Facebook Instagram Twitter RSS Feed Back to top

Informačná stránka organizácie SAV

Projekty

Ústav materiálového výskumu SAV

Medzinárodné projekty

Nízkoteplotné elektrohydrodynamické metódy na prípravu biokeramických povlakov

Low temperature electrohydrodynamic techniques used for peparation of bioceramic coatings

Doba trvania: 1. 1. 2019 - 31. 12. 2021
Program: Medziakademická dohoda (MAD)
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Sopčák Tibor

DURACER - Odolné keramické kompozity so supertvrdými časticami pre obrábacie nástroje so zvýšenou odolnosťou voči opotrebeniu

Durable ceramics composites with superhard particles for wear-resistant cutting tools

Doba trvania: 1. 7. 2018 - 30. 6. 2021
Program: ERANET
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján DrSc.

Progresívne metódy úpravy funkčných a mechanických vlastností práškových materiálov

Progressisve methods for treatment of the functional and mechanical properties of powder materials

Doba trvania: 1. 1. 2018 - 31. 12. 2021
Program: Medziakademická dohoda (MAD)
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Kovaľ Vladimír PhD.
Anotácia:Rýchlo solidifikované práškové zliatiny ako aj mechanochemicky pripravené práškové kovové zliatiny sa vyznačujú obmedzenou schopnosťou plastickej deformácie. Obmedzená plasticita vedie k obmedzenej lisovateľnosti a v niektorých pripadoch dokonca úplne znemožňuje kompaktizáciu práškových materiálov jednoosovým lisovaním za studena. Štruktúrne defekty typické pre mechanochemicky syntetizované zliatiny sú tiež príčinou zmien ich elektrických a magnetických vlastností, často v negatívnom zmysle. Predmetom predkladaného projektu je výskum progresívnych metód spracovania mechanochemicky pripravených práškových zliatin s cieľom zlepšenia ich kompaktizovateľnosti pri zachovaní, alebo zlepšení elektrických, magnetických a mechanických vlastností. Riešenie projektu môže priniesť originálne poznatky vedúce k rozšíreniu použitelnosti rýchlo solidifikovaných a mechanochemicky syntetizovaných zliatinových práškových materiálov v praxi.

Národné projekty

Dizajn topografie povrchov nástrojov z WC-Co s aplikovanými PVD povlakmi

Design surface topography tools from the WC-Co applied PVD coating

Doba trvania: 1. 1. 2020 - 31. 12. 2022
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Jakubéczyová Dagmar CSc.
Anotácia:Cieľom projektu je riešiť parciálnu úlohu procesu optimalizácie obrábania komponentov z Ni-superzliatin používaných v leteckom priemysle, konkrétne v prúdových motoroch. Pri obrábaní Ni-superzliatin dochádza v aktívnej oblasti nástroja k vysokému tepelnému a mechanickému zaťaženiu, čím sa znižuje jeho životnosť a klesá efektivita výroby. Úlohou je návrh a experimentálne overenie nového dizajnu textúry povrchu aktívnych častí obrábacieho nástroja z WC-Co, technológiou laserovej predúpravy a deponácie PVD povlakov 4. generácie. Impulzným laserovým žiarením s riadenou hustotou enegie žiarenia a kontrolovaným plošným rozložením tepelne exponovaných oblastí bude modifikovaná povrchová topografia aktívnej časti nástroja. Vzniknutý povrch aktívnej časti nástroja bude obsahovať mikrokrátery v požadovaných pozíciách s hĺbkovým profilom. Výstupom bude inovovaná textúra povrchu nástroja s cieľom zefektívniť obrábateľnosť špeciálnych niklových superzliatin - Inconel 713, resp. 718.

EDEVIR - Elektrochemická detekcia vírusov

Electrochemical detection of viruses

Doba trvania: 16. 9. 2020 - 31. 12. 2021
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Strečková Magdaléna PhD.
Anotácia:V súčasnosti je rýchla diagnostika prítomnosti vírusu SARS-CoV-2 limitovaná nemožnosťou vykonať „bedside“ PCR, pričom ostatné testy, ktoré detegujú antigény vírusu sú spojené s nízkou senzitivitou a špecificitou. Rýchla a presná diagnostika je pritom limitujúca pre rýchlu identifikáciu pacienta, posúdenie jeho kontaktov a včasný epidemiologický zásah. Podmienkou rýchlej diagnostiky je aj cenová dostupnosť. Preto sa predkladaný projekt zaoberá základným výskumom zameraným na vývoj elektrochemického senzora, ktorý je schopný efektívne a rýchlo detegovať prítomnosť vírusu v biologických tekutinách. Našim cieľom je štúdium vhodných elektródových materiálov pre vývoj elektrochemických senzorov, ktoré by boli schopné nielen kvalitatívne, ale aj kvantitatívne určiť množstvo vírusových častíc vo vzorke. Použitie týchto senzorov zabezpečí rýchlu detekciu (bedside test), nízku spotrebu materiálov potrebných na detekciu, elimináciu použitia prístrojovo a časovo náročných metód, umožní samotestovanie pacientov, čo v konečnom dôsledku zníži aj celkovú spotrebu osobných ochranných pomôcok. Štúdium elektrochemických senzorov na detekciu vírusov prinesie nové poznatky o príprave elektródových materiálov so špecifickým zložením a morfológiou. Jedným z hlavných prínosov bude aj vývoj aptamérov nukleových kyselín a štúdium ich efektívnej imobilizácie na elektródovom povrchu pre špecifickú detekciu vírusových častíc. Získanie komplexných poznatkov o elektródových povrchoch a vhodných aptaméroch zaručí rýchlu adaptáciu vyvíjaného senzora na rôzne druhy vírusov podľa aktuálnej potreby spoločnosti. Test na detekciu SARS-CoV-2 bude následne klinicky skúšaný porovnaním s klasickou real time RT PCR, pričom testovanie prebehne formou multicentrickej štúdie a vzorky budú odoberané z viacerých miest – nosohltan, podnebie, sliny, ev. bronchoalveolárna laváž.

INJEHYB - Injektovateľné hybridné kompozitné biocementy

Injectable hybrid composite biocements

Doba trvania: 1. 8. 2018 - 30. 6. 2021
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Medvecký Ľubomír PhD.
Anotácia:Projekt je zameraný na syntézu, prípravu a charakterizáciu modifikovaných a nových typov injektovateľných hybridných biocementov s vysokou bioaktivitou, štruktúrnou a chemickou biokompatibilitou s požadovanými vlastnosťami pre lekárske aplikácie. Uvedené typy biomateriálov budú mať široké využitie v ortopédii (liečba kostných defektov a fraktúr, spevnenie endoprotéz atď.), pri rekonštrukcii kostných poranení v tvárovej časti a ako bioaktívne adhezívne cementy v zubnom lekárstve.

Inovatívne postupy vo výskume a vývoji nových feroických materiálov s využitím komplexnej impedančnej spektroskopie

Innovative approaches to research and development of novel ferroic materials by using complex impedance spectroscopy

Doba trvania: 1. 1. 2020 - 31. 12. 2022
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Kovaľ Vladimír PhD.
Anotácia:Feroelektrické a multiferoické (napr. magnetoelektrické) materiály sa v posledných dvoch desaťročiach stali predmetom intenzívneho výskumu a to najmä kvôli množstvu ich potenciálnych aplikácii v mikroelektronike a spintronike. Feroická keramika avšak z dôvodu polarizačných efektov objavujúcich sa často na hraniciach zŕn a medzi dvoma fázami vykazuje vysoké straty, veľké zvodové prúdy a nízku polarizáciu (feroelektrickú a/alebo magnetickú). Mikroštruktúrne aspekty elektrokeramiky teda vo výraznej miere determinujú jej komerčnú aplikovateľnosť. Hlavným cieľom projektu je zavedenie komplexnej AC impedančnej techniky v procese hodnotenia elektrických vlastností funkčnej keramiky a následne určenie korelácie medzi mikroštruktúrnymi aspektmi a vodivostnými procesmi v materiáloch s dominantným vplyvom hraníc zŕn, resp. medzifázových rozhraní. Pochopenie vzájomného vzťahu štruktúra-vlastnosť umožní prípravu nových (multi-) funkčných materiálov s vylepšenými dielektrickými a (multi-) feroickými vlastnosťami.

Kompozitné horčíkovo-vápenato fosforečné biocementy s prídavkom koloidného oxidu kremičitého

Composite magnesium-calcium phosphate biocements with addition of colloidal silicon dioxide

Doba trvania: 1. 1. 2020 - 31. 12. 2022
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Štulajterová Radoslava PhD.
Anotácia:Projekt je zameraný na výskum a vývoj kompozitných horčíkovo-vápenato fosforečných biocementov obsahujúcich horčík a koloidné častice oxidu kremičitého s orientáciou na zvýšenie mechanickej pevnosti udržateľnej aj po namáčaní v telových tekutinách a pozitívne ovplyvnenie bioresorpcie s aktívnym účinkom na špecifické bunkové kultúry. Zároveň sa predpokladá, že prídavok koloidného SiO2 prispeje k rýchlejšej transformácii kalcium fosfátového biocementu na deficitný hydroxyapatit a zlepšeniu charakteristických vlastností biocementu, ktoré sú dôležité najmä pri rekonštrukcii kostných tkanív.

Morepro

-

Doba trvania: 15. 10. 2020 - 14. 10. 2023
Program: MoRePro
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Bureš Radovan CSc.

MiCOAT - Multikomponentné boridové a nitridové PVD povlaky pre ultravysokoteplotné aplikácie

Multicomponent boride and nitride coatings for ultrahigh temperature applications

Doba trvania: 1. 8. 2018 - 30. 6. 2021
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Lofaj František DrSc.
Anotácia:Navrhovaný projekt sa zaoberá experimentálnym vývojom principiálne nových tvrdých multikomponentných nanokompozitných povlakov na báze nitridov a boridov so stabilnou štruktúrou a výbornými mechanickými vlastnosťami až do teplôt približujúcich sa 1500°C a nanášaných najnovšímí metódami vysokoionizovaného magnetrónového naprašovania. Hlavnou myšlienkou je vývoj tvrdých vysokoteplotných viackomponentných nanokompozitných povlakov vychádzajúcich z tuhých roztokov ternárnych systémov Ti-Al-N, Cr-Al-N, Ta-Al-N, V-Mo-N, TiB2, Ti-B-N, CrB2, TaB2 a pod. legovaním dodatočnými prvkami prechodových kovov s vysokou teplotou topenia (Zr, Hf, Ta, Nb, V, Mo, W, Y a pod.). Hlavným cieľom práce, ktorá je logickým pokračovaním predchádzajúceho projektu APVV-14-0173, je zvýšenie teplotnej stability štruktúry a degradácie mechanických vlastností týchto povlakov výrazne nad 1000oC prostredníctvom pochopenie mechanizmov formovania nanoštruktúr a dekompozície viackomponentných tuhých roztokov s vysokou entropiou pripravených novými depozičnými technológiami. Súčasťou projektu bude overenie experimentálnych výsledkov pomocou teoretických ab initio výpočtov.

