stdClass Object
(
[nazev] => Laboratory of Inorganic Materials
[adresa_url] =>
[api_hash] =>
[seo_desc] =>
[jazyk] =>
[jednojazycny] =>
[barva] => cervena
[indexace] => 1
[obrazek] =>
[ga_force] =>
[cookie_force] =>
[secureredirect] =>
[google_verification] =>
[ga_account] =>
[ga_domain] =>
[ga4_account] => G-VKDBFLKL51
[gtm_id] =>
[gt_code] =>
[kontrola_pred] =>
[omezeni] => 0
[pozadi1] => 6_0868.jpg
[pozadi2] =>
[pozadi3] =>
[pozadi4] =>
[pozadi5] =>
[robots] =>
[htmlheaders] =>
[newurl_domain] => 'lam.vscht.cz'
[newurl_jazyk] => 'en'
[newurl_akce] => '[en]'
[newurl_iduzel] =>
[newurl_path] => 8548/20508/20510
[newurl_path_link] => Odkaz na newurlCMS
[iduzel] => 20510
[platne_od] => 31.10.2023 17:03:00
[zmeneno_cas] => 31.10.2023 17:03:56.393301
[zmeneno_uzivatel_jmeno] => Jan Kříž
[canonical_url] =>
[idvazba] => 25426
[cms_time] => 1714672985
[skupina_www] => Array
(
)
[slovnik] => stdClass Object
(
[logo_href] => /
[logo] => 
[logo_mobile_href] => /
[logo_mobile] =>
[google_search] => 001523547858480163194:u-cbn29rzve
[social_fb_odkaz] =>
[social_tw_odkaz] =>
[social_yt_odkaz] =>
[intranet_odkaz] => http://intranet.vscht.cz/
[intranet_text] => Intranet
[mobile_over_nadpis_menu] => Menu
[mobile_over_nadpis_search] => Search
[mobile_over_nadpis_jazyky] => Languages
[mobile_over_nadpis_login] => Login
[menu_home] => Homepage
[drobecky] => You are here: VŠCHT Praha – FCHT – Laboratory of Inorganic Materials
[aktualizovano] => Updated
[autor] => Author
[paticka_budova_a_nadpis] => BUILDING A
[paticka_budova_a_popis] => Rector,
Department of Communications,
Department of Education,
FCT Dean’s Office,
Centre for Information Services
[paticka_budova_b_nadpis] => BUILDING B
[paticka_budova_b_popis] => Department of R&D, Dean’s Offices:
FET,
FFBT,
FCE,
Computer Centre,
Department of International Relations,
Bursar
[paticka_budova_c_nadpis] => BUILDING C
[paticka_budova_c_popis] => Crèche Zkumavka,
General Practitioner,
Department of Economics and Management,
Department of Mathematics
[paticka_budova_1_nadpis] => NATIONAL LIBRARY OF TECHNOLOGY
[paticka_budova_1_popis] =>
[paticka_budova_2_nadpis] => CAFÉ CARBON
[paticka_budova_2_popis] =>
[paticka_adresa] => Laboratory of Inorganic Materials
Joint Workplace of The UCT Prague and The Institute of Rock Structure and Mechanics, v.v.i.
Technická 5
166 28 Prague 6 – Dejvice
IČO: 60461373 / VAT: CZ60461373
Czech Post certified digital mail code: sp4j9ch
Copyright: UCT Prague 2015
Technical support by the Computing Centre.
[paticka_odkaz_mail] => mailto:Vladislava.Tonarova@vscht.cz
[zobraz_desktop_verzi] => switch to desktop version
[social_fb_title] =>
[social_tw_title] =>
[social_yt_title] =>
[zobraz_mobilni_verzi] => switch to mobile version
[paticka_mapa_odkaz] =>
[nepodporovany_prohlizec] => For full access, please use different browser.
[preloader] => Wait a second...
