bakalářská práce

Depozice a analýza AlCrN povlaků

Text práce 3.06 MB

Autor práce: Ing. Kateřina Drásalová

Ak. rok: 2020/2021

Vedoucí: Ing. Lenka Klakurková, Ph.D.

Oponent: Ing. Martin Juliš, Ph.D.

Abstrakt:

Bakalářská práce je zaměřena na problematiku depozice a metody studia kvality povrchových povlaků na bázi AlCrN, připravovaných metodami (i) magnetronového naprašování (Magnetron sputtering), (ii) magnetronového naprašování kombinovaného
s obloukovým výbojem zesíleným doutnavým výbojem (Magnetron sputtering with arc enhanced glow discharge) a (iii) vysokovýkonného magnetronového naprašování
s pohyblivým magnetickým polem (High power magnetron sputtering with movable magnetic field). Pozornost je věnována zejména charakterizaci vlastností připravených povlaků v závislosti na použité metodě (s různým stupněm ionizace). Pro posouzení kvality povrchových povlaků jsou využity testy adhezních a kohezních parametrů, hodnocení drsnosti pomocí AFM (Atomic force Microscopy), měření tloušťky povlaku pomocí kalotestu, měření vnitřního napětí metodou Bent-strip a instrumentovaná zkouška stanovení tvrdosti.

Klíčová slova:

PVD; Magnetron sputtering; AlCrN; kohezní testy; adhezní testy; AFM; kalotest; vnitřní napětí dle Bent-strip; plastická tvrdost

Termín obhajoby

10.06.2021

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

1) Vlastní obhajoba závěrečné práce 2) Posudek vedoucího bakalářské práce 3) Posudek oponenta bakalářské práce 4) Odpovědi na dotazy oponenta 5) Jak se přepočítá průhyb na GPa? Odpověděla ke spokojenosti tazatele. 6) Čím je omezena velikost nanášené vrstvy na substrát? Odpověděla ke spokojenosti tazatele. 7) Čím byla způsobena kondenzace ve Vašem případě? Odpověděla ke spokojenosti tazatele.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (B3A-P)

Studijní obor

Materiálové inženýrství (B-MTI)

Složení komise

prof. Ing. Libor Pantělejev, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Bohumil Pacal, CSc. (místopředseda)
Ing. Lenka Klakurková, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Juliš, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Klára Částková, Ph.D. (člen)

Předložená bakalářská slečny Kateřiny Drásalové vznikla ve spolupráci s firmou Platit a. s., Šumperk, která se zabývá výrobou široké škály PVD povlaků pro nástroje a strojní součásti.
Vzhledem k potencionálnímu zájmu o budoucí profesní uplatnění právě v této firmě, se studentka v rámci své bakalářské práce aktivně podílela na výzkumném firemním programu, který byl zaměřen na výrobu a následné testování vlastností povlaku AlCrN vytvořeného za různých procesních parametrů třemi PVD metodami (i) magnetronovým naprašováním (Magnetron sputtering), (ii) magnetronovým naprašováním kombinovaným s obloukovým výbojem zesíleným doutnavým výbojem (Magnetron sputtering with arc enhanced glow discharge) a (iii) vysokovýkonným magnetronovým naprašováním s pohyblivým magnetickým polem.
V rámci práce se studentka aktivně seznámila s metodikami používanými pro depozici a následně pro vyhodnocení kvalitativních parametrů povlaků, které popsala v rámci teoretické části práce. V praktické části následně zdokumentovala a pečlivě vyhodnotila výsledky jednotlivých parametrů získaných u jednotlivých povlaků.
Experimentální část práce prováděla studentka samostatně ve fy Platit a. s. pod odborným vedením pana Mgr. Mojmíra Jílka.
Bakalářskou práci zpracovávala studentka zcela samostatně a velmi pečlivě a pravidelně byla v kontaktu s vedoucí bakalářské práce.
Je třeba vyzdvihnout, že předkládaná bakalářská práce je na velmi vysoké odborné úrovni a přináší velmi cenná data pro další optimalizaci povlaků na bázi AlCrN vyráběných PVD technologiemi.
Závěrem lze konstatovat, že práce slečny Kateřiny Drásalové splňuje požadavky kladené na práci bakalářského typu. Hodnotím ji známkou výborně / A a doporučuji ji komisi k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Martin Juliš, Ph.D.

Předložená bakalářská práce studentky Kateřiny Drásalové je zaměřena na problematiku depozice a analýzy AlCrN povlaků. Vzhledem k významnému pozitivnímu vlivu aplikace povrchových úprav na užitné vlastnosti např. obráběcích nástrojů a nutný další rozvoj metodiky hodnocení vlastností daných typů povlaků je zvolené téma velmi aktuální a potřebné.
Práce je rozčleněna do sedmi logických celků, ve kterých jsou postupně popsány základní povlakovací metody, druhy PVD povlaků, způsoby depozice PVD povlaků, metody charakterizace povlaků a další.
V experimentální části práce autorka kromě definice experimentálního materiálu a návrhu experimentu podrobně popisuje jednotlivé použité analytické metody pro charakterizaci zkušebních vzorků s AlCrN povlakem. Následuje část, ve které jsou uvedeny dosažené výsledky doplněné odpovídající grafickou a obrazovou dokumentací. Závěrečnou částí práce je pak zhodnocení dosažených výsledků a vyvození logických závěrů.
Práce obsahuje jen několik málo formálních a formulačních nepřesností, které však nepřekračují běžnou míru u tohoto typu prací a jako celek působí předložená bakalářská práce uceleným dojmem.
Bakalářská práce studentky Kateřiny Drásalové zcela splňuje předpokládané cíle a odborné, obsahové i formální náležitosti v souladu s příslušnými směrnicemi rektora VUT a děkana FSI. Práci proto doporučuji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. 2) V práci uvádíte jako jednu z metod pro měření tloušťky povlaků tzv. kalotest. Můžete u této metody blíže rozvést další možnosti jejího použití a omezení při analýze povlakových systémů?
  2. 1) V obecné části práce uvádíte na str. 11, že při použití metody PVD se teplota při depozici pohybuje mezi 150 až 500 °C a že proto nedochází k tepelnému ovlivnění základního materiálu. Pokud uvážíme použití pro slitiny hliníku, plasty či textilie, mohly by takovéto teploty při době povlakování 5 až 12 hod. mít významný vliv na výsledné vlastnosti daných materiálů. Je možné při depozici tuto teplotu nějak řídit, nebo je závislá na konkrétním materiálu povlaku, který se pak musí vhodně zvolit pro daný základní materiál?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová