Projektová činnosť

Národné

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
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Puchý Viktor, PhD.
Anotácia: Projekt je zameraný na experimentálny výskum nových progresívnych gradientných mikro/nano kompozitov shliníkovou matricou spevnených s pridanými tvrdými keramickými časticami a uhlíkovými nanočasticami -grafénovými nanoplatničkami (GNPs), aplikovateľnými v automobilovom, leteckom a obrannom priemysle. Budúpripravené kompozitné prášky na báze Al zliatin s rôznym obsahom tvrdých keramických častíc a GNPs, ktorébudú homogenizované miešaním a povrchovo aktivované mletím v guľovom mlyne v etanole. Takto pripravenéprášky budú ukladané a vrstvené (geometricky, gradientne (FGM)) v grafitovej forme šesťuholníkového tvaru anásledne 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.
Doba trvania: 1.1.2023 – 31.12.2025
BIORES – 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
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.
Doba trvania: 1.1.2023 – 31.12.2025
Dizajn topografie povrchov nástrojov z WC-Co s aplikovanými PVD povlakmi
Design surface topography tools from the WC-Co applied PVD coating
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 špeciálnychniklových superzliatin – Inconel 713, resp. 718.
Doba trvania: 1.1.2020 – 31.12.2022
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
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Puchý Viktor, PhD.
Doba trvania: 1.1.2020 – 31.12.2022
Vplyv sekundárnych častíc na mikroštruktúru a mechanické vlastnosti horčíkových nanokompozitných sústav.
Effect of secondary phases on microstructure and mechanical properties of magnesium nanocomposite systems
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Ballóková Beáta, PhD.
Anotácia: Cieľom projektu je skúmanie vlastností Mg nanomateriálovych sústav pripravených metódou intenzívnychplastických deformácii, analýza mikromechanizmov porušovania vo vzťahu k mikroštruktúre a základnýmmechanickým a technologickým vlastnostiam. Budú tiež hodnotené tribologické parametre, creepovécharakteristiky, lokálne mechanické vlastnosti fáz, ako aj kinetika a mechanizmus superplasticity. Ďalej sa budeskúmať aj správanie jednotlivých kompozitných materiálov po ovplyvnení povrchu laserovým žiarením astanovenie optimálnych parametrov laserového lúča. Cieľom bude analyzovať mechanické, oteruvzdorné akorózne vlastnosti materiálov vo vzťahu ku morfológii a ich mikroštruktúrnym zmenám vyvolaných laserovoumodifikáciou.Experimentálnymi materiálmi budú jednofázové aj kompozitné nanoštruktúrne materiálové systémy na báze Mgs rôznym objemovým podielom spevňujúcich nanočastíc Al2O3, SiC a uhlíkových nanotrubic.
Doba trvania: 1.1.2017 – 31.12.2019
Výskum systémov duplexných nanokompozitných PVD povlakov s laserom modifikovaným podkladovým materiálom pre aplikácie tlakového liatia kovov.
Research of systems of duplex nanocomposite PVD coatings with laser – modified base material intended for pressure mould cast applications.
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Jakubéczyová Dagmar, CSc.
Anotácia: Cieľom riešenia projektu je inovatívny proces úpravy povrchu nástrojov a časti foriem pre liatie kovu pod tlakom. Proces pozostáva z ohrevu povrchu nástroja laserom, ktorý sa vykoná po finálnom tepelnom spracovaní a následným duplexným PVD povlakovaním. Úlohou ohrevu laserom je zjemnenie mikroštruktúry na povrchu nástroja do hĺbky, ktorá zodpovedá hĺbke plazmovej nitridácie pri aplikácii duplexného PVD povlakovania. Prínosom projektu bude odskúšať nanokompozitné PVD povlaky aplikované na vzorky z ocele určenej pre prácu za tepla s laserovou úpravou a testovanie ich mechanických, tribologických a chemických vlastností pri interakcii hliníkovej taveniny s materiálom formy. Vlastnosti takto upravených materiálov / strojných súčastí laserom v kombinácii s duplex PVD povlakmi budú predstavovať súhrn vlastností ako sú: vysoká odolnosť voči opotrebeniu a vynikajúca ochrana pred tepelnými šokmi, čo sú podstatné faktory ovplyvňujúce životnosť funkčných dielcov foriem pre tlakové liatie a samotnej tvarovej dutiny foriem.
Doba trvania: 1.1.2017 – 31.12.2019
Účinok chemického zloženia a mikroštruktúry na náchylnosť dvojfázových ocelí ku vodíkovému krehnutiu
Effect of chemical composition and microstructure on the susceptibility of dual phase steels to hydrogen embrittlement
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. Ing. Rosenberg Gejza, CSc.