[social_in_odkaz] =>
[social_li_odkaz] =>
)
[poduzel] => stdClass Object
(
[20558] => stdClass Object
(
[obsah] =>
[poduzel] => stdClass Object
(
[20560] => stdClass Object
(
[obsah] =>
[iduzel] => 20560
[canonical_url] => //lam.vscht.cz
[skupina_www] => Array
(
)
[url] =>
[sablona] => stdClass Object
(
[class] =>
[html] =>
[css] =>
[js] =>
[autonomni] =>
)
)
[20561] => stdClass Object
(
[obsah] =>
[iduzel] => 20561
[canonical_url] => //lam.vscht.cz
[skupina_www] => Array
(
)
[url] =>
[sablona] => stdClass Object
(
[class] =>
[html] =>
[css] =>
[js] =>
[autonomni] =>
)
)
[20562] => stdClass Object
(
[obsah] =>
[iduzel] => 20562
[canonical_url] => //lam.vscht.cz
[skupina_www] => Array
(
)
[url] =>
[sablona] => stdClass Object
(
[class] =>
[html] =>
[css] =>
[js] =>
[autonomni] =>
)
)
)
[iduzel] => 20558
[canonical_url] =>
[skupina_www] => Array
(
)
[url] =>
[sablona] => stdClass Object
(
[class] =>
[html] =>
[css] =>
[js] =>
[autonomni] =>
)
)
[20559] => stdClass Object
(
[obsah] =>
[poduzel] => stdClass Object
(
[20563] => stdClass Object
(
[nazev] =>
[seo_title] => Laboratory of Inorganic Materials
[seo_desc] =>
[autor] =>
[autor_email] =>
[obsah] =>
|
Laboratory of Inorganic Materials is joint working place of the University of Chemistry and Technology Prague and the Institute of rock structure and mechanics ASCR, v.v.i. Laboratory activity evenly covers the area of education and both basic and applied research.
|
Melting space for the vitrification of radioactive materials |
|
|
For students
|
| Bubble in glass containig Na2SO4 condensate |
|
Laboratory members are involved in the education within bachelor and master study programs Chemistry and Materials. Doctoral students of the study program Chemistry and Technology of Inorganic Materials work closely with us when assisting solved research projects, completing required coursework and writing and defending a dissertation about their research project. |
|
 |
|
| The result of the mathematical model of the flow in the melting chamber - sectional view showing the formation of spiral flow, which allows to increase the efficiency of the melting process. |
Image analysis - measurement of the size of a bubble in the melt. |
Laboratory of Inorganic Materials was created from the original Laboratory for chemistry and technology of silicates and ICT Prague and ASCR founded in 1961. In 2012, the Laboratory was transformed into a Joint workplace of the University of Chemistry and Technology Prague UCT Prague) and the Institute of Rock Structure and Mechanics ASCR, v.v.i. The Laboratory cooperates with materials-oriented UCT Prague departments, especially the Department of glass and ceramics. In addition to the labs in UCT Prague (Building A, Room A04), we also work at the Institute of Rock Structure and Mechanics ASCR v.v.i., V Holešovičkách 41, 180 00 Prague 8.
Temperature distribution on the top melt level in a glass melting space
Postgraduate study programme: Chemistry and Technology of Materials
Field of study: Chemistry and technology of inorganic materials
Themes of the postgraduate studies
Supervisor: Prof. Ing. Lubomír Němec, DrSc.
|
Supervisor: Doc. Ing. Jaroslav Kloužek, CSc.
|
Supervisor: Doc. Ing. Jaroslav Kloužek, CSc. |
Supervisor: Prof. Ing. Lubomír Němec, DrSc.
