Search

Topološki polumetali su klasa novih materijala budućnosti. Transportna svojstva kristalnih materijala definirana su strukturom njihovih elektronskih vrpci. U metalima se valentna i vodljiva vrpca preklapaju pa su takvi sustavi vodljivi. Kod poluvodiča, izmedu valentne i vodljive vrpce, postoji procijep u energetskom spektru i sustavi nisu vodljivi. Stoga se često dopiraju da se poveća njihova vodljivost i postanu tehnološki zanimljivi. Kod topoloških polumetala elektronske se vrpce dotiču u točkama i linijama u prvoj Brillouinovoj zoni (BZ). Doticanje ili presijecanje vrpci implicira njihovu degeneraciju, što je kvantnomehanički zabranjeno Paulijevim principom isključenja (bez uključivanja spina). Vrpce, unatoč tome, u topološkim polumetalima ostaju degenerirane zbog simetrija prisutnih u takvim sustavima. Najznačajnije su one vremenske i prostorne inverzije te strukturne kao što su invarijantnost na rotaciju ili simetrije na vijčane osi te ravninske simetrije s klizanjem, koje daju posebne kvantne brojeve elektronskim vrpcama, tako štiteći degeneraciju čak i na velike vanjske perturbacije. Topološki polumetali trodimenzionalne su strukture, a fascinantna svojstva koja posjeduju, ne samo da se nalaze na površini kao kod topoloških izolatora, već i u dubinskim stanjima (eng. bulk). Tako se na površini mogu nalaziti Fermijevi lukovi koji povezuju projekcije Diracovih točaka na 2D površinu BZ. Izrazito velika negativna magnetootpornost posljedica je kiralne anomalije i često je potpis topoloških polumetala. Nodalnim linijskim Diracovim polumetalima, čiji je predstavnik i BaNiS^2, vrpce se sijeku/ dotiču po liniji u okolini Fermijeve energije. U ovom radu naglasak je stavljen na sintezu navedenog sustava i dobivanje visokokvalitetnih kristala. Korištene su fluks i CVT (eng. chemical-vapour transport) metoda sinteze, sveukupno na 6 različitih načina. Sintetizirani su kristali veličine do oko 1 mm koji su analizirani strukturnom rendgenskom analizom (XRD), fluourescencijskom spektroskopijom (XRF) te mjerenjem otpornosti do 4 K. Mjerena temperaturna ovisnost otpora pokazuje metalno ponašanje s anomalnim pikom na 50 K za koji se još treba utvrditi uzrok. Drugi proučavani sustav je volframov karbid (WC) koji pripada skupini materijala s trostrukom degeneracijom elektronskih vrpci zaštićenih rotacijskom simetrijom. Uz modificiranu visoko temperaturnu peć omogućena je sinteza u inertnoj atmosferi argona na 1800 °C te su dobiveni visokokvalitetni kristali veličine i do 5 mm. Najbolji uzorci analizirani su Laue rendgenskom difrakcijom te je potvrđena heksagonalna struktura, a izmjerena je i otpornost do 2 K u magnetskom polju koja pokazuje metalno temperaturno ponašanje. Izmjerena je i ovisnost otpornosti o magnetskom polju do 7 T pri raznim temperaturama te pokazuje relativno jak ne saturirajući magnetootpor. Topological semimetals are new materials of promising future. Electron bands are those that give materials their transport properties. Common semimetals have gapped electronic states whereas in topological semimetals bands cross at points or lines in the Brillouin zone at Fermi energy. Crossing implies degeneracy which is forbidden by quantum mechanics due to Pauli’s principle of exclusion. Bands nevertheless stay degenerate because of symmetries in the system. The most important symmetries are time reversal, inversion symmetry and symmetries related to rotational invariance, which gives special quantum numbers to electron bands, protecting the degeneracy even when the large perturbation is present. Topological semimetals are three-dimensional structures with fascinating properties. Not only they have protected conductive surface states, but also bulk states are conductive. On the surface, Fermi arcs exist, which connect projections of bulk degeneracy of Dirac nodes on the two-dimensional surface of 3D Brillouin zone. Large longitudinal magnetoresistance, due to chiral anomaly, is the most important signature of topological semimetals. In the nodal line Dirac semimetals, bands cross each other in a line in BZ at Fermi energy, and BaNiS2 is their famous representative. This work highlights the synthesis of this system and getting high-quality single crystals. Flux and CVT methods were used in 6 different ways. Crystals synthesized are approximately 1 mm in length and were analyzed with XRD, XRF analysis and low-temperature resistance measurement was performed down to 4 K. Graph shows usual behavior down to 50 K where unusual peak exists. Tungsten carbide belongs to three-fold electron band degeneracy material protected by its rotational symmetry. The high-temperature furnace was modified and the synthesis was done in an inert argon atmosphere reaching temperatures up to 1800 °C. The biggest crystal-synthesized is 5 mm in length and was analyzed with Laue diffraction where its hexagonal structure was confirmed. Crystals were analyzed with XRF spectroscopy, which showed traces of other metals and Co flux. Temperature dependence of resistivity was performed for various magnetic fields which shows usual metal behavior down to 2 K, without special features. Magnetic field dependent resistivity has also been measured for various temperatures.

The Mayoon landslide in the Hunza District is a slowly developed, non-catastrophic landslide that has gained its importance in the last few years after its rapid activation and fast slip rate. The area is characterized by high earthquake hazards (zone 3 with a peak ground acceleration value of 2.4–3.2 m/s2) by the Building Code of Pakistan due to frequent earth quakes. The past high earthquake activity in the area has displaced the foliated rocks towards the south and is responsible for opening the bedrock joints. The head and body of the landslide are covered by unconsolidated material and have fractures of varying lengths and widths. The non-invasive geophysical techniques, including Ground Penetrating Radar (GPR) and Electrical Resistivity Soundings (ERS), are deployed to evaluate the Mayoon landslide subsurface. The subsurface is interpreted into a two-layer model. Bright reflectors and highly variable resistivity characterize the top layer (Layer-1). This layer is associated with a loose, highly heterogeneous, fragmented material deposited under glacial settings over the existing bedrock. Hyperbolic reflections and intermediate resistivity characterize the bottom layer (Layer-2). This layer is associated with foliated metamorphic bedrock. The hyperbolic reflections show faults/fractures within the bedrock. The extension of these fractures/faults with depth is uncertain due to decay in the GPR signal with depth. The intermediate resistivity shows the bedrock is weathered and foliated. Reflections within Layer-1 have disrupted directly above the fractures/faults suggesting a possible movement. A bright reflection between the two layers highlights the presence of the debonded surface. Loose material within Layer-1 coupled with debonding possesses a significant hazard to generate a landslide under unfavourable conditions, such as an intense rainstorm or earthquake activity., Klizište Mayoon u distriktu Hunza pripada skupini sporo razvijajućih, nekatastrofičnih klizišta. Važnost mu je porasla u nekoliko zadnjih godina nakon što se klizanje znatno ubrzalo. Cijelo područje obilježeno je visokim potresnim rizikom (zona 3, s najvećim ubrzanjem tla 2,4 – 3,2 m/s2), a u skladu s pakistanskim propisima o gradnji. Snažni potresi u prošlosti pomaknuli su blokove metamorfnih stijena prema jugu i uzrokovali otvaranje brojnih pukotina u stijenama podine. Čelo i tijelo klizišta prekriveno je nekonsolidiranim materijalom te ima pukotine različitih širina i dužina. Prostor klizišta istražen je neinvazivnim geofizičkim tehnikama poput georadara i mjerenja električne otpornosti. Podzemlje je prikazano dvoslojnim modelom. Prvi sloj (1) predstavljen je snažnim reflektorom i vrlo promjenjivom otpornošću. Sastavljen je od rastresitih, vrlo heterogenih, fragmentiranih materijala taloženih tijekom glacijala preko stijenske podine. Ispod je drugi sloj (2) obilježen hiperboličkim refleksima te umjerenom otpornošću i pruža se unutar folijacijskih, metamorfnih stijena. Oblik refleksa upozorava na rasjede i pukotine podine, no oni se teško prate s povećanjem dubine. Otpornost također upućuje na trošenje i folijaciju. Refleksi u sloju 1 prekidaju se iznad rasjeda i pukotina upozoravajući na moguće gibanje. Snažni refleksi između dvaju slojeva naglašavaju postojanje granice između njih. Rastresiti materijal u sloju 1, zajedno s postojanjem takve granice, predstavlja znatan rizik nastanka klizišta, posebice u rizičnim uvjetima poput olujnoga pljuska ili potresa.

Knowing the soil moisture distribution in the unsaturated zone can improve understanding the water flow through the unsaturated zone and thereby enable the calculation of aquifer recharge, which occurs through precipitation. One part of the Zagreb aquifer recharge occurs through infiltration from precipitation. In order to observe and model infiltration from precipitation through the unsaturated zone, the research polygon was constructed at the Velika Gorica well field, located in the southern part of the Zagreb aquifer, Croatia, where hourly measurements of electric conductivity (EC) and soil moisture content were carried out. EC and soil moisture data are measured by Time Domain Reflectometry (TDR) probes which are placed at different depths in the unsaturated zone. Furthermore, electrical resistivity tomography (ERT) measurements were conducted. Geophysical data, along with moisture and EC data from TDR probes, were used as input data for MoisturEC software, in order to obtain soil moisture distribution along a 2D profile. MoisturEC program offers three options for translating EC data to moisture content data which are all tested in this research. We obtained eight moisture content distributions along the observed profile and concluded that MoisturEC provides reasonable results with input data from geophysical measurements and TDR probe measurements. Soil moisture distribution in the unsaturated zone represents the initial conditions for further unsaturated flow modeling. Understanding the flow in the unsaturated zone enables the quantification of effective infiltration and can improve groundwater management., Poznavanje raspodjele vlažnosti u nesaturiranoj zoni može doprinijeti razumijevan-ju toka vode kroz nesaturiranu zonu a time i omogućiti izračun prihranjivanja vodonosnika putem oborine. Jedan dio prihranjivanja zagrebačkog vodonosnika čini oborina. U cilju promatranja i modeliranja infiltracije oborine kroz nesaturiranu zonu izgrađen je znanstveno-istraživački poligon na vodocrpilištu Velika Gorica, u južnom dijelu zagrebačkog vodonosnika, u kojem postoje satna mjerenja električne vodljivosti i sadržaja vode u tlu. Električna vodljivost i vlažnost mjere se TDR (eng. Time Domain Reflectom-etry) sondama koje su postavljene na različitim dubinama u nesaturiranoj zoni. Nadalje, provedena su i geofizička mjerenja gdje je korištena metoda električne tomografije. Podaci dobiveni geofizičkim istraživanjem te podaci o električnoj vodljivosti i vlažnosti dobiveni mjerenjima u TDR sondama korišteni su kao ulazni podaci za MoisturEC program u cilju dobivanja raspodjele vlažnosti na promatranom 2D profilu. U ovom istraživanju su testirane tri opcije MoisturEC programa za prevođenje podataka o električnim vodljivostima u podatke o sadržaju vode. Ukupno je dobiveno osam raspodjela vlažnosti po promatranom profilu te se može zaključiti da MoisturEC program daje razumne rezultate u slučaju kada su dostupni ulazni podaci o električnim vodljivostima na promatranom profilu te točkasti podaci o sadržaju vlage iz TDR sondi. Raspodjela vlažnosti u nesaturiranoj zoni može poslužiti kao početni uvjet pri modeliranju toka vode u nesaturiranoj zoni. Razumijevanje toka vode u nesaturiranoj zoni omogućava kvantifikaciju efektivne infiltracije, a time i bolje upravljanje podzemnim vodama