Anotácia: Projekt sa zaoberá problematikou vodíkového krehnutia (VK) pokrokových vysokopevných tzv AHS ocelí určených pre automobilový priemysel. Experimentálny program je primárne zameraný na dvojfázové ocele na ktorých účinok VK na deformačné a lomové vlastnosti bude študovaný v závislosti na rôznych mikroštruktúrnych charakteristikách (rozmer zrna, objemový podiel, rozmer a morfológia martenzitu, stav precipitácie …). Zámerom projektu je posúdiť aj náchylnosť ocelí ku VK v rôznych lokalitách po hrúbke plechu (zamerané na oblasti výskytu štruktúrnych heterogenít). Za tým účelom sa vykonajú aj experimenty na vzorkách miniatúrnych rozmerov. Degradačný účinok vodíka bude posudzovaný primárne na vzorkách s koncentrátorom napätia, ktoré budú vystavené rôznym režimom namáhania (statické, rázové a cyklické zaťažovanie). Vývoj lokálnych deformácií a rozmer plastickej zóny pred čelom trhlín budú študované metódami metalograficko-fraktografickej analýzy s využitím parametrov lomovej mechaniky (KIC, COD, …).
Doba trvania: 1.1.2015 – 31.12.2017
Fázové transformácie v sol-gel R1/3(Nb, Ta)O3 keramike a tenkých filmoch na báze prvkov vzácnych zemín
Phase transformation in sol-gel R1/3(Nb, Ta)O3 ceramics and thin films based on rare earth elements.
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Bruncková Helena, PhD.
Anotácia: Hlavná časť projektu je zameraná na štúdium sol-gel procesov prebiehajúcich počas prípravy R1/3MO3 (R = La, Nd, Eu a M = Nb, Ta) prekurzorov perovskitovej keramiky a tenkých filmov a vplyv polymérneho M-komplexu na fázové zloženie, mikroštruktúru a mechanické vlastnosti. La1/3NbO3 a La1/3TaO3 tenké filmy budú pripravené metódou spin-coating na SiO2/Si substrátoch zo sólov, syntetizovaných polymérnym komplexným sol-gel procesom s rozdielnym rozpúšťadlom (metanol, etanol) a chelatačným činidlom (kyselina citrónová, vínna). Pri príprave prekurzorov na báze prvkov vzácnych zemín R (R = La, Nd a Eu) bude skúmaný vplyv teploty transformácie pyrochlórovej R3MO7 a RMO4 fázy na perovskitovú R1/3MO3 vo finálnej keramike a nanokryštalických filmoch. Okrem toho projekt bude orientovaný na štúdium vývoja morfológie a veľkosti nanočastíc a meranie mechanických vlastností keramických systémov nanoindentáciou.
Doba trvania: 1.1.2014 – 31.12.2016
Výskum procesov degradácie moderných nanokompozitných multivrstiev v tavenine zlievárenských zliatin hliníka.
Investigation of degradation processes of advanced nanocomposite mutilayers in melt of aluminum foundry alloys.
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Jakubéczyová Dagmar, CSc.
Anotácia: Predmetom projektu je štúdium dielčích procesov prebiehajúcich pri interakcii hliníkovej taveniny s modernými PVD povlakmi aplikovanými na podkladový materiál, používaný na výrobu jadier do foriem a vyhadzovače. Budú analyzované lokálne tribologické a mechanické vlastnosti systémov tavenina – povlak -podklad v závislosti navariabilite procesu prípravy, zložení a aplikácii ako dôsledok pôsobenia okolia. Hlavným prínosom projektu bude vybrať a odskúšať moderné viacvrstvové a nanokompozitné povlaky aplikované na vzorky z ocele určenej pre prácu za tepla a testovanie ich odolnosti v tavenine hliníka. Prioritné vlastnosti ocele tejto skupiny s povrchovou úpravou optimálnymi typmi povlakov budú predstavovať kombináciu vlastností ako vysoká abrazívna odolnosť voči opotrebeniu a vynikajúca ochrana pred tepelnými šokmi, čo sú podstatné faktory ovplyvňujúce životnosťfunkčných dielcov foriem pre tlakové liatie a samotnej tvarovej dutiny foriem.
Doba trvania: 1.1.2014 – 31.12.2016
Hodnotenie deformačných a lomových vlastností dvojfázových ocelí prostredníctvom miniatúrnych vzoriek
Evaluation of strain and fracture properties of dual-phase steels on miniature samples.
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. Ing. Rosenberg Gejza, CSc.