|
Research areas |
Glass melting processes and their modelling |
New glass melting concepts |
|||
|
|
Mathematical modeling is traditional tool for the analysis of glass melting process. CFD methods calculate velocity and temperature fiels ... |
 |
New relative value – space utilization – quantitatively assesses melting processes in continuous melting space. The current industrial furnaces... | |
Development of new types of glasses |
Materials for photonics and optoelectronics |
|||
|
|
The composition of the proposed glass is optimized in terms of the required properties. Colors affected by the redox state of the glass can be predicted ... |
|
The industrial development is coming with a requirement of new materials. In optic and optoelectronic ... |
|
Research of processes for vitrification of nuclear waste |
||||
 |
Solving the problem of immobilizing a large amount of nuclear waste coming from the production of plutonium is the actual question ... | |||
Experimental techniques
|
|
|
UCT Prague |
IRSM ASCR, v.v.i. |
|
University of Chemistry and Technology Prague Laboratory of Inorganic Materials Technická 5 166 28 Prague 6 Czech Republic
Tel. +420 22044 5192 (l. 4318, 5195) E-mail: Jaroslav.Klouzek@vscht.cz |
Institute of Rock Structure and Mechanics ASCR, v.v.i. Laboratory of Inorganic Materials V Holešovičkách 41 180 00 Prague 8 Czech Republic
Tel. +420 266009 421 (l. 423) |
|
Public transportation: |
Public transportation: Metro Line "C" to Holešovice station, exit to Kobylisy, Prosek, then by bus 102, 210 to Vychovatelna station. Metro Line "B" to Palmovka station, exit to Divadlo pod Palmovkou, then by tram 10, 24, 25 to Vychovatelna station. |
DATA
stdClass Object
(
[nazev] => Experimental Methods
[seo_title] => Experimental Methods
[seo_desc] =>
[autor] =>
[autor_email] =>
[obsah] => Experimental techniques
|
|
|
|
Laboratorní pec s hermetickým topným prostorem umožňuje tavení vzorků v definované atmosféře v rozmezí tlaků 1-150 kPa při maximální teplotě 1400°C. Po vložení vzorku se probíhá několikanásobné opakované odčerpání a naplnění topného prostoru požadovaným plynem nebo směsí plynů. Během ohřevu plyn proudí topným prostorem. Při tavení v redukční atmosféře (vodík nebo jeho směs s dusíkem) se plyn na výstupu z prostoru spaluje vestavěným hořákem. |
|
|
|
|
Pneumatický posuv vzorků do topného prostoru. |
|
|
|
|
|
Laboratorní pec s řídící jednotkou. |
Schéma rozvodu plynů pro řízení atmosféry v topném prostoru |
|
Metoda využívá průhlednosti většiny skel ve viditelné oblasti (případně v blízké infračervené kolem 2 mm) i za tavicích teplot. Principem metody je sledování vzorku nacházejícího se v křemenné kyvetě a v laboratorní peci s průhledem. Průběh děje je sledován digitální videokamerou. Obrazový záznam se vyhodnocuje analyzátorem obrazu Lucia.Při sledování taveniny s bublinami se snímá buď přímo obraz vzniklý po roztavení vsázky, nebo se v již utavené a vyčeřené sklovině připravují vyfouknutím umělé bubliny, které se pak dále sledují. Metoda je využívána k vysokoteplotnímu pozorování tavicího procesu, čeřicích procesů, tvorbě pěny v tavenině, pozorováním hladiny lze získat informaci o chování pěny nebo o stabilitě bublin na hladině. Tato metoda se též používá ke stanovení teploty nukleace bublin. Teplota sekundární tvorby bublin (reboilu) je stanovována na základě přímého vizuálního sledování vzniku bublin na platinovém drátku ponořeného do skla. Teplota vzorku je zvyšována rychlostí 2°C/min. Pozorovaný růst vytvořené bubliny s teplotou je vyhodnocen analyzátorem obrazu a teplota reboilu je stanovena extrapolací na nulový rozměr bubliny. Další použití metody je sledování vývoje bublin ze žárovzdorných materiálů - korozní testy žárovzdorných materiálů. |
