1. Influence of Al2O3 nanoparticles addition in ZA-27 alloy-based nanocomposites and soft computing predictionAleksandar Vencl, Petr Svoboda, Simon Klančnik, Adrian But, Miloš Vorkapić, Marta Harničárová, Blaža Stojanović, 2023, original scientific article Abstract: Three different and very small amounts of alumina (0.2, 0.3 and 0.5 wt. %) in two sizes (approx. 25 and 100 nm) were used to enhance the wear characteristics of ZA-27 alloy-based nanocomposites. Production was realised through mechanical alloying in pre-processing and compocasting processes. Wear tests were under lubricated sliding conditions on a block-on-disc tribometer, at two sliding speeds (0.25 and 1 m/s), two normal loads (40 and 100 N) and a sliding distance of 1000 m. Experimental results were analysed by applying the response surface methodology (RSM) and a suitable mathematical model for the wear rate of tested nanocomposites was developed. Appropriate wear maps were constructed and the wear mechanism is discussed in this paper. The accuracy of the prediction was evaluated with the use of an artificial neural network (ANN). The architecture of the used ANN was 4-5-1 and the obtained overall regression coefficient was 0.98729. The comparison of the predicting methods showed that ANN is more efficient in predicting wear.
Keywords: ZA-27 alloy, Al2O3 nanoparticles, nanocomposites, wear, response surface methodology, artificial neural network
Published in DKUM: 20.03.2024; Views: 239; Downloads: 7
 Full text (14,10 MB)
This document has many files! More... |
2. Sinteza in uporaba kovinskega katalizatorja na TiO2 nosilcu : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMaja Helbel, 2022, undergraduate thesis Abstract: Namen diplomskega dela je bil sintetizirati, karakterizirati in uporabiti kovinske katalizatorje na TiO2 nosilcu. Postopek sinteze katalizatorjev smo izvajali z metodo mokre impregnacije različnih aktivnih soli kovin na izbrani nosilec. Aktivnost sintetiziranih katalizatorjev smo preverjali z reakcijo esterifikacije miristinske kisline z metanolom v šaržnem reaktorju. Metoda ob izbranih pogojih ni bila primerna, saj nismo dobili aktivnih katalizatorjev. Sintetizirali smo še katalizatorje na nosilec γ-Al2O3. Nanj smo vezali različne kovinske ione, a le v primeru vezave Al3+ in Zn2+ ionov dobili učinkovite katalizatorje. Produkte smo po zaključeni reakciji analizirali s HPLC sklopljenim z UV-VIS detektorjem. Na osnovi dobljenih rezultatov za standardne raztopine smo skonstruirali umeritveno krivuljo ter iz nje izračunali koncentracije in presnovo miristinske kisline v metil miristat. Najvišjo presnovo reakcije (88,2 %) in največ metil miristata smo dobili v primeru vezave Al3+ ionov.
Sintetizirane katalizatorje smo karakterizirali z različnimi metodami, kot so Brunauer-Emmett-Teller metoda za merjenje adsorpcije N2 plina, diferenčna dinamična kalorimetrija, infrardeča spektroskopija s Fourierjevo transformacijo, vrstična elektronska mikroskopija, termogravimetrična analiza in temperaturno programirana desorpcija. Iz analize z omenjenimi metodami smo dobili podatke o obliki, zgradbi ter kemijskih in fizikalnih lastnostih sintetiziranih katalizatorjev.
Keywords: kovinski katalizator, TiO2, Al2O3, sinteza, esterifikacija, miristinska kislina
Published in DKUM: 08.09.2022; Views: 647; Downloads: 112
Full text (4,24 MB) |
3. Mikrokinetično modeliranje katalitske pretvorbe ogljikovega dioksida v metanol : doktorska disertacijaAnže Prašnikar, 2022, doctoral dissertation Abstract: Zmanjšanje emisij toplogrednih plinov v ozračje je ključno za ohranitev stanja okolice. Obenem je za trajnostni razvoj potrebna uporaba obnovljivih surovin in energije, s čimer se lahko v prihodnosti izognemo pomanjkanju virov in finančni nestabilnosti. Namen doktorske disertacije je prispevati k hitrejšemu prehodu na uporabo trajnostnih tehnologij, še posebej na področju katalitske vezave ogljikovega dioksida v uporabnejše snovi, kot je metanol. Pri tem procesu bi uporabili vodik, primarno proizveden z elektrolizo vode iz spremenljive presežne vetrne oz. sončne energije, s čimer bi poskrbeli za stabilizacijo električnega omrežja.
Pri tem je poznavanje obnašanja strukture in posledično aktivnosti katalizatorja zaradi zajema in obdelave velikih količin emisij ključnega pomena. Običajno so kinetični modeli izdelani prek predpostavke ene reakcijske poti in najpočasnejšega koraka pri pretvorbi. Z izdelavo mikrokinetičnega modela, ki vključuje posamezne korake pretvorbe na določenih aktivnih mestih površine, lahko povežemo strukturo in aktivnost katalizatorja. Tak model je robusten, saj temelji na manjšem številu predpostavk in ga lahko uporabimo za natančnejšo optimizacijo procesa.
Disertacija vključuje preučevanje vpliva strukture in sestave katalizatorjev na hitrost pretvorbe ogljikovega dioksida za opis aktivnih mest pri pretvorbi za sintezo metanola. Na podlagi teh opažanj je bila izbrana in prilagojena ab initio kinetika (oz. kinetika iz prvih principov) določene strukture aktivnega mesta. Pri tem so bile za namen določitve strukture materialov uporabljene razne metode karakterizacije (N2O PSO-pulzna površinska oksidacija z N2O, STEM-EDS-vrstična elektronska mikroskopija z energijsko disperzivno spektroskopijo, XPS-rentgenska fotoelektronska spektroskopija, XRD-rentgenska praškovna difrakcija z Rietveldovo analizo, N2-fizisorpcija in številne druge).
Glavna odkritja vključujejo prispevek k določitvi dinamike Zn oz. ZnO na industrijskem katalizatorju Cu/ZnO/Al2O3, ki narekuje aktivnost materiala. Določen je bil vpliv ključne razlike med pretvorbo mešanice CO2/H2 in komercialnega procesa pretvorbe sinteznega plina (v večji meri CO namesto CO2), ki je zdaj proizveden iz fosilnih surovin. Ta razlika je prisotnost nastale vode iz CO2, ki glede na to študijo povzroči deaktivacijo katalizatorja prek pospešenega sintranja faze Al2O3. Izdelan je bil model deaktivacije katalizatorja, ki kot prvi povezuje vpliv temperature, tlaka in časa na aktivnost sinteze metanola. Strukturno-aktivnostne povezave kažejo, da na aktivnost industrijskega katalizatorja vpliva več dejavnikov, najpomembnejša pa sta število bakrovih mest in število aktivnih cinkovih mest. Na podlagi tega je bil izdelan mikrokinetični model, temelječ na kinetiki pretvorbe na Zn/Cu (211) in eksperimentalno izmerjeni kinetiki adsorpcije H2 na Cu ter vključuje števili Cu in Zn mest kot parametra.
Dodatno je bil preučevan mehanizem pretvorbe CO2 na Cu/SrTiO3. Material združuje pomembne lastnosti za učinkovito pretvorbo in odpira nove možnosti na področju razvoja katalizatorjev.
Keywords: pretvorba ogljikovega dioksida, sinteza metanola, strukturno-aktivnostne povezave, mikrokinetično modeliranje, Cu/ZnO/Al2O3, Cu/SrTiO3
Published in DKUM: 06.07.2022; Views: 1491; Downloads: 79
Full text (9,55 MB) |
4. VPLIV PIROGENEGA SiO2 IN Al2O3 NA REOLOŠKE LASTNOSTI PRAŠKASTEGA LAKATomaž Rozoničnik, 2016, undergraduate thesis Abstract: Praškasti lak je, kot že ime pove, sestavljen iz prašnih delcev. Prah je suha trdna snov, sestavljena iz velikega števila finih delcev in ob stresanju prosto teče. Ima lastnosti trdnega materiala, obenem pa tudi lastnosti, podobne tekočinam. Za uspešno nanašanje praškastega laka na objekt mora le-ta dobro teči, kar pomeni, da se ustrezno zmeša z zrakom in fluidizira, obenem pa se mora ob elektrostatskem lakiranju dovolj naelektriti in oprijeti lakiranega objekta. Omenjene lastnosti niso vedno optimalne, zato jih izboljšujemo z dodajanjem različnih dodatkov. V glavnem gre za pirogene nano materiale, ki obdajo delce praškastega laka in delujejo kot mazivo, po mehanizmu, ki je podoben delovanju kroglic v krogličnem ležaju.
Pri praktičnem delu v laboratoriju smo pirogeni material s pomočjo mešanja porazdelili med delce praškastega laka. Na površini delcev praškasti lak tvori tanek sloj, ki deluje kot mazivo in omogoča neovirano drsenje delcev drug ob drugem. S poskusi smo skušali ugotoviti optimalni delež različnih fluidizacijskih dodatkov v praškastem laku. Že manjši dodatek precej poveča fluidizacijo in izboljša tečenje prahu. Z nadaljnim dvigovanjem deleža se fluidizacija do določene mere povečuje, nato doseže maksimalno vrednost, nakar se zaradi presežka fluidizacijskega sredstva, ki samo po sebi slabo teče, zopet poslabša.
Reološke lastnosti prahu smo določali z reometrom FT4, ki deluje po principu določanja navora, potrebnega za vrtenje rotacijskega telesa. Meritve so bile ponovljive in v veliki meri avtomatizirane. Poleg tega smo pripravljenim vzorcem določali nasipni kot ter opazovali obnašanje prahu pri lakiranju in lastnosti zapečenega praškastega laka. Vzorce prahu smo opazovali tudi s pomočjo elektronskega mikroskopa in tako dobili vpogled v strukturo posameznih materialov.
Pomembna je bila tudi granulacijska sestava prahu. Ugotovili smo, da večji delež finih delcev fluidizacijo zaradi velike specifične površine poslabša. Preveč grobi delci potrebujejo več energije za svoje premikanje, kar zopet ne vpliva najbolje na tečenje prahu.
Opaziti je bilo tudi razliko med različnimi fluidizacijskimi dodatki, kar izhaja iz njihove različne granualcije, kemijske sestave in površinske obdelave.
Keywords: praškasti lak, praškasti premaz, SiO2, pirogena silika, Al2O3, fluidizacija, reometer FT4
Published in DKUM: 16.09.2016; Views: 2543; Downloads: 156
Full text (5,48 MB) |
5. ŠTUDIJ POVRŠINSKE OBDELAVE PIGMENTNIH DELCEV TiO 2 Z ANORGANSKIMI MATERIALIMaja Lešnik, 2011, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu smo s sistematičnim pristopom izvedli postopek površinske obdelave pigmentnega titanovega dioksida (TiO2), saj le-ta igra pomembno vlogo pri izboljšanju lastnosti TiO2 (optične lastnosti, vremenska obstojnost in fotostabilnost). S homogenimi, transparentnimi plastmi anorganskih hidratiziranih oksidov (SiO2 in/ali Al2O3) na površini TiO2 želimo omejiti vpliv negativnega delovanja zunanjih dejavnikov na lastnosti premazov za zunanje aplikacije. Površinska obdelava zahteva poglobljeno poznavanje in razumevanje osnov koloidne kemije. Postopek je zelo kompleksen in dinamičen ter ga lahko z uravnavanjem ustreznih parametrov vodimo v želeno smer. Na morfologijo nanosa in posledično na končne lastnosti pigmenta vplivajo procesni pogoji (temperatura, vrednost pH, hitrost postopka, izbira prekurzorja, zaporedje korakov). Zato je raziskava obsegala analizo vseh vhodnih surovin in preučitev številnih procesnih parametrov. Pri površinski obdelavi smo uporabili natrijev silikat (Na2SiO3) kot vir SiO2 in natrijev aluminat (NaAlO2) kot vir Al2O3. Uspešnost površinske obdelave TiO2 delcev smo določili z uporabo vrstične in presevne elektronske mikroskopije (SEM in TEM), medtem ko smo spremembo elektrokinetičnih lastnosti delcev pred in po površinski obdelavi določili s pomočjo aparata za določanje površinskega naboja delcev (PCD). Z BET analizatorjem smo izmerili specifično površino delcev, funkcionalne skupine na površini pigmenta pa smo določili z FTIR aparaturo.
Keywords: Pigmentni TiO2, površinska obdelava, izobarjanje, anorganski hidratizirani oksidi SiO2 in Al2O3.
Published in DKUM: 14.07.2011; Views: 2994; Downloads: 407
Full text (19,97 MB) |