Anotácia: Projekt je zameraný na výskum vplyvu rôznych mikroštruktúrnych charakteristík (napr. rozmer feritického zrna a objemový podiel, distribúcia, morfológia, ako i obsah uhlíka v martenzite) na deformačné a lomové vlastnosti dvojfázových ocelí. Experimenty sa z veľkej časti vykonajú na miniatúrnych vzorkách (bez a s koncentrátorom napätia), ktoré umožnia hodnotiť aj lokálne vlastnosti štruktúrnych heterogenít po hrúbke plechu. Hlavným cieľom projektu je posúdiť predpokladaný interaktívny účinok mikroštruktúra/hrúbka plechu, ako aj stanoviť vplyv mikroštruktúry na deformačné a lomové vlastnosti dvojfázových ocelí vystavených rôznym režimom namáhania (statické, rázové a cyklické zaťažovanie). Vývoj lokálnych deformácií a rozmer plastickej zóny pred čelom iniciovaných trhlín budú študované metódami metalograficko-fraktografickej analýzy. Pre hodnotenie jednotlivých etáp poškodzovania, ako aj pre samotné porušenia vzoriek sa využijú parametre elastickej a elasticko-plastickej lomovej mechaniky (KIC, JIC, …).
Doba trvania: 1.1.2012 – 31.12.2014
Výskum vlastností kompozitných povlakov aplikovaných modernými PVD technológiami na nástrojoch práškovej metalurgie
Research of the properties of composite coatings applied by advanced PVD technologies onto powder metallurgy tools
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Jakubéczyová Dagmar, CSc.
Anotácia: Výskum vlastností multivrstvových kompozitných povlakov aplikovaných modernými PVD technológiami na nástrojoch vyrobených práškovou metalurgiou (PM). Na vybraný PM materiál budú modernými technológiami PVD povlakovania (metóda ARC a LARC)nanášané povlaky na báze (Ti,Al)N dopované Cr, Si,resp.substituované za Ti. Na systéme povlak a podkladový materiál bude realizovaný výskum degradácie povrchu povlakov v podmienkach mechanického opotrebenia. Na štúdium mechanizmov porušovania budú použité analytické metódy – svetelná, elektrónová a transmisná mikroskópia, analýza Atomic Force Microscopy na štúdium morfológie povrchu a drsnosti, vyhodnocovanie adhézno-kohéznych vlastností, indentačné atribologické testy, mechanické skúšky pevnosti v ohybe, v tlaku a technologické testy životnosti. Interpretácia vzájomných fyzikálnych a tribologických vzťahov v rámci analyzovaných systémov a podmienok ich testovania na konkrétnych materiáloch prispeje k poznatkom o využití nových druhov povlakov v pracovnom procese.
Doba trvania: 1.1.2011 – 31.12.2013
Vývoj mikroštruktúry a fázová transformácia sol-gel prekurzorov bezolovnatých feroelektrických (K, Na)NbO3 tenkých filmov
Evolution of the microstructure and phase transformation of sol-gel precursors in lead-free ferroelectric (K, Na)NbO3 thin films
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Bruncková Helena, PhD.
Anotácia: Hlavná časť projektu je zameraná na štúdium procesov prebiehajúcich počas prípravy bezolovnatýchferoelektrických KNbO3 (KN), NaNbO3 (NN) a (K0.5Na0.5)NbO3 (KNN) tenkých filmov zo sólov a ich vplyv nafázové zloženie a mikroštruktúru. Enviromentálne prijateľné KNN tenké filmy budú pripravené metódouspin-coating na Al2O3 a SiO2/Si substráty zo sólov s rozdielnou koncentráciou, syntetizovaných sol-gelprocesom z octanov K a Na polymérnym Nb-komplexom. Pri príprave bude aplikovaná modifikovaná Pechinimetóda využívajúca Nb-etylénglykol-vínny komplex namiesto klasickej citrátovej. Okrem toho projekt budeorientovaný na štúdium procesov transformácie sólov na amorfné filmy po pyrolýze a finálne 1-3 vrstvové KNNnanokryštalické filmy s perovskitovou fázou ako aj vývoj mikroštruktúry.
Doba trvania: 1.1.2011 – 31.12.2013
Únavové vlastnosti nízkouhlíkových ultra vysokopevných pokrokových ocelí
Fatigue properties of low carbon advanced ultrahigh strength steels
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. Ing. Rosenberg Gejza, CSc.
