Microstructure modifications of Al-Si-coated press-hardened steel 22MnB5 by laser welding
Šebestová, Hana; Horník, Petr; Mika, Filip; Mikmeková, Šárka; Ambrož, Ondřej; Mrňa, Libor
2024 - anglický
Weld microstructure depends on the characteristics of welded materials and parameters of welding technology, especially on the heat input that determines the peak temperature and the cooling rate. When the coated sheets are welded, the effect of the chemical composition of the coating must be also considered even though its thickness is only a few tens of microns. During 22MnB5+AlSi laser welding experiments, the ferrite-stabilizing elements of coating modified the weld metal microstructure. Ferrite appeared in a quenched weld metal. The rapid cooling rate accompanying welding with a focused beam limited the homogenization of the weld metal which resulted in the formation of ferritic bands in the regions rich in Si and especially in Al. On the other hand, a high level of homogenization was reached when welding with the defocused beam. The ferritic islands uniformly distributed in the weld metal were formed at 0.4 wt% and 1.6 wt% of Si and Al, respectively. The doubled heat input reduced the Al content to 0.7 wt% insufficient for the ferrite formation at still relatively high cooling rates. Predicting the distribution of ferrite in the weld metal is challenging due to its dependence on various factors, such as cooling rate and the volume of dissolved coating, which may vary with any modifications made to the welding parameters.
Klíčová slova:
laser welding; high-strength steel; microstructure; heat input; ferrite stabilization
Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Microstructure modifications of Al-Si-coated press-hardened steel 22MnB5 by laser welding
Weld microstructure depends on the characteristics of welded materials and parameters of welding technology, especially on the heat input that determines the peak temperature and the cooling rate. ...
Influence of ball material on the resulting fatigue life of thermal sprayed HVOF coatings in dynamic impact testing
Duliškovič, J.; Daniel, Josef; Houdková, Š.
2024 - anglický
Dynamic impact wear, i.e. contact between two components in the presence of high cyclic local loads, is a challenging failure mode that occurs in many mechanical applications. Many previous studies have confirmed that dynamic impact testing is suitable for evaluating the contact fatigue of thermal sprayed coatings. However, the effect of the test parameters on the resulting lifetime is unclear. The aim of this study describes the effect of the ball material used in the dynamic impact test on the resulting fatigue life of the HVOF thermal sprayed coating. Three test balls made of WC/Co alloy, Si3N4 silicon nitride and 440 C steel were chosen for this study. Dynamic impaction testing was carried out on the Cr3C2-NiCr coating, which was sprayed by HVOF on a 1.2376 high-speed steel substrate. The impact lifetime was described by the number of critical impacts, i.e. the number of impacts before coating fatigue occurs. Furthermore, the depth and volume of impact craters were measured. Using scanning electron microscopy (SEM), the surface of the impacts as well as the microstructure of the coating on the cross-section in the region of the impacts were observed. Furthermore, the mechanism of crack propagation in the coating and the microstructure of the indentor were investigated.
Klíčová slova:
dynamic impact test; HVOF; Cr3C2-NiCr; fatigue
Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Influence of ball material on the resulting fatigue life of thermal sprayed HVOF coatings in dynamic impact testing
Dynamic impact wear, i.e. contact between two components in the presence of high cyclic local loads, is a challenging failure mode that occurs in many mechanical applications. Many previous studies ...
Functional Tungsten-based thin films and their characterization
Košelová, Zuzana; Horáková, L.; Sobola, Dinara; Burda, Daniel; Knápek, Alexandr; Fohlerová, Z.