U radu se raspravlja o gospodarenju mostovima u Hrvatskoj i njihovoj osjetljivosti na koroziju armature. Predlaže se, te na šest reprezentativnih mostova i razrađuje, novi pristup održavanju u kojemu se vizualni pregledi kombiniraju s nerazornim metodama. Koristeći tu metodologiju, moguće je ranije i točnije otkriti koroziju armature u konstrukcijskim elementima. Dobiveni rezultati i korelacije između različitih mjerenih parametara važni su ulazni podaci za predviđanje budućeg propadanja konstrukcije i odlučivanje o budućim aktivnostima održavanja., Management of bridges in Croatia and their vulnerability to reinforcement corrosion is discussed in the paper. New maintenance approach, where visual inspections are combined with the non-destructive testing methods, is proposed and demonstrated on six representative bridges. Using this methodology, reinforcement corrosion on structural elements may be detected earlier and more precisely. Obtained results as well as correlations between different measured parameters are important input parameters for prediction of future degradation of structures and decision making for future maintenance activity.

Ovim diplomskim radom predstavljena je razlika električnih transportnih svojstava tankih filmova cinkovog oksida (ZnO) sintetiziranih tehnikom depozicije atomskih slojeva (ALD) pri temperaturama sinteze od 100 ℃ i 200 ℃. Poprečni presjeci i morfologije tankih filmova snimljeni su pretražnim elektronskim mikroskopom. Morfologije tankih filmova su uspoređene s rezultatima mjerenja električne otpornosti. Izmjerene strujno naponske karakteristike, iz kojih su izračunate specifične električne otpornosti, pokazale su da specifične električne otpornosti uvelike ovise o temperaturi korištenoj pri ALD sintezi tankih filmova. Izmjerene su vrijednosti (5,8±0,6)∙102 Ωcm za tanki film sintetiziran na 100 ℃ i (3,6±0,4)∙10−2 Ωcm za tanki film sintetiziran na 200 ℃. Tanki film sintetiziran na 200 ℃ je pokazao anomalnu ovisnost otpora kao funkcije vremena, gdje je otpor ovisio o prijašnjem toku struje kroz tanki film. Vjerojatan uzrok takvom anomalnom efektu je sama struktura tankih filmova. Naime, smjer narastanja tankih filmova ima izraženo usmjerenje okomito na površinu supstrata, te takva konfiguracija stvara veliku koncentraciju granica zrna okomito na tok struje. Također, mjerena je i ovisnost električne otpornosti uzoraka o izloženosti uzoraka svjetlosti. Izmjerena su karakteristična vremena saturacije fotostruje, te pokazana ovisnost električnog otpora tankih filmova o UV djelu spektra svjetlosti. Izmjerena karakteristična vremena pobuđenja i relaksacije elektrona odgovaraju dvama procesima od kojih je jedan sporiji, a drugi brži - razlikuju se oko 3 puta za film sintetiziran pri 100 ℃ i oko 36 puta za film sintetiziran pri 200 ℃. In this work I show differences in electric transport properties of zinc oxide (ZnO) thin films deposited by atomic layer deposition (ALD) at two different temperatures. The films were deposited at 100 ℃ and 200 ℃. Morphologies and cross sections of the films were obtained with a scanning electron microscope (SEM). The thin film morphologies were correlated with the electrical transport properties. The electrical resistivity of ZnO thin films depends strongly on the ALD growth temperature. The measured values for electrical resistivity are (5,8±0,6)∙102 Ωcm, for thin films grown at 100 ℃, and (3,6±0,4)∙10−2 Ωcm, for thin films grown at 200 ℃. The resistivities were determined from current voltage characteristics. The thin films grown at 200 ℃ showed an anomalous time dependence of the electrical resistance where the resistance was changing in time, depending on the previous current flow. A probable cause for such behavior lies in structural characteristics of the ZnO thin films - the ALD growth of thin films prefers a uniaxial direction, which creates grain boundaries perpendicular to the current flow. A dependence of the electrical resistivity on an ambient illumination is also presented. From measurements of photocurrent as a function of time, we could extract characteristic excitation and relaxation times of photo created electrons. The characteristic times correspond to two processes, one slower and other faster. The slow and the fast processes differ approximately 3 times for the thin films grown at 100 ℃ and 36 times for the thin films grown at 200 ℃.