|
|
|
Schéma experimentální metody |
 |
 |
|
Uvolňování bublin ze žáromateriálu |
Vyhodnocení měření pomocí obrazové analýzy |
|
|
|
Sledování růstu a rozpouštění bublin |
| Stanovení rozpustností plynů v taveninách se skládá ze dvou kroků. V prvním kroku probíhá sycení taveniny čistým plynem. Po dosažení rovnováhy se tavenina rychle ochladí na pokojovou teplotu. Koncentrace rozpuštěného plynu je pak stanovena plynově chromatografickou metodou popsanou dále. Principem metody stanovení plynů rozpuštěných v tavenině skla je kontinuální extrakce vzorku proudem inertního plynu a následná chromatografická analýza uvolněných plynů. Analyzovaný vzorek skla ve formě trámečku s rozměry 5 x 5 x 10 mm je umístěn ve zkumavce z křemenného skla zasunuté v laboratorní trubkové peci vyhřáté na teplotu 1500 °C. U dna zkumavky ústí kapilára z křemenného skla, kterou proudí helium. Uvolněné plyny se zachycují v koncentrovací smyčce ponořené v kapalném dusíku. Po ukončení extrakce (60 minut) se smyčka rychle zahřeje ponořením do horkého oleje a přepojí do okruhu nosného plynu chromatografu. Metoda stanovení umožňuje současné stanovení oxidu uhličitého, kyslíku, dusíku a oxidu sírového. Ostatní ve skle rozpuštěné plyny, tzn. vodní páru, a případně argon, nelze v uvedeném uspořádání stanovit. | |
 |
|
|
Měřící aparatura pro analýzu plynů v taveninách |
Schéma sycení taveniny plynem |
|
Schéma aparatury pro stanovení plynů v taveninách
|
 |
|
Princip metody je zřejmý z obrázku 1. Plyn, jehož difúzní koeficient se měří se zavede platinovou trubičkou do válcovité nádobky z křemenného skla, která se nachází těsně nad hladinou roztaveného skla uvnitř optické kyvety umístěné v laboratorní peci. Nádobka se po naplnění plynem zasune pod hladinu taveniny. Absorpce plynu se indikuje vzestupem taveniny uvnitř nádobky, který je snímán videokamerou speciálním otvorem v boku laboratorní pece, viz obr. 2. K vyhodnocení měření se používá analyzátor obrazu, měřící vzdálenost rozhraní plyn-tavenina od horního konce nádobky.
|
|
|
Schéma experimentálního uspořádání metody 1 - kyveta s taveninou skla 2 - válcovitá měřící nádobka z křemenného skla 3 - držák měřící nádobky 4 - pohybující se rozhraní plyn-tavenina 5 - hladina taveniny uvnitř kyvety |
|
|
|
Pohyb rozhraní plyn-tavenina při měření difúzního koeficientu vodní páry sodno-vápenato-křemičité sklovině, teplota 1200 °C. a) 15000 s, b) 20000 s, c) 40000 s, d) 60000 s |
|
Používáme systém LUCIA (Laboratory Universal Computing Image Analysis) vyvinutý firmou Laboratory Imaging. Analyzátor obrazu tvoří standardní osobní počítač se zabudovanou obrazovou kartou umožňující přímo snímat obrazový signál z videokamery nebo z videorekordéru. Při zpracování obrazu z mikroskopu nebo z vysokoteplotního sledování dějů v taveninách využíváme obvykle funkce měření délky a počtu a rozdělení velikosti částic.
