Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.

Anotace

Historické skleněné materiály obsahují často nanočástice kovů a jejich oxidů, které jim poskytují zajímavé optické vlastnosti. Cílem této práce je detailní charakterizace těchto nanočástic mikroskopickými technikami (skenovací a transmisní elektronová mikroskopie) a rentgenovými technikami. Historické materiály budou porovnány s modelovými laboratorně připravenými vzorky.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jiří Kubásek, Ph.D.

Anotace

Tato disertační práce se zaměřuje na vývoj biodegradovatelných materiálů na bázi železa určených pro aplikace v medicíně pro dočasné implantáty. Hlavním cílem je navrhnout a optimalizovat materiály se zvýšenou korozní rychlostí a vhodnými mechanickými vlastnostmi, které řeší současná omezení biodegradovatelných železných implantátů, jež obvykle vykazují pomalou degradaci a nedostatečnou biokompatibilitu v modelových prostředích lidského organismu. Práce využije pokročilé metalurgické techniky, zejména práškovou metalurgii, pro přesné řízení mikrostruktury materiálu. Zvláštní pozornost je věnována legování železa biokompatibilními prvky (např. manganem, hořčíkem nebo zinkem) a začlenění porozity za účelem urychlení degradace. Součástí práce je analýza mechanických vlastností i hodnocení korozního chování v simulovaných fyziologických podmínkách. Tato práce přispívá k rozšíření poznatků o biodegradovatelných slitinách železa a k vývoji nové generace materiálů, které se rozpouští uvnitř lidského těla, přičemž si zachovávají strukturální integritu po dobu své funkční životnosti. Výsledky výzkumu mají za cíl inspirovat další studie a otevřít cestu k praktickému využití biodegradovatelných slitin železa v oblasti ortopedie a kardiovaskulární medicíny.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Kovové materiály ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Nguyen Hong Vu, Ph.D.

Anotace

Redukční pochod pomocí vodíku nabízí efektivní a ekologický postup pro zpracování hlubokomořských konkrecí za účelem získávání zájmových kovů. Práce bude zaměřena hlavně na zjištění mechanismu a kinetiky redukce konkrecí vodíkem za různých reakčních podmínek. Dalším cílem práce je nalézt vhodné hydrometalurgické postupy pro efektivní získávání kovů ze vyredukovaných konkrecí připravených za optimálních redukčních podmínek.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch

Anotace

V souvislosti se současnými ekologickými trendy v lidské společnosti jsou stále více zmiňovány a rozvíjeny vodíkové technologie. Je však dlouhodobě známo, že vodík negativně ovlivňuje mechanické vlastnosti některých typů kovových materiálů. Vodíkové zkřehnutí, tzn. snížení plasticity a houževnatosti materiálu díky působení vodíku, které někdy vede k jeho katastrofickému selhání, bylo mnohokrát prokázáno např. pro titanové slitiny, vysoce pevné oceli a další materiály. Nedávné výzkumy však ukázaly, že materiály vyrobené 3D tiskem z kovových prášků jsou na vodíkové zkřehnutí náchylnější než materiály vyrobené klasickou metalurgickou cestou. Důvodem jsou specifické strukturní rysy 3D tištěných materiálů (velice jemná struktura, mnoho fázových rozhraní, vnitřní pnutí atd.). V rámci disertační práce bude u technicky významných 3D tištěných slitin (titanové slitiny, vysoce pevné oceli, hliníkové slitiny a další) studován vliv vodíku na vlastnosti, zejména mechanické (lomy, houževnatost, zkřehnutí, únava...). K prostudování mechanismů působení vodíku bude využita řada náročných experimentálních technik - mechanické, strukturní, fázové, chemické analýzy (tah, tlak, ohyb, tvrdost, únava, LM, SEM, TEM, XRD, AFM, FA, Kelvinova sonda, absorpční/desorpční charakteristiky vodíku...). Výsledkem budou zcela nové poznatky o interakcích 3D tištěných kovových materiálů s vodíkem použitelné jak v konstrukcích energetických a chemických zařízení, tak v moderních pohonných vodíkových systémech.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D.

Anotace

Kovové materiály stále hrají nezastupitelnou roli v medicíně. Stav povrchu významným způsobem ovlivňuje vlastnosti a chování biomateriálů. Jedná se zejména o interakci na fázovém rozhraní kov-elektrolyt, tj. biokompatibilitu a korozní chování, ovlivněny mohou být však i mechanické vlastnosti. V rámci práce budou modifikovány povrchy kovových biomateriálů za účelem zvýšení jejich užitných vlastností. Ty budou hodnoceny s využitím standardních materiálových, elektrochemických a spektroskopických metod.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Pavel Novák, Ph.D.

