Byly studovány možnosti přípravy hladkých či texturovaných povrchů na bázi hliníku metodou chemického leptání. Upravené povrchy byly modifikovány kyselinou stearovou pro dosažení co největší hydrofobity strukturovaných povrchů. Byl zkoumán vliv teploty, času, složení leptacích lázní, koncentrace komponent v leptacím roztoku, počet a sled kroků leptání na změnu povrchové drsnosti a charakteristického reliéfu. Dále byl optima-lizován proces přípravy hydrofobních povrchů s ohledem na složení modifikující lázně, koncentrace složek v roztoku, teplotu a čas úpravy. Připravené povrchy byly charakteri-zovány pomocí elektronové mikroskopie, profilometrie, goniometrie a mikroskopie ato-márních sil. Z výsledků vyplynulo, že vhodným nastavením více krokového procesu leptání lze připravit nejen velmi hladké povrchy, ale rovněž povrchy vyznačující se speci-fickým povrchovým reliéfem bez ohledu na původní povrch vzorku. Mimo to lze tyto povrchy vhodně zvoleným postupem upravit tak, aby vykazovaly superhydrofobní cha-rakter.
Anotace v angličtině
The possibilities of preparing smooth or textured aluminum based surfaces using chemi-cal etching have been studied. The surfaces were modified with stearic acid to achieve hydrophobicity of the structured surfaces. The influence of heat, time, composition of etching bath, concentration of components in the etching solution, the sequence and the number of etching steps to change the surface roughness and structure were studied. Fur-thermore, the process of preparing hydrophobic surfaces has been optimized with respect to the composition of the etching bath, the concentration of the components, the tempera-ture and the treatment time. The prepared surfaces were characterized by electron mi-croscopy, profilometry, goniometry, and atomic force microscopy. The results have shown it is possible to prepare very smooth surfaces, but also surfaces with a specific surface relief, regardless of the appearance of the surface of the original treated sample. In addition, these surfaces can be modified in a suitably chosen manner to exhibit a su-perhydrophobic character.
Aluminum, surface, chemical etching, roughness, texturization, stearic acid, superhyd-rophobicity
Rozsah průvodní práce
77
Jazyk
CZ
Anotace
Byly studovány možnosti přípravy hladkých či texturovaných povrchů na bázi hliníku metodou chemického leptání. Upravené povrchy byly modifikovány kyselinou stearovou pro dosažení co největší hydrofobity strukturovaných povrchů. Byl zkoumán vliv teploty, času, složení leptacích lázní, koncentrace komponent v leptacím roztoku, počet a sled kroků leptání na změnu povrchové drsnosti a charakteristického reliéfu. Dále byl optima-lizován proces přípravy hydrofobních povrchů s ohledem na složení modifikující lázně, koncentrace složek v roztoku, teplotu a čas úpravy. Připravené povrchy byly charakteri-zovány pomocí elektronové mikroskopie, profilometrie, goniometrie a mikroskopie ato-márních sil. Z výsledků vyplynulo, že vhodným nastavením více krokového procesu leptání lze připravit nejen velmi hladké povrchy, ale rovněž povrchy vyznačující se speci-fickým povrchovým reliéfem bez ohledu na původní povrch vzorku. Mimo to lze tyto povrchy vhodně zvoleným postupem upravit tak, aby vykazovaly superhydrofobní cha-rakter.
Anotace v angličtině
The possibilities of preparing smooth or textured aluminum based surfaces using chemi-cal etching have been studied. The surfaces were modified with stearic acid to achieve hydrophobicity of the structured surfaces. The influence of heat, time, composition of etching bath, concentration of components in the etching solution, the sequence and the number of etching steps to change the surface roughness and structure were studied. Fur-thermore, the process of preparing hydrophobic surfaces has been optimized with respect to the composition of the etching bath, the concentration of the components, the tempera-ture and the treatment time. The prepared surfaces were characterized by electron mi-croscopy, profilometry, goniometry, and atomic force microscopy. The results have shown it is possible to prepare very smooth surfaces, but also surfaces with a specific surface relief, regardless of the appearance of the surface of the original treated sample. In addition, these surfaces can be modified in a suitably chosen manner to exhibit a su-perhydrophobic character.