|
|
|
|
Měření posunu rozhraní plyn-tavenina uvnitř nádobky z křemenného skla při stanovení difúzního koeficientu plynu v tavenině. |
|
Měření počtu a rozdělení velkostí bublin uvolňovaných ze žáromateriálu do taveniny: |
|
Původní obrázek
|
|
|
|
Úprava kontrastu
|
|
|
|
Měření pole uvnitř měřícího rámečku
|
|
|
|
Výsledek měření |
|
Měřící aparatura je stejná jako v případě analýzy plynů rozpuštěných v taveninách. Analyzovaný vzorek vstupní směsi sklářských surovin je umístěn ve zkumavce z křemenného skla zasunuté v laboratorní trubkové peci. U dna zkumavky ústí kapilára z křemenného skla, kterou proudí helium. Teplota v peci se zvyšuje definovanou lineární rychlostí. Helium unáší uvolněné plyny do dávkovacích smyček plynového chromatografu. Výsledkem analýzy je teplotní závislost množství uvolněných plynů. |
|
|
|
|
|
Měřicí aparatura |
Analýza uvolněných plynů vsázky Na2O-CaO-SiO2 skla s přídavkem C a Na2SO4 |
Při posuzování podmínek vzniku vad ve sklovině hraje velmi důležitou roli i tzv. redox stavu skloviny. Redox stav vyjadřuje vztah mezi vyššími a nižšími oxidačními formami iontů přechodných kovů, přítomných ve sklovině. Jedná se především o ionty železa, chrómu, barvících oxidů a dále čeřících přísad. Měření redox stavu umožňuje kontrolu výsledné barvy skloviny, jejího ohřívání i ochlazování (hodnota efektivní tepelné vodivosti) a průběhu odstraňování bublin (čeřící proces). Hodnota redox stavu skloviny je rovněž významným údajem při výpočtech rozložení oxidačně-redukčních složek ve sklářských tavících prostorech, při výpočtu chování bublin, významných pro optimalizaci čeřícího procesu a pro identifikaci zdrojů bublin. Komerčně dostupnou metodou měření redox stavu skloviny je systém Rapidoxâ Principem stanovení je elektrochemické měření rovnovážného napětí mezi referenční a měřící elektrodou. Měřící elektrodu tvoří Pt nebo Ir drát. Referenční elektroda je umístěna ve směsi Ni/NiO zaručující definovaný parciální tlak kyslíku. Vodivé spojení mezi měřenou taveninou a refereční směsí tvoří přepážka z oxidu zirkoničitého v kubické modifikaci. Z naměřené hodnoty elektromotorického napětí E (V) se za pomoci Nernstovy rovnice vypočte parciální tlak kyslíku:
kde: F - Faradayova konstanta (96 500 C) R - plynová konstanta (8,314 J mol-1K-1) T - absolutní teplota Tabulka 2 uvádí hodnoty parciálního tlaku kyslíku ve vybraných typech sklovin při teplotě 1200 °C.
Parciální tlak kyslíku v některých typech průmyslových sklovin při teplotě 1200 °C.
| Sklovina | pO2 (Pa) |
| float | 8000 |
| bílá obalová | 10000 |
| barnatý křišťál | 1000 |
| zelená obalová | 350 |
| amber | 5 x 10-4 |
|
|
|
|
Měřící systém Rapidox |
Měřící sonda |
|
Polarizační mikroskopie si přes svou více jak 170ti letou tradici stále udržuje platné místo v oboru studia materiálů. Metoda využívá interakce polarizovaného světla s opticky anisotropními látkami, při které dochází k tzv. dvojlomu. Původní paprsek se po průchodu vzorkem rozdělí na dva nové, řádný a mimořádný, které jsou navzájem fázově posunuté (šíří se různou rychlostí) a kmitají v různých rovinách. V analyzátoru mikroskopu se oba paprsky složí do stejné roviny kmitu a jejich fázový posun se projeví vznikem interferenčních barev. Polarizační mikroskopii lze proto charakterizovat jako metodu zvýšení kontrastu mikroskopického obrazu. Použití však nachází i dnes jako doplňková metoda identifikace krystalických látek, např. měřením výše dvojlomu s použitím Berekova kompenzátoru.
|
|
|
|
Polarizační mikroskop Olympus BX 51P |
|
|
|
Michel-Lévyho stupnice interferenčních barev pro určování výše dvojlomu |
