Zoznam národných projektov SAV
Ústav materiálov a mechaniky strojov SAV, v. v. i.
Analýza ustáleného a prechodového kmitania pôsobiaceho na človeka v motorovom vozidle v reálnej prevádzke
Analysis of steady and transient vibration acting on a person in a motor vehicle in real operation
| Doba trvania: |
1.1.2025 - 31.12.2027 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Múčka Peter CSc. |
| Anotácia: | Kmitanie motorového vozidla a posádky v reálnej premávke sa zväčša skladá z kombinácie ustáleného kmitania
a náhodných otrasov. Norma ISO 2631-1 rozdeľuje hodnotenie kmitania pôsobiaceho na telo človeka na
základné metódy (frekvenčne vážená efektívna hodnota zrýchlenia) a doplnkové metódy (napr. dávka štvrtej
mocniny zrýchlenia kmitania, atď.) podľa úrovne súčiniteľa výkmitu. V literatúre absentuje komplexné
zhodnotenie úrovne súčiniteľa výkmitu v reálnej prevádzke vozidiel. Vyhodnotí sa úroveň súčiniteľa výkmitu a
jeho rozdelenie pravdepodobnosti ako funkcia kategórie vozidla, rýchlosti pohybu vozidla, kategórie cestnej
komunikácie, úrovne nerovností a porúch povrchu vozovky. Spracovaním meraných priebehov výškových
nerovností profilov vozoviek (10 tis. km a viac) sa určia parametre a rozdelenie pravdepodobnosti základných
parametrov porúch vozovky (dĺžka, výška, tvar, vzájomná vzdialenosť porúch) ako podklad pre presnejšiu
simuláciu reálneho kinematického budenia motorového vozidla. |
Bio-materiály vystužené hliníkovou penou určené pre akumuláciu latentného tepla pri fázovej premene
Aluminium foam reinforced bio-based phase change materials for latent heat storage
| Doba trvania: |
1.1.2025 - 31.12.2028 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Dr. Ing. Jerz Jaroslav |
| Anotácia: | Náklady na energiu možno výrazne znížiť zvýšením využívania obnoviteľnej energie získanej predovšetkým zo
slnečného žiarenia. V prípade, že sa v budovách uvažuje o využití solárnej energie, nesúlad medzi
dostupnosťou a potrebou energie je nevyhnutné riešiť akumuláciou tepla. Navrhovaný projekt popisuje princípy
využitia akumulácie latentného tepla a možnosť využitia biologických materiálov s fázovou premenou (akými sú
napr. kokosový, sójový a palmový olej, bravčová masť, hovädzí loj, a pod.) vystužených skeletom z penového
hliníka ako veľmi efektívnych zásobníkov tepla.
V rámci navrhovaného projektu sa preskúmajú možnosti, ako správnou reguláciou teplotných výkyvov dosiahnuť
s minimálnymi nákladmi a spôsobom nezaťažujúcim životné prostredie nielen ohrev teplej vody, ale zároveň aj
udržiavanie dobrej tepelnej pohody v interiéroch stavieb počas celého roka. Dôkladne sa preskúmajú
bio-materiály s fázovou premenou, ktoré využívajú skladovanie a uvoľňovanie latentného tepla pri zmene
skupenstva. |
Experimentálny výskum vplyvu tlakovej infiltrácie medi do poréznych 3D- tlačených ocelí AISI 316L na výsledné vlastnosti Cu/316L kompozitov
Experimental investigation of the influence of pressure infiltration of copper into porous 3D-printed AISI 316L steels on the resulting properties of Cu/316L composites
| Doba trvania: |
1.9.2026 - 31.8.2030 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Beronská Naďa PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na experimentálny výskum kovových kompozitov typu Cu/316L pripravovaných tlakovou infiltráciou
poréznych 3D-tlačených ocelí AISI 316L, pri ktorých je objemová pórovitosť a prepojenosť pórov cielene riadená zmenou
percentuálnej výplne (infill) počas procesu aditívnej výroby.
