Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
iduzel: 52782
idvazba: 60776
šablona: api_html
čas: 16.4.2021 13:03:10
verze: 4827
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web.vscht.cz/zaverecne-prace/pracoviste/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

Vypsané disertační práce

Analýza příčin poškození historických objektů

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Příčiny poškození historických objektů nejsou vždy na první pohled jasně identifikovatelné. Pokud je poškození způsobeno mikroskopickými změnami ve struktuře materiálu, je třeba použít pokročilé analytické metody, např. transmisní elektronovou mikroskopii. V práci budou výsledky z historických materiálů srovnány s modelovými vzorky.

Kovové materiály a vodík

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Two aspects are considered in terms of metal/hydrogen relationships: 1. Hydrogen influences properties of structural metallic materials (high-strength steels, titatium alloys, nickel alloys...) and may cause H-embrittlement. 2. Safe storage of H absorbed in metals or alloys in the form of hydrides or other compounds. Such compounds may serve as efficient sources of H for hydrogen-fuelled vehicles in which H is evolved upon heating of H-containing compounds. In the dissertation, both aspects of H-metal interactions will be explored. Structural materials will be exposed to H-containing environments, and resulting properties like fractures, strength, toughness, embrittlement, fatigue... will be explored. In another part of the dissertation, metallic systems capable of storing sufficient amount of hydrogen in the form of absorbed or chemically bonded hydrogen will be explored. Results of the dissertation will include new knowledge on H-metal interactions which will help to better understand the energy/chemical devices and/or advanced hydrogen fuelled systems.

Kovové materiály vyrobené pokročilými technologiemi 3D tisku

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Metody 3D tisku, jako je např. SLM - selective laser melting - a další, jsou perspektivní pro výrobu náročných konstrukčních součástek i lékařských implantátů, neboť umožňují zhotovení i velmi složitých tvarů. V práci budou studovány struktury, mechanické, korozní, případně biologické vlastnosti titanových slitin, korozivzdorných ocelí, vysocepevných ocelí, biodegradovatelných materiálů, případně lehkých slitin, vyrobených různými metodami 3D tisku. Rovněž budou studovány vlivy parametrů procesu 3D tisku na vlastnosti vyrobených materiálů. Studium umožní navržení technologie a procesních parametrů vhodných pro získání materiálů s požadovanými vlastnostmi. Součástí práce bude rovněž vývoj nových metod 3D tisku založených na depozici kovů.

Mechanismus vzniku intermetalických sloučenin při mechanickém legování

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Mechanické legování je populární technologie pro přípravu prášků slitin nebo intermediálních fází (např. intermetalik, karbidů nebo boridů) prostřednictvím vysokoenergetického mechanického mletí. Vysoká obliba metody je dána především tím, že obvykle vede k získání nanostrukturovaných materiálů a tím, že i vzájemně nemísitelné prvky mohou při ní vytvořit tuhé roztoky. Přestože je známý výsledek a existuje několik popisů procesu, přesný mechanismus vzniku intermetalik při tomto procesu není dosud plně pochopen. Důvodem pravděpodobně je široká škála možných parametrů a nemožnost přímého měření teploty prášku v mlecí nádobě. Tato práce počítá s následujícím plánem: nepřímé stanovení maximální teploty prášků v závislosti na podmínkách mletí (rychlost otáčení, poměr hmotnosti prášku a mlecích koulí, velikost koulí) prostřednictvím tepelného rozkladu solí, porovnání fázového složení mechanicky legovaných prášků se srovnávací směsí prášků vystavenou stejné teplotě v peci a pozorování časové závislosti mikrostruktury a fázového složení pomocí XRD a elektronové mikroskopie (SEM, TEM). Mechanismus bude pozorován na různých systémech obsahujících křehké a tvárné prášky (např. Ti-Al, Ti-Si, Ti-Al-Si) a budou vysloveny obecné závěry ohledně mechanismu mechanického legování.

Modifikace povrchů kovových biomateriálů

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

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

Nové nástrojové oceli a jejich zpracování nekonvenčními technikami

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Nástrojové oceli dosahují výborných mechanických vlastností, zejména tvrdosti a otěruvzdornosti, díky obsahu karbidotvorných legujících prvků a vhodnému tepelnému zpracování. Používaná škála karbidotvorných prvků je poměrně úzká (W, V, Mo a Cr) a navíc některé z používaných prvků (W a V) jsou na seznamu kritických surovin definovaném Evropskou komisí. Bylo by tedy žádoucí je nahradit. Náhrada karbidotvorných prvků je z nejrůznějších důvodů předmětem výzkumu již řadu let a dala vznik mnoha dnes rozšířeně používaným nástrojovým ocelím. Některé potenciální karbidotvorné legury však způsobují problémy při zpracování běžnými metalurgickými postupy. Tato práce je zaměřena na vývoj nové nástrojové oceli legované netradičními legujícími prvky pro získání nástrojového materiálu, který bude zajímavý jak z hlediska mechanických vlastností, tak i z pohledu udržitelnosti. Ke zpracování budou testovány techniky zahrnující 3D tisk metodou "Direct Energy Deposition", jejíž použití u nástrojových ocelí s vysokými obsahy uhlíku bude zcela unikátní, a metody práškové metalurgie zahrnující atomizaci taveniny nebo mechanické legování a slinování v plazmatu.