2024 - anglický
Anodizing is a technique by which thin oxide layers can be formed on a surface. Thin oxide layers have been found to be useful in a variety of applications, including emitters of electrons. Tungsten is still a common choice for cold field emitters in commercial microscopy applications. Its suitable quality can be further improved by thin film deposition. Not only the emission characteristic can be improved, but also the emitter operating time can be extended. Tungsten oxide is known for its excellent resistance to corrosion and chemical attack due to its stable crystal structure and strong chemical bonds between tungsten and oxygen atoms. Many techniques with different advantages and disadvantages have been used for this purpose. Anodization was chosen for this work because of the controllable uniform coverage of the material and its easy availability without the need for expensive complex equipment. The anodizing process involves applying an electrical potential to tungsten while it is immersed in an electrolyte solution. This creates a thin layer of tungsten oxide on the surface of the metal. The thickness and properties of the resulting oxide layer can be controlled by adjusting the anodization conditions, such as the electrolyte solution, voltage, and the duration of the process. In this work, H3PO4 was used as the electrolyte to test whether these tungsten oxide layers would be useful for electron emitters, for use in electron guns and other devices that require high-quality electron emitters. The properties were evaluated using appropriate techniques. In general, anodization of tungsten to form thin layers of tungsten oxide layers is a promising technique for producing high quality electron emitters.
Klíčová slova:
cold-field emission; thin layer deposition; tungsten oxide; resonance enhanced tunneling; anodization
Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Functional Tungsten-based thin films and their characterization
Anodizing is a technique by which thin oxide layers can be formed on a surface. Thin oxide layers have been found to be useful in a variety of applications, including emitters of electrons. Tungsten ...
Laserová ablace atomů vápníku a hliníku jako zdroj částic pro iontovou past
Grim, Jakub; Pekař, Zdeněk; Pham, Minh Tuan; Číp, Ondřej
2023 - český
Laserová ablace je účinnou metodou pro generování částic z různých materiálů, včetně těch s vysokou teplotou vypařování, jako je hliník. Využití vysokoenergetických laserových pulsů umožňuje kontrolované odpaření materiálu a vytvoření ablačního kráteru. V pilotní sestavě pro generování neutrálních atomů vápníku a hliníku pomocí laserové ablace byly dosaženy úspěšné výsledky. Metoda je porovnávána s tepelnou píckou s cílem optimalizovat proces generování těchto částic. Následná spektroskopická měření na generovaných atomech jsou prováděna s cílem optimalizace absorpce a emise fotonů pro následnou ionizaci v iontové pasti. Studie přechodů neutrálních atomů Ca a Al ukazuje, že laserová ablace poskytuje efektivnější generaci atomů s možností větší kontroly nad tímto procesem. Laser ablation is an effective method for generating particles from a variety of materials, including those with high evaporation temperatures such as aluminum. The use of high-energy laser pulses enables controlled evaporation of the material and the creation of an ablation crater. Successful results have been obtained in a pilot setup for the generation of neutral calcium and aluminium atoms by laser ablation. The method is being compared with thermal resistance oven in order to optimize the prosec generation of these particles. Subsequent spectroscopic measurements on the generated atoms are performed to optimize the absorption and emission of photons for subsequent ionization in the ion trap. A study of the transitions of neutral Ca and Al atoms shows that laser ablation provides a more efficient generation of atoms with the possibility of greater control over the process.
Klíčová slova:
laser ablation; ion trap; particle generation; fluorescence spectroscopy
Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Laserová ablace atomů vápníku a hliníku jako zdroj částic pro iontovou past
Laserová ablace je účinnou metodou pro generování částic z různých materiálů, včetně těch s vysokou teplotou vypařování, jako je hliník. Využití vysokoenergetických laserových pulsů umožňuje ...
Analýza sekundárních metabolitů streptomycet Ramanovou spektroskopií in vivo
Mikulová, Adéla; Petříčková, K.; Bobek, J.; Chroňáková, Alica; Samek, Ota; Pilát, Zdeněk
2023 - český
Práce se zabývá studiem Ramanových spekter sekundárních metabolitů bakterií rodu Streptomyces, zejména polyenních antifungálních látek. Purifikované izoláty a komerční standardy těchto sloučenin byly využity k pořízení referenčních spekter, ze kterých byly odvozeny spektrální markery charakterizující konkrétní detaily chemické struktury. Verifikace pozorovaných markerů byla provedena pomocí predikcí Ramanových spekter in silico. Následně byly tyto poznatky využity ke spektroskopické charakterizaci složení sekundárních metabolitů in vivo, přímo v bakteriích rostoucích na pevném médiu. Vypracované metodiky pomohou optimalizovat podmínky pro biotechnologickou produkci antibiotik. The work deals with the study of Raman spectra of secondary metabolites of bacteria of the genus Streptomyces, especially polyene antifungal agents. Purified isolates and commercial standards of these compounds were used to obtain reference spectra from which spectral markers characterizing specific details of the chemical structure were derived. Verification of the observed markers was performed using in silico Raman spectra predictions. Subsequently, these findings were used for the spectroscopic characterization of the composition of secondary metabolites in vivo, directly in bacteria growing on a solid medium. The developed methodologies will help to optimize the conditions for the biotechnological production of antibiotics.
Klíčová slova:
Raman spectroscopy; microbiology; Streptomyces; antibiotics
Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Analýza sekundárních metabolitů streptomycet Ramanovou spektroskopií in vivo
Práce se zabývá studiem Ramanových spekter sekundárních metabolitů bakterií rodu Streptomyces, zejména polyenních antifungálních látek. Purifikované izoláty a komerční standardy těchto sloučenin byly ...
Soustava frekvenčních normálů na ÚPT
Čížek, Martin; Hrabina, Jan; Pravdová, Lenka; Číp, Ondřej
2023 - český
Příspěvek představuje systém frekvenčních normálů vyvinutý na Ústavu přístrojové techniky AVČR. Diskutuje potřebu vysoce koherentních optických frekvenčních referencí pro náročné experimenty v spektroskopii se zchlazenými atomy. Systém zahrnuje propojené normály pracující v rádiové a optické části elektromagnetického spektra, včetně aktivního vodíkového maseru, vláknového laseru uzamčeného na vysoce jakostní optický rezonátor a optického frekvenčního hřebene. Relativní frekvenční stabilita těchto normálů je analyzována s důrazem na jejich vhodnost pro různé integrační časy a aplikace. Dále je popsáno experimentální uspořádání pro porovnání stability frekvenčních normálů na ÚPT s těmi v laboratoři BEV ve Vídni pomocí stabilizované fázově koherentní optické vláknové linky. Výsledky ukazují vynikající relativní stabilitu frekvenčních normálů dosahující -15. řádu, která je nezbytná pro aplikace ve spektroskopii a experimenty se zachycenými zchlazenými ionty. The contribution presents a system of frequency standards developed at the Institute of Scientific Instruments of the Czech Academy of Sciences. It discusses the need for highly coherent optical frequency references for demanding experiments in spectroscopy with cooled atoms. The system comprises interconnected standards operating in the radiofrequency and optical parts of the electromagnetic spectrum, including an active hydrogen maser, a fiber laser locked to a high-finesse optical resonator, and an optical frequency comb. The relative frequency stability of these standards is analyzed, highlighting their suitability for different integration times and applications. The article also describes the experimental setup for comparing the stability of the frequency standards at the Institute of Scientific Instruments with those at the BEV laboratory in Vienna using a stabilized phase-coherent optical fiber link. The results demonstrate the excellent stability of the frequency standards reaching the -15th order of magnitude, essential for spectroscopy and ion trapping experiments.
Klíčová slova:
time and frequency standards; photonic networks; measurement of optical frequency stability
Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Soustava frekvenčních normálů na ÚPT
Příspěvek představuje systém frekvenčních normálů vyvinutý na Ústavu přístrojové techniky AVČR. Diskutuje potřebu vysoce koherentních optických frekvenčních referencí pro náročné experimenty v ...