SEMOD-75 - Nanokompozitný materiál pre balistickú ochranu

Nanocomposite material for balistic protection

Doba trvania: 1. 5. 2019 - 31. 8. 2021
Program: Iné projekty
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Puchý Viktor PhD.

WLEDMat - Nové sklené a sklokeramické fosfory na báze hlinitanov vzácnych zemín pre aplikácie v pevnolátkových energiu šetriacich svetelných zdrojoch vyžarujúcich biele svetlo (pc-WLED diódy).

Novel glass and glass-ceramic rare-earth aluminates-based phosphors for energy-saving solid state lighting sources emitting white light (pc-WLEDs).

Doba trvania: 1. 8. 2018 - 31. 7. 2022
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Lofaj František DrSc.
Anotácia:Projekt sa zaoberá vývojom nových sklených a sklokeramických luminiscenčných materiálov na báze Al2O3 a RE2O3 pre aplikácie v LED diódach emitujúcich biele svetlo, najmä materiálov s dobrou emisiou v červenej spektrálnej oblasti s cieľom zvýšiť CRI index oproti doteraz známym luminoforom. Pripravené budú luminiscenčné materiály vo forme sklených mikroguličiek. Preskúmané budú vlastnosti nedopovaných materiálov najmä z pohľadu štruktúry aluminátových skiel v sústave Al2O3-RE2O3, použitím spektroskopických metód, termických vlastností a kinetiky kryštalizácie. Optimalizované budú podmienky kryštalizácie skiel s cieľom prípravy sklokeramických materiálov požadovaných vlastností. Detailne preštudované budú fotoluminiscenčné vlastnosti sklených a sklokeramických materiálov dopovaných iónmi vzácnych zemín a prechodných prvkov s cieľom zvýšiť emisiu luminoforov v červenej spektrálnej oblasti. Pozornosť bude venovaná vzťahom medzi luminiscenčnými vlastnosťami pripravených materiálov a ich štruktúrou a morfológiou. Vo finálnej fáze projektu budú pripravené a charakterizované PiG (Phospor in Glass) kompozitné materiály vo forme tenkých platničiek vhodných pre priamu aplikáciu na excitačný LED čip. Skonštruovaná bude LED dióda emitujúca biele svetlo s využitím excitačného LED čipu s vhodnou excitačnou vlnovou dĺžkou v NUV oblasti a pripraveného PiG kompozitu s vhodnou hrúbkou tak, aby boli dosiahnuté optimálne emisné charakteristiky.

ADHEC - Nové vysokoentropické keramické materiály pre pokročilé aplikácie

-

Doba trvania: 1. 8. 2020 - 31. 7. 2022
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján DrSc.

Predikcia zvariteľnosti a lisovateľnosti kombinovaných laserom zváraných prístrihov z vysokopevných ocelí s podporou CAE systémov

Prediction of weldability and formability for laser welded tailored blanks made of combined high strength steels with CAE support

Doba trvania: 1. 1. 2019 - 31. 12. 2022
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Kepič Ján PhD.
Anotácia:Zámerom tohto projektu je verifikácia techník virtuálneho inžinierstva pri navrhovaní a výrobe prototypových modelov foriem určených pre výrobu tenkostenných komponentov automobilov z kombinovaných laserom zváraných prístrihov na mieru. Aplikované techniky CAD/CAE/CAM budú verifikované na základe výsledkov získaných na fyzických modeloch vybraných tenkostenných komponentov automobilov. Jadro projektu bude spočívať v predikcii fázových a štruktúrnych parametrov laserových spojov, zvariteľnosti a lisovateľnosti kombinovaných laserom zváraných prístrihov pomocou numerických simulácií a termodynamických výpočtov s využitím moderných softvérových produktov. Verifikované metodológie predikcie zváriteľnosti a lisovateľnosti by mali prispieť k tomu, že tenkostenné komponenty automobilov budú navrhované s využitím komplexných znalostí s cieľom úspory materiálu a redukcie hmotnosti, budú prispievať k znižovaniu emisií, k skracovaniu výrobných cyklov a k znižovaniu výrobných nákladov.