Pokročilé slitiny s vysokou entropií a modifikovatelnými vlastnostmi

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

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

Processing of alloys coming from deep seawater natural sources for obtaining aluminium-based alloys and study of their corrosion resistance performances

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Hlubokomořské manganové konkrece jsou tvořeny oxidy / hydroxidy Mn a Fe s malým množstvím kritických prvků, jako jsou přechodné kovy (TM) a kovy vzácných zemin (RE). Tradičním způsobem zpracování tohoto přírodního zdroje je separace jednotlivých kovů. Tato práce je zaměřena na inovativní strategii využití hlubokomořských konkrecí: surová slitina bude získána redukcí přírodních minerálních zdrojů a bude použita pro výrobu slitin na bázi Al. Tyto slitiny budou připraveny litím a extruzí s následným zpracováním rychlým tuhnutím a mechanickým legováním s následnou kompaktizací spékáním v plazmatu. Jejich mikrostruktura a chemicko-fyzikální vlastnosti budou charakterizovány a porovnány s komerčními slitinami Al, které se díky své nízké relativní hmotnosti, dobrým mechanickým vlastnostem a nízké ceně široce používají pro různé technologické a průmyslové aplikace. Kromě toho, s ohledem na všechny tyto aplikace, mají tyto kovové materiály velký význam, pokud jde o korozní vlastnosti v kritických podmínkách expozice, proto budou provedeny také tyto studie.

Rozvoj metod monitorování atmosférické koroze

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Naprostá většina kovových předmětů je exponována v atmosféře. Jsou to nejrůznější kovové konstrukce, dopravní prostředky, stavební prvky, kovové památky apod. S tím souvisí obrovské finanční ztráty a bezpečností rizika vyvolaná korozí, kterým se předchází různými postupy protikorozní ochrany. Pro ověření účinnosti přijatých protikorozních opatření lze využít řadu metod korozního monitoringu, které je ale nutné přizpůsobit specifickým potřebám různých oblastí. Práce je zaměřená na vývoj nového zařízení pro monitoring atmosférické koroze. Bude rozvíjen nejen samotný princip meřicí metody, která je založená na změně elektrického odporu kovu vlivem koroze, ale budou také vyvíjena nová korozní čidla, měřicí elektronika, software a systém přenosu a zpracování dat.

Slitiny s vysokou entropií připravené práškovou metalurgií

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Od roku 2004 získal vývoj materiálů nový směr zaměřením na speciální slitiny tvořené původně pěti prvky v ekviatomárních poměrech. Tato nově objevená skupina materiálů je od té doby známá jako slitiny s vysokou entropií díky vysoké směšovací entropii, způsobující vznik tuhých roztoků namísto intermetalických sloučenin. Tyto materiály vykazují řadu vynikajících vlastností, především vysokou pevnost při zachování dostatečné tažnosti, dobré korozní odolnosti a dalších.
Práce je zaměřena na popis strukturně závislých vlastností vysokoentropických slitin připravených práškovou metalurgií, kombinující mechanické legování a kompaktizaci slinováním v plazmatu.

Slitiny zinku pro aplikace v medicíně připravené moderními postupy práškové metalurgie

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jiří Kubásek, Ph.D.