Aluminum, surface, chemical etching, roughness, texturization, stearic acid, superhyd-rophobicity
Zásady pro vypracování
Vypracujte literární rešerši na dané téma.
Proveďte experimenty věnované cílené změně povrchové textury hliníku či jeho slitin.
Proveďte charakterizaci změn povrchové textury pomocí dostupných technik, SEM, AFM, profilometrie, goniometrie.
Výsledky přehledně diskutujte a zhodnoťte.
Zásady pro vypracování
Vypracujte literární rešerši na dané téma.
Proveďte experimenty věnované cílené změně povrchové textury hliníku či jeho slitin.
Proveďte charakterizaci změn povrchové textury pomocí dostupných technik, SEM, AFM, profilometrie, goniometrie.
Výsledky přehledně diskutujte a zhodnoťte.
Seznam doporučené literatury
Cakir, O. Chemical Etching of Aluminium. Journal of Materials Processing Technology. 2008, 199, 337-340.
Chvojak, Jiří a Miroslav Brzobohatý. Zpracování a použití hliníku a jeho slitin. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1961.
Hatch, J.E., Aluminum Properties and Physical Metallurgy, American Society for Metals, 1984.
Daoud, W.A., Self-Cleaning Materials and Surfaces a Nanotechnology Approach, Wiley, 2013.
Seznam doporučené literatury
Cakir, O. Chemical Etching of Aluminium. Journal of Materials Processing Technology. 2008, 199, 337-340.
Chvojak, Jiří a Miroslav Brzobohatý. Zpracování a použití hliníku a jeho slitin. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1961.
Hatch, J.E., Aluminum Properties and Physical Metallurgy, American Society for Metals, 1984.
Daoud, W.A., Self-Cleaning Materials and Surfaces a Nanotechnology Approach, Wiley, 2013.
Přílohy volně vložené
1 CD
Přílohy vázané v práci
grafy, tabulky
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Otázky oponenta:
1. Co jsou to "podpovrchové detrity"? Viz strana 23
2. Na straně 29 píšete o obrázku 7, že struktura na povrchu hliníku se vlastnostmi podobá lotosovému listu. Čím konkrétně? Struktura na obrázku 8 se lotosovému listu nepodobá?
3. Napadne vás lepší parametr pro hodnocení úbytku materiálu než vámi uváděná hmotnostní procenta (např. na straně 48).
4. Na straně 43 píšete ? byl opět použit více krokový postup leptání, který obecně vede k výrazné redukci povrchové drsnosti upravovaných materiálů? Netvrdíte zde opak toho co na předchozí straně?
5. Sekce 6.1.6 první odstavec - co je tedy cílem práce? Jaký specifický povrch máte na mysli?
6. Sekce 6.1.6 druhý odstavec - mluvíte o statisticky nevýznamné změně drsnosti - jak byla tato významnost / nevýznamnost testována?
Studentka přednesla stěžejní výsledky své DP a odpověděla uspokojivě na dotazy vedoucího a oponenta.
Z řad komise byly vzneseny následující dotazy:
1. Jak povrch listu leknínu vypadá? - doc. Mráček
2. Jak je definována drsnost Ra. Ovlivňuje drsnost piovrchu jeho hydrofobicita? - doc. Ponížil
3. Jak jste zajistila stejný obsah NaOH v lázni při opakovaných měření (měření pH?). Při použití směsi EtOH: H2O, resp. MetOH:H2O 1:1, o jaký poměr šlo (hmot. resp. obj.)? - doc. Nevěčná
4. Jaká je životnost povrchové úpravy kyseliny stearové? - doc. Pavlínek
Na otázky členů komise studentka taktéž odpověděla dostatečně.