2025-107-12

Nanokompozitní transparentní keramika – modelování rozptylu světla

Vedoucí práce: prof. Dr. Willi Pabst

Konzultant: Ing. Soňa Hříbalová

Podstata a cíl práce

Transparentní keramika je skupina materiálu s využitím jako jsou neprůstřelná okna, špičky infračerveně naváděných raket či laserová média aj. Pro dosažení průhlednosti je třeba snížit rozptyl světla, který je nejčastěji způsobován přítomností pórů, sekundárních fází a popřípadě dvojlomem. Hlavní překážkou při přípravě transparentní keramiky je tedy obvykle eliminace pórů a sekundárních fází. Příprava transparentních nanokompozitů je oproti tomu značnou výzvou, protože do těchto materiálů je čistě na základě jejich kompozitní povahy záměrně vnesena fáze, která sice zlepšuje např. mechanické vlastnosti, ale zároveň způsobuje rozptyl světla, a tedy snižuje průhlednost. Řešení tohoto problému se skrývá v pečlivém řízení velikosti zrn jednotlivých fází. Průhlednosti totiž lze v případě nanokompozitů obvykle dosáhnout pouze v případě dostatečně malých rozměrů jednotlivých zrn. Z toho důvodu je třeba detailně prozkoumat vliv velikosti zrn a složení nanokompozitů na základě modelování rozptylu světla. Cílem této práce je pomocí modelování ukázat vhodnou velikost (rozdělení velikosti) zrn dvou fází, které tvoří materiál tak, aby bylo dosaženo průhlednosti v infračervené oblasti spektra a zároveň byla zachována kompozitní povaha a její benefity. Výsledky této práce pak budou sloužit jako vodítko pro praktickou přípravu tohoto druhu materiálů.

Náplň činnosti studenta

Práce bude spočívat v modelování rozptylu světla pro nanokompozitní keramiku za použití Mieovy teorie rozptylu světla a jejích aproximací pomocí know-how vyvinutého v naší skupině. Od studenta se na začátku práce očekávají středně pokročilé znalosti MS Excel a chuť se učit.

Doplňující informace

Místo řešení: Ústav skla a keramiky (107)

Téma je možné zvolit pro následující specializace