Anotácia: Projekt je orientovaný na vývoj novej nízkouhlíkovej bezkremíkovej ultra vysokopevnej multifázovej ocele (s Rm vyššou ako 700 MPa) patriacej do skupiny tzv. pokrokových ocelí (Advanced high strength steels), ktoré sú primárne určené pre automobilový priemysel. Cieľom tohto projektu je posúdiť mieru účinku chemického zloženia, spôsobu termomechanicky riadeného tvárnenia a ochladzovania, kombinovaného účinku valcovania za studena s vybranými postupmi tepelného spracovania na mikroštruktúru, mechanické a únavové vlastnosti ocelí. Vplyv rôznych režimov spracovania ocelí na aktiváciu jednotlivých mechanizmov spevňovania a na úroveň lokalizácie plastickej deformácie pri porušovaní bude vyšetrený na makro aj mikroúrovni prostredníctvom metódy analýzy deformačných sietí a merania tvaru a rozmeru plastickej zóny pred čelom trhliny alebo koreňom vrubu. Hlavný cieľ projektu je zameraný na optimalizáciu mikroštruktúry so zámerom dosiahnuť vyvážený pomer pevnostno-plastických a únavových vlastnosti multifázových ocelí.
Doba trvania: 1.1.2009 – 31.12.2011
Sol-gel procesy syntézy feroelektrických nanoprekurzorov a ich vplyv na fázové zloženie a mikroštruktúru v tenkých vrstvách
Sol-gel processes of the synthesis of ferroelectric nanoprecursors and their influence on phase composition and microstructure in thin layers
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Bruncková Helena, PhD.
Anotácia: Hlavná cast projektu je zameraná na sol-gel procesy syntézy nanoprekurzorov PZT, PMN, PMnN, PFN aPZN feroelektrickej keramiky a tenkých vrstiev a ich vplyv na fázové zloženie vo finálnych materiáloch. Naprípravu feroelektrických tenkých vrstiev zo sol-gel roztokov na substrát metódou spin-coating, budú novýmsol-gel procesom z organických komponentov syntetizované hybridné kompozitné suspenzie, dispergovanímnanoprekurzorov v sóloch. Castou projektu je tiež štúdium procesov formovania výslednej perovskitovej fázy vtenkých vrstvách pocas tepelného spracovania a vývoja mikroštruktúry ako aj analýza ich vztahu k fyzikálnymvlastnostiam.
Doba trvania: 1.1.2008 – 31.12.2010
Štúdium charakteristík PVD povlakov na nástrojových oceliach pripravených práškovou metalurgiou a ich
Study of Characteristics of PVD Coatings on the Tool Steels prepared by Powder Metallurgy and their Behaviour
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Jakubéczyová Dagmar, CSc.
Anotácia: Štúdium vplyvu druhu nepovlakovaných a povlakovaných platniciek (typ VANADIS30 a S390), pripraveného práškovou metalurgiou (PM), na životnost pri obrábaní vybraných spekaných materiálov na báze železa.Jedno- a viacvrstvové povlaky na báze TiN budú nanesené metódou PVD. Komplexná analýza systému povlak/substrát, štruktúrna stavba deponovaných typov povlakov a stanovenie mechanických a technologickýchvlastností povlakovaného systému. Detailná analýza porušenia nástrojov a PM obrobkov predovšetkým v oblasti ich kontaktu. Objasnenie vzájomných fyzikálnych a tribologických vztahov medzi materiálom spekaného obrobku a reznými nástrojmi. Výsledky prispejú k poznatkom o obrobitelnosti spekaných materiálov povlakovanými PM reznými nástrojmi.
Doba trvania: 1.1.2008 – 31.12.2010
Vývoj progresívnych ocelí pre automobilový priemysel
Development of advanced steels for automotive industry
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Prof.Ing. Parilák Ľudovít, CSc.
Doba trvania: 1.1.2006 – 1.12.2008
Štúdium povlakovaných povrchových vrstiev nástrojových ocelí pripravených práškovou metalurgiou
Study of coated surface layers of tool steels prepared by powder metallurgy
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Jakubéczyová Dagmar, CSc.
Anotácia: Štúdium povrchových vrstiev nástrojových ocelí P/M ocelí aplikáciou povlakov technológiami PVD, duplexného povlakovania (plazmovo nitridovaná vrstva vo fukcii „podpornej vrstvy“ pre PVD-metódy) s cieľom zlepšenia úžitkových vlastností nástrojových P/M ocelí. Realizácia povrchových úprav na nástrojoch z P/M ocelí – obrábacie (HSS-S590-Vanadis30), strihacie a tvárniace (Vanadis 4 a 6, K190). Určenie vhodných parametrov teplotných podmienok depozičných procesov z pohľadu chovania sa systému povlak/substrát pri konkrétnych podmienkach zaťažovania. Analýza mikroštruktúry optickou, elektrónovou a rastrovacou mikroskópiou v úzkej väzbe s využitím obrazovej analýzy (OA) zameraná na povrchové charakteristiky (mikrotvrdosť, adhézia, odolnosť proti voči opotrebeniu).
Doba trvania: 1.1.2005 – 1.12.2007