Zoznam národných projektov SAV
Ústav materiálového výskumu SAV, v. v. i.
"Matching" granty ku zdrojom získaným od súkromného sektora v rámci váskumnej spolupráce ÚMV SAV, v. v. i.
-
| Doba trvania: |
1.11.2024 - 31.3.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Bureš Radovan CSc. |
| Anotácia: | Cieľom projektu je podporiť a motivovať spoluprácu a spoločné projekty medzi prijímateľom a súkromným sektorom, a to prostredníctvom príspevku, ktorý reflektuje zrealizovanú spoluprácu v oblasti výskumu a vývoja v minulosti.
Získanú podporu prijímateľ využije na nákup výskumnej infraštruktúry pre laboratórium tepelných a elektrických vlastností, za účelom vytvorenia zázemia pre nezávislý výskum a budúcu spoluprácu medzi akademickým a súkromným sektorom.
Keďže príspevok je poskytnutý mimo pravidiel štátnej pomoci, využívanie zakúpenej infraštruktúry bude realizované v súlade s pravidlami poskytovania štátnej pomoci tak, že podporená infraštruktúra bude výlučne alebo takmer výlučne využívaná na nehospodárske účely:
- realizáciu nezávislého výskumu a vývoja s cieľom rozšíriť poznatky a lepšie porozumieť daným témam vrátane spolupráce pri výskume a vývoji, ak sa výskumná organizácia alebo výskumná infraštruktúra zapájajú do efektívnej spolupráce |
Bezolovnaté feroelektrické materiály pre efektívne uskladňovanie elektrickej energie
Lead-free ferroelectric materials for energy storage applications
| Doba trvania: |
1.1.2023 - 31.12.2025 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Kovaľ Vladimír DrSc. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na výskum a vývoj nového typu elektrokeramiky na báze relaxačných feroelektrík.
Relaxačné feroelektriká (RFEs) sú v súčasnosti predmetom obrovského záujmu v materiálových vedách z
dôvodu ich unikátnych vlastností pre uskladňovanie energie. Dielektrické kondenzátory vyrobené z RFE
materiálov vykazujú vyššie rýchlosti nabíjaco/vybíjacích procesov a lepšiu stabilitu ako superkondenzátory alebo
batérie, avšak ich širšie aplikácie sú limitované nízkou hustotou energie.
Hlavným cieľom projektu je dizajn a príprava bezolovnatej RFE keramiky ako rezervoáru elektrickej energie. Na
dosiahnutie vysokej hustoty uskladniteľnej energie bude realizovaný rad štruktúrnych modifikácií RFE materiálu
pomocou chemickej substitúcie katiónov perovskitu vhodnými donormi, akceptormi alebo katiónmi rovnakého
mocenstva. Vplyv substitúcie na stabilitu antiferoelektrického stavu RFE bude študovaný s ohľadom na teplotou
a poľom indukované fázové prechody a tvorbu polárnych nanooblastí. |
Biokompozitný cement s vitamínom K pre regeneráciu kostí
Biocomposite cement with vitamin K for bone regeneration
| Doba trvania: |
1.1.2025 - 31.12.2027 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Štulajterová Radoslava PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na výskum a vývoj kompozitov kalcium fosfátový cement/škrob/vitamín K s optimalizovaným zložením s cieľom dosiahnuť vyššiu mechanickú pevnosť stabilnú aj po namáčaní v telových tekutinách a zároveň uvoľňovaním vitamínu K významne prispieť k mineralizácii a regenerácii kostného tkaniva. Zámerom projektu bude štúdium uvoľňovania vitamínu K z fosfolipidových vezikúl vložených do kompozitnej cementovej pasty na báze tetrakalcium fosfát/škrob a analýza vzťahu charakteru častíc na konečné vlastnosti biocementov, ktoré sú určujúce pre využitie v regeneratívnej a rekonštrukčnej medicíne. |
Dvojfázne boridovo/karbidické viackomponentné povlaky na báze kovov prechodových prvkov pripravené naprašovaním s vysokou využiteľnosťou terča (HiTUS)
Dvojfázne boridovo/karbidické viackomponentné povlaky na báze kovov prechodových prvkov pripravenDual-phase multi-TM-boride/carbide coatings by High Target Utilization Sputtering
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
doc. RNDr. Lofaj František DrSc. |
| Anotácia: | Po zavedení masívnych zliatin a keramiky stabilizovaných pomocou vysokej entropie sa výskumné aktivity sústredili na masívne viackomponentné boridy a karbidy kovov prechodových prvkov (TM), ktoré vytvárajú jedno-fázové zlúčeniny. Po r. 2014 sa najmä vďaka výrazne zlepšeným vlastnostiam stala tento výskum rozšíril aj na masívnu dvojfázovú FCC + hexagonálna/bcc (napr. TM borid+TM karbid), prípadne aj viac-fázovú keramiku. Analogické dvoj-fázové boridicko-karbidické keramické povlaky však doteraz neboli vyrobené ani konvenčným DC magnetrónovým naprašovaním, ani modernejšími metódami, vrátane naprašovanie s vysokou výťažnosťou terča (High Target Utilization Sputtering - HiTUS). Cieľom projektu je preto výskum tvorby dvojfázových/viacfázových boridicko-karbidických štruktúr stabilizovaných vysokou entropiou vo viackomponentných keramických povlakoch na báze kovov prechodových prvkov pri depozícii metódou reakčného naprašovania s vysokou výťažnosťou terča (r-HiTUS). Najskôr bude skúmané naprašovanie jedno-fáznych TM- boridov a TM-karbidov pri r-HiTUS samostatne. V druhom kroku budú tieto procesy spojené do jedného procesu. Takýto postup umožní zohľadniť osobitosti oboch procesov a na ich základe určiť nové spôsoby kontroly tvorby štruktúry dvoj-, príp. viac-fáznych keramických povlakov. Originalita a výnimočnosť projektu spočíva v tom, že rozširuje existujúce masívne dvoj-fázové keramické materiály do oblasti PVD povlakov a súčasne aplikáciou novej depozičnej techniky typu HiTUS umožňuje nové spôsoby dizajnu štruktúry a vlastností keramických povlakov so zlepšenými vlastnosťami. |
Dvojfázová vysokoentropická keramika vystužená uhlíkovými vláknami
Carbon fibers reinforced dual-phase high-entropy ceramics
| Doba trvania: |
1.10.2024 - 30.6.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Naughton Duszová Annamária PhD. |
| Anotácia: | Hlavným cieľom navrhovaného projektu “CAFIHEC” je vývoj, príprava a charakterizácia novej dvojfázovej vysoko entropickej ultra vysokoteplotnej keramiky (DPHE-UHTC) vystuženej uhlíkovými vláknami s hlavným cieľom, vyvinúť extrémne tvrdé a výrazne vylepšené kompozity odolné voči poškodeniu. Systémy sa pripravia z vysoko kvalitných komerčných karbidov a boridov ako východiskových práškov mletím spolu s prísadou uhlíkových vlákien vo vysokoenergetickom guľovom mlyne v argóne, aby sa vytvorili dve vysoko entropické fázy po následnom spekaní (SPS). Mikroštruktúrne charakteristiky skúmaných systémov budú študované na mikro, nano a atómovej úrovni pomocou röntgenovej difrakcie (XRD), rastrovacieho elektrónového mikroskopu (SEM) a transmisnej elektrónovej mikroskopie (TEM, HREM) spojenej s EDS analýzou. Mechanické vlastnosti – tvrdosť, ohybová pevnosť a lomová húževnatosť sa budú testovať pomocou štandardných skúšok. Lomové charakteristiky, ako iniciačné centrum lomu a mechanizmy lomu, sa budú skúmať pomocou fraktografických metód. Na charakterizáciu vlastností jednotlivých zŕn a hraníc zŕn sa použijú nanoindentačné testy a mikro/nano mechanické skúšky mikroútvarov. Tribologické vlastnosti sa budú skúmať pri izbovej a vysokých teplotách do 800°C a charakteristiky opotrebovania sa budú študovať pomocou pokročilých metód pod zameraným iónovým lúčom (FIB), SEM, TEM a Ramanovou spektroskopiou. Vysokoteplotné charakteristiky systémov budú študované pomocou oxidácie, ablácie, odolnosti voči tepelnému šoku a deformácie pri tečení pomocou pokročilých metód. Pre optimalizované systémy bude určený vzťah „príprava - mikroštruktúra -vlastnosti“. |
Experimentálny vývoj nových kovo-keramických nano-kompozitov pre trecie aplikácie s využitím odpadov z obrábamia kovov
Experimental development of new metal - ceramic nano - composites for friction applications using metal wastes from machining operations.