Hlavným cieľom projektu je objasniť vzťahy medzi architektúrou pórového systému, priebehom tlakovej infiltrácie medi a
výslednými mechanickými, tribologickými a tepelno-fyzikálnymi vlastnosťami kompozitov. Experimentálny výskum bude
zameraný na kvantifikáciu zvyškovej pórovitosti pomocou 3D röntgenovej tomografie, analýzu kvality rozhrania Cu–316L a
stanovenie kľúčových vlastností, ako sú koeficient trenia (μ), miera opotrebenia (V), tepelná vodivosť (λ) a koeficient
teplotnej rozťažnosti (CTE, α). V rámci riešenia projektu bude ako prvý míľnik dosiahnutá zvyšková pórovitosť infiltrovaných
kompozitov nižšia ako 1,0 obj. %, čo vytvorí predpoklad pre stabilné mechanické a tribologické správanie materiálu.
Druhým míľnikom bude preukázanie zníženia koeficientu trenia a opotrebenia minimálne o 20 % v porovnaní s referenčnou
oceľou 316L. Na základe korelácie procesných parametrov, mikroštruktúry a rozhrania budú identifikované dominantné
mechanizmy deformácie, prestupu tepla a opotrebenia. Výsledky projektu budú využiteľné najmä v odvetviach, kde je
požadovaná kombinácia vysokej tepelnej vodivosti, zníženého trenia a dobrej mechanickej integrity, ako sú energetika,
tribologicky namáhané komponenty strojov, formy a vložky pre tepelne namáhané nástroje, ako aj vo vesmírnom
priemysle, kde sú kladené vysoké nároky na materiály s optimalizovanou hmotnosťou, tepelným manažmentom a tribologickou spoľahlivosťou. |
Odolnosť voči vodíkovému krehnutiu tvárnených komplexných koncentrovaných zliatin pre konštrukčné aplikácie.
-
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Štamborská Michaela PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na základný výskum odolnosti tvárnených komplexných koncentrovaných zliatin (CCAs) pripravených pre konštrukčné aplikácie voči vodíkovému krehnutiu (HE). Rieši dizajn, metalurgickú prípravu ingotov, tvárnenie, tepelné spracovanie, vodíkovanie a vlastnosti nových CCAs na báze CoCrFeNi s prídavkami Al, Ti, Ta a Nb. Hrubá kolumnárna štruktúra ingotov po odlievaní bude zjemnená tvárnením za tepla a za studena a veľkosť rovnoosých zŕn bude upravená tepelným spracovaním. Použité legujúce prvky a spôsoby spracovania umožnia výrobu precipitačne vytvrditeľných CCAs s mikroštruktúrami v rozsahu od monofázovej FCC (kubická plošne centrovaná) až po precipitačne vytvrdené typy FCC+L12 a FCC+L12+B2. Mechanické vlastnosti skúmaných CCAs sa budú optimalizovať pomocou substitučného spevňovania tuhého roztoku matrice FCC, precipitačného vytvrdzovania precipitátmi L12 a B2 a veľkosťou zrna. Hlavný dôraz sa bude klásť na dosiahnutie vysokej pevnosti, tvárniteľnosti a odolnosti voči HE. Budú skúmané vzťahy medzi obsahom vodíka, mikroštruktúrou, mechanickými vlastnosťami a deformačným správaním tepelne spracovaných CCAs. Analytické a numerické modelovanie pomocou metódy konečných prvkov (MKP) procesov tvárnenia, precipitačného vytvrdenia, mechanických vlastností a deformačného správania umožní optimalizáciu chemického zloženia, mikroštruktúry a parametrov spracovania skúmaných CCAs. Platnosť a presnosť numerických výpočtov bude overená experimentálnymi údajmi z mechanických skúšok a simulačných deformačných experimentov. |
Pokročilé kompozity s "Ceramics-Smart Matrix" pre náročné trecie aplikácie aditívne pripravované selektívnym laserovým tavením
Abrasion/Erosion Behaviours of Functional "Ceramics-Smart Matrix" Composites Additively Manufactured by Selective Laser Melting
Povrchová modifikácia 3D tlačených titánových spinálnych implantátov pre zlepšenie funkčných vlastností
Surface modification of 3D printed titanium spinal implants to improve functional properties
Systémový program pre komplexné poznanie a kritické myslenie formou zážitkového vzdelávania
System program for complex knowledge and critical thinking in the form of experiential education
Uhlíkové pantografové lišty infiltrované Cu-zliatinami pre použitie v rýchlovlakoch.