Konstrukce modulární miniaturizované aparatury pro zachytávání iontů
Jedlička, Petr; Pham, Minh Tuan; Grim, Jakub; Čížek, Martin; Čepil, Adam; Slodička, L.; Číp, Ondřej
2023 - český
Rozvíjíme novou experimentální aparaturu pro laserové chlazení zachycených iontů, zaměřenou na vysokou homogenitu elektrického pole, modularitu a malé rozměry. Aparatura umožňuje měření s Coulombovskými krystaly a snadnou modifikaci pro různé experimenty. Past s vysokou homogenitou je vytvořena elektroerozivním obráběním, zatímco modularita umožňuje výměnu klíčových částí. Díky miniaturizaci rozměrů dosahujeme větší numerické apertury objektivů a snížení rozměrů magnetického stínění. Tato přenosná aparatura nabízí nové možnosti pro studium iontů a je perspektivní pro aplikace v družicových systémech a průzkumných satelitech. We are developing a new experimental apparatus for laser cooling of trapped ions, focusing on high electric field homogeneity, modularity and small size. The apparatus allows measurements with Coulomb crystals and easy modification for different experiments. The high homogeneity trap is created by electrospinning, while the modularity allows for the exchange of key parts. By miniaturizing the dimensions, we achieve a larger numerical aperture of the lens and a reduction in the size of the magnetic shielding. This portable apparatus offers new possibilities for ion studies and is promising for applications in satellite systems and reconnaissance satellites.
Klíčová slova:
laser ion cooling; Paul trap; time metrology; vacuum chamber
Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Konstrukce modulární miniaturizované aparatury pro zachytávání iontů
Rozvíjíme novou experimentální aparaturu pro laserové chlazení zachycených iontů, zaměřenou na vysokou homogenitu elektrického pole, modularitu a malé rozměry. Aparatura umožňuje měření s ...
Charakterizace a eliminace termomechanických vlivů v interferometrickém měření délky
Řeřucha, Šimon; Holá, Miroslava; Lazar, Josef; Mikel, Břetislav; Číp, Ondřej
2023 - český
Neustálé úsilí o rozvoj měření rozměrů v nano- i makroměřítku stále přináší výzvy v oblasti rozšíření velmi přesných měřicích postupů z dobře kontrolovaného experimentálního prostředí s typicky jednorázovým měřicím cyklem na výrobní prostředí s konstantním zatížením. V oblasti laserové interferometrie, která jest jak základním kamenem metrologie délky obecně tak nezbytnou součástí nanometrologie, jsme se zaměřili na dlouhodobou stabilitu měření (tzv. zero-drift) v měřicích scénářích a aplikacích založených na (převážně laserové) interferometrii. Dobře charakterizovaný a kompenzovaný zero-drift měřicí v takové aplikaci nabývá na významu jednak s použitím v prostředí s méně kontrolovaným prostředím a jednak s rostoucím časovým rámcem měření, jako například dlouhá skenování v mikroskopické nanometrologii, dlouhé expozice v elektronové litografii nebo kalibrace s interferometrickou referencí s větším počtem kalibračních bodů nebo opakování. Cílem současného výzkumného úsilí je komplexní zkoumání chybových vlivků a příspěvků k nejistotě měření v souvislosti se zero-driftem v aplikacích založených na laserové interferometrii se zvláštním zaměřením na teplotní vlivy (protože ty se obvykle jeví jako dominantní příspěvek) a přístupy k jejich potlačení. Toto úsilí zahrnuje několik vzájemně se doplňujících se směrů. Continuous efforts to develop dimensional measurements at both the nano- and macro-scale continue to present challenges in extending high-precision measurement procedures from the well-controlled experimental environment of a typically single measurement cycle to a constant-load production environment. In the field of laser interferometry, which is both a cornerstone of length metrology in general and an essential part of nanometrology, we have focused on long-term measurement stability (so-called zero-drift) in measurement scenarios and applications based on (mostly laser) interferometry. A well-characterized and compensated measurement zero-drift in such applications becomes more important both with applications in less controlled environments and with increasing measurement timeframes, such as long scans in microscopic nanometrology, long exposures in electron lithography, or interferometric reference calibrations with a larger number of calibration points or repetitions. The goal of the current research effort is to comprehensively investigate error effects and contributions to measurement uncertainty related to zero-drift in laser interferometry-based applications, with a particular focus on temperature effects (as these typically appear to be the dominant contribution) and approaches to suppress them. This effort involves several complementary directions.