| Doba trvania: |
1.1.2023 - 31.12.2025 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Podobová Mária PhD. |
| Anotácia: | Cieľom projektu je skúmanie vlastností nano-kompozitov s kovovou matricou na báze Fe-Cu s pridaním SiC, ZrO2, Al2O3 a grafénu a s pridaním odpadov z obrábania kovov, ako Al, CuSn, nerezová oceľ, Ti, MgAl a pod. Kompozity budú pripravené metódou suchého miešania v 3D turbule, atritore, metódou vysokoenergetického mletia v etanole (high energy ball milling), metódou rýchleho spekania pomocou pulzného
elektrického prúdu vo vákuu za súčasného pôsobenia jednoosého tlaku (SPS „spark plasma sintering“).
Výsledkom bude zmapovanie vlastností pripravených nano-kompozitov, ako tvrdosť, pevnosť, oteruvzdornosť, termická a štrukturálna stabilita (DSC/TG), koeficient trenia a opotrebenie a vytypovanie nano-kompozitov s čo najlepšou kombináciou jednotlivých zložiek s ohľadom na výsledné vlastnosti (stabilita, odvod tepla, zníženie hmotnosti, koeficient trenia, rýchlosť opotrebenia). |
Extrémne tvrdé a odolné vysokoentropické keramické materiály pre ultra vysoké teploty
-
Gradientné mikro/nano kompozity s Al matricou pripravené spekaním pomocou pulzného elektrického prúdu
Gradient micro / nano composites with Al matrix prepared by pulsed electric current sintering
| Doba trvania: |
1.1.2023 - 31.12.2025 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Puchý Viktor PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na experimentálny výskum nových progresívnych gradientných mikro/nano kompozitov s
hliníkovou matricou spevnených s pridanými tvrdými keramickými časticami a uhlíkovými nanočasticami -
grafénovými nanoplatničkami (GNPs), aplikovateľnými v automobilovom, leteckom a obrannom priemysle. Budú
pripravené kompozitné prášky na báze Al zliatin s rôznym obsahom tvrdých keramických častíc a GNPs, ktoré
budú homogenizované miešaním a povrchovo aktivované mletím v guľovom mlyne v etanole. Takto pripravené
prášky budú ukladané a vrstvené (geometricky, gradientne (FGM)) v grafitovej forme šesťuholníkového tvaru a
následne spekané pomocou pulzného elektrického prúdu vo vákuu na zariadení „Spark Plasma Sintering“ (SPS).
Analyzované budú mechanické a balistické vlastnosti a následne budú korelované s mikroštruktúrou, textúrou,
fraktografickou analýzou a obsahom pridaných častíc a aditív. |
HydroX: Optimalizácia horáka orientovaná na dekarbonizáciu
HydroX: Burner Optimization for Decarbonization
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 30.6.2028 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Falat Ladislav PhD. |
| Anotácia: | Predkladaný projekt je zameraný na vývoj univerzálnych konštrukčných úprav horákov pre nepriamy ohrev radiačnými trubicami pracujúci v podtlakovom režime, ktorý je schopný adaptácie na časovo a technicky podmienenú mieru dekarbonizácie t.j. postupné zvyšovanie podielu vodíka v plynnej zmesi fosílneho paliva, ktorý dokáže reflektovať na podmienky výroby, najmä na požadovaný tepelný príkon a minimalizovať produkciu emisií CO a NOx a tepelného namáhania vplyvom odlišných spaľovacích vlastností základných horľavých plynov. Východiskom pre konštrukčné úpravy horákov je matematický model hydrodynamiky miešania a kinetiky spaľovania palivovej zmesi CH4-H2 s obsahom vodíka vo vymedzených intervaloch. Samotný návrh konštrukčných úprav súčasných horákov spočíva v zostrojení variabilnej dýzy na ústi horáka. Jedná sa o súbor (komplex) dýz na prívod spaľovacieho vzduchu a paliva. Dôležitou súčasťou pri návrhu dizajnu dýzy a ústia horáka budú CFD simulácie, ktoré budú porovnávané a verifikované na základe merania na zostrojenom fyzikálnom modeli v systéme zmiešavacia komora-horák-radiačná trubica-chladiaca komora (spotrebič tepla). Súčasťou podávaného projektu je komplexná materiálová analýza materiálov horáka, zvarových spojov a ohybov radiačnej trubice vystavených termálnej expozícii a pôsobeniu vodíka za účelom vyhodnotenia rôznych druhov materiálovej degradácie (termálne krehnutie, vodíkové poškodenie). Originálnosť spočíva vo vývoji univerzálnych konštrukčných úprav horákov pre nepriame ohrevy schopných sa adaptívne prispôsobiť podmienkam spaľovania pri zmene zloženia zemného plynu za zachovania tepelného príkonu. Univerzálne konštrukčné úpravy, tak podporia myšlienku cirkulárnej ekonomiky. Výstupom projektu bude prihláška úžitkového vzoru, a vedecké články a výučbové materiály pre návrh, vývoj a konštrukčné úpravy horákov pre nepriame ohrevy. |
Inovatívne biopolymérne materiály s prírodnými aditívami pre liečbu popálenín a chronických rán
Innovative biopolymer materials with natural additives for the treatment of burns and chronic wounds
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Medvecký Ľubomír DrSc. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na výskum a testovanie nových typov biopolymérnych materiálov s prírodnými aditívami, cielene orientovaných na regeneráciu mäkkých tkanív (prednostne kože). Hlavným zámerom je navrhnúť, pripraviť a otestovať materiály, ktoré budú charakteristické svojou vysokou bioaktivitou a biokompatibilitou s kožou, jednoduchosťou prípravy, lacnou finálnou formou, ako aj možnosťou adície celulárnej a acelulárnej zložky, zodpovedajúce požiadavkám rekonštrukčnej a popáleninovej chirurgie. |
Inovatívne prístupy k zvyšovaniu životnosti a znižovaniu energetickej náročnosti rezných nástrojov pri spracovaní dreva v lesníctve
Innovative approaches to increase the lifetime and reduce the energy consumption of cutting tools in wood processing in forestry
| Doba trvania: |
1.7.2022 - 30.6.2026 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Džupon Miroslav PhD. |