Električna otpornost i Seebeckov koeficijent, uz toplinsku vodljivost i Hallov efekt predstavljaju jedne od fundamentalnih i često istraživanih termoelektričnih transportnih svojstava materijala. Uslijed tehnološke i industrijske potrebe za novim materijalima koji bi mogli biti korisni za nove oblike energetskih napajanja ili hlađenja i koji bi mogli istodobno smanjiti industrijske energetske gubitke, često se ispituju upravo električna otpornost i Seebeckov koeficijent, kako bi se dobio faktor izvrsnosti, koji daje sliku efikasnosti uporabe materijala pri pretvorbi toplinske u električnu energiju, i obratno. U ovom radu obavljena su mjerenja temperaturne ovisnosti električne otpornosti i Seebeckovog koeficijenta duž intermetalnog kristala GaPd2, radi provjere termoelektričnih svojstava. Rezultati mjerenja električne otpornosti nastavljaju trend prethodnih istraživanja, dok Seebeckov koeficijent pokaziva odstupanja od dosadašnjih rezultata iz literatura., Electrical resistance and Seebeck coefficient, with thermal conductivity and Hall effect, are one of the fundamental and frequently explored thermoelectric transport properties of the material. Due to the technological and industrial needs for new materials that could be useful for new forms of power supply or cooling and which could simultaneously reduce industrial energy losses, electrical resistances and Seebeck coefficients are often tested in order to obtain a factor of excellence that gives an image of efficiency of use heat transfer materials in electrical energy, and vice versa. In this paper, we measure the temperature dependence of electrical resistance and the Seebeck coefficient along the intermetal GaPd2 crystal, to check the thermoelectric properties. The results of the measurement of electrical resistances continue with the trend of previous research, while Seebeck's coefficient shows deviations from previous literature results.

U ovom radu opisana je sinteza vodljive tinte na bazi nanočestica srebra. U obje reakcije prekursor, AgNO3 otopljen je i istaložen kao oksid u otopini NaOH. Nakon toga dodan je hidrazin kao reducens te, ovisno o reakciji, poli(akrilna kiselina) ili poli(metakrilna kiselina) kao stabilizator. Nakon sinteze dodan je etilen glikol koji omogućava ravnomjerno sušenje tinte te pufer. Homogenizacija pripravljene tinte provedena je na ultrazvučnoj kupelji. Homogeniziranost smjese praćena je spektrofotometrijski. Dobivenom tintom, uz pomoć inkjet pisača, otisnute su vodljive linije na fleksibilnoj podlozi koje su potom sinterirane na dva načina. Prvo sinteriranje provodilo se u periodima po 20 min u temperaturnom rasponu od 20 do 140 °C dok je drugo sinteriranje uključivalo zagrijavanje na 120 °C u periodima od 30 do 180 min. Sinteriranim linijama, odnosno elektrodama izmjereni su otpori u dvije i četiri točke te su SEM mikroskopijom određene debljine vodljivog sloja. Na temelju izmjerenih veličina izračunate su električne otpornosti otisnutih elektroda čije se minimalne vrijednosti kreću u području od 1,78*10^-8 do 2,77*10^-8 Ωm što je vrlo blizu vrijednosti idealne otpornosti makroskopskog srebra koja iznosi 1,68*10^-8 Ωm. Debljina otisnutog sloja je, osim mikroskopski, određena i elektrokemijski, potenciostatkom metodom primjenom troelektrodnog mjernog sustava. Provedbom ispitivanja uočeno je da prilikom povećanja temperature, odnosno produljenja vremena sinteriranja dolazi do pada otpora, a samim time i do pada otpornosti otisnutih elektroda. This work describes the synthesis of a conductive ink based on silver nanoparticles. In the reactions, the precursor AgNO3 was dissolved in water and precipitated as silver oxide by NaOH. Hydrazine was added as a reducing agent and depending on the reaction, poly(acrylic acid) or poly(methacrylic acid) as a stabilizer. After the synthesis, the ink formulation was performed by homogenization on the ultrasonic bath. Some addition of ethylene glycol to ink formulation enables uniform ink drying while buffer addition enables stable basic ink conditions. Homogenization of the mixture was monitored spectrophotometrically. With the obtained ink and with the aid of a printer, silver lines were printed on a flexible substrate and then sintered in two ways. The first sintering was carried out in periods of 20 minutes at temperatures ranging from 20 to 140 °C while the other sintering involved heating at 120 °C for periods from 30 to 180 minutes. Resistances of the sintered lines or electrodes were measured with two- and four- point measurements while the thickness of the conductive layer was determined using SEM microscopy. Based on the measured dimensions, electrical resistivity of electrodes with minimal values ranging from 1,78*10^-8 to 2,77*10^-8 Ωm were calculated. Obtained results are very close to the ideal macroscopic silver resistivity value of 1,68*10^-8 Ωm. The thickness of the printed layer was, apart from microscopic, determined electrochemically. It has been observed that during the increase of the temperature, or the extension of the sintering time, the resistance drops, and thus the resistivity of the printed electrodes.

Rad ne sadrži sažetak.

Hemp fibres belong to the group of natural, cellulose bast fibres. These fibres have exceptional properties such as: antimicrobial effect, absence of allergy effect, extraordinary sorption properties, good electro-physical properties (small static electricity in regard to other cellulose fibres) as well as high values of breaking strength (the natural fibre with the highest strength). However, hemp fibres have some defects: heterogeneous chemical composition, large quantity of accompanying substances (lignin pectins, waxes) and unsatisfactory fineness and evenness. It is possible to a great extent to eliminate or reduce, the defects of hemp fibres by of appropriate modification treatments. In order to determine the appropriate modification treatment of hemp fibres, the dependences between the chemical composition, fineness and electric resistance of hemp fibres were presented in this paper. In the experimental part of the paper, by the application of a procedure for the determination of the chemical composition, the accompanying supstances of hemp fibres were gradually removed. After each phase some fibrous substrates were separated. After that the fineness and electric resistance were determined. This experiment was conducted in order to define the influence of each component of hemp fibres on the fineness and electric resistance. In this paper, hemp fibres were modified by an aqueous solution of sodium hydroxide, under different conditions of modification. The influence of modification conditions on the fineness and electric resistance were studied. U cilju iznalaženja zadovoljavajućeg postupka modifikovanja vlakana konoplje u ovom radu su prikazane zavisnosti između hemijskog sastava, finoće i električne otpornosti. Prema proceduri za određivanje hemijskog sastava sukcesivno su uklanjane jedna po jedna prateća komponenta iz vlakana konoplje. Nakon svake etape odvojena je izvesna količina vlaknastog supstrata, a potom su izvršena merenja finoće i električne otpornosti, u cilju utvrđivanja uticaja svake komponente iz vlakana konoplje na pomenute karakteristike. Takođe je izvršena analiza uticaja eksperimentalnih uslova na finoću i električnu otpornost pri uobičajenom postupku modifikovanja vlakana konoplje zasnovanom na njihovom tretiranju rastvorom natrijumhidroksida.