Klíčová slova:
dimensional metrology; laser interferometry; zero-drift; thermal compensation
Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Charakterizace a eliminace termomechanických vlivů v interferometrickém měření délky
Neustálé úsilí o rozvoj měření rozměrů v nano- i makroměřítku stále přináší výzvy v oblasti rozšíření velmi přesných měřicích postupů z dobře kontrolovaného experimentálního prostředí s typicky ...
Kvalita povrchu taveného křemene obrobeného ultrarychlým laserem
Novotný, Jan; Mrňa, Libor
2023 - český
Kvalita povrchu při obrábění ultrakrátkými pulzy závisí na několika procesních parametrech. Testováním vlivu skenovací rychlosti, překryvu linií, energie pulzů a vlnové délky byly nalezeny parametry s nejnižší drsností povrchu a výskytem vad. Zásadní vliv na výslednou kvalitu má, kromě vhodné energie pulzu, překryv linií skenování, který je určující pro rozložení zbytkového tepla a napětí ve vzorku. Při obrábění na druhé harmonické vlnové délce bylo dosaženo o 10 % lepší drsnosti povrchu, nižší vlnitosti a značného omezení defektů povrchu i hran obráběné oblasti. The quality of ultrafast laser-machined surfaces depends on several process parameters. In the experiment, the parameters window that yields the lowest roughness and lowest number of defects were found. The most important parameter after laser fluence is scan line overlap, which has the biggest impact on residual heat dissipation and related stresses in the specimen. The second harmonic wavelength yielded 10 % better surface roughness, lower waviness, and a lower number of defects on the surface and edges of the processed area.
Klíčová slova:
ultrafast laser; laser ablation; glass; defects
Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Kvalita povrchu taveného křemene obrobeného ultrarychlým laserem
Kvalita povrchu při obrábění ultrakrátkými pulzy závisí na několika procesních parametrech. Testováním vlivu skenovací rychlosti, překryvu linií, energie pulzů a vlnové délky byly nalezeny parametry s ...
Hybridní svařování laser-MIG/MAG na ÚPT
Mrňa, Libor; Novotný, Jan; Šebestová, Hana; Znášik, Samuel; Gross, Jan; Harašta, Jiří
2023 - český
Častým nedostatkem laserových svarů je jejich neúplné vyplnění, protože se laserem obvykle svařuje bez přídavného materiálu. Při hybridním svařování laser-MIG/MAG vytváří laserový svazek tavnou lázeň, do které je elektrickým obloukem dodáván přídavný materiál. Synergické působení obou zdrojů umožňuje dosažení hlubokého štíhlého svaru s požadovaným převýšením. Příspěvek seznamuje s problematikou integrace jednotlivých systémů, a představuje dosud provedené experimenty. Laser welds usually suffer from underfill defects because the welding is usually made without a filler wire. During the hybrid laser-MIG/MAG welding, the laser beam forms the melt pool, and the arc simultaneously delivers melted filler wire. The synergic interaction of both heat sources allows deeper penetration while the weld face is sufficiently filled and has the prescribed geometry. This contribution reports the issues of individual systems integration and presents already-made experiments.
Klíčová slova:
laser welding; hybrid welding; weld; underfill; synergy
Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR.
Hybridní svařování laser-MIG/MAG na ÚPT
Častým nedostatkem laserových svarů je jejich neúplné vyplnění, protože se laserem obvykle svařuje bez přídavného materiálu. Při hybridním svařování laser-MIG/MAG vytváří laserový svazek tavnou lázeň, ...
NUŠL poskytuje centrální přístup k informacím o šedé literatuře vznikající v ČR v oblastech vědy, výzkumu a vzdělávání. Více informací o šedé literatuře a NUŠL najdete na webu služby.
Vaše náměty a připomínky posílejte na email nusl@techlib.cz
Provozovatel
Zahraniční báze