Prehodnotenie vplyvu intermetalickej fázy na procesy krehnutia žiarupevných ocelí

Re-evaluation of the effect of intermetallic phase on embrittling processes of creep-resistant steels

Doba trvania: 1. 1. 2019 - 31. 12. 2021
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Falat Ladislav PhD.
Anotácia:Zámerom projektu je preskúmanie vplyvu intermetalickej Lavesovej fázy v termálne exponovaných 9Cr žiarupevných oceliach na degradáciu ich mechanických a krehko-lomových vlastností. Evolúcia mikroštruktúry zameraná hlavne na kinetiku precipitácie a hrubnutia Lavesovej fázy bude skúmaná v závislosti na podmienkach počiatočného tepelného spracovania. Okrem porovnávania vlastností dlhodobo termálne exponovaných stavov (t.j. s prítomnosťou Lavesovej fázy v mikroštruktúre) s vlastnosťami počiatočných materiálových stavov bez dlhodobej termálnej expozície (t.j. bez prítomnosti Lavesovej fázy), bude kľúčovou úlohou skúmanie vplyvu dodatočného (krátkodobého) tepelného spracovania termálne exponovaných stavov (bez výrazného ovplyvnenia stavu precipitácie/hrubnutia Lavesovej fázy) na potenciálnu modifikáciu vlastností žiarupevných ocelí. Hlavným cieľom projektu bude prehodnotiť, prípadne doplniť doteraz všeobecne prijímaný názor na Lavesovu fázu ako hlavného skrehujúceho činiteľa v progresívnych žiarupevných oceliach.

Príprava a charakterizácia pórovitých EuTbGd-MOF tenkých filmov pre luminiscenčné senzory.

Preparation and characterization of porous EuTbGd-MOF thin films for luminescent sensors.

Doba trvania: 1. 1. 2020 - 31. 12. 2022
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Bruncková Helena PhD.
Anotácia:Projekt je zameraný na výskum štruktúry pórovitých metalo-organických sieti (Ln-MOFov) na báze lantanoidov (Ln = Eu, Tb, Gd) vo forme hybridných nanomateriálov, zložených z Ln3+ katiónov a organických ligandov. Nanokryštalické tenké filmy budú pripravené jednotlivo s európiom, térbiom a gadolíniom aj ako zmiešaný EuxTbyGdz-MOF systém solvotermálnou metódou z prekurzorov, nanesených na kremíkové substráty spin-coating metódou. Určenie vplyvu koncentrácie acetátového činidla ako modulátora pri znižovaní veľkosti častíc 3D štruktúry pomôže objasniť mechanizmus fázových transformácii prebiehajúcich v jednotlivých filmoch v procese ohrevu. Okrem toho je projekt orientovaný na charakterizáciu luminiscenčných vlastností systémov. Eu3+, Tb3+ a Gd3+ luminofóry emitujúce červené, zelené a modré svetlo budú začlenené do výslednej štruktúry schopnej generovať biele svetlo. Výsledky by mohli prispieť k rozšíreniu poznatkov o pórovitých filmoch z hľadiska ich možnej aplikácie ako senzorov v elektrotechnickom priemysle.

Príprava a vývoj nanokryštalického kompozitu na báze Cu určeného pre vysokoteplotné aplikácie

Preparation and development of nanocrystalline Cu-based composite for high-temperature applications

Doba trvania: 1. 1. 2019 - 31. 12. 2021
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. Ing. Milkovič Ondrej PhD.

Príprava hybridných kompozitných materiálov a charakterizácia štruktúry a magnetických vlastností v širšom intervale teplôt

Preparation of hybrid composites and characterization of structure and magnetic properties at a wider temperature range

Doba trvania: 1. 1. 2020 - 31. 12. 2023
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Birčáková Zuzana PhD.
Anotácia:Projekt je zameraný na prípravu nových progresívnych kompozitov, na výskum štruktúry a magnetických vlastností materiálov zložených z feromagnetickej, ferimagnetickej a izolačnej zložky. Výsledný kompozitný masívny materiál vznikne lisovaním. Výskum sa bude orientovať na vysvetlenie vplyvu feromagnetickej a ferimagnetickej magnetickej štruktúry kompozitu a magnetických interakcií na elektro-magnetické vlastnosti za rôznych fyzikálnych podmienok. Cieľom je stanoviť súvislosti medzi magnetickými parametrami, veľkosťou častíc, hrúbkou ferimagnetického a ďalšieho izolačného povlaku a pripraviť hybridný kompozitný materiál s veľmi dobrými magnetickými vlastnosťami. Výsledky výskumu majú ambíciu rozširovať aplikačný potenciál kompozitných materiálov pre elektrotechniku.

Progresívne metódy prípravy modifikovaných uhlíkových vlákien pre efektívny vývoj vodíka

-

Doba trvania: 1. 1. 2020 - 30. 6. 2021
Program: DoktoGranty
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Hečková Mária

eCHALCO - Štúdium procesov vyvolaných elektrónovým zväzkom a elektromagnetickým žiarením v chalkogenidových sklách

Investigation of phenomena induced by electron beam and electromagnetic radiation in chalcogenide glasses