Anotace

V současné době se uvažuje o masovém nasazení výroby "zelené oceli", tedy železa redukovaného vodíkem. V takovém případě ale chybí zpevnění intersticiálním uhlíkem, takže jsou zkoumány alternativní koncepty legování. Jednou z možností je využití maraging ocelí, které ale obsahují kobalt, klasifikovaný jako kritická surovina. Proto se tato práce zaměřuje na vývoj nástrojového materiálu tvořeného matricí na bázi železa s výztuží na bázi silicidů. Aby bylo dosažené dobré otěruvzdornosti a mechanických vlastností, bude testováno vytvoření gradientní struktuy, kde bude obsah silicidu u povrchu vysoký a směrem do jádra bude klesat. Při návrhu bude využito predikce mechanických vlastností kompozitu na základě znalostí vlastností matrice a silicidu.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Tyrkysový vodík, produkt moderního přístupu k pyrolýze metanu, se objevuje spolu s vedlejším produktem odpadního uhlíku. Modifikací procesu přidáním částic kovových oxidů je uhlík přeměněn na různé fáze karbidů a uhlíkových nanostruktur. Mezi nimi TiC a WC, prokazující jednu z nejvyšších tvrdostí mezi karbidy, budou použity pro cílenou přípravu špičkových materiálů schopných vysoké disipace kinetické energie. K tomuto účelu budou karbidy / uhlíkové nanostrukturované směsi připravené plasmou iniciovanou pyrolýzou metanu důkladně zkoumány na úrovni prášků a jejich kompaktních forem. Slitiny Ni-Ti a CoCrNi s vysokou lomovou houževnatostí budou vyztuženy těmito částicemi. Inkorporační strategie bude zpočátku testována na sendvičových strukturách zhutněných pomocí SPS, což poskytne obecné znalosti, které budou využity pro přípravu aditivní technologií DED. Střídající se vrstvy, jejich složení, vzájemné promíchávání a propojení povedou k syntéze funkčně gradovaných materiálů s potenciálem být implementovány jako balistická ochrana.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch

Anotace

Technologie 3D tisku kovových materiálů jsou velice perspektivní metody pro výrobu náročných konstrukčních součástek i lékařských implantátů, neboť umožňují zhotovení i velmi složitých tvarů, vysoce porézních struktur atd. V práci budou studovány mikrostruktury, mechanické, korozní a biologické vlastnosti pokročilých korozivzdorných a vysoce pevných ocelí, titanových slitin, kobaltových slitin a biodegradovatelných materiálů na bázi železa a hořčíku pro použití v medicínských aplikacích. Materiály budou vyrobené technologiemi SLM, DED a WAAM. Budou studovány vlivy parametrů procesů 3D tisku na vlastnosti vyrobených materiálů. Studium umožní navržení technologie a procesních parametrů vhodných pro získání materiálů s požadovanými vlastnostmi.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Slitiny s vysokou entropií jsou poměrně novou skupinou materiálů, které jsou charakterizovány preferenčním vznikem tuhých roztoků namísto intermetalických sloučenin. Tyto materiály vykazují řadu vynikajících vlastností, především vysokou pevnost při zachování dostatečné tažnosti, dobré korozní odolnosti a dalších. Vhodným zpracováním je možné u těchto slitin dosáhnout dalšího podstatného zlepšení těchto již velmi dobrých vlastností. Práce bude zaměřena na přípravu nových, pokročilých slitin s vysokou entropií kombinujících významně vyšší pevnosti při zachování dostatečné plasticity.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.

Anotace

Práce se zabývá přípravou kompozitních materiálů s kovovou matricí a výztuží z biokomapatibilních materiálů. Cílem práce je najít vhodnou techniku přípravy a charakterizovat vzniklý materiál. Bude studována jeho mikrostruktura, mechanické vlastnosti, tribologické vlastnosti a korozní odolnost.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.

Anotace

Práce se zabývá přípravou nanokrystalických slitin hliníku s přechodnými kovy a popisem jejich mikrostruktury.Slitiny budou připraveny metodami rychlého tuhnutí a mechanického legování. Připravené slitiny budou dále kompaktizovány slinováním v plazmatu. Bude popsána mikrostruktura a vlastnosti kompaktních materiálů. Cílem práce je popsat vliv legujících prvků na strukturu a vlastnosti slitiny a nalézt optimální podmínky kompaktizace slitin.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Konzervační vědy v péči o hmotné kulturní dědictví ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Milan Kouřil, Ph.D.

Anotace

Kovové sbírkové předměty, jako jsou archeologické nálezy, přirozené zkorodované či patinované předměty, jsou vystaveny působení atmosférických podmínek muzeí, depozitářů, archivů, kostelů a podobně. Jejich korozní chování velmi často závisí na stabilitě korozních produktů a jejich ochranných či korozně stimulačních vlastnostech. Stabilizace korozních produktů lze využít i jako způsob konzervace. Účinnost postupů stabilizace korozních produktů je žádoucí kontrolovat pomocí korozního monitoringu s využitím korozních senzorů i identickým chování. V rámci práce budou rozvíjeny jak metody stabilizace reálných korozních produktů, tak senzory s povrchovými úpravami a identickou korozní odezvou na změny expozičních podmínek.

Garantující pracoviště:	Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Studijní program/specializace:	Chemie a technologie materiálů ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Milan Kouřil, Ph.D.

Anotace

Koroze pod izolací představuje pro chemický a petrochemický průmysl vážné riziko z bezpečnostního, ekologické a v důsledku i ekonomického hlediska. Korozní monitoring s funkcemi včasného varování by byl účinný nástroj pro zajištění bezpečnosti provozu. Práce je zaměřená na vývoj nového zařízení pro monitoring koroze pod izolací. Bude rozvíjen nejen samotný princip meřicí metody, která je založená na změně elektrického odporu kovu vlivem koroze, ale budou také vyvíjena nová korozní čidla, měřicí elektronika, software a systém přenosu a zpracování dat.