Carbon pantograph strips infiltrated by Cu-alloys for high-speed trains application.
Vplyv materiálov na akustické vlastnosti historických jendomanuálových organov na území Slovenska
Influence of materials on acoustic properties of historical single-manual pipe organs in Slovakia
Výskum kovového píšťalového fondu historických organov na Slovensku.
Research of the metal organ pipe collections of historical pipe organs in Slovakia.
Výskum tribologických a štruktúrnych vtastnosti sintrovaných vrstiev kovového prášku s následným povlakovaním
-
Výskum vplyvu viacbodového laserového zvárania na štruktúrne a korózne vlastnosti duplexných ocelí
-
Výskum vysokopevných ultra-jemnozrnných kompozitov spevnených kontinuálnou sieťou oxidov
High-temperature metal matrix composites reinforced with continuous oxide network
| Doba trvania: |
1.9.2026 - 31.8.2029 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Krížik Peter PhD. |
| Anotácia: | Dynamický rozvoj v doprave, energetike a biomedicíne kladie zvýšené nároky na vývoj nových vysokopevných teplotne stabilných kovových materiálov s inovatívnymi spevňujúcimi mechanizmami, ktoré zabezpečia požadovanú pevnosť pri zvýšených teplotách a creepovú odolnosť. Jedným z možných riešení je nový typ kompozitov stabilizovaných a spevnených kontinuálnou sieťou oxidov, pripravený práškovou metalurgiou (PM) z atomizovaných práškov, vývoj ktorých je hlavný cieľ projektu. Výskum jemnozrnných Al kompozitov so sieťou natívneho a-Al2O3 (HITEMAL) ukázal výnimočnú tepelnú stabilitu a dobré mechanické vlastnosti do 450°C. Pre tento materiál zvýšime pevnostné vlastnosti a tepelnú stabilitu do 600°C pomocou modifikácie natívneho a-Al2O3 na povrchu Al práškov použitím technológií atomic layer deposition (ALD) a chemical nucleation deposition (CND, chemická depozícia v rozpúšťadlách), ktorá je vhodnejšia pre jemné prášky s vysokou tendenciou pri depozícii aglomerovať. Pripravíme povlaky oxidov (Al2O3, TiO2, SiO2, resp. dopované s SiO2) s hrúbkou 5-50 nm, a z nich objemové kompozity postupmi PM tak, aby sa zachovala kontinuita oxidovej siete, a následne sa budú testovať mechanické vlastnosti, creep, tepelná stabilita a analyzovaná mikroštruktúra. Vytvoríme model tohto kompozitu, ktorý bude popisovať vplyv veľkosti práškov, typu a hrúbky vrstiev a optimalizujeme mikroštruktúru a mechanické vlastnosti. Druhým smerom v projekte bude overiť použitie konceptu HITEMAL na iné konštrukčné kovy (Ti, Mg, Zn, Cu a Ni) tak, že využijeme natívne oxidy na povrchoch práškov, alebo aplikujeme vrstvu a-Al2O3 s cieľom dosiahnuť požadovanú kombináciu pevnosti a ťažnosti. Výstupom projektu bude aj porovnanie povlakov pripravených pomocou ALD s inovatívnou CND technológiou, pričom očakávame posun vo vývoji CND zo súčasných TRL3 na 5. Projekt prinesie unikátne vedecké poznatky o vlastnostiach kompozitov s kontinuálnou sieťou oxidov a vytvorí teoretický základ pre budúcu aplikáciu týchto materiálov. |
Vývoj inovatívnej konzervačnej technológie na báze fotochemicky stabilných hydrotalkitov dopovaných La a Zr a validácia ich distribúcie v štruktúre kyslého papiera s využitím pokročilej submikroskopickej diagnostiky (SEM WDS, TEM).
