Projektová činnosť

Medzinárodné

Tribologické vlastnosti keramických nanoštruktúrnych kompozitov
Tribological properties of ceramic nanostructured composites
Program: COST
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Hvizdoš Pavol, DrSc.
Doba trvania: 1.1.2008 – 31.12.2012
INTEG-RISK – Včasné zistenie, monitorovanie a integrovaný manažment rizík prinášaných s novými technológiami
Early recognition, monitoring and integrated management of emerging, new technology related risks
Program: 7RP
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján, DrSc.
Doba trvania: 1.11.2008 – 31.10.2012
DEMATEN – Posilnenie výskumného potenciálu oddelenia pre materiálové inžinierstvo
Reinforcement of research potential of the Department of Materials Engineering in the field of processing and characterization of nanostructured materials
Program: 7RP
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján, DrSc.
Doba trvania: 1.5.2008 – 30.4.2011

Národné

Štúdium mechanických vlastností ľudskej zubnej skloviny po biomimetickej mineralizácii
Study of the mechanical properties of human enamel after biomimetic mineralization
Program: Iné projekty
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Andrejovská Jana, PhD.
Doba trvania:
NEOCAR – Ultra-vysokoteplotné karbidy so zvýšenou oxidačnou odolnosťou
Novel enhanced oxidation-resistant ultra-high temperature carbides
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.
Doba trvania: 1.7.2023 – 30.6.2027
Com-Cer – Vývoj nových keramických materiálov komplexného zloženia pre extrémne aplikácie
Development of new compositionally-complex ceramics for extreme applications
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Kovalčíková Alexandra, PhD.
Doba trvania: 1.7.2022 – 30.6.2026
HaTo-Coat – Tvrdé a húževnaté vrstvy na báze boridov a nitridov pripravené progresívnymi PVD technikami
Hard and tough boride and nitride-based coatings prepared by advanced PVD techniques
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Lofaj František, DrSc.
Anotácia: Navrhovaný projekt sa zaoberá zlepšením lomovej húževnatosti tenkých a tvrdých PVD vrstiev na báze boridov a nitridov pripravovaných progresívnymi depozičnými technikami typu HiPPMS a HiTUS pri súčasnom zachovaní ich vysokej tepelne a oxidačne odolnosti a mechanických a tribologických vlastností pomocou využitia vnútorných (intrinsických) aj vonkajších (extrinsických) faktorov. Hlavnou myšlienkou je „nový dizajn“ tvrdých vrstiev na základe súčasného zapojenia zmien chemického zloženia a modifikácií morfológie a štruktúry vrstiev s využitím potenciálu kontroly štruktúry vrstiev poskytovaného najnovšími naprašovacími PVD technológiami typu HiPPMS a HiTUS s vysokým stupňom ionizácie odprášeného materiálu, resp. s vysokou hustotou iónov pracovného plynu. Tieto technológie umožňujú formovať vrstvy s vysokou hustotou, modifikovať nanoštruktúru, veľkosť a rast nanokryštalitov, výrazne ovplyvňovať chemické zloženie a pod., čo zákonite vedie k odlišným fyzikálnym vlastnostiam výsledných vrstiev. Projekt je zameraný na prípravu vrstiev na báze boridov a nitridov prechodových kovov s nadpriemernými mechanickými (tvrdosť > 30 GPa) a tribologickými vlastnosťami (koeficienty trenia < 0,3) určenými pre extrémne aplikácie (> 1000°C, agresívne oxidačné prostredie a pod.). Hlavné úsilie bude zamerané najmä na zlepšenie typických nedostatkov týchto tvrdých vrstiev, najmä potlačenie inherentnej krehkosti, t.j. – zvýšenie lomovej húževnatosti a zlepšenie oxidačnej odolnosti pri zachovaní dostatočne vysokej tvrdosti prostredníctvom pochopenie mechanizmov formovania nanoštruktúr, dekompozície viackomponentných tuhých roztokov s vysokou entropiou a vytvárania stabilných fáz s určením ich vzťahu k následným mechanickým a tribologickým vlastnostiam. Súčasťou výskumu tiež bude overenie experimentálne získaných výsledkov s predikciami ab initio teoretických modelov na lepšie vysvetlenie správania sa vrstiev v súvislosti s ich atomárnou štruktúrou a elektrónovou konfiguráciou.
Doba trvania: 1.7.2022 – 30.6.2025
ADHEC – Nové vysokoentropické keramické materiály pre pokročilé aplikácie
New high-entropy ceramic materials for advanced applications
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján, DrSc.
Doba trvania: 1.8.2020 – 30.6.2024
Vývoj vysokoteplotných materiálov na báze boridov a karbidov s prídavkom grafénových platničiek pripravených progresívnymi metódami spekania
Development of high-temperature composite materials based on borides and carbides with the addition of graphene platelets prepared by progressive sintering methods
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Sedlák Richard, PhD.
Doba trvania: 1.1.2021 – 31.12.2023
CEDITEKII – Rozvoj a podpora výskumno – vývojových aktivít Centra pre testovanie kvality a diagnostiku materiálov v oblastiach špecializácie RIS3 SK
Advancement and support of R&D for "Centre for diagnostics and quality testing of materials" in the domains of the RIS3 SK specialization
Program: Štrukturálne fondy EÚ Výskum a inovácie
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján, DrSc.
Doba trvania: 1.1.2019 – 30.6.2023
Vysokoteplotné vlastnosti boridových MeB2 (Me = Ti, Zr, Hf) keramických kompozitných materiálov
High-temperature properties of diboride MeB2 (Me = Ti, Zr, Hf) ceramic composite materials
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Kovalčíková Alexandra, PhD.
Anotácia: Projekt je zameraný na detailné štúdium vysokoteplotných vlastností- oxidačnej odolnosti a odolnosti vočitepelným šokom ultravysokoteplotných keramických materiálov na báze boridov. Predkladaná výskumná téma jev súčasnosti vysoko aktuálna s potrebou vyvíjať keramické materiály pre prácu a použitie v extrémnychpodmienkach. Miera originálnosti projektu spočíva vo vývoji nových UHTC materiálov a v dôkladnom poznanípreviazanosti ich základných štruktúrnych, úžitkových (funkčných a mechanických) a vysokoteplotných vlastností s potenciálom predikcie ich ďalšieho vývoja a použitia.
Doba trvania: 1.1.2020 – 31.12.2022
Štúdium javu tvarovej pamäti a príbuzných javov v keramických systémoch.
Study of shape memory effect and related phenomena in ceramics.
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Vojtko Marek, PhD.
Anotácia: Predkladaný projekt sa bude zaoberať možnosťou uplatnenia sa javu tvarovej pamäti v keramických systémoch. V poslednej dobe boli publikované práce, ktoré ukazujú, že aj keramika môže vykazovať pamäťové vlastnosti, podobne ako kovové systémy, príp. polyméry. To by umožňovalo využitie tohto javu aj pri vyšších teplotách. A keďže, mechanizmy uplatňujúce sa pri jave tvarovej pamäti, sú podobné , ako mechanizmy, uplatňujúce sa pri procese transformačného zhