Cenu děkana za dizertační práci získal dr. Jiří Kotlan z Ústavu fyziky plazmatu AV ČR a Ing. Jan Neužil, Ph.D. z Honeywell International s.r.o
Dne 8. února udělil prof. Pavel Ripka Cenu děkana za dizertační práci. Ocenění získal dr. Kotlan z Ústavu fyziky plazmatu AV ČR za studii „Property Studies of Plasma Sprayed Titanates“. Školetem byl doc. Ing. Pavel Ctibor, Ph.D. z UFP AV ČR a katedry elektrotechnologie, školitelem specialistou pak Ing. Josef Sedláček, CSc. z katedry elektrotechnologie Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze.
Cenu také obdržel Ing. Jan Neužil, Ph.D. z katedry měření FEL ČVUT za práci „Distributed Signal Processing in Wireless Sensor Networks for Diagnostics“ pod vedení školitele doc. Ing. Radislava Šmída, Ph.D. z téže katedry.
dizertační práce / PhD thesis: Ing. Jiří Kotlan, Ph.D: Property Studies of Plasma Sprayed Titanates
školitel / supervisor: doc. Ing. Pavel Ctibor, Ph.D., UFP AV ČR / IPP CAS, katedra elektrotechnologie / Department of Electrotechnology
Abstrakt:
V mnoha technologických aplikacích jsou plazmové nástřiky díky svým vlastnostem nenahraditelnou součástí průmyslové výroby. Jedná se převážně o aplikace, jakými jsou tepelné bariéry či otěruvzdorné vrstvy. Využití plazmových nástřiků v elektrotechnickém průmyslu zaostává za jejich možnostmi i díky tomu, že studiu elektrických vlastností takto připravených vrstev je celosvětově přikládána nižší pozornost. Tato práce přináší nové poznatky o elektrických a strukturních vlastnostech titaničitanů, které se ve slinutém stavu používají v elektrotechnickém průmyslu jako dielektrika. Titaničitan vápenatý a titaničitan barnato-strontnatý jakožto perspektivní materiály pro použití v podobě nástřiku byly vybrány jako modelové materiály v této disertaci. Oproti slinutému materiálu vykazují plazmové nástřiky rozdílnou mikrostrukturu a často i chemické a fázové složení. Nástřiky pro tuto práci byly vytvořeny pomocí standardního plynem stabilizovaného plazmového hořáku i pomocí unikátního vodou stabilizovaného systému. Bylo použito mnoho experimentálních metod, které přinesly nové poznatky o těchto materiálech. Elektrické vlastnosti byly studovány na základě frekvenčních závislostí relativní permitivity a ztrátového činitele či pomocí měření elektrické pevnosti, elektrické rezistivity nebo stanovení šířky zakázaného pásu. Morfologie nástřiků byla studována, jak světelnou, tak i elektronovou mikroskopií. Fázové složení bylo charakterizováno pomocí rentgenové difrakční analýzy včetně použití vysokoteplotních měření. Ramanova spektroskopie a rentgenová fotoelektronová spektroskopie byly použity k analýze chemického složení. Mechanické vlastnosti byly studovány pomocí měření mikrotvrdosti a modulu pružnosti. Všechna tato měření a diskuze nad získanými výsledky přinesla nové poznatky o chování plazmových nástřiků vybraných titaničitanů a tím přispěla k možnému většímu uplatnění těchto materiálů v elektrotechnickém průmyslu.
V mnoha technologických aplikacích jsou plazmové nástřiky díky svým vlastnostem nenahraditelnou součástí průmyslové výroby. Jedná se převážně o aplikace, jakými jsou tepelné bariéry či otěruvzdorné vrstvy. Využití plazmových nástřiků v elektrotechnickém průmyslu zaostává za jejich možnostmi i díky tomu, že studiu elektrických vlastností takto připravených vrstev je celosvětově přikládána nižší pozornost. Tato práce přináší nové poznatky o elektrických a strukturních vlastnostech titaničitanů, které se ve slinutém stavu používají v elektrotechnickém průmyslu jako dielektrika. Titaničitan vápenatý a titaničitan barnato-strontnatý jakožto perspektivní materiály pro použití v podobě nástřiku byly vybrány jako modelové materiály v této disertaci. Oproti slinutému materiálu vykazují plazmové nástřiky rozdílnou mikrostrukturu a často i chemické a fázové složení. Nástřiky pro tuto práci byly vytvořeny pomocí standardního plynem stabilizovaného plazmového hořáku i pomocí unikátního vodou stabilizovaného systému. Bylo použito mnoho experimentálních metod, které přinesly nové poznatky o těchto materiálech. Elektrické vlastnosti byly studovány na základě frekvenčních závislostí relativní permitivity a ztrátového činitele či pomocí měření elektrické pevnosti, elektrické rezistivity nebo stanovení šířky zakázaného pásu. Morfologie nástřiků byla studována, jak světelnou, tak i elektronovou mikroskopií. Fázové složení bylo charakterizováno pomocí rentgenové difrakční analýzy včetně použití vysokoteplotních měření. Ramanova spektroskopie a rentgenová fotoelektronová spektroskopie byly použity k analýze chemického složení. Mechanické vlastnosti byly studovány pomocí měření mikrotvrdosti a modulu pružnosti. Všechna tato měření a diskuze nad získanými výsledky přinesla nové poznatky o chování plazmových nástřiků vybraných titaničitanů a tím přispěla k možnému většímu uplatnění těchto materiálů v elektrotechnickém průmyslu.
Abstract:
Use of plasma sprayed coatings is an important part of industrial production in many applications. This technique is mainly used for applications such as thermal barrier and wear resistant layers. Application of plasma sprayed coatings in the electronics industry lags behind its possibilities because there was lower attention to electrical properties of these coatings worldwide. This work provides new knowledge about the electrical and structural properties of titanates which are in the sintered state used as a dielectrics. Calcium titanate and barium-strontium titanate as promising materials in the form of the coating were selected as proper materials in this dissertation. Plasma deposited coatings exhibit di erent microstruc- ture and often phase and chemical composition when compared to the sintered material. Coatings were prepared by the conventional gas stabilized plasma torch as well as water stabilized plasma technology. Many experimental methods were used to bring a new knowledge about these materials. The electrical properties were studied by frequency dependence of relative permittivity and loss factor or by measuring electrical breakdown strength, electrical resistivity and determination of band gap. The morphology of coatings was studied by both light and electron microscopy. Phase composition was characterized by X- ray di raction analysis including high temperature in-situ experiments. Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy were used to analyze the chemical composition. The mechanical properties were analyzed by microhardness and elastic modulus measurements. All these measurements and discus- sion of the results bring a new knowledge about plasma deposited titanates and thereby contribute to greater potential application of these materials in the electronics industr
Use of plasma sprayed coatings is an important part of industrial production in many applications. This technique is mainly used for applications such as thermal barrier and wear resistant layers. Application of plasma sprayed coatings in the electronics industry lags behind its possibilities because there was lower attention to electrical properties of these coatings worldwide. This work provides new knowledge about the electrical and structural properties of titanates which are in the sintered state used as a dielectrics. Calcium titanate and barium-strontium titanate as promising materials in the form of the coating were selected as proper materials in this dissertation. Plasma deposited coatings exhibit di erent microstruc- ture and often phase and chemical composition when compared to the sintered material. Coatings were prepared by the conventional gas stabilized plasma torch as well as water stabilized plasma technology. Many experimental methods were used to bring a new knowledge about these materials. The electrical properties were studied by frequency dependence of relative permittivity and loss factor or by measuring electrical breakdown strength, electrical resistivity and determination of band gap. The morphology of coatings was studied by both light and electron microscopy. Phase composition was characterized by X- ray di raction analysis including high temperature in-situ experiments. Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy were used to analyze the chemical composition. The mechanical properties were analyzed by microhardness and elastic modulus measurements. All these measurements and discus- sion of the results bring a new knowledge about plasma deposited titanates and thereby contribute to greater potential application of these materials in the electronics industr
dizertační práce / PhD thesis: Ing. Jan Neužil, Ph.D: Distributed Signal Processing in Wireless Sensor Networks for Diagnostics
školitel / supervisor: doc. Ing. Radislav Šmíd, Ph.D., katedra měření / Department of Measurement
Abstrakt:
Tato práce přináší nový přístup pro monitorování leteckých motorů pomocí distribuovaných bezdrátových senzorových sítí, které zpracovávají vibrační signály. Navržený přístup umožňuje použití výpočetně náročných metod signálové analýzy ve výpočetně slabých ulzlech bezdrátové senzorové sítě. Dále přináší metodu detekce vad, která je založená na detekci neobvyklého chování, a zároveň je vykonávána přímo v uzlu senzorové sítě. Klíčové vlastnosti architektury navrženého systému: adaptivita, rekonfigurabilita a tři fáze operace, umožňují dosáhnout okamžitého odhalení vady a zároveň zajišt’ují dlouhodobý provoz monitorovacího systému. Navržené metody a architektura bezdrátového monitorovacícho systému byly ověřeny experimentálně s využitím reálného proudového motoru.
Tato práce přináší nový přístup pro monitorování leteckých motorů pomocí distribuovaných bezdrátových senzorových sítí, které zpracovávají vibrační signály. Navržený přístup umožňuje použití výpočetně náročných metod signálové analýzy ve výpočetně slabých ulzlech bezdrátové senzorové sítě. Dále přináší metodu detekce vad, která je založená na detekci neobvyklého chování, a zároveň je vykonávána přímo v uzlu senzorové sítě. Klíčové vlastnosti architektury navrženého systému: adaptivita, rekonfigurabilita a tři fáze operace, umožňují dosáhnout okamžitého odhalení vady a zároveň zajišt’ují dlouhodobý provoz monitorovacího systému. Navržené metody a architektura bezdrátového monitorovacícho systému byly ověřeny experimentálně s využitím reálného proudového motoru.
Abstract:
This work introduces the on-board vibrational condition monitoring of aircrafts powerplants by its original novel approach of distributed WSN based vibrational condition monitoring. Proposed approach allows to employ computationally intensive methods of vibrational signal processing and methods of condition monitoring in computationally weak wireless sensor network. It introduces the fault detection method based on novelty detection which is executed directly in wireless sensor nodes. The novel framework of WSN condition monitoring system with its key attributes Adaptivity, Reconfigurability and Three phases of operation enables the immediate fault detection capability while providing long-term monitoring. The proposed methods and framework were evaluated by the means of experiment on the small turbojet engine.
This work introduces the on-board vibrational condition monitoring of aircrafts powerplants by its original novel approach of distributed WSN based vibrational condition monitoring. Proposed approach allows to employ computationally intensive methods of vibrational signal processing and methods of condition monitoring in computationally weak wireless sensor network. It introduces the fault detection method based on novelty detection which is executed directly in wireless sensor nodes. The novel framework of WSN condition monitoring system with its key attributes Adaptivity, Reconfigurability and Three phases of operation enables the immediate fault detection capability while providing long-term monitoring. The proposed methods and framework were evaluated by the means of experiment on the small turbojet engine.