Development of an innovative preservation technology based on photochemically stable hydrotalcites doped with La and Zr and validation of their distribution in the structure of acidic paper using advanced submicroscopic diagnostics (SEM WDS, TEM).
| Doba trvania: |
1.9.2026 - 31.12.2029 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Nagy Trembošová Veronika PhD. |
| Anotácia: | Projekt s názvom Vývoj deacidifikačných sústav na báze modifikovaných hydrotalkitov sa zameriava na aplikovaný výskum
v oblasti chemickej technológie a ochrany kultúrneho dedičstva, pričom jeho primárnym cieľom je vývoj a validácia novej
generácie sústav na hromadnú stabilizáciu kyslých papierových dokumentov. Navrhované riešenie využíva nanokryštalické
hydrotalkity modifikované zirkóniom (Zr-HT) a lantánom (La-HT), čím priamo reaguje na nedostatky súčasných komerčných
systémov (napr. PaperSave) obsahujúcich titán, ktorý pri expozícii UV svetlu katalyzuje oxidáciu celulózy a spôsobuje
degradáciu papiera. Inovačné jadro projektu spočíva v syntéze ternárnych systémov na báze hydrotalkitov Mg-Al-Zr a Mg-
Al-La a ich aplikácii v unikátnom zmesnom rozpúšťadle zloženom z izopropanolu, perfluorheptánu a vody. Práve prítomnosť
malého množstva vody umožňuje napučanie bunkovej steny buničinových vlákien a otvorenie pórov, čo zabezpečuje
hĺbkovú penetráciu deacidifikačných častíc bez potreby rizikového a energeticky náročného predsúšania dokumentov.
Projekt efektívne využíva synergiu použitia lantánu v HT na zlepšenie rozpustnosti a pre zrýchlenie kinetiky neutralizácie
kyselín a zirkónia pre vytvorenie dlhodobej a stabilnej alkalickej rezervy. Na presnú kvantifikáciu prieniku nanočastíc
priamo do štruktúry vlákien sa využíva pokročilá inštrumentálna metóda vlnovo disperznej spektroskopie (WDS), ktorá
poskytuje exaktné mapy distribúcie ochranných látok, čo doteraz v konzervátorskej praxi absentovalo. Výsledkom bude
funkčný prototyp deacidifikačnej sústavy validovaný v poloprevádzkových podmienkach (TRL 6), čím sa projekt posúva z
laboratórnej úrovne do reálnej aplikačnej praxe. Na riešení spolupracuje multidisciplinárny tím z FCHPT STU v Bratislave,
ÚMMS SAV a Slovenskej národnej knižnice v Martine, čo zaručuje prepojenie špičkovej materiálovej syntézy,
inštrumentálnej diagnostiky a potrieb pamäťových inštitúcií pri záchrane miliónov ohrozených dokumentov. |
Vývoj ultracitlivých tlačených (bio)senzorov s využitím kuchynského odpadu
Development of ultrasensitive printed (bio)sensors using kitchen waste
Vývoj ultraľahkých hybridných odliatkov s riadenou expanziou jadra technológiou FACT
Development of ultralight hybrid castings with controlled core expansion using FACT technology
| Doba trvania: |
1.9.2026 - 31.8.2029 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Kuriš Michal PhD. |
| Anotácia: | Projekt FOCUS je zameraný na vývoj ultraľahkých hybridných kovových odliatkov s celulárnym jadrom a kompaktným plášťom. Projekt reaguje na rastúci dopyt po konštrukčných komponentoch s vysokým pomerom tuhosti k hmotnosti, schopnosťou absorpcie energie a tlmenia vibrácií, pri súčasných požiadavkách na udržateľnosť a materiálovú recyklovateľnosť. Existujúce prístupy k výrobe ľahkých kovových štruktúr sú však technologicky a ekonomicky limitované, najmä pri integrácii kovových pien do odliatkov. Projekt FOCUS uvedené bariéry rieši zavedením riadeného formovania celulárnych kovových jadier priamo počas procesu odlievania, bez použitia predvypenených penových vložiek. Cieľom