| Anotácia: | Projekt bude riešiť problematiku využitia metód a postupov úpravy rezných nástrojov pre spracovanie dreva v lesnom hospodárstve. Výsledkom bude dosiahnutie zvýšenia ich životnosti a zníženia emisií a energetických nárokov lesníckych strojov a zariadení. Predmetmi výskumu budú hlavne nástroje pre prvotné spracovanie drevnej hmoty, úpravu a spracovanie lesníckej biomasy pre energetické účely, ako sú štiepacie a sekacie nože, nástroje pre priečne delenie dreva a pod. Hlavnou úlohou pri riešení projektu bude návrh postupov a metód úpravy exponovaných funkčných povrchov nástrojov. Zabezpečenie vyššej kvality funkčných povrchov nástrojov v kontexte so znižovaním trenia a elimináciu adhézie, dáva predpoklad pre zníženie zaťaženia strojov zariadení a tým aj zníženia emisií a energetickej náročnosti pri danej produkcii. Na nástrojoch budú vykonané analýzy - FEM analýza za účelom zistenia napäťovo-deformačného stavu, na vzorkách analýza stavu materiálu z hľadiska fyzikálnych vlastností, mikroštruktúry, mechanických vlastností a odolnosti proti adhézívnemu opotrebeniu pri interakcií drevo-kov a tiež abrazívnemu opotrebeniu. Na základe výsledkov vykonaných analýz budú navrhnuté inovačné postupy povrchových úprav, exponovaných funkčných plôch, ktoré majú zaručiť zvýšenie ich funkčnej životnosti. Tieto budú aplikované na vzorkách a laboratórne skúšané relevantnými skúšobnými postupmi. Z výsledkov laboratórnych skúšok bude uskutočnený výber najvhodnejších nekonvenčných inovačných postupov, ktoré budú aplikované na nástroje a odskúšané na zariadeniach v prevádzkových podmienkach lesného hospodárstva. Pritom sa bude sledovať, ako dané úpravy ovplyvňujú energetickú náročnosť lesníckych strojov a zariadení. Súčasťou riešenia projektu bude zabezpečenie priemyselno-právnej ochrany originálnych riešení. |
Integrita ochranných multivrstiev v podmienkach vysokoteplotných expozícií
Integrity of protective multilayers under conditions of high-temperature exposures
| Doba trvania: |
1.9.2025 - 31.8.2028 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Džupon Miroslav PhD. |
| Anotácia: | Cieľom projektu je využitie hybridných materiálov pre vysokoteplotné aplikácie zamerané na zmenšenie intenzity opotrebenia časti záveru delostreleckého systému veľkokalibrovej hlavne. Na základe analýzy tribogegradačných faktorov a súčasného stavu materiálových kompozícií budú v projekte navrhnuté a experimentálne odskúšané materiálové systémy na báze Fe-Ni-Co minimalizujúce rozvoj degradácie povrchu po opakovaných krátkodobých tepelných expozíciách. Koncepcia materiálovo-technologického riešenia zahŕňa v dizajne návarov podmienku, aby hrúbka vrstiev bola väčšia ako oblasť cyklicky tepelne zaťažená u pôvodného povrchu. Cieľom úpravy je obmedziť interakciu spalín s materiálom záveru hlavne. Strategickým úlohou riešenia integrity povrchu je zamedziť alebo oddialiť vznik prvotných necelistvosti (typu trhlín, necelistvosti v dôsledku difúzie plynov zo spalín prachovej náplne). Návary budú vyhotovené s odlišnou chemickou kompozíciou s cieľom zvýšiť odolnosť materiálov uzáverov voči pôsobeniu tribodegradegradačných faktorov. Budú vykonané termodynamické výpočty fázových rovnováh a fázových transformácií. Experimentálne vzorky budú testované metódami NDT a laboratórnymi skúškami technikami svetelnej, elektrónovej mikroskopie, XRD fázovej analýzy a mechanickými skúškami. Na základe výsledkov komplexných materiálových analýz budú vybraté návary, duplexné PVD povlaky a ich vzájomné kombinácie pre strelecké skúšky v reálnych hlavniach delostreleckého systému veľkokalibrových hlavní. |
Kalcium fosfátové biocementy s biologicky aktívnou kvapalnou zložkou
-
Kalcium fosfátové cementy s prídavkom esenciálnych olejov prostredníctvom termosetových polyesterov určených na regeneráciu tvrdých tkanív
Calcium phosphate cements incorporating essential oils through thermosetting polyesters used for hard tissue regeneration
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Sopčák Tibor PhD. |
| Anotácia: | V uplynulých rokoch došlo k významnému nárastu záujmu o biomateriály s antimikrobiálnymi vlastnosťami, za účelom zníženia rizika vzniku infekcií po chirurgickom zákroku. Aj napriek pribúdajúcemu množstvu syntetických liečiv s antibiotickými a protizápalovými účinkami, záujem o látky prírodného charakteru, ako napr. esenciálne oleje (EOs) zostáva stále veľký. Terpény a terpenoidy obsiahnuté v esenciálnych olejoch predstavujú vhodnú alternatívu voči syntetickým liečivám používaným pri zápalových ochoreniach kostí a kĺbov, aj vďaka výrazným antiflogistickým účinkom a schopnosti inhibovať resorpciu kosti, čo následne vedie k zvýšeniu minerálnej hustoty kosti. Kľúčovou úlohou projektu CASOPUR bude inkorporácia terpénových silíc do kalcium fosfátových cementov (CPCs), ako najčastejšie používaných kostných náhrad. Hlavným prínosom predkladaného projektu bude stabilizácia a priama inkorporácia silíc do citrátových polyesterov prostredníctvom esterifikácie, a následným povlakovaním cementovej matrice použitím jednoduchej infiltrácie polymérneho roztoku na povrch matrice. Zvolený postup umožní vznik homogénnych polymérnych povlakov na povrchu cementových častíc a teda aj efektívnu stratégiu pre vývoj kompozitných CPC systémov funkcionalizovaných prírodnými EOs. Predpokladá sa, že pripravené biokompozity sa budú vyznačovať nielen lepšími fyzikálno-chemickými vlastnosťami, ale budú podporovať aj proces hojenia a regenerácie kostí. Hlavným cieľom projektu je vývoj kompozitného cementu s dostatočnou antimikrobiálnou aktivitou a pozitívnym vplyvom na regeneráciu kostného tkaniva. Úspešný výsledok predkladaného projektu má potenciál pre vývoj nových biomateriálov určených na výplň kostných defektov s možnosťou aplikácie v rekonštrukčnej a regeneratívnej medicíne. Dôležitým aspektom takýchto biomateriálov bude ich antimikrobiálny potenciál pre výrazné zníženie rizika pooperačných infekcií u pacientov podstupujúcich ortopedické zákroky, čím sa zvýši jednak komfort pacientov, ako aj bezpečnosť týchto výkonov. |
Katalyzátory pre elektrolýzu vody v membránových elektrolyzéroch.
Catalysts for water splitting in membrane electrolyzers.