Doba trvania: 1. 8. 2018 - 31. 7. 2022
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Lofaj František DrSc.
Anotácia:e-CHALCO projekt je zameraný na štúdium interakcie elektrónového zväzku a elektromagnetického žiarenia s povrchmi chalkogenidových skiel. V spomenutej oblasti sme nedávno publikovali práce, ktoré vedú k fundamentálnemu pochopeniu javov, ktoré v týchto materiáloch vyvoláva lokálne deponovanie elektrického náboja a interakcia so svetlom. V predkladanom projekte plánujeme ďalej systematicky a hlbšie študovať lokálne indukované efekty pri pertrubácii týchto materiálov, ktoré možu viesť k lokálnej deformácii, zmene chemického zloženia, fázovým prechodom a kumulácii náboja pomocou najmodernejších mikroskopických, spektroskopických a difrakčných metódík. Takisto sa zameráme na vyšetrovanie vplyvu experimentálnych parametrov ako napríklad perióda mriežky, urýchľovacie napätie, hrúbka vrstvy, zloženie skla na pozorované efekty. Možnosti prípravy mezoskopických a nanoskopických štruktúr povedie k novým aplikáciám týchto materiálov v oblastiach nanotechnológií napríklad pri príprave nanoemiterov, sónd pre rastrovacie sondové mikroskopie, katalýze a v technológiách pre zápis a uchovanie informácií.

Textúrne dvojito orientované elektrotechnické ocele s vysokou, izotrópnou indukciou.

Double-oriented electrical steels with high and isotropic magnetic induction.

Doba trvania: 1. 1. 2019 - 31. 12. 2021
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Kováč František CSc.
Anotácia:Jedná sa o cieľovo orientovaný projekt do oblasti vývoja izotrópnych elektrotechnických ocelí s vysokou indukciou . Idea projektu je založená na zvýšení intenzity kubickej a kontrole Gossovej textúrnej zložky v rovine plechu na báze kolumnárneho rastu feritových zŕn mechanizmami difúzne kontrolovaného a deformačne indukovaného pohybu hraníc zŕn. Rastom kolumnárnych zŕn smerom od povrchu plechu sa zvýši intenzita kubickej textúrnej zložky z podpovrchovej oblasti do celého objemu hrúbky. Súčasne eliminuje vysokú intenzitu deformačnej zložky (111)[0vw] v centre hrúbky. Takýto 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 mikroštruktúry.

HECC - Viackomponentné keramické povlaky s vysokou entropiou pripravené iónovým naprašovaním

Multicomponent high entropy ceramic coatings prepared by ionized sputtering (HECC)

Doba trvania: 1. 1. 2019 - 31. 12. 2021
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Lofaj František DrSc.
Anotácia:Predkladaný projekt sa zaoberá pochopením tvorby štruktúry najnovších multikomponentných keramických povlakov s vysokou entropiou s nadštandardnými vysokoteplotnými mechanickými vlastnosťami naprašovaných metódami typu HiPIMS a HiTUS za účelom pochopenia vzťahov medzi parametrami depozície a výslednými vlastnosťami týchto povlakov s cieľom kontroly a zlepšenia ich mechanických a tribologických vlastností pri zvýšených teplotách. Základom na prípravu keramických povlakov budú štvor- a viackomponentné vysoko-entropické kovové zliatiny na báze Hf, Zr, Ta a Nb, z ktorých budú reakčným naprašovaním v atmosfére s prídavkami dusíka a uhľovodíkov, príp. kodepozíciou bóru, pripravené vysoko-entropické keramické povlaky na báze nitridov, karbidov, resp. boridov.

Vplyv kontinuálneho a pulzujúceho kvapalinového prúdu na mikroštruktúru, vlastnosti a integritu v materiáloch.

Effect of continual and pulsating fluid jet on microstructure, properties and integrity on materials

Doba trvania: 1. 1. 2018 - 31. 12. 2021
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Hvizdoš Pavol DrSc.
Anotácia:Projekt je zameraný na experimentálne pozorovanie a posudzovanie interakcie kontinuálneho a pulzujúceho kvapalinového prúdu s nosnou frekvenciou 20 kHz s materiálom. Energia vodného prúdu v mieste pôsobenia uvoľňuje hmotu a spôsobuje pružnú alebo plastickú deformáciu, čím iniciuje dynamické fyzikálne javy. Tieto javy sa prejavujú vo forme periodických, spojitých, ale nehomogénnych prejavoch vibračnej a akustickej emisie a ich následnými dynamickými prejavmi v širokom frekvenčnom spektre. Prebiehajúci dezintegračný proces, deformuje vlnu – mení jej tvar. Analýzou zmeny tvaru vlnenia je možné identifikovať deje v pružnej a plastickej oblasti. Časovým priebehom dynamického signálu sa umožní kontrola procesu interakcie vodného prúdu materiálom s následkom na zlepšenie mechanickej odolnosti povrchovej vrstvy, zhutnenie, riadenú zmenu mikroštruktúry, eliminovať delamináciu a zvyškové napätia.

REDHYBEAR - Výskum a vývoj energeticky úsporného hybridného ložiskového reduktora so zníženým opotrebením pre robotické zariadenia (pre Priemysel 4.0)

Research and development of energy saving hybrid bearing reducer with lowered wear rate for robotic equipment (for Industry 4.0)

Doba trvania: 1. 7. 2019 - 30. 6. 2022
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Hvizdoš Pavol DrSc.

VIFKDBB - Výskum inovatívnych foriem liečenia kostných defektov prepojením bioaktívnych biomateriálov s autológnymi rastovými faktormi

Research of innovative forms treatment of bone defects by joining bioactive biomaterials and autologous growth factors

Doba trvania: 15. 12. 2018 - 14. 12. 2021
Program: ŠPVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Medvecký Ľubomír PhD.
Anotácia:Súčasnosť predstavuje potreby pre skvalitnenie života človeka, jeho aktivít v pracovnom a spoločenskom uplatnení. Pokroky v oblasti základného výskumu napomáhajú svojimi progresívnymi vstupmi pre možnosti aplikácie materiálov v živých systémoch. Degeneratívne, deštruktívne ochorenia postihujúce tvrdé tkanivá, poškodzujú skelet živých systémov zvierat a človeka. V súčasnom období sú biologické, kompozitné a biodegradovateľné materiály v nedostatočnej kvalite. Vytvárajú ideálne podmienky k účelom rekonštrukcie a regenerácie kostných tkanív. V projekte tieto medzery plánujeme doplniť základným výskumom nových materiálov s vysokou hodnotou biologicky kompatibilných, biodegadovateľných , ktoré budú účinne kompatibilné budú dopĺňať liečebné medicínske postupy. Základným výskumom plánujeme vytvoriť materiálne substancie v rôznej štruktúry, rôzneho druh, zloženia na podporu regeneratívnych kostných procesov v živom organizme.Po vývoji biomateriálov v animálnom experimente získame odozvu živého organizmu, predklinickým sledovaním výskumu aplikačnými metódami a humánnym experimentom zavedením novej metodiky liečby poškodených tkanív cieľom plne prinavrátiť plne kvalitný a funkčný bioaktívny priestor poškodeného organizmu.Výsledky budú prvotinou v Slovenskej republike a EU a ich využitie bude možno využívať pre skvalitnenie života.

Vysokoteplotné vlastnosti boridových MeB2 (Me = Ti, Zr, Hf) keramických kompozitných materiálov

High-temperature properties of diboride MeB2 (Me = Ti, Zr, Hf) ceramic composite materials

Doba trvania: 1. 1. 2020 - 31. 12. 2022
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Kovalčíková Alexandra PhD.
Anotácia:Projekt je zameraný na detailné štúdium vysokoteplotných vlastností- oxidačnej odolnosti a odolnosti voči tepelným šokom ultravysokoteplotných keramických materiálov na báze boridov. Predkladaná výskumná téma je v súčasnosti vysoko aktuálna s potrebou vyvíjať keramické materiály pre prácu a použitie v extrémnych podmienkach. Miera originálnosti projektu spočíva vo vývoji nových UHTC materiálov a v dôkladnom poznaní previazanosti ich základných štruktúrnych, úžitkových (funkčných a mechanických) a vysokoteplotných vlastností s potenciálom predikcie ich ďalšieho vývoja a použitia.

VaTRsEDVFsOAM - Vývoj a testovanie respirátorov s efektívnou degradáciou vírusov filtra s obsahom antivirotických materiálov

Development and testing of respirators with efficient degradation of viruses by filters containing antiviral materials

Doba trvania: 16. 9. 2020 - 31. 12. 2021
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Saksl Karel DrSc.
Anotácia:Reakciou na situáciu, ktorá vznikla na základe šírenia vírusu SARS-CoV-2 bola čiastočná transformácia výskumu a vývoja na pracoviskách Strojníckej fakulty TUKE na výskum a vývoj špeciálnych respirátorov a filtračných materiálov. Predkladaný projekt je orientovaný na vývoj a konštrukciu respirátorov s vymeniteľnými filtrami bez výdychového ventilu, ktoré umožňujú efektívnu ochranu pred vírusom SARS-CoV-2. Cieľom projektu je výskum, vývoj a výroba respirátorov s vymeniteľnými filtrami a testovanie nových filtračných materiálov. Pre návrh a výrobu respirátora budú využité biomimetické a ergonomické princípy a moderné aditívne výrobné technológie a na výrobu viackomponentných filtrov bude využitá kombinácia technológií práškovej metalurgie a elektrospinningu, umožňujúca spojenie kovových filtrov a polymérnych nanovlákien. Súčasne budú aplikované keramické komponenty vytvorené pomocou 3D tlače, ktoré budú slúžiť ako ochranný obal použitých nanovlákien a nanočastíc. Na dosiahnutie cieľov projektu je nevyhnutný základný výskum filtračných účinností navrhnutých materiálov s virocídnym účinkom na báze medi, iónov striebra, resp. zinku. Projekt si kladie za cieľ vývoj a konštrukciu testovacích systémov pre stanovenie odporových koeficientov novo vytvorených filtračných materiálov, permeability filtra aplikovaním vhodného aerosólu a prieniku masky líniou v oblasti lícnicovej časti. Optimalizácia tvaru lícnicovej časti respirátora bude realizovaná analýzou biologických parametrov min. 20 ľudských faciálnych skenov, čo umožní elimináciu možného infikovania mimofiltrovým prienikom častíc. Významnou časťou projektu je aj vyhotovenie funkčného prototypu pre nepriame meranie malých prietokov vzduchu súvisiacich s netesnosťou masky v mieste kontaktu s pokožkou. Vývoj a testovanie prototypových materiálov využitých v novo vyvinutých respirátoroch pre boj s pandémiou ochorenia COVID-19 má vysoký potenciál pre potreby celej spoločnosti, aj s ohľadom na možné sekundárne vlny ochorenia.