Anotace

Zinek a jeho slitiny jsou řazeny mezi biologicky odbouratelné materiály, které mohou nalézt uplatnění jako např. ortopedické a traumatologické implantáty či stenty. Hlavní výhoda zinku spočívá především v akceptovatelné korozní rychlosti a výhodných produktech vlastní degradace. Při korozi zinku totiž nedochází k uvolnění plynného vodíku, který jinak zásadně komplikuje situaci v případě degradace materiálů na bázi hořčíku. Hlavním nedostatkem zinku a jeho slitin jsou horší mechanické vlastnosti, především mez kluzu, pevnost a tažnost. Zlepšení těchto vlastností je možné dosáhnout např. vhodným legováním. Z pohledu biokompatibility nejvíce přijatelné legující prvky (Mg, Ca, Sr) jsou však charakterizovány zanedbatelnou rozpustností v tuhém roztoku zinku, což vede při konvenčních postupech přípravy k tvorbě mnoha I velmi hrubých intermetalických fází, které zvyšují křehkost materiálu a podporují nežádoucí lokální formy koroze. Cílem této práce je připravit a detailně charakterizovat nové biodegradovatelné materiály na bázi Zn-Mg-Ca/Sr připravené postupy práškové metalurgie zahrnující mechanické legování, atomizaci, melt spinning a kompaktizaci prášků postupy extruze, spékání v plazmatu (SPS) a selektivní laserové tavení (SLM). Připravené materiály by se měly vyznačovat velmi jemnou mikrostrukturou pozitivně ovlivňující mechanické vlastnosti k rovnoměrnost korozního napadení. Práce se dále zaměří na potenciální přídavek malého množství dalších legujících prvků jako Ag a Cu, které mohou dále přispívat ke zlepšení antibakteriálních vlastností materiálu. V rámci práce je předpokládána mimo jiné spolupráce s organizacemi Inštitut za kovinske materiale in tehnologije, Ljubljana a Ústav materiálov a mechaniky strojov, SAV, Bratislava.

Studium vzniku a šíření mikrostrukturních defektů v kovových materiálech metodou rentgenové mikrotomografie

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Prošek, Ph.D.

Anotace

Rychlý vývoj rentgenové mikrotomografie (μCT) v posledních dvou desetiletích umožnil její nasazení v oblasti studia kovových materiálů. Díky cenově dostupným zařízením s rozlišením okolo 1 μm je nyní možné studovat v reálném čase již také vznik a rozvoj lokalizované koroze a prostředím vyvolaného praskání. Nové unikátní zařízení instalované v Technoparku Kralupy VŠCHT Praha s vysokým rozlišením a vybavené integrovaným zařízením pro tahové namáhání a klimatickou komorou umožňuje provádění in situ experimentů v atmosférických podmínkách. Disertační práce bude zaměřena na dvě skupiny moderních železných materiálů, vysokopevnostní oceli a korozivzdorné oceli. Vysokopevnostní oceli jsou náchylné k vodíkovému zkřehnutí, které bude studováno in situ jako důsledek vstupu atomárního vodíku vznikajícího při atmosférické korozi. Možnosti aplikace korozivzdorných ocelí v atmosférických podmínkách omezuje nebezpečí vzniku bodové koroze a praskání pod napětím pod depozity obsahujícími chloridové ionty. Pozornost bude věnována zejména iniciaci trhlin v místech mikrostrukturních defektů a korozních důlků a vlivu klimatických parametrů na rychlost růstu trhliny. Cílem práce bude popis mechanismů vzniku a šíření korozně iniciovaných defektů.

Tribologické vlastnosti kovových biomateriálů

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Kovové biomateriály (slitiny titanu, korozivzdorné oceli, kobaltové slitiny) jsou hojně používané na náhradu kloubů v lidském organismu. Při používání těchto implantátů dochází v určité míře, závislé na materiálu, k otěru a otěrové částice se mohou dostat do tkání a působit zánětlivé reakce. Proto je snahou používat materiály s co největší otěruvzdorností a případně ji dále vyplešovat vhodnými povlaky. Otěruvzdornost kovových biomateriálů však není tak jednoduché stanovit, protože kromě kontaktu s další části implantátu (náhradou kloubní jamky) vstupuje do hry i současné korozní působení tělního prostředí. Práce je zaměřená na nalezení vhodných podmínek testů simulujících tribologické a tribokorozní zatěžování kloubních a dalších specifických (např. spinálních) implantátů a objasnění jejich tribologického a tribokorozního chování. Bude testován vliv různých parametrů - mechanických vlastností, mikrostruktury a fázového složení slitin a způsobu jejich výroby (odlévání, tváření, prášková metalurgie, 3D tisk) - na výsledné tribologické charakteristiky.

Vlastnosti a struktura rychle ztuhlých slitin hliníku legovaných přírodními slitinami

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Rychle ztuhlé slitiny hliníku s přechodnými kovy mají vynikající mechanické vlastnosti a zvýšenou tepelnou stabilitu oproti konvenčním slitinám. V práci budou zkoumané slitiny připravené legováním hliníku různým množstvím přírodních slitin přechodných kovů, získaných redukcí polymetalických rud. Budou studovány struktury, mechanické vlastnosti a chování slitin za zvýšených teplot. Studium těchto materiálů a jejich vlastností umožní navržení technologie pro získání materiálů s požadovanými vlastnostmi z přírodních zdrojů.

Vliv korozních produktů na vstup vodíku do struktury vysokopevnostních oceli

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Prošek, Ph.D.