| Doba trvania: |
1.1.2023 - 31.12.2025 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Bruncková Helena PhD. |
| Anotácia: | Vodík je flexibilný a čistý nosič energie, pretože ponúka nielen perspektívu veľkých skladovacích kapacít zelenej elektriny na týždne či mesiace, ale aj široké spektrum ďalších možností dekarbonizácie priemyslu. Rozvoj aktivít v oblasti vodíkových technológií podporila Európska komisia vo svojom strategickom dokumente „Stratégia vodíka pre klimaticky neutrálnu Európu“. Slovensko má dnes vypracovanú národnú vodíkovú stratégiu. V súčasnosti v Košiciach vzniká Vodíkové technologické centrum s hlavnou koncepciou „Power-to-Gas“ využívajúcou obnoviteľné zdroje energie. Elektrolýza vody sa javí ako najsľubnejšia technológia výroby vodíka. Bimetalické fosfidové nanočastice predstavujú budúce náhrady drahých kovov a kritických surovín v elektrolyzéroch a palivových článkoch. Hlavnou výzvou tohto projektu je zníženie výrobných nákladov na výrobu vodíka a zároveň udržanie vysokej účinnosti elektrolýzy vody v membránových elektrolyzéroch. |
Nekonvenčné metódy zvyšovania energetickej efektivity magneticky mäkkých kompozitov
Unconventional methods of increasing the energy efficiency of soft magnetic composites
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2027 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Birčáková Zuzana PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na prípravu magneticky mäkkých kompozitov, na výskum štruktúry a magnetických
vlastností pripravených materiálov. Nekonvenčné metódy budú zahŕňať použitie feritu ako elektricky izolačnej
matrice s vhodným základným feromagnetickým materiálom a optimalizované parametre tepelného spracovania
a vysokotlakového lisovania. Výskum sa bude orientovať na vysvetlenie magnetickej interakcie medzi
feromagnetickou a ferimagnetickou časťou ktorá ovplyvňuje výsledné elektro-magnetické vlastnosti. Štúdium
týchto vlastností bude prebiehať aj pri teplotách, akým sú vystavené tieto materiály v praxi. Cieľom je nájsť
vhodné zloženie kompozitu a parametre prípravy, stanoviť súvislosti medzi magnetickými parametrami, zložením
a hrúbkou izolačnej vrstvy a pripraviť hybridný kompozitný materiál s veľmi dobrými magnetickými vlastnosťami.
Výsledky výskumu majú ambíciu rozširovať aplikačný potenciál hybridných kompozitných materiálov pre
elektrotechniku. |
Neušľachtilé katalyzátory pre efektívne štiepenie vody v pokročilých elektrolyzéroch
Non-Noble Electrocatalysts for Efficient Water Splitting in Advanced Electrolyzers
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Strečková Magdaléna PhD. |
| Anotácia: | Ľudská spoločnosť v súčasnosti čelí významným výzvam súvisiacim s klimatickými zmenami vyvolanými intenzívnou industrializáciou hospodárstva a vysokým uvoľňovaním oxidu uhličitého do atmosféry. Aby sa minimalizovali závažné negatívne dôsledky tohto javu, rozvinuté krajiny siahajú po dekarbonizácii ekonomiky a hľadajú alternatívne zdroje energie, ako aj suroviny pre priemysel. Tu môže vodík (H2) ako najjednoduchší a najrozšírenejší prvok vo vesmíre zohrať dôležitú úlohu pri prechode na nízko uhlíkové hospodárstvo. Výroba zeleného H2 prostredníctvom procesu nazývaného elektrolýza – tiež označovaného ako „čistý H2“ je podmienená použitím obnoviteľných zdrojov energie, ako je slnečná alebo veterná energia. Pri elektrolýze dochádza k rozloženiu vody na molekuly vodíka a kyslíka, pričom takto pripravený vodík sa môže hneď spotrebovať alebo uložiť a použiť v prípade potreby. Hlavným cieľom tohto projektu je prispieť k ekonomickej životaschopnosti výroby zeleného vodíka znížením nákladov na elektrokatalyzátori v budúcich elektrolyzéroch a palivových článkoch. Tento cieľ sa dosiahne syntézou inovatívnych elektrokatalyzátorov z neušľachtilých kovov na báze fosfidov prechodných kovov ako hlavných komponentov membránových elektrolyzérov na výmenu protónov. Kľúčová úloha bude venovaná vývoju bifunkčných elektródových materiálov pre reakciu vývoja vodíka a reakciu vývoja kyslíka s dôrazom na udržanie nízkych nákladov a vysokej účinnosti vhodných pre komerčné aplikácie. Splnenie tohto cieľa prispeje k udržaniu konkurencieschopnosti zelenej energie v počiatočnom období dekarbonizácie ekonomiky. |
Nový reaktívny prístup k syntéze kompozitov s keramickou matricou vystužených mikrovláknami UHTC
Novel reactive approach towards the sysnthesis of UHTC microfibers reinforced ceramic matrix composites
Pokročilé kompozity s "Ceramics-Smart Matrix" pre náročné trecie aplikácie aditívne pripravované selektívnym laserovýcm tavením
Abrasion/Erosion Behaviours of Functional "Ceramics-Smart Matrix" Composites Additively Manufactured by Selective Laser Melting
| Doba trvania: |
1.9.2025 - 28.2.2029 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
doc. Ing. Chabak Yuliia DrSc. |
| Anotácia: | Tento projekt sa zameriava na vývoj nových funkčných materiálov, konkrétne kompozitov «Ceramics-Metal Matrix», s pokročilými tribologickými vlastnosťami pre aplikácie s extrémnym opotrebovaním. Tieto kompozity sa budú vyrábať pomocou selektívneho laserového tavenia (SLM), aditívneho výrobného procesu, ktorý umožňuje rýchle prototypovanie zložitých geometrií. Základná koncepcia týchto kompozitov spočíva v kombinácii tvrdých keramických častíc (s bodmi topenia nad 3000 °C, čo zaisťuje ich stabilitu pri laserovej fúzii) s adaptívnou kovovou matricou. Táto matrica bude vykazovať zvýšenú adaptabilitu na opotrebenie prostredníctvom „inteligentnej“ reakcie zameranej na zníženie degradácie povrchu, čím sa zlepší odolnosť matrice a celková integrita kompozitu. Možné reakcie sú deformácia vyvolaná transformácia martenzitu, precipitácia sekundárnej fázy, tvorba ochranných oxidových okují atď. Súčasťou projektu bude návrh kompozitu (fázové zložky, distribúcie veľkosti prášku, objemové pomery atď.), optimalizácia parametrov SLM na výrobu bezchybných 3D tlačených komponentov a aplikovanie post-SLM spracovania na zlepšenie vlastností kompozitu. Výsledné kompozity budú prispôsobené pre rôzne aplikácie zahŕňajúce intenzívnu abrazívnu, erozívnu, vysokoteplotnú eróziu/oxidáciu. Spojením schopností rýchleho prototypovania SLM s pokročilými funkčnými vlastnosťami nových kompozitov tento projekt umožní rýchlu opravu zariadení a súčasne predĺži prevádzkovú životnosť strojných častí. |
Pokročilé nanovlakenné materiály na báze vysokoentropickej keramiky pre použitie vo fotokatalýze
Advanced nanafibrous materials based on high entropy ceramics for application in photocatalysis
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Shepa Iván PhD. |
Povrchové inžinierstvo práškových feromagnetických častíc a štruktúra magneticky mäkkých kompozitov
Surface engineering of powder ferromagnetic particles and structure of soft magnetic composites
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Bureš Radovan CSc. |
| Anotácia: | Projekt sa zaoberá magneticky mäkkými kompozitmi založenými na práškových feromagnetikách a sekundárnej elektroizolačnej keramickej zložke vo forme kontinuálneho sieťovia. Výskum takýchto materiálov aplikovaných v oblasti konverzie energií je motivovaný zvyšovaním výkonnosti a efektivity, ktorá sa dosahuje zvyšovaním pracovnej frekvencie striedavej magnetizácie. Cieľom projektu je preskúmať štruktúru rozhraní feromagnetických a dielektrických častíc, ich vplyv na tvorbu mikroštruktúry a funkčné vlastnosti kompaktovaných magneticky mäkkých kompozitných materiálov so zameraním na frekvenčnú stabilitu elektromagnetických vlastností. Vysoká variabilita geometrických charakteristík feromagnetických mikročastíc a modifikácie v distribúcií keramických nanočastíc poskytujú veľký priestor pre zvyšovanie frekvenčnej stability funkčných vlastností kompozitu. Analýza medzifázových oblastí, nespojitostí štruktúry a mechanizmov zhusťovania prispejú k objasneniu vývoja elektromagnetických vlastností v procese kompaktovania. |
Prídavná balistická ochrana pohyblivých a stacionárnych objektov
Additional ballistic armor for moving and stationary objects
Spevnenie a plasticita vysokoentropickej keramiky na atómovej úrovni
Atomic-scale controlled strengthening and plasticity of high-entropy ceramics
Syntéza a modifikácia eco-FR-Oxygrafénu na optimalizáciu vlastností novej generácie pokročilých anódových materiálov pre bezpečné a udržateľné Li-iónové batérie
Synthesis and modification of eco-FR-Oxygraphene to optimize the properties of next-generation advanced anode materials for safe and sustainable Li-ion batteries design
| Doba trvania: |
1.3.2025 - 31.12.2025 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Csík Dávid PhD. |
| Anotácia: | Projekt SMEBAT rieši obmedzenú dostupnosť kritických materiálov a výkonnostné výzvy lítium-iónových batérií (LIBs) vývojom pokročilého anódového materiálu, FR-Oxygrafénu. Projekt kladie dôraz na udržateľnosť a využíva zelenú chémiu a nízkoteplotnú oxidačnú katalytickú pyrolýzu na syntézu FR-Oxygrafénu z ekologických materiálov (bavlnené vlákna, papierová celulóza a textilný odpad), čím sa minimalizuje environmentálny dopad. FR-Oxygrafén má viacvrstvovú vláknitú štruktúru, veľký špecifický povrch, vynikajúcu elektrickú vodivosť a veľký pórovitý objem, čo ponúka výhody oproti konvenčným grafitovým anódam. Na zlepšenie elektrochemického výkonu sa do materiálu pridajú heteroatómy, ako napr. kremík s cieľom prekonať problémy spojené s konvenčne používanými anódami, ktoré majú nízku hodnotu kapacity, nízku cyklickú stabilitu a obmedzenú vodivosť. Optimalizácia procesu modifikácie je kľúčová na využitie potenciálu FR-Oxygrafénu vedúca k zlepšeniu výkonu LIBs. Projekt SMEBAT sa tiež zameriava na návrh a validáciu dizajnu batériových ciel. Na testovanie anód na báze FR-Oxygrafénu budú v laboratórnych podmienkach navrhnuté a vyrobené prototypy LIBs. Komplexné elektrochemické výsledky porovnajú výkon anód na báze FR-Oxygrafénu s konvenčnými grafitovými anódami s cieľom preukázať lepšiu kapacitu, rýchlosť nabíjania a vybíjania a cyklickú stabilitu. Projekt si kladie za cieľ dosiahnuť úroveň TRL5 overením technológie v priemyselnom prostredí, prípravou modifikovaného FR-Oxygrafénu ako vhodného pokročilého anódového materiálu pre LIBs. SMEBAT má víziu vyvinúť také LIBs, ktoré budú mať požadovaný výkon, budú ekologické a udržateľné. Využitím unikátnych vlastností FR-Oxygrafénu sa SMEBAT snaží vytvoriť LIBs s väčšou hustotou energie, s vylepšenými rýchlosťami nabíjania a vybíjania a dlhšou životnosťou cyklu za súčasného zníženia environmentálneho dopadu, čo je v súlade s regionálnymi, národnými a európskymi iniciatívami pre udržateľné riešenia. |
Štipendiá pre excelentných PhD. študentov a študentky (R1)
-
Štipendiá pre excelentných výskumníkov ohrozených vojnovým konfkliktom na Ukrajine
-
Štipendiá pre excelentných výskumníkov ohrozených vojnovým konfkliktom na Ukrajine -
-
Štúdium pevnostných charakteristík zŕn a hraníc zŕn tetragonálne stabilizovaného oxidu zirkoničitého. Vplyv stabilizátora.
-
Termodynamické modelovanie ternárneho systému B-Nb-Ta
Thermodynamic modeling of B-Nb-Ta ternary system
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Homolová Viera PhD. |
| Anotácia: | Projekt sa zameriava na štúdium fáz, fázových rovnováh a termodynamických vlastností ternárneho systému B-Nb-Ta vhodného ako sučasť materiálov pre vysoko teplotné a ultra-vysoko teplotné aplikácie či už v leteckom alebo kozmickom priemysle ale aj v jadrovej energetike. Má za cieľ experimentálnymi metódami diferenciálnej termálnej analýzy, röntgenovej difrakcie a elektrónovej mikroskopie získať poznatky o existencií fáz, ich chemickom zložení, štruktúre a fázových rovnováhach v danom systéme a následne semi-empirickou metódou Calphad vyvinúť databázu termodynamických parametrov a namodelovať fázový diagram a termodynamické vlastnosti systému. Výsledky projektu umožnia rozšírenie možnosti dizajnu nových materiálov pre
vysokoteplotné využitie výpočtovými metódami bez nutnosti časovo náročného experimentálneho skúšania. |
Ultra-vysokoteplotné karbidy so zvýšenou oxidačnou odolnosťou
Novel enhanced oxidation-resistant ultra-high temperature carbides
| Doba trvania: |
1.7.2023 - 30.6.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Kovalčíková Alexandra PhD. |
| Anotácia: | Zlepšenie odolnosti voči oxidácii ultra-vysokoteplotných keramických materiálov (UHTC) má zásadný význam pri uspokojovaní rastúcej potreby aplikácií, ktoré sú používané pri teplotách nad 2000 °C v oxidačných atmosférach, ako sú napr. hypersonické vozidlá a kozmické lode. Nedávno sa vďaka výskumu viackomponentnej keramiky, pozostávajúcej zo štyroch alebo viacerých rôznych katiónov alebo aniónov stabilizovaných konfiguračnou entropiou, otvoril priestor na vývoj nových UHTC práve so zvýšenou odolnosťou voči oxidácii. Na dizajn takýchto materiálov cestou predikcie ich zložitých oxidačných procesov je však nevyhnutné komplexne pochopiť monokarbidy a binárne karbidy prechodných kovov, na ktoré sa zameriava tento projekt, čo v súčasnosti v poznatkoch v danej vednej oblasti chýba. Hlavným cieľom projektu je teda vyvinúť nové UHTC materiály odolné voči oxidácii prostredníctvom systematickej experimentálnej štúdie, v ktorej sa skúmajú vysokoteplotné vlastnosti (odolnosť voči oxidácii/ablácii, odolnosť voči tepelným šokom a ďalšie) a mechanické správanie sa monokarbidov a binárnych žiaruvzdorných karbidov. Následne budú syntetizované karbidy s prídavkom sekundárnej fázy so zabudovaným kremíkom, vo forme SiC a silicidov prechodných kovov, ktoré sú známe ako zlúčeniny tvoriace ochrannú sklovitú fázu, ktoré môžu ďalej zlepšovať odolnosť voči oxidácii novo vyvíjaných UHTC. Okrem pochopenia oxidačného a mechanického správania sa týchto keramických a kompozitných materiálov, bude predikcia vytvorených modelov následne potvrdená a to syntézou vybraných 3-, 4- a 5- komponentných kovových karbidových systémov. Následne budú experimentálne stanovené ich vysokoteplotné a mechanické vlastnosti. Riešenie tohto projektu vytvorí súbor základných poznatkov, ktoré sú nevyhnutné pre návrh nových zložitejších viackomponentných keramických materiálov s výrazne zvýšenou oxidačnou odolnosťou, čo bude významným prínosom pre celú komunitu materiálových vied. |
Vplyv aktívnych a neaktívnych prvkov v stredne entropických oxidoch na elektrochemickú výkonnosť lítium-iónových batérií
Impact of Active and Inactive Elements in Medium Entropy Oxides on the Electrochemical Performance of Lithium-Ion Batteries
Vplyv prídavkov Nb a V na vysokoteplotnú stabilitu a mechanické vlastnosti multikomponentných Ti-Ta-Zr-Hf-Me-N povlakov (Me= Nb, V), pripravených reakčným DC magnetrónovým naprašovaním a HiTUS technológiou
-
Vplyv prídavku terpénových silíc na vlastnosti biokompozitov určených na regeneráciu tvrdých tkanív
Effect of terpene essential oils addition on the properties of biocomposites used for hard tissue recovery
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Sopčák Tibor PhD. |