U ovom radu je proučavana ovisnost električne otpornosti o temperaturi organskog vodiča κ-(BEDT-TTF)2Cu(CN)3. Navedeni spoj je pokazao poluvodičko ponašanje, tj. otpornost mu je rasla sa snižavanjem temperature u čitavom području mjerenja, a i same vrijednosti otpornosti se nalaze u području otpornosti poluvodiča ( otprilike od 10-3 do 108 Ω cm). Mjerenja su također pokazala anizotropiju u električnoj otpornosti, tako da se radi o kvazidvodimenzionalnom vodiču. Opažena temperaturna ovisnost otpornosti nije u skladu s uobičajenim Arrheniusovim zakonom. Njime se mogu opisati mjerenja u visokotemperaturnom području, dok na nižim temperaturama (ispod oko 170 K) dolazi do odstupanja i rezultati najbolje slijede 2D model preskoka promjenjivog dosega. U tom smislu predloženo je objašnjenje da je preskok glavni mehanizam vodljivosti u čitavom temperaturnom području, na visokim temperaturama dominira preskok između najbližih susjeda, a na nižim preskok promjenjivog dosega između stanja koja su energetski bliža. Osim toga, s obzirom da je za mehanizam preskoka promjenjivog dosega potreban nered u sistemu, vršena su mjerenja pri različitim brzinama hlađenja, te je navedeno da moguće porijeklo nereda u ovom sistemu dolazi od anionskog dijela.

Ovim završnim radom je izvedena interpretacija podataka dobivenih geoelektričnim sondiranjem na području Baške Vode. Cilj istraživanja je bio određivanje litoloških odnosa istraživanog područja. Metodom geoelektričnog sondiranja je izmjereno dvadeset geoelektričnih sondi Schlumbergerovim elektrodnim rasporedom, s polurazmacima strujnih elektroda od 300, 500 i 1000 m. Geoelektrične sonde su raspoređene u tri geoelektrična profila orijentacije jugozapad- sjeveroistok. Na istraživanom području su dominantne fliške naslage. Interpretacija izmjerenih sondi pokazuje da se na južnom i sjeverozapadnom dijelu nalaze paketi kalkarenita unutar fliških naslaga, a na istočnom dijelu u plitkoj površinskoj zoni se nalaze karbonati.

Metalna stakla su zajedno s amorfnim strukturama otkriveni 1960. godine s velikim znanstvenim i tehnološkim zanimanjem. Potraga za novim i naprednim materijalima je bilo glavno zanimanje istraživača materijala tijekom prošlih nekoliko godina. Važan napredak je ostvaren u razvijanju mehaničkih, kemijskih i fizikalnih svojstava materijala Metalni materijali su tradicionalno smatrani da su kristalni po prirodi, da posjeduju translacijsku simetriju, tj, da su njihovi građevni atomi uređeni u periodičnu strukturu u svim trima dimenzijama. Međutim, revolucija u konceptu metala dogodila se 1960. godine, kada je Pol Duwez s kalifornijskog Instituta za tehnologiju u Pasadeni, proizveo slitinu u staklenom stanju na bazi aluminija i silicija brzim očvršćivanjem tekućine brzinom koja se približava iznosu od milijun stupnjeva po sekundi. Staklo je bilo koja nekristalna krutina dobivena kontinuiranim hlađenjem iz tekućeg stanja, a amorfna krutina je bilo koja nekristalna struktura dobivena bilo kojom drugom metodom osim kontinuiranim hlađenjem iz tekuće faze. U prvom poglavlju ovog rada vidjeli smo povijesni razvoj masivnih metalnih stakala uključujući i tehnike njihove proizvodnje. U drugom poglavlju govorili smo o metalnim staklima općenito, o sposobnosti oblikovanja stakla, te o termodinamici i kinetici procesa oblikovanja stakla. Treće poglavlje je bilo posvećeno tehnikama proizvodnje metalnih stakala. Ovdje smo govorili o prednostima i nedostacima pojedine metode. U sljedećem poglavlju vidjeli smo neka važna fizikalna svojstva masivnih metalnih stakala: gustoću, viskoznost, električnu otpornost, toplinsku vodljivost. Zadnje poglavlje je bilo posvećeno brojnim primjenama masivnih metalnih stakala. Metallic glasses along with amorphous structures were discovered in 1960 with great scientific, and technological interest. The search for new and advanced materials has been the major preoccupation of materials scientists during the past several years. Significant improvements have been achieved in the mechanical, chemical and physical properties of materials. Metallic materials are traditionally considered crystalline in nature, possessing translational symmetry, that is, their constituent atoms are arranged in a regular and periodic manner in all three dimensions. However, a revolution in the concept of metals was brought about in 1960 when Pol Duwez, at the California Institute of Technology in Pasadena, California, had synthesized an Au-Si alloy in glassy state by rapidly solidifying the liquid at rates approaching a million degrees per second. Glass is any noncrystalline solid obtained by continuous cooling from the liquid state, and amorphous solid is any noncrystalline material obtained by any other method, except by continuous cooling from liquid state. In the first chapter of this work we saw historical development of bulk metallic glasses including the technics of their production. In the second chapter we talked about metallic glasses generally, about glass forming ability and about thermodynamics and kinetics of glass formation. Third chapter was dedicated to methods of obtaining metallic glasses. There we talked about advantages and disadvantages of each method. In the next chapter we saw some important physical properties of bulk metallic glasses: density, electrical resistance, viscosity, thermal conductivity. The last chapter is dedicated to a large number of applications of bulk metallic glasses.