Vývoj elektródového materiálu na báze uhlíkových vlákien dopovaných fosfidmi kovov pre elektrokatalýzu vodíka.

Development of electrode materials based carbon fibers doped with metal phosphides for electrocatalysis of hydrogen evolution reaction.

Doba trvania: 1. 1. 2020 - 31. 12. 2022
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Strečková Magdaléna PhD.
Anotácia:Vodík, produkovaný z obnoviteľných zdrojov energie sa považuje za palivo budúcnosti, ktorý má šancu znížiť energetickú závislosť vyspelých krajín od dovozu ropy a zlepšiť kvalitu ľudského života. Vodík vyrobený elektrolýzou z vody, by mohol byť trvalo udržateľným a nevyčerpateľným zdrojom energie. Avšak, aby sa proces získavania vodíka z vody uznal ako ekonomicky výhodný musia byť vyvinuté jednoduché, účinné a bezpečné metódy získavania vodíka, jeho transportu a uskladnenia. Predkladaný projekt bude zameraný na prípravu nových katalyzátorov pre efektívny vývoj vodíka z vody. Metódou elektrostatického zvlákňovania polymérov z voľnej hladiny budú pripravené pórovité uhlíkové vlákna modifikované kovovými nanočasticami a nanočasticami fosfidov kovov, ktoré budú katalyzovať vývoj vodíka pri nízkych nadpätiach, podobných platine a drahým kovom. Výstupom projektu bude navrhnutá kompaktná elektróda pozostávajúca z modifikovaných uhlíkových vlákien, ktorá by efektívne katalyzovala vývoj vodíka.

BiAll - Vývoj nových biodegradovateľných kovových zliatin určených pre medicínske a protetické aplikácie

Development of new biodegradable metal alloys for medical and prosthetic applications

Doba trvania: 1. 8. 2018 - 30. 6. 2021
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Saksl Karel DrSc.
Anotácia: Predkladaný projekt si určuje za cieľ pripraviť a skúmať ultraľahké amorfné zliatiny (kovové sklá), ktoré budú vyrobené výlučne iba z bioabsorbovateľných prvkov (Ca, Mg, Zn, Sr, Si, Zr, Li), teda prvkov, ktoré sa v ľudskom organizme nachádzajú a voči ktorým ma telo prirodzenú biokompatibilitu. Využitie týchto materiálov je smerované do oblasti medicíny - na prípravu vnútrotelových implantátov s cieleným rozpúšťaním sa v tele pacienta. Kovové sklá na báze bioabsorbovateľných prvkov sú zaujímavé unikátnou kombináciou nízkej mernej hmotnosti (len ~58 % Al a 90 % Mg), modulmi pružnosti a tvrdosťami blízkymi hodnotám ľudských kostí a s pevnosťami nad 300 MPa. Pri riešení projektu vyrobíme a charakterizujeme sériu úplne nových, dosiaľ neprebádaných zliatin, u ktorých popíšeme vnútornú atómovú štruktúru, teplotnú stabilitu a charakterizujeme aj ich funkčné charakteristiky: mechanické vlastnosti, elektrickú vodivosť, koróznu odolnosť v prostredí roztokov blízkym telovým tekutinám, ako aj cytotoxitu osteoblastických buniek na povrchu týchto zliatin. Pri hodnotení nových zliatin využijeme naše znalosti v oblasti detailného štúdia atómových štruktúr materiálov s vysokou mierou vnútornej neusporiadanosti, výskumu, ktorý patrí medzi najkomplikovanejšie typy experimentálno-teoretického výskumu v oblasti materiálového výskumu a fyziky tuhých látok. Máme ambíciu realizovať aj veľmi náročné experimenty využívajúce XFEL rtg. laser na štúdium dynamiky tuholátkových systémov femtosekundovým vzorkovaním metódou rtg. fotokorelačnej spektroskopie XPCS. Ciele projektu sú ambiciózne, ale reálne a pri ich napĺňaní sa využijú tie najpokročilejšie metódy využívané v materiálovom výskume. Zárukou ich splnenia sú však predchádzajúce skúsenosti riešiteľského kolektívu, potvrdené viac ako 70 vedeckými prácami publikovanými vo vedeckých časopisoch ako Nature Physics, Physical Review Letters, Applied Physics Letters a pod.

Vývoj nových biodegradovateľných kovových zliatin určených pre medicínske aplikácie

Development of new biodegradable metal alloys for medical applications

Doba trvania: 1. 1. 2019 - 31. 12. 2021
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Saksl Karel DrSc.
Anotácia:Predkladaný projekt si určuje za cieľ pripraviť a skúmať ultraľahké amorfné zliatiny (kovové sklá), ktoré budú vyrobené výlučne iba z bioabsorbovateľných prvkov (Ca, Mg, Zn, Sr, Si, Zr, Li), teda prvkov, ktoré sa v ľudskom organizme nachádzajú a voči ktorým ma telo prirodzenú biokompatibilitu. Využitie týchto materiálov je smerované do oblasti medicíny - na prípravu vnútrotelových implantátov s cieleným rozpúšťaním sa v tele pacienta. Pri riešení projektu vyrobíme a charakterizujeme sériu úplne nových, dosiaľ neprebádaných zliatin, u ktorých popíšeme vnútornú atómovú štruktúru, teplotnú stabilitu a charakterizujeme aj ich funkčné charakteristiky: mechanické vlastnosti, elektrickú vodivosť, koróznu odolnosť v prostredí roztokov blízkym telovým tekutinám, ako aj cytotoxitu osteoblastických buniek na povrchu týchto zliatin. Pri hodnotení nových zliatin využijeme naše znalosti v oblasti detailného štúdia atómových štruktúr materiálov s vysokou mierou vnútornej neusporiadanosti.