| Anotácia: | Vývoj biomateriálov s antimikrobiálnymi vlastnosťami je vysoko aktuálnou problematikou za účelom zníženia rizika vzniku infekcií po chirurgickom zákroku. Terpénové silice sú prírodné bioaktívné látky s výrazným terapeutickým účinkom vyskytujúce sa v esenciálnych olejoch. Vyznačujú sa excelentnou antibakteriálnou aktivitou, antimykotickými a protizápalovými vlastnosťami. Nevýhodou je prchavosť, hydrofóbny charakter, intenzívna vôňa, ktoré znemožňujú priamu aplikáciu. Inkorporácia silíc do polymérov predstavuje efektívnu metódu na zvýšenie hydrofilnosti a stability systému za súčasného zníženia prchavosti silíc. Cieľom projektu bude stabilizácia terpénových silíc prostredníctvom polymérnych elastomérov, príprava a charakterizácia biokompozitov pozostávajúcich z matrice (biocement, biokeramika) modifikovaných polymérnymi povlakmi. Úlohou bude pripraviť biomateriál s lepšími fyzikálno-chemickými vlastnosťami v porovnaní s individuálnymi komponentmi s potenciálnou aplikáciou ako náhrady tvrdých tkanív. |
Výskum a vývoj bioresorbovateľných materiálov na báze Zn a Mg
Research and development of bioresorbable materials for implants on the based of Zn and Mg
| Doba trvania: |
1.1.2023 - 31.12.2025 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Ballóková Beáta PhD. |
| Anotácia: | Cieľom projektu je príprava a skúmanie vlastností nových typov kovových zliatin, ktoré budú vyrobené z bioabsorbovateľných prvkov na báze Zn, Ca a Mg pripravených metódou intenzívnych plastických deformácii, analýza mikromechanizmov porušovania vo vzťahu k mikroštruktúre a základným mechanickým a technologickým vlastnostiam. Z dôvodu vylepšenia mechanických a chemických vlastností budú tieto zliatiny mikrolegované prvkami: Mn, Li a Ag. Použité prvky sa v ľudskom organizme nachádzajú, a voči ním má telo prirodzenú biokompatibilitu. Budú tiež hodnotené tribologické parametre, lokálne mechanické vlastnosti, ako aj elektro-chemické vlastnosti. Štúdie z oblasti vývoja korózne odolných bioresorbovateľných zliatin naznačujú, že vhodným prídavkom mikrolegúr a vhodným termomechanickým spracovaním je možné dosiahnuť zlepšenie mechanických a chemických vlastností zliatin. |
Výskum odolnosti a prevencie moderných konštrukčných materiálov voči vodíkovému krehnutiu
Research of the resistance and prevention of modern structural materials against hydrogen embrittlement
| Doba trvania: |
1.1.2022 - 31.12.2025 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Falat Ladislav PhD. |
| Anotácia: | Zámerom projektu je preskúmanie náchylnosti k vodíkovému krehnutiu (VK) konštrukčných kovových materiálov na báze Fe (t.j. moderných akostí uhlíkových a legovaných ocelí) ako aj vybraných zliatin resp. kompozitov na báze neželezných kovov (napr. Al, Cu, Mg, a i.) prostredníctvom metódy elektrochemického navodíkovania a mechanického testovania v laboratórnych podmienkach. Mikroštruktúrna podmienenosť vodíkového krehnutia bude skúmaná na definovaných materiálových stavoch s charakteristickými mikroštruktúrnymi parametrami (veľkosť zrna, fázové zloženie, atď.). Možnosti prevencie VK budú skúmané s využitím dostupných metód povrchovej modifikácie (vrstvy a povlaky, povrchové legovanie, tvorba gradientných štruktúr a pod.) základných materiálov za účelom uplatnenia bariérneho účinku voči priepustnosti vodíka. |
Vývoj a optimalizácia metód spájania a nekonvenčných postupov tepelného spracovania spojených segmentov statorov a rotorov vysoko-pevných FeSi ocelí.
Development and optimization of joining methods and unconventional heat treatment procedures of joining segments of stators and rotors of high-strength FeSi steels.
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Petrišinec Ivan PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na experimentálny výskum optimalizácie deštruktívnych a na vývoj inovatívnych nedeštruktívnych postupov spájania lamiel rôznych akostí vysokopevných kremíkových elektro ocelí v jadrách elektrických strojov. Nami navrhované postupy spájania v kombinácii s dodatočným mechanickým spracovaním plechov a následným nekonvenčným termickým spracovaním rotorových a statorových zväzkov majú za cieľ optimalizovať mikroštruktúru a textúru nie len samotných lamiel ale aj v oblasti ich spojov dosiahnuť tvorbu hrubozrnnej homogénnej mikroštruktúry s prednostnou kubickou {001}a Gossovou {011}<001> kryštalografickou zložkou. Magnetické vlastnosti spojených výstrižkov vo forme toroidov z kremíkových ocelí rôznej chemickej koncepcie budú porovnané s magnetickými vlastnosťami referenčných vzoriek. Pre dosiahnutie stanovených optimálnych podmienok spájania lamiel do zväzkov s cieľom minimalizácie magnetických strát bude navrhnutá sekvencia štrukturotvorných procesov. |
Vývoj Fe-Si zliatin s dvojito orientovanou kubickou kryštalografickou textúrou
Development of Fe-Si alloys with double-oriented cube crystallographic texture
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Petrišinec Ivan PhD. |
| Anotácia: | Vedecko-výskumný projekt je cieľovo orientovaný do oblasti vývoja Fe-Si elektrotechnických ocelí s výbornou izotrópiou magnetickej indukcie a nízkymi wattovými stratami. Idea projektu je založená na zvýšení intenzity dvojito-orientovanej kubickej kryštalografickej textúrnej zložky v rovine plechu, prostredníctvom abnormálneho rastu feritových zŕn, indukovaného mechanizmami inhibičného, difúzne kontrolovaného a deformačne indukovaného pohybu hraníc zŕn v primárne rekryštalizovanej mikroštruktúrnej matrici. Pre dosiahnutie hrubozrnnej mikroštruktúry, s významným zastúpením zŕn požadovanej kubickej kryštalografickej orientácie, budú navrhnuté Fe-Si ocele s originálnou chemickou koncepciou. V týchto oceliach, v priebehu inovatívneho termo-chemického a termo-mechanického spracovania, bude vytvorený komplex VC nanočastíc s gradientnou distribúciou po ich hrúbke, umožňujúci abnormálny rast zŕn s kubickou textúrnou zložkou (111)[0vw] počas dynamického tepelného spracovania. Získaný mikroštruktúrny a textúrny stav ocelí bude základom pre izotrópiu magnetických vlastností, pri relatívne nízkej úrovni wattových strát a vysokej izotrópnej hodnote magnetickej indukcie. Výstupom projektu bude, okrem získaných poznatkov základného výskumu, aj návrh technologického postupu prípravy takejto makroštruktúry. |
Vývoj inovatívnych keramických kompozitov s korundovou matricou so zvýšenou odolnosťou voči opotrebeniu pre technické aplikácie
-
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Medveď Dávid PhD. |
| Anotácia: | Predkladaný projekt sa zameriava na problém opotrebenia materiálov, na ktorý často narážame v technických aplikáciách a rieši ho využitím kompozitných keramických materiálov so zníženým obsahom kritických surovín ako sú wolfrám a kobalt, ktoré sa v súčasnosti najčastejšie využívajú na rezné doštičky, ložiská, súčiastky v automobilovom priemysle,a ktoré vyžadujú vysokú odolnosť voči opotrebeniu. Tieto materiály budú mať základ v cenovo dostupnej korundovej alebo korundovo-zirkonovej matrici. V rámci projektu budú testované tribologické vlastnosti rôznych keramických systémov, ako sú monolitický Al2O3, spekané karbidy (WCCo) a kompozity na báze korundovej matrice, modifikované pridaním až 50 obj. % žiaruvzdorných karbidov (napr. ZrC, TiC, WC). Navrhované experimentálne keramické systémy by mali vykazovať zlepšené vlastnosti, ako sú predovšetkým zvýšená odolnosť voči opotrebeniu, vyššia tvrdosť a odolnosť voči oxidácii pri zvýšených teplotách, lepší pomer výkonu k cene a znižovanie spotreby kritických surovín. |
Vývoj inovatívnych keramických kompozitov s korundovou matricou so zvýšenou odolnosťou voči opotrebeniu pre technické aplikácie.