riešenia je vývoj a optimalizácia vypeňovacích prekurzorov na báze Al a Al–Mg s riadenou expanziou aktivovanou kontaktom s taveninou hliníkových alebo horčíkových zliatin. Súbežne bude navrhnutá a numericky optimalizovaná vtoková sústava, predstavujúca prvú aplikáciu princípov samoregulovaného riadenia prúdenia v systémoch s expandujúcim médiom, ktorá umožní stabilnú kontrolu metalostatického tlaku, prúdenia taveniny a kinetiky vypeňovania pri zalievaní a vnáraní prekurzora. Funkčnosť navrhnutých riešení bude experimentálne overená pomocou CT tomografie, mikroštruktúrnej a chemickej analýzy rozhraní a komplexného mechanického testovania. Projekt FOCUS vyústi do výroby a testovania funkčného prototypu hybridného komponentu v relevantnom prostredí na úrovni technologickej pripravenosti TRL 5–6 v spolupráci s príjemcom technológie, priemyselným partnerom Ability s.r.o. Očakávaným prínosom je zníženie hmotnosti konštrukčných dielov približne o 25–40 %, integrácia nosných a tlmiacich funkcií do jedného monolitického odliatku a vytvorenie technologicky stabilného postupu pre priemyselnú aplikáciu, predovšetkým v automobilovom, letecko-kozmickom a robotickom sektore. |
Zváranie komplexne koncentrovaných zliatin pripravených usmernenou kryštalizáciou pri zachovaní mikroštruktúry pre kryogénne vodíkové aplikácie
Microstructure-Preserving Joining of Directionally Solidified Complex Concentrated Alloys for Cryogenic Hydrogen Applications
| Doba trvania: |
1.9.2026 - 31.12.2029 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Kamyshnykova Kateryna PhD. |
| Anotácia: | Usmernene kryštalizované kolumnárne a monokryštalické komplexne koncentrované zliatiny (CCA) na báze systému Al0.2-0.4CoCrFeNi s minoritnými prvkami Ti, Ta alebo Nb sú perspektívnymi materiálmi pre kryogénne vodíkové aplikácie vďaka svojej vysokej pevnosti, tvárnosti a mikroštruktúrnej stabilite pri nízkych teplotách. Ich širšie využitie je však obmedzené absenciou spájacích techník, ktoré by dokázali zachovať kryštalografickú orientáciu a mikroštruktúrnu integritu, čo sú kľúčové faktory pre anizotropné mechanické správanie a odolnosť voči poškodeniu súvisiacemu s pôsobením vodíka. Tradičné zváranie je sprevádzané dlhými tepelnými cyklami a viacrozmerným tokom tepla, čo vedie k transformácii zŕn, ich násobeniu a degradácii vlastností materiálu. Projekt CRYOJOIN-H2 si kladie za cieľ prekonať tento problém vývojom mikroštruktúry zachovávajúcej metódy spájania usmernených kryštalizovaných kolumnárnych a monokryštalických CCA pomocou kapacitného výbojového zvárania vo vysokom vákuu. Milisekundový teplotný cyklus a lokalizovaný prívod tepla umožňujú potlačiť mikroštruktúrnu degradáciu a zachovať kryštalografickú orientáciu naprieč spojom. Projekt spája kontrolovanú prípravu zliatin usmernenou kryštalizáciou, definovanie špecifického procesu zvárania, tepelné spracovanie po zváraní, vodíkové nasýtenie a podrobné mikroštruktúrne a mechanické testovanie pri izbovej a kryogénnej teplote. Stanovením vzťahov medzi procesom, mikroštruktúrou a vlastnosťami projekt objasní mechanizmy dedičnosti orientácie, prechodu z kolumnárnej na rovnoosú štruktúru a mechanizmy poškodenia v zváraných CCA v extrémnych podmienkach. Výsledky poskytnú základné poznatky o rýchlom spájaní anizotropných kovových materiálov a prinesú experimentálne overené návrhy pre CCA určené pre kryogénne vodíkové a vákuové aplikácie, nevyhnutné pre vodíkové a kozmické technológie. |
Celkový počet projektov: 17
Databáza národných projektov