozitních lamin s elektricky vodivými a magnetickými plnivy a hliníkových voštin použitých jako jádra. Tyto panely byly dále otestovány tříbodovou ohybovou zkouškou ke zjištění mechanických vlastností. Také byla prozkoumána účinnost elektromagnetickému stínění v daném frekvenčním rozsahu a na základě toho bylo určeno, zda konkrétní plniva v dané koncentraci splňují předpoklady pro využití v oblasti elektromagnetického stínění.
Anotace v angličtině
Composites are perspective materials that offer a wide range of possibilities for modifying properties for specific applications. The diploma thesis describes matrices and reinforcements suitable for the production of composites, as well as fillers, which can be used to modify properties. The thesis also deals with technologies of production of composite structures. The theoretical part focuses on the description of the mechanical behavior of composites, which is in some aspects different from the behavior of homogeneous materials. However, the work pays the greatest attention to the properties of composites under the influence of the electromagnetic field and the use of sandwich structures as materials usable for electromagnetic shielding. The practical part includes the production of sandwich panels using composite laminates with electrically conductive and magnetic fillers and aluminum honeycombs used as cores. The panels were tested by a threepoint bending test to determine their mechanical properties. The effeciency of electromagnetic shielding in a given frequency range was also examined. Based on this it was determined whether specific fillers in a given concentration meet the requirements for use in the field of electromagnetic shielding.
Vypracujte literární rešerši se zaměřením na polymerní kompozity a voštiny, které vyhovují podmínkám pro přípravu sendvičových prvků.
Pomocí databáze CES EduPack navrhněte a optimalizujte sendvičové prvky se zaměřením na mechanické vlastnosti – ohybovou tuhost, průhyb a cenu.
Experimentálně připravte kompozitní laminy a s využitím voštin připravte sendvičové prvky.
Sendvičové prvky otestujte pomocí 3-bodové metody a proměřte účinnost proti elektromagnetickému záření v pásmu od 1 do 20 GHz.
Zásady pro vypracování
Vypracujte literární rešerši se zaměřením na polymerní kompozity a voštiny, které vyhovují podmínkám pro přípravu sendvičových prvků.
Pomocí databáze CES EduPack navrhněte a optimalizujte sendvičové prvky se zaměřením na mechanické vlastnosti – ohybovou tuhost, průhyb a cenu.
Experimentálně připravte kompozitní laminy a s využitím voštin připravte sendvičové prvky.
Sendvičové prvky otestujte pomocí 3-bodové metody a proměřte účinnost proti elektromagnetickému záření v pásmu od 1 do 20 GHz.
Seznam doporučené literatury
Ehrenstein Gottfried W.: Polymerní kompozitní materiály. 1.vyd. V ČR, ISBN: 978-80-86960-29-6, 2009.
ŠUBA, Oldřich: Dimenzování a navrhování výrobků z plastů, Zlín: Univerzita Tomáše Bati, 2001, skripta.
Michael F. Ashby: Materials Selection in Mechanical Design 5th Edition, Butterworth-Heinemann, 2017, ISBN-10: 0081005997, ISBN-13: 978-0081005996, http://www.elsevier.com
Knižní a časopisecké a zdroje dostupné prostřednictvím knihovny UTB ve Zlíně.
Seznam doporučené literatury
Ehrenstein Gottfried W.: Polymerní kompozitní materiály. 1.vyd. V ČR, ISBN: 978-80-86960-29-6, 2009.
ŠUBA, Oldřich: Dimenzování a navrhování výrobků z plastů, Zlín: Univerzita Tomáše Bati, 2001, skripta.
Michael F. Ashby: Materials Selection in Mechanical Design 5th Edition, Butterworth-Heinemann, 2017, ISBN-10: 0081005997, ISBN-13: 978-0081005996, http://www.elsevier.com
Knižní a časopisecké a zdroje dostupné prostřednictvím knihovny UTB ve Zlíně.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Student představil komisi výsledky své diplomové práce. Poté byla komise seznámena s posudky a hodnocením vedoucího a oponenta (hodnocení vedoucího: A - výborně, hodnocení oponenta: A - výborně). V rámci posudku byly studentovi položeny následující dotazy oponenta: doc. Ing. Soňa Rusnáková, Ph.D. - Prečo ste zvolili dané koncentrácie v prípade použitia sadzí 1,5 hm% a 10 hm%? Nebolo by vhodnejšie zvoliť koncentrácie napr.1,5 hm%, 3 hm%, 4,5 % práve z dôvodu ich väčšieho objemu a samotného primiešania do epoxidovej matrice? Nedochádzalo pri miešaní k ich zhlukovaniu v objeme matrice? - ZODPOVĚZEN ZCELA. Aké iné materiály by ste mohli použiť na zlepenie pripravených nosných vrstiev k voštine, kde by mohla byť hrúbka matrice kontrolovateľná? - ZODPOVĚZEN ZCELA. Ako by ste odhadli (nie presnú kalkuláciu) cenové náklady pre zvolený výrobný postup a použité materiály a porovnajte to s dostupnými komerčnými riešeniami na trhu? - ZODPOVĚZEN ZCELA.
Poté byla vedena diskuze o diplomové práci, během které byly jednotlivými členy komise položeny následující dotazy: doc. Ing. Dagmar Měřínská, Ph.D. - Můžete vysvětlit použití 10 hm% u jednotlivých typů plniv? - ZODPOVĚZEN ZCELA. Je z praktického hlediska důležité, aby daný materiál absorboval nebo reflektoval? - ZODPOVĚZEN ZCELA. doc. Ing. Ondřej Bílek, Ph.D. - Můžete objasnit význam uvedených sloupcových grafů? - ZODPOVĚZEN ZCELA.