Problemi trajnosti konstrukcija goruće su pitanje građevinarstva danas, te se provode brojna istraživanja na temu produljenja trajnosti konstrukcija. Jedan od uzroka nedovoljne trajnosti i preranog dotrajavanja konstrukcija su i sami propisi prema kojima se trajnost konstrukcije projektira na temelju sastava i tlačne čvrstoće betona. Da bi se produljila trajnost konstrukcija i izbjeglo prerano dotrajavanje, a time i znatno povećanje troškova građenja potrebno je ozbiljnije pristupiti projektiranju trajnosti. Projektiranje trajnosti na osnovu svojstava značajan je skok u tom smjeru. Međutim, da bi se moglo efikasno projektirati na osnovu svojstava potreban je sustav kontrole i potvrđivanja kvalitete na terenu kojima bi se kontrolirala istovjetnost materijala ugrađenih u konstrukciju sa zahtjevanim iz projekta konstrukcije.U ovom radu provedena su ispitivanja na terenu i u laboratoriju u sklopu kontrole kvalitete betona prilikom gradnje. Terenska ispitivanja obavljena su na gradilištu buduće putničke luke Gaženica u Zadru. Eksperimentalni dio rada obuhvaćao je ispitivanja električne otpornosti betona i mjerenja debljine zaštitnog sloja na elementima koji su izloženi atmosferskim utjecajima. U laboratoriju je ispitivana električna otpornost, koeficijenta migracije klorida i kapilarno upijanje na uzorcima uzetim s gradilišta. Na dobivenim rezultatima je provedena statistička analiza te usporedba različitih trajnosnih svojstava betona.

Poznavanje vrsta i svojstava tla potrebno je da bi se moglo pristupiti mjerenju električne otpornosti tla i interpretaciji tih mjerenja. Vrijednost električne otpornosti tla upotrebljavaju se za određivanje korozivnosti tla, granica klizišta, izgradnje uzemljenja i u slikovnoj dijagnostici tla. Poznavanjem korozivnosti tla olakšan je odabir materijala za izvedbu građevina i njihova zaštita od korozije. Predmetnim radom opisan je novi uređaj za direktno mjerenje električne otpornosti tla, temperature, stupnja korozije i neravnoteže zvan aquamate. Razvoj tehnike i ocjene korozivnosti tla najviše se razvio zahvljujući operatorima cjevovoda kojima je veoma bitna ocjena rizika od korozije i smanjenje oštećenje cjevovoda, čime se smanjuju troškovi održavanja.

U radu je proučavana anizotropija transportnih koeficijenata (električne i toplinske vodljivosti, termostruje i Hallovog koeficijenta) monokristala aproksimanata dekagonalnih kvazikristala. Aproksimanata dekagonalnih kvazikristala. zbog natjecanja uređenja kratkog i periodičnog uređenja dugog dosega posjeduju posebno zanimljiva fizikalna svojstva od kojih su neka slična onima kod dekagonalnih kvazikristala. Dekagonalni kvazikristali u dvije dimenzije posjeduju kvazikristalno uređenje dok se u trećoj dimenziji kvazikristalne ravnine periodički slažu. Eksperimentalno je utvrđeno da je anizotropija fizikalnih svojstava dekagonalnih kvazikristala ovisna o broju kvazikristalnih ravnina unutar jedne periodičke jedinice. Stoga se postavilo pitanje je li izražena anizotropija fizikalnih svojstava, mjerenih u, i okomito na ravninu, posljedica kvazikristalnog uređenja unutar dvodimenzionalnih atomskih slojeva i periodičkog uređenja u smjeru okomitom na te slojeve ili je anizotropija posljedica kompleksnog lokalnog atomskog uređenja na skali susjednih atoma bez direktne povezanosti s kvaziperiodičnošću. Zbog nepostojanja translacijske invarijantnosti kvazikristali predstavljaju vrlo složene sisteme za teorijska proučavanja, te se aproksimiraju dekagonalnom kvazikristalnom fazom. Struktura aproksimanata dekagonalnih kvazikristala se može opisati pseudodekagonalnim kristalnim ravninama koje odgovaraju kvazikristalnim ravninama u dekagonalnim kvazikristalima, što se periodički slažu u smjeru okomitom na njih. Lokalno atomsko uređenje aproksimanata slično je onome u kvazikristalima, no kako je kod aproksimanata kristalna struktura periodička, moguće je provesti teorijske proračune za ovu strukturu i usporediti ih s eksperimentima. Kod dekagonalnih kvazikristala transportni koeficijenti mjereni u periodičnom smjeru i kvaziperiodičnoj ravnini pokazuju anizotropiju koja se smanjuje s porastom broja dekagonalnih atomskih slojeva unutar jedne periodične jedinice. Eksperimentalno je opaženo da i kod aproksimanata dekagonalnih kvazikristala koji su periodični duž sva tri smjera veličina anizotropije transportnih koeficijenata pada s pora-stom broja atomskih ravnina koje po lokalnoj atomskoj strukturi odgovaraju dekagonalnim ravninama kod kvazikristala. Utvrđeno je i da je stupanj strukturne savršenosti također faktor koji utječe na iznos anizotropije. Transport coefficients (electrical and thermal conductivity, thermopower and Hall effect) of the monocrystals of approximants to the decagonal quasicrystals have been explored in the thesis. Because of the competition of the short range order and the periodic long range order, they have especially interesting physical properties, some of them resembling those of the decagonal quasicrystals. Decagonal quasicrystals possess two dimensional quasiperiodic arrangements, while in the third spatial direction these quasiperiodic planes are periodically stacked. It has been experimentally determined that the anisotropy of the physical properties of the decagonal quasicrystals depends on the number of the quasiperiodic layers along one periodic unit. The basic question here is whether the anisotropy of the physical properties between the in-plane and the stacking direction is the consequence of the quasiperiodic structural order within the 2D atomic layers versus the periodic order in the perpendicular direction or is it rather a conse-quence of complex local atomic order on the scale of near-neighbor atoms with no direct relationship to the quasiperiodicity. Due to the lack of translational periodicity within the quasiperiodic planes, quasicrystals are very complex systems for the theoretical analysis. The problem can be overcome by considering approximant phases to the decagonal phase. The structure of the approximants to the decagonal quasicrystals can be described by the pseudo decagonal atomic layers that correspond to the quasiperiodic layers in the decagonal quasicrystals, which are periodically stacked along the direction perpendicular to the layers. Local atomic order of the approximant phases is similar to that of the quasicrystals, but, since approximant phases are periodic solids in three dimensions; the theoretical simulations are straightforward to perform. The anisotropy of the transport coefficients of the decagonal quasicrystals measured along the stacking direction and in the quasiperiodic plane is decreasing with the increasing number of the decagonal layers in one periodic unit. It has been experimentally observed that in the approximants to the decagonal quasicrystals, which are 3D periodic solids, the amount of the transport coefficient anisotropy also decreases with the increasing number of the atomic layers that corre-spond to the decagonal layers in decagonal quasicrystals. It has been determined that the degree of structural perfection is also a factor influencing anisotropy amount.

