Ing. Jan Čížek, Ph.D.

E-mail:   cizek@fme.vutbr.cz 
Pracoviště:   Ústav materiálových věd a inženýrství
Odbor kovových materiálů
Zařazení:   Odborný asistent
Místnost:   A3/302
Telefon:   +420 54114 3166

Vybrané publikace:

  • ČÍŽEK, J.; KHOR, K.; DLOUHÝ, I.:
    In-Flight Temperature And Velocity of Powder Particles of Plasma Sprayed TiO2,
    JOURNAL OF THERMAL SPRAY TECHNOLOGY, Vol.22, (2013), No.8, pp.1320-1327, ISSN 1059-9630, Springer
    článek v časopise
  • ČÍŽEK, J.; KOVÁŘÍK, O.; SIEGL, J.; KHOR, K.; DLOUHÝ, I.:
    Influence of plasma and cold spray deposited Ti Layers on high-cycle fatigue properties of Ti6Al4V substrates,
    Surface and Coatings Technology, Vol.217, (2013), No.02, pp.23-33, ISSN 0257-8972, Elsevier
    článek v časopise
  • ČÍŽEK, J.; DLOUHÝ, I.; KURODA, S.; KHOR, K.; KOVÁŘÍK, O.; SIEGL, J.:
    Relating High-Cycle Fatigue Properties and Fractographic Features of Plasma, Warm and Cold Sprayed Materials,
    Proceedings of the 5th Asian Thermal Spray Conference, pp.67-68, (2012), Japan Thermal Spray Society
    článek ve sborníku
    akce: Asian Thermal Spray Conference 2012, Tsukuba, 26.11.2012-28.11.2012
  • ČÍŽEK, J.; KHOR, K.:
    Role of In-flight Temperature and Velocity of Powder Particles on Plasma Sprayed Hydroxyapatite Coating Characteristics,
    Surface and Coatings Technology, Vol.206, (2012), No.8-9, pp.2181-2191, ISSN 0257-8972, Elsevier
    článek v časopise

Seznam publikací na portálu VUT

Anotace nejvýznamnějších prací:

  • ČÍŽEK, J.; KHOR, K.; DLOUHÝ, I.:
    In-Flight Temperature And Velocity of Powder Particles of Plasma Sprayed TiO2,
    JOURNAL OF THERMAL SPRAY TECHNOLOGY, Vol.22, (2013), No.8, pp.1320-1327, ISSN 1059-9630, Springer
    článek v časopise

    Tato práce se zabývá letovými vlastnostmi (zejména povrchovou teplotou a rychlostí) částic TiO2 a představuje integrální součást systematického výzkumu atmosférického plazmového nanášení tohoto materiálu. V rámci studie byl do proudu plazmy vnesen výchozí práškový materiál (32-45 um, 100% rutil). Bylo vybráno šest parametrů reprezentujících univerzálnost plazmového systému a byly stanoveny jejich jednotlivé vlivy pomocí základní metody One-at-a-Time (jednotlivě) a pokročilé metody Taguchiho designu s využitím statistického nástroje analýzy rozptylů. Bylo zjištěno, že měřené teploty se pohybovaly v rámci rozmezí 2121 K až 2830 K (rozdíl 33%), kdežto letové rychlosti částic se měnily mezi 127 m/s a 243 m/s (rozdíl 91%). Jako parametr s největším vlivem na letovou rychlost částic TiO2 byl určen výkon plazmové pušky (zvýšení rychlosti o 8.4 m/s na každý 1 kW výkonu). Vzdálenost vzorku od pušky byla shledána faktorem s nejvyšším dopadem na letovou teplotu částic, s každým zvětšením vzdálenosti o 10 mm částice ochladily o zhruba 36 K. Významný pokles obou letových charakteristik byl dále zaznamenán pro zvyšující se množství prášku vstupujícího do plazmového proudu: zvýšení vtoku prášku o +1 g/min odpovídal pokles teploty o 7.1 K and rychlosti o 1.4 m/s.
  • ČÍŽEK, J.; KOVÁŘÍK, O.; SIEGL, J.; KHOR, K.; DLOUHÝ, I.:
    Influence of plasma and cold spray deposited Ti Layers on high-cycle fatigue properties of Ti6Al4V substrates,
    Surface and Coatings Technology, Vol.217, (2013), No.02, pp.23-33, ISSN 0257-8972, Elsevier
    článek v časopise