Development of innovative ceramic composites with corundum matrix and enhanced wear resistance for technical applications
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Andrejovská Jana PhD. |
| Anotácia: | Predkladaný projekt sa zameriava na problém opotrebenia materiálov, na ktorý často narážame v technických aplikáciách a rieši ho využitím kompozitných keramických materiálov so zníženým obsahom kritických surovín ako sú wolfrám a kobalt, ktoré sa v súčasnosti najčastejšie využívajú na rezné doštičky, ložiská, súčiastky v automobilovom priemysle,a ktoré vyžadujú vysokú odolnosť voči opotrebeniu. Tieto materiály budú mať základ v cenovo dostupnej korundovej alebo korundovo-zirkonovej matrici. V rámci projektu budú testované tribologické vlastnosti rôznych keramických systémov, ako sú monolitický Al2O3, spekané karbidy (WCCo) a kompozity na báze korundovej matrice, modifikované pridaním až 50 obj. % žiaruvzdorných karbidov (napr. ZrC, TiC, WC). Navrhované experimentálne keramické systémy by mali vykazovať zlepšené vlastnosti, ako sú predovšetkým zvýšená odolnosť voči opotrebeniu, vyššia tvrdosť a odolnosť voči oxidácii pri zvýšených teplotách, lepší pomer výkonu k cene a znižovanie spotreby kritických surovín. |
Vývoj inovatívnych spôsobov spracovania a spájania elektrotechnických ocelí pre vysokoúčinné aplikácie v e-mobilite
Development of innovative methods of processing and joining electrical steels for high-efficiency applications in e-mobility
| Doba trvania: |
1.7.2022 - 31.12.2025 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Petrišinec Ivan PhD. |
| Anotácia: | Celosvetový trend na znižovanie emisií donútil výrobcov automobilov rozmýšľať nad iným typom pohonov ako pomocou spaľovacích motorov. Výrazným smerom, ktorým sa svet v tejto oblasti momentálne uberá, je náhrada spaľovacích motorov elektrickými pohonmi áut. Táto skutočnosť viedla a vedie k veľkému rozmachu vo výrobe autobatérií, ktoré by umožnili čo najdlhší dojazd elektromobilov. Okrem kapacity akumulátorov má na dojazd automobilov výrazný vplyv aj efektívne využitie uskladnenej energie v pohonoch elektromobilov. Tento projekt má za cieľ dosiahnuť zníženie strát a zvýšenie efektivity elektrických pohonov. Zvýšenie efektivity a zníženie strát sa môže dosiahnuť znížením strát v materiáloch tvoriacich rotory a statory elektrických strojov točivých, ale aj znížením strát, ktoré vznikajú pri zmene vlastností východiskového materiálu pri strihaní a následnom spájaním do rotorových a statorových zväzkov. Experimentálny výskum bude zameraný na optimalizáciu mikroštruktúry a textúry rôznych akostí elektroplechov s cieľom minimalizácie elektromagnetických strát a optimalizácie podmienok pre výrobu rotorových a statorových zväzkov strihaním a následným spájaním. Očakávaným výstupom projektu bude optimalizácia podmienok spájania elektroplechov rôznej chemickej a mikroštruktúrnej koncepcie. Magnetické vlastnosti spojených výstrižkov z elektroplechov budú porovnané s magnetickými vlastnosťami lamiel vyrobených elektroiskrovým delením. Pre elektroplechy rôznych vlastností budú stanovené optimálne podmienky spájania do zväzkov za účelom minimalizácie magnetických strát. Výsledky výskumu budú viesť k zvýšeniu efektivity elektrických pohonov a tým aj k efektívnejšiemu využitiu energie uloženej akumulátoroch. |
Vývoj keramických nanovlákien na báze kovov získaných z recyklácie odpadov technológiou elektrostatického zvlákňovania
Development of ceramic nanofibers based on metals obtained from the waste recycling and prepared by needle less electrospinning.
Vývoj multikomponentnej karbidickej keramiky s jednofázovou štruktúrou pre vysokoteplotné aplikácie
Development of Multicomponent Carbide Ceramics with a Single-Phase Structure for High-Temperature Applications
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Hrubovčáková Monika PhD. |
| Anotácia: | Predkladaný projekt je zameraný na vývoj a prípravu multikomponentných ultra vysokoteplotných keramik na
báze karbidov prechodných kovov IV. a V. skupiny. Vďaka kombinácii unikátnych fyzikálno-chemických
vlastností sú tieto materiály vhodnými kandidátmi pre aplikácie v extrémnych podmienkach, kde sa kladie dôraz
na excelentnú tepelnú stabilitu, vysokú tvrdosť a výborné tribologické vlastnosti. Cieľom projektu je vyvinúť a
pripraviť nové ultra vysokoteplotné keramiky prostredníctvom systematickej experimentálnej štúdie mono a
binárnych vysokoteplotných karbidov, v ktorej sa bude študovať vplyv chemického zloženia a technologických
parametrov prípravy na tvorbu fáz a rozvoj mikroštruktúry. Predpokladáme, že projekt prinesie nové
experimentálne poznatky o syntetizovateľnosti binárnych karbidových systémov s homogénnou jednofázovou
štruktúrou, ktoré sú nevyhnutné pre návrh keramiky s viacerými základnými prvkami kovov, čo bude prínosom
pre komunitu odborníkov v oblasti vysokoteplotnej keramiky. |
Vývoj novej bezkobaltovej keramiky pre rezné nástroje
Development of New Cobalt-Free Ceramics for Cutting Tools
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Medveď Dávid PhD. |
| Anotácia: | Hlavným cieľom projektu GreenCER je vyvinúť a overiť novú generáciu keramických kompozitov, ktoré sa vyznačujú požadovanými funkčnými vlastnosťami, nevyhnutnými pre rezné nástroje obrábacích strojov. Kompozity GreenCER budú pozostávať zo základných druhov žiaruvzdorných oxidov a karbidov. Lacná matrica na báze oxidu zirkoničitého (ZrO2, ZrO2 + MO(metal oxid)) bude obohatená pridaním karbidov (ZrC, TiC, WC, a iné), ktoré sa vyznačujú vynikajúcimi mechanickými a tepelnými vlastnosťami. Očakávame, že takto navrhnutá štruktúra prinesie synergický efekt v podobe excelentných vlastností vyvinutého kompozitu. V porovnaní so slinutými karbidmi (iné používané názvy – tvrdokovy, cermety), ktoré sa v súčasnom priemysle najčastejšie používajú, navrhované kompozity GreenCER nebudú obsahovať kobalt a navyše znížia podiel zlúčenín obsahujúcich ďalšie kritické suroviny, ako je karbid volfrámu (WC). Tie budú v GreenCER kompozitoch nahradené ľahko dostupnými nekritickými materiálmi, ako je oxid zirkoničitý, oxid hlinitý a ďalšie. Žiaruvzdorné oxidy zabezpečia excelentný výkon pri vysokych teplotach (800°C) pri priaznivých nákladoch a šetrení kritickými surovinami.