U uvodnom dijelu rada je opisan princip djelovanja CPF oplata preko osvrta na razna ispitivanja u prošlosti, koja su pridonijela njihovom razvoju. Naglasak je dan na prednostima koje omogućuje primjena tih oplata u odnosu na konvencionalnu oplatu. Detaljno su analizirana poboljšanja površinskog sloja betona primjenom CPF oplata kojima se izravno utječe na produljenje trajnosti betona. Navedena je i primjena CPF oplata u svijetu. U eksperimentalnom dijelu rada su napravljena ispitivanja na betonskim uzorcima različite tlačne čvrstoće izrađenim primjenom dvije vrste CPF oplata te konvencionalne oplate. Izvršena su ispitivanja površinske tvrdoće, čvrstoće prijanjanja, kapilarnog upijanja, brzine prolaska ultrazvučnog vala, električnog otpora betona te ispitivanja plinopropusnosti razornom i nerazornom metodom. U analizi rezultata je, za svako ispitivanje, izvršena usporedba rezultata dobivenih primjenom CPF oplata i konvencionalne oplate.

Cilj ovog rada je objasniti mehanizme vođenja topline novih kristala iz porodice Al-Cr-Fe s visokim postotnim udjelom aluminija, sličnih po kemijskom sastavu a različite strukture. Analizirani su slijedeći uzorci: uzorak romboedarske gama-faze (gama-faza), uzorak s dvije ortorombske faze različitih parametara ćelija O1/O2 (aproksimant) i uzorak koji je smjesa gama-faze i kvazikristalne ikozaedarske faze (iko.+gama-faza). Na uzorcima je mjerena apsolutnom metodom toplinska vodljivost K(T) u temperaturnom intervalu od 10 do 300 K, a u cilju određivanja elektronskog doprinosa toplinskom vođenju spomenutih kristala mjerena je i DC električna otpornost K(T) uzoraka. Provedena mjerenja električne otpornosti pokazala su gotovo konstantnu otpornost uzoraka s malim varijacijama u ponašanju. Nađeno je da aproksimant pokazuje PTC ponašanje na niskim temperaturama i NTC ponašanje na visokim temperaturama, dok uzorci gama-faze i iko.+gama-faze pokazuju PTC ponašanje. Za potrebe računanja toplinske vodljivosti u ovom radu razvijen je potpuno novi postupak samosuglasnog određivanja udjela kanala vođenja topline. Uz pomoć rečenog samosuglasnog postupka primijenjenog istovremeno na cijelom temperaturnom intervalu i jednako za sve uzorke, pokazano je da se ukupna toplinska vodljivost može napisati kao summa tri kanala vođenja topline: U gornjem izrazu Kfon(T) označava fononski doprinos vođenju topline izračunat na osnovu Debyevog modela vođenja topline uz dva tipa relaksacijskih vremena raspršenja fonona - na defektima u slaganju i fenomenološki Umklapp proces. Drugi član Khopp(T) opisuje vođenje topline lokaliziranih titrajnih stanja koja komuniciraju kroz matricu uz pomoć fonona. S povećanjem temperature taj se kanal vođenja zasićuje na eksponencijalan način. Treći član Keleff(T) je efektivni elektronski doprinos vođenju topline izračunat na osnovu Wiedemann-Franzova zakona i korigiran s obzirom na moguće sistematske pogreške mjerenja toplinske vodljivosti i mjerenja otpornosti. Analize pokazuju da razlike u vođenju topline među uzorcima proizlaze iz člana koji opisuje vođenje topline lokaliziranih titrajnih stanja. Taj član je karakteriziran svojom aktivacijskom energijom. Usporedbom strukturnih razmatranja i veličine aktivacijske energije nađeno je da ista ovisi o neredu u samoj strukturi. Nadalje, čini se da kvazikristalna hijerarhijski uređena ikozaedarska struktura uzorka iko.+K-faze bitnije ne modificira vođenje topline. Treba spomenuti da razmatrani uzorak ipak nije bio dovoljne čistoće te izrečeno treba uzeti s rezervom i daljim ispitivanjima čišćih uzoraka konačno tu tvrdnju i potvrditi.

