Dielektrický bariérový výboj a jeho vliv na vyspělé nosné spoje.

Bc. Dávid Brodňanský

Bakalářská práce

Dielectric barrier discharge and its influence on advanced load-bearing bonds.

Anotace:

Sklo je unikátní materiál, který kombinuje průhlednost s příznivými mechanickými vlastnostmi, což jej činí nezbytným v moderní architektuře. Ačkoli je běžně používáno na okna, sklo má také potenciál pro nosné aplikace - pokud napravíme jeho mechanická omezení. Naštěstí lze jeho inherentní křehkost efektivně zmírnit pomocí tepelného zpracování, jako je tvrzení nebo tepelné zpevnění skla, které výrazně zvyšují jeho pevnost a odolnost proti zlomení. Jedním z přetrvávajících problémů je spojování více skleněných tabulí, aniž by došlo k zhoršení jejich vlastností. Tradiční mechanické metody, jako je vrtání, mohou oslabit sklo, což vede k rostoucímu zájmu o lepení jako neinvazivní alternativu. Účinné lepení však vyžaduje předchozí aktivaci povrchu, kterou lze dosáhnout buď pomocí chemických primerů, nebo taky plazmatických povrchových úprav. V této práci zkoumáme využití Difuzního koplanárního povrchového bariérového výboje (DCSBD) k aktivaci a čištění různých druhů skla. Měření volné povrchové energie a adhezní zkoušky byly provedeny za účelem zhodnocení účinnosti plazmové předúpravy jako funkčního kroku pro zlepšení lepených spojů v nosných skleněných konstrukcích.

Abstract:

Glass is a unique material combining transparency with favorable mechanical properties, making it indispensable in modern architecture. While commonly used in windows, glass also holds potential for load-bearing applications - provided its mechanical limitations are addressed. Fortunately, its inherent brittleness can be effectively mitigated through heat treatments such as tempering or heat-strengthening, which considerably enhance strength and resistance to fracture. One remaining challenge lies in joining multiple panes without worsening their properties. Conventional mechanical methods, like drilling, can weaken the glass, which has prompted interest in adhesive bonding as a non-invasive alternative. Effective bonding, however, requires prior surface activation, which can be achieved either through chemical primers or plasma surface treatments. In this thesis, we investigate the use of a novel Diffuse Coplanar Surface Barrier Discharge (DCSBD) plasma source to activate and clean various types of glass surfaces. Surface free energy measurements and peel tests were conducted to assess the effectiveness of plasma pre-treatment as a functionalization step for enhancing adhesive bonds in structural glass applications.

Keywords

Adheze, DCSBD, Dielektrický bariérový výboj, Kontaktní úhel vody, Povrchová úprava, Sklo, Volná povrchová energie, Adhesion, Dielectric barrier discharge, Glass, Surface free energy, Surface treatment, Water contact angle

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 5. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 24. 6. 2025
• Vedoucí: Mgr. Jakub Kelar, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Dana Skácelová, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Fyzika – nanotechnologie / Fyzika – nanotechnologie