Témy doktorandského štúdia
Ústav materiálového výskumu SAV, v. v. i.
Názov témy
Vývoj novej entropicky stabilizovanej ultravysokoteplotnej keramiky s vynikajúcou pevnosťou a plasticitou
Program DŠ
náuka o materiáloch
Rok prijímania
2024
Meno školiteľa/-ky
MSc. Tamás Csanádi, PhD.
Kontakt:
Prijímajúca škola
Fakulta materiálov, metalurgie a recyklácie TUKE
Stručná anotácia
Téma dizertačnej práce je veľmi aktuálna a náročná v oblasti materiálovej vedy a týka sa vývoja keramiky odolnej voči poškodeniu a silnej žiaruvzdornej keramiky pre hypersonické a vesmírne aplikácie.
Tieto materiály sú tzv. ultravysokoteplotná keramika (UHTC), ako jediná skupina materiálov, ktoré odolávajú teplotám presahujúcim 2000 °C v oxidačnej atmosfére a používajú sa napríklad v tepelných ochranných vrstvách kozmických lodí. Keďže existuje len asi desiatka UHTC (napr. HfC, ZrB2) a tie sú pri nízkych teplotách (izbová teplota) krehké, dizertačná práca sa zameriava na vývoj nových materiálov vo forme entropicky stabilizovaných UHTC, ktoré pozostávajú z najmenej štyroch rôznych prechodných kovov v kryštálovej mriežke, so zlepšenou plasticitou/deformovateľnosťou a pevnosťou. Téma zahŕňa návrh materiálu, syntézu, štruktúrnu charakterizáciu (napr. XRD, SEM, EBSD) a mechanické testovanie od nano až po makroškálu, s ktorými sa doktorand oboznámi. Hlavnou úlohou však bude mikro/nanomechanické testovanie (napr. nanoindentácia, stláčanie mikropilót) zŕn a hraníc zŕn pomocou najmodernejšieho nanoindentačného zariadenia. Poznatky získané z deformačného správania zŕn sa využijú na návrh nových entropicky stabilizovaných kompozícií s vynikajúcou pevnosťou a plasticitou, čím sa dosiahnu originálne a vysoko efektné výsledky.
Tieto materiály sú tzv. ultravysokoteplotná keramika (UHTC), ako jediná skupina materiálov, ktoré odolávajú teplotám presahujúcim 2000 °C v oxidačnej atmosfére a používajú sa napríklad v tepelných ochranných vrstvách kozmických lodí. Keďže existuje len asi desiatka UHTC (napr. HfC, ZrB2) a tie sú pri nízkych teplotách (izbová teplota) krehké, dizertačná práca sa zameriava na vývoj nových materiálov vo forme entropicky stabilizovaných UHTC, ktoré pozostávajú z najmenej štyroch rôznych prechodných kovov v kryštálovej mriežke, so zlepšenou plasticitou/deformovateľnosťou a pevnosťou. Téma zahŕňa návrh materiálu, syntézu, štruktúrnu charakterizáciu (napr. XRD, SEM, EBSD) a mechanické testovanie od nano až po makroškálu, s ktorými sa doktorand oboznámi. Hlavnou úlohou však bude mikro/nanomechanické testovanie (napr. nanoindentácia, stláčanie mikropilót) zŕn a hraníc zŕn pomocou najmodernejšieho nanoindentačného zariadenia. Poznatky získané z deformačného správania zŕn sa využijú na návrh nových entropicky stabilizovaných kompozícií s vynikajúcou pevnosťou a plasticitou, čím sa dosiahnu originálne a vysoko efektné výsledky.