Vršena su ispitivanja električne otpornosti, termostruje, ac-susceptibilnosti i toplinske vodljivosti polikristaliničnog RuSr2GdCu2O8 u širokom temperaturnom području. U temperaturnom 320 K > T > 150 K električna otpornost pokazuje metalno ponašanje. Snižavanjem temperature otpornost se sporije mijenja s temperaturom, te na temperaturama nižim od 100 K raste kako temperatura pada, slično kao kod poluvodiča. Na temperaturi od 36 K uzorak prelazi u supravodljivo stanje, otpornost naglo pada i na temperaturi oko 20 K otpornost je nula. Iz derivacije električne otpornosti, procijenjene temperatura feromagnetskog prijelaza i temperatura supravodljivog prijelaza su TM ť 136 K i Tc ť 25 K. Na TM uočena je mala promjena u otpornosti zbog dodatnog raspršenja na uređenim spinovima. Ta promjena se dešava u relativno uskom temperaturnom području oko feromagnetskog prijelaza jer kada se uređenje momenata spinova jednom uspostavi, ono više ne utječe na otpornost. Mjerenja termostruje pokazuju da je u normalnom stanju termostruja jako velika kao kod poddopiranih supravodljivih kuprata. Na temperaturi feromagnetskog prijelaza TM mijenja se temperaturna ovisnost termostruje. Termostruja pada snižavanjem temperature, na temperaturi gdje uzorak počinje prelaziti u supravodljivo stanje ona naglo opada s temperaturom, te postane nula na otprilike istoj temperaturi kao i otpornost. Relativno velika širina supravodljivog prijelaza u termostruji čak i nešto šira u usporebi s otpornosti, DT ť 20 K, ukazuje na to da se uzorak sastoji od zrna te da se supravodljivost generira prvo u njima (termodinamički fazni prijelaz), a kad dođe do tuneliranja među zrnima dolazi do pada termostruje/otpora na nulu. Mjerenja ac susceptibilnosti potvrđuju da na temperaturi TM ť 136 K sistem prelazi iz paramagnetskog u feromagnetsko uređenje, a daljnjim snižavanjem temperature na temperaturi Tc ť 24 K prelazi u supravodljivo stanje u skladu s mjerenjem električne otpornosti i temostruje. Toplinska vodljivost raste s temperaturom, bez anomalnog ponašanja u okolini feromagnetskog prijelaza, te doseže maksimalnu vrijednost na oko 60 K. Elektronski doprinos toplinskoj vodljivosti procjenjen iz Wiedemann-Franzovog zakonom iznosi manje od 3% ukupne toplinske vodljivosti na sobnoj temperaturi, a snižavanjem temperature taj doprinos postaje još manji. Dakle, glavni doprinos toplinskoj vodljivosti je fononskog podrijetla. U normalnom stanju toplinska vodljivost je proporcionalna s 1/T na visokim temperaturama, što je tipično ponašanje za fononske sustave u kojima je glavni proces fononskog raspršenja fonon-fonon međudjelovanje. Na TM nema vidljive promjene ponašanja toplinske vodljivosti, što pokazuje da je vezanje fonona na magnetska pobuđenja zasjenjeno fonon-fonon interakcijom, dok na temperaturi supravodljivog prijelaza toplinska vodljivost pokazuje porast zbog povećanja srednjeg slobodnog puta fonona u supravodljivom stanju.

Monokristali ZrTe5 pokazuju temperaturnu ovisnost DC električne otpornosti veoma sličnu kvazi dvodimenzionalnim (2D) polumetalima NbSe3 i TaSe2 koji imaju anomalije u otpornosti povezane sa stvaranjem valova gustoće naboja. Uz to su strukturno vrlo slični. U ZrTe5 postoji anomalija u električnoj otpornosti na 140 K. Da bismo razjasnili porijeklo opažene anomalije izveli smo ispitivanja nekih toplinskih svojstava od 4, 2 K do 340 K.

Pri geofizičkim istraživanjima metodom električne otpornosti, telurske i ostale električne smetnje mogu znatno pokvariti točnost rezultata. Stoga ih se nastoji smanjiti različitim metodama, među ostalim, ponavljanjem mjerenja te tzv. metodom eliminiranja linearnih smetnji. Neki instrumenti vrše to eliminiranje automatski i prikazuju konačni korigirani očitak digitalno na ekranu. Pokazano je da taj automatski način, s jedne strane, ubrzava i pojednostavljuje rad te čini opremu prenosnijom, a s druge strane, osjetno poboljšava točnost. Na terenu s niskim nivoom smetnji dobili smo srednju grešku jednog ciklusa mjerenja od oko 4 mikrovolta na razmaku potencijalnih elektroda od 100 metara. Za područje većih smetnji usporedba rezultata raznih mjerenja pokazala je osjetno povećanje točnosti pri kraćim ciklusima mjerenja. U dubokom istraživanju, a pri manjoj otpornosti, napon treba dulje vremena da se stabilizira, sto traži dulje trajanje mjerenja i smanjuje točnost. Točnost smanjuje i povećani otpor uzemljenja potencijalnih elektroda. Prikazan je primjer dubokog istraživanja metodom električne otpornosti za naftu i termalnu vodu. Pokazalo se da grafičko prikazivanje srednje greške mjerenja omogućava sigurniju interpolaciju.