Vývoj progresívnych disperzne spevnených kompozitov s kovovou matricou pripravených spekaním pomocou pulzného elektrického prúdu

Development of progressive dispersion-reinforced metal matrix composites prepared by pulsed electric current sintering

Doba trvania: 1. 1. 2020 - 31. 12. 2022
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Puchý Viktor PhD.

BMREBCO - Vývoj REBCO supravodičov pre biomedicínske aplikácie

Developmnt of REBCO superconductors for biomedical applicatios

Doba trvania: 1. 8. 2018 - 30. 6. 2022
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján DrSc.

Histes - Vývoj vysoko-legovaných izotrópnych elektro ocelí pre trakčné motory elektromobilov

Development of high-alloy isotropic electrical steels for traction engines of electric vehicles

Doba trvania: 1. 7. 2019 - 30. 6. 2022
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Kováč František CSc.
Anotácia:V predkladanom projekte si kladieme za cieľ v oblasti výroby vysokopevných elektrotechnických ocelí typu finiš navrhnúť originálnu koncepciu chemického zloženia a dizajnu mikroštruktúry s požadovanou kryštalografickou textúrou zabezpečujúcu kombináciu výborných elektro magnetických vlastností a vysokých pevnostných vlastnosti. Pevnostné vlastnosti budú zabezpečené na báze vysokého legovania ocele substitučnými prvkami s obsahom Si 3 až 3,5 hm.%, obsah Al bude od 0,5 do 1,5 hm. %, obsah Cu do 0,5 hm. %, obsah P do 0,10 hm. %. Nízke hodnoty wattových strát a vysoké hodnoty magnetickej indukcie budú osiahnuté na báze hrubozrnnej kolumnárnej alebo hrubozrnnej rovnoosej mikroštruktúry so stredným rozmerom zŕn od 150 do 300μm a so zvýšenou intenzitou kubickej a Gossovej textúrnej zložky na úkor deformačnej. Evolúcia finálnej mikroštruktúry bude založená na využití deformačne indukovaného rastu feritových zŕn po hrúbke plechu smerom od povrchu do centra hrúbky. Súčasne chceme eliminovať náchylnosť materiálu na krehkolomové porušenie pri valcovaní za studena a to jednak optimalizáciou predchádzajúcich termicko deformačných expozícii pri valcovaní za tepla a taktiež optimalizáciou deformačného procesu valcovania za studena s parametrami „šitých priamo na mieru„ valcovanej oceli. Vyvýjaná oceľ bude mať uplatnenie v trakčných motoroch elektromobilov a vo vysokootáčkových elektromotoroch s vysokými nárokmi na výkon.

PyrMat - Vývoj žiaruvzdorných pyrochlórnych fáz pre vysokoteplotné aplikácie neeoxidovej keramiky

Development of refractory pyrochlore phases for high temperature applications of non-oxide ceramics

Doba trvania: 1. 7. 2018 - 30. 6. 2022
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján DrSc.

ZELASHYK - Zvyšovanie efektívnosti lisovania a spájania dielov hybridných karosérií

Increasing the efficiency of forming and joining parts of hybrid car bodies

Doba trvania: 1. 7. 2018 - 31. 12. 2021
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Džupon Miroslav PhD.
Anotácia:Súčasné obdobie je charakteristické neustálym tlakom na znižovanie emisií produkovaných automobilmi. Jednou z možných ciest znižovania množstva emisií produkovaných automobilmi je znižovanie hmotnosti karosérií. Cestou pre zníženie hmotnosti automobilu je koncept hybridnej karosérie, kde sa využívajú rôzne druhy materiálov na báze ľahkých zliatin, kompozitných materiálov a vysokopevných oceľových plechov. Riešenia spojené s takýmito návrhmi hybridných konštrukcií karosérií musia byť adresované jednak do oblasti tvárnenia a jednak do oblasti následného spájania týchto dielcov multi-materiálovej koncepcie. Zámerom projektu je optimalizácia podmienok lisovania plechov z hliníkových zliatin a vysokopevných oceľových plechov s cieľom zvýšiť efektivitu procesu. Na základe výsledkov analýzy napäťovo-deformačných stavov na výliskoch bude navrhnutá zodpovedajúca technológia spájania. Predpokladaným výstupom bude porovnanie pevnosti a únosnosti spojov plechov po rôznych veľkostiach deformácií a po pretvorení rôznymi napäťovo-deformačnými stavmi. Budú stanovené efektívne a inovatívne metódy spájania hliníkových a vysokopevných oceľových plechov po rôznych veľkostiach deformácií a po pretvorení rôznymi napäťovo-deformačnými stavmi. Výsledky získané optimalizáciou procesov spájania materiálov zo železných a neželezných materiálov umožnia zvýšiť pevnosť týchto spojov.

Celkový počet projektov: 35