    Tento článek představuje shrnutí výsledků výzkumu vlivu plazmového a kinetického nanášení biologických vrstev Ti na únavové vlastnosti substrátů Ti6Al4V. Čtyři vyrobené série vzorků (původní, otryskané, s plazmově nanesenou vrstvou, s vrstvou nanesenou studenou kinetizací) byly vystaveny cyklickému ohybu s krakorcovým upnutím a konstantní výchylkou volného konce. Bylo zjištěno, že procedura tryskání významně prodlužuje únavové životy vzorků ve srovnání s původními tělesy (nárůst až 1.81x). Depozice vrstev na tyto tryskané povrchy vedla ke zhoršení únavových charakteristik. Průměrný únavový život vzorků s plazmově nanesenými vrstvami dosáhl 1.16x a vzorků s vrstvami nanesenými studenou kinetizací 0.91x hodnot původních netryskaných vzorků. Pro pochopení kladného efektu technologie tryskání a negativního efektu depozice nástřiků na únavové životy byla uskutečněna řada analýz (chemické, fraktografické, mikrostrukturální) a byly kalkulovány elastické moduly vrstev. Bylo zjištěno, že nástřik pomocí studené kinetizace nezměnil složení původního Ti prášku, kdežto u vrstev deponovaných plazmovým nanášením byla pozorována kompletní transformace na nitridy a oxidy. Vzhledem k rozdílným principům vzniku vrstev a jejich odlišné porozitě byly dále zjištěny zásadní rozdíly v jejich elastických modulech (7.2 GPa u plazmově a 36.7 GPa u kineticky nanesených vrstev). bylo prokázáno, že místa iniciací únavových trhlin a směry jejich šíření v plazmově a kineticky nanesených vrstvách se výrazně odlišují. Na základě získaných poznatků byly v textu navrženy dvě výklady výsledků únavového zatěžování.
  • ČÍŽEK, J.; DLOUHÝ, I.; KURODA, S.; KHOR, K.; KOVÁŘÍK, O.; SIEGL, J.:
    Relating High-Cycle Fatigue Properties and Fractographic Features of Plasma, Warm and Cold Sprayed Materials,
    Proceedings of the 5th Asian Thermal Spray Conference, pp.67-68, (2012), Japan Thermal Spray Society
    článek ve sborníku
    akce: Asian Thermal Spray Conference 2012, Tsukuba, 26.11.2012-28.11.2012

    Tento příspěvek představuje shrnutí výsledků výzkumu vlivu tří různých technologií na vysokocyklovou únavu vzorků a jejich fraktografických analýz. Komerčně dostupný prášek Ti (11-50 um) byl nanesen na ocelové substráty speciální geometrie pomocí technologií plazmového, středně-žárového a studeného kinetického nanášení. Fyzikální a chemické modifikace stříkaného materiálu byly stanoveny pomocí metod SEM a technikami XRD+EDX. Původní nedeponovaná tělesa a tělesa se třemi druhy nástřiků byla posléze vystavena cyklickému ohybovému zatěžování s výchylkou volného konce 4 mm a šíření trhlin v kritické oblasti vzorků bylo monitorováno skrze změny v přirozené rezonanční frekvenci testovaných těles. Zatěžování bylo zastaveno při porušení nosného průřezu vzorků přibližně 40% a počet cyklů v tomto momentě (tzv. "únavový život") byl brán jako ukazatel kvality. Bylo zjištěno, že depozice nástřiků pomocí všech tří technologií výrazně prodloužila odolnost vůči iniciaci a šíření trhlin: ve srovnání s referenční sadou (průměrný únavový život 213 686 cyklů), vzrostly životy těles s plazmovými, středně-žárovými a kinetickými vrstvami o 216%, 337%, a 134%. Tyto změny byly vztaženy k různým fraktografickým jevům pozorovaným ve vzorcích dolomených po únavovém zatěžování.
  • ČÍŽEK, J.; KHOR, K.:
    Role of In-flight Temperature and Velocity of Powder Particles on Plasma Sprayed Hydroxyapatite Coating Characteristics,
    Surface and Coatings Technology, Vol.206, (2012), No.8-9, pp.2181-2191, ISSN 0257-8972, Elsevier
    článek v časopise

    Tento článek představuje systematickou studii procesu tepelného nanášení hydroxyapatitu (HA) zahrnující všechny tři stupně depozice vrstev: primární výrobu a následnou charakterizaci HA prášků (optimalizovaní produkce vedlo k výrobě sférického prášku velikostí 29.29 - 50.51 um s 0.0% obsahem tri-kalcium fosfátů [TCP] a tetra-kalcium fosfátů [TTCP]), hodnocení vlivu vlastností plazmového plamene na letové charakteristiky prášků (byl zjištěn marginální vliv faktoru stříkací vzdálenosti) a vliv teploty a letové rychlosti částic hydroxyapatitu (byly naměřeny rozsahy 2294 K–2708 K a 152 m/s – 291 m/s) na celkové vlastnosti nanesených vrstev. V této studii bylo dále zvoleno šest kombinací systémových parametrů, vedoucích k nízkým-středním-vysokým hodnotám letových parametrů a byly zkoumány charakteristiky vlastnosti šesti odpovídajících nástřiků. Některé dosažené výsledky jsou v přímém rozporu s předchozími publikovanými studiemi. Bylo zjištěno, že letová teplota částic hraje kritickou úlohu pro vývoj škodlivé fáze CaO (zjištěno zvýšení výskytu až 14.6%) a metastabilní fáze TTCP (až 49.5%) v deponovaných vrstvách. Letová rychlost částic ovlivňuje otevřenou porozitu nástřiků (8.8%–27.9%) a má dopad na mikro-tvrdost a elastický modul vrstev (naměřené relativní rozdíly až 2.8krát). Bylo zjištěno, že společné působení obou letových faktorů významně ovlivňuje mikrostrukturu nástřiků a odpovídající hodnoty povrchových drsností (Ra = 7.4–19.4 um). Taktéž morfologie dopadajících částic je ovlivněna oběma faktory - letovou teplotou (dominantní působení) a letovou rychlostí (sekundární faktor) částic HA.