Anotace

Tento projekt je založen na zkušenostech získaných v rámci průmyslem sponzorovaných výzkumných aktivit zabývajících se vodíkovým zkřehnutím vysokopevnostních ocelí, které jsou zvláště náchylné vodíkem způsobenému poškození. Protože pokročilé vysokopevnostní oceli mají velký potenciál snížit spotřebu základních materiálů a energie v řadě oborů lidské aktivity, množství studií věnovaných nebezpečí vodíkového zkřehnutí rychle narůstá. Většina z nich je však prakticky orientovaná a studium mechanismů bývá opomíjeno, ačkoliv lepší porozumění celému procesu může umožnit vývoj materiálů s vhodnějšími aplikačními vlastnostmi. Tato studie bude proto zaměřena na porozumění základním dějům při atmosférické korozi, které mají potenciál ovlivnit vstup vodíku do železa, základního prvku ocelí, a do vybraných tříd ocelí. Hlavním cílem práce bude objasnit vliv korozních produktů na vstup atomárního vodíku do železa a ocelí při atmosférické korozi (jak chemické složení a fázová struktura korozních produktů ovlivňuje adsorpci a absorpci vodíku? Jaký je jejich vliv na pH? Jak mění poměr mezi reakcemi redukce kyslíku a vzniku vodíku? Jaké podmínky spouští tyto reakce? Jak se atomární vodík tvoří a jaký je mechanismus jeho vstupu do struktury kovu?).

Vliv radiolýyzy a bakteriálních extremofilů na životnost kontejneru pro ukládání radioaktivního odpadu

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Ing. Jan Stoulil, Ph.D.

Anotace

Práce se bude zabývat vlivem radiolýzy pórového roztoku bentonitu gama zářením na oxidační schopnost prostředí a jeho vliv na stabilitu a polovodivé vlastnosti pasivní vrstvy na korozivzdorné oceli typu 316L. Dále budou studovány možnosti vzniku biofilmu sulfát-redukujících bakterií na povrchu a vliv vzniklých metabolitů na náchylnost k bodové korozi a koroznímu praskání.

Vývoj a ověření hydrometalurgických postupů pro získávání kritických kovů z mineralizovaných vod

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Nguyen Hong Vu, Ph.D.

Anotace

Práce se zabývá vývojem a ověřením hydrometalurgických postupů pro získávání kritických kovů z mineralizovaných vod (solanek) na území České republiky. Zájmové kovy představují hlavně lithium, rubidium, bor a další, které se nacházejí v koncentracích do stovek ppm v chloridových a síranových roztocích. Budou zkoumány metody menbránové separace, iontové výměny a kapalinové extrakce pro sepraci a zkoncentrování zájmových kovů. Ze zahuštěných roztoků budou získány zájmové kovy ve formě jejich sloučenin pomocí vhodnou kombinací tradičních hydrometalurgických metod.

Vývoj nových ultralehkých slitin hořčíku pro aplikace v letectví

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jiří Kubásek, Ph.D.

Anotace

Slitiny hořčíku se vyznačují nízkou hustotou a relativně vysokým poměrem pevnosti k hmotnosti. Z tohoto pohledu jsou zajímavými materiály pro aplikace v automobilovém a leteckém odvětví průmyslu. S cílem zlepšit mechanické a korozní vlastnosti jsou velmi často legovány dalšími kovy, např. Al, Zn, Mn, Y, Nd, Gd, atd. Zajímavým legujícím prvkem je Li, které jakožto nejlehčí kov dále snižuje hustotu výsledné slitiny, což je velmi žádoucí z pohledu potenciálního snížení emisí CO2. V závislosti na koncentraci Li je možné rovněž u hořčíkových slitin dosáhnout kubické prostorově středěné struktury a zlepšit tak významně plasticitu materiálu. Pevnost a korozní odolnost slitin Mg s Li je však poměrně špatná, což brání jejich širšímu využití. Cílem této práce je navrhnout a připravit různými postupy zahrnující konvenční lití a extruzi, ale i nekonvenční postupy práškové metalurgie (mechanické legování, sintrace v plazmě – SPS, selektivní tavení laserem – SLM) slitiny hořčíku s Li a dalšími legujícími prvky. V rámci práce bude detailně charakterizován vliv mikrostruktury na mechanické a korozní vlastnosti připravených materiálů a optimalizovány vybrané postupy přípravy vedoucí k požadovanému zlepšení vlastností. V rámci práce je předpokládána spolupráce s organizacemi Inštitut za kovinske materiale in tehnologije, Ljubljana a Ústav materiálov a mechaniky strojov, SAV, Bratislava.


VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

VŠCHT Praha
na sociálních sítích
zobrazit plnou verzi