GreenCER má za cieľ inovovať kompozitné materiály s duplexnou štruktúrou oxidovo-karbidových prenikajúcich fáz. Tieto materiály, určené pre obrábacie rezné nástroje, budú vykazovať lepší výkon ako existujúce alternatívy v efektívnosti obrábania. Synergia v rámci kompozitov povedie k nástrojom s vylepšenou tvrdosťou (v porovnaní s cementovanými karbidmi), výrazne zvýšenou odolnosťou voči lomu (v porovnaní s keramikou), zvýšenou odolnosťou voči opotrebeniu v náročných podmienkach a vylepšenou tepelnou vodivosťou (v porovnaní s keramikou). Výsledné mechanické vlastnosti zvýšia efektívnosť obrábania a znížia náklady na obrábanie, vrátane spotreby energie. Navyše, vysoká tepelná odolnosť nástrojov GreenCER podporí zvýšenie rezných rýchlostí a minimalizuje použitie ekologicky škodlivých chladiacich médií.
Z pohľadu ekologicky udržateľných zdrojov sa GreenCER sústredí na vývoj bezkobaltových rezných keramických materiálov, využívajúc výnimočné vlastnosti oxidicko-karbidických fáz. Odklon kobaltu od výroby keramických rezných nástrojov, umožňuje jeho efektívne využitie pre výrobu batérií, čím sa podporia udržateľné energetické riešenia. S rastúcim dopytom po udržateľných riešeniach a potrebe zachovať CR sa objavuje naliehavá potreba vyvinúť alternatívne materiály, ktoré sú efektívne a ekologické. Navrhovaným riešením je odklon kobaltu od výroby spekaných karbidov, čo umožňuje jeho následné využitie pri výrobe batérií. To podporuje nielen udržateľné energetické riešenia, ale tiež prispieva dodržaniu Agendy 2030 a Európskeho zeleného dohovoru. Projekt GreenCER je zameraný na riešenie aktuálnych a relevantných problémov v oblasti vývoja ekologicky prijateľných keramických materiálov. Jeho ciele sú navrhnuté tak, aby reflektovali potreby trhu a priemyslu.
|
Vývoj nových efektívnych zliatin určených na uskladnenie vodíka
Development of New Efficient Alloys for Hydrogen Storage
| Doba trvania: |
1.1.2025 - 31.12.2028 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Oroszová Lenka PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na vývoj a výskum stredne a vysokoentropických zliatin určených na uskladnenie vodíka. Dnes najefektívnejším a najbezpečnejším spôsobom uskladnenia H2 je jeho chemické viazanie v mriežke kovových zliatin pri tvorbe metalhydridov. Problémom súčasných zliatin je príliš vysoká teplota (presahujúca 400°C), pri ktorej dochádza k uvoľneniu H2 z ich objemu. Najnovší trend vývoja v tejto oblasti smeruje k mikrolegovaniu vysokoentropických zliatin prvkami, ktoré môžu významne znížiť teplotu desorpcie H2 z ich objemu. Množstvo uskladneného H2 je zároveň možné zvýšiť plastickou deformáciou matrice. Oba tieto prístupy sú predmetom tohto vedeckého projektu. Naším cieľom je vyvinúť materiály s vysokou absorpčnou schopnosťou (>2 hm%), nízkou teplotou desorpcie <140°C a vysokou cyklickou absorpčno/desorpčnou stabilitou (>1000 cyklov pri poklese kapacity o menej ako 10%). |
Vývoj nových keramických materiálov komplexného zloženia pre extrémne aplikácie
Development of new compositionally-complex ceramics for extreme applications
Vývoj pokročilej odľahčenej nanoštruktúrovanej ocele a jej výroby prostredníctvom jednoduchého tepelného spracovania pre náročné pevnostné aplikácie.
Development of advanced lightweight nanostructured steel and its manufacturing-easy heat processing for ultrahigh-strength applications
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 31.12.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Prof. Ing. Iefremenko Vasyl DrSc. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na vývoj novej ocele s nízkymi výrobnými nákladmi pre ultra vysokopevnostné aplikácie
(konečné ťahové napätie nie menšie ako 2000 MPa pri prijateľných hodnotách rázovej húževnatosti) a technológie
jej tvárnenia za tepla a tepelného spracovania, ktorú možno ľahko integrovať do výrobných liniek nachádzajúcich
sa v hutníckych fabrikách. Chemická koncepcia navrhovanej ocele nebude obsahovať drahé legujúce prvky (Ni, Cr,
Co, Mo, V), naopak vďaka použitiu lacnejších prvkov (ako Mn, Si a Al, ktoré sú ľahšie ako Fe) nadobudne nízku
hmotnosť a vhodné mechanické vlastnosti. Hlavné ciele budú dosiahnutie vytvorenia viacfázovej
„inteligentnej“ štruktúry, ktorá dokáže reagovať na vonkajšie zaťaženie prostredníctvom TRIP/TWIP efek tov,
vedúcich k sebaposilňovaniu a relaxácii mechanického napätia. Takáto štruktúra bude vyvinutá pomocou
vhodného výberu chemického zloženia a inovatívneho návrhu termického spracovania založeného na nových
technologických prístupoch a riešeniach umožňujúcich skrátenie doby spracovania, spotreby energie a použitie
konvenčných zariadení s „jednoduchou prevádzkou“. Výsledky projektu budú mať priamy pozitívny dopad na
výrobný hutnícky sektor, ako aj na používateľov ultra vysokopevných ocelí (strojárstvo, stavebníctvo), ktorí budú
mať prospech zo zníženia nákladov na oceľové výrobky. |
Vývoj pokročilých materiálov budúcich bioresorbovateľných implantátov
Development of advanced materials for future bioresobable implants
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Molčanová Zuzana PhD. |
| Anotácia: | V súčasnosti sa v chirurgickej praxi využíva niekoľko typov materiálov (keramiky, polyméry, kompozity polymérov a keramík a kovové materiály), ktoré slúžia ako kostné náhrady pri traumatických poškodeniach opornej sústavy ľudského tela. U kovových materiálov ide hlavne o titán a jeho zliatiny, korozivzornú oceľ, resp. zliatiny kobaltu a chrómu, ktoré v procese hojenia poskytujú dostatočnú oporu častiam tela prenášajúcim mechanickú záťaž.
Novým prístupom v implantológii je použitie bioresorbovateľných materiálov pozostávajúcich výlučne z prvkov, ktoré sa ľudskom tele vyskytujú. Takýto materiál sa cielenou rýchlosťou rozkladá v tele pacienta, poskytuje mechanickú oporu len na obdobie hojenia, po ktorom sa kompletne vstrebe v tele pacienta.
Cieľom projektu je vyvinúť úplne nové druhy bioresorbovateľných zliatin, ktorých pevnostné vlastnosti, biokompatibilita, ako aj nastaviteľná rýchlosť degradácie povedie k vývoju úplne nových materiálov vnútrotelových implantátov s čo najmenej invazívnym dopadom na pacienta. |
Vývoj vysokoúčinných katalyzátorov pre elektrochemickú výrobu vodíka
-
Celkový počet projektov: 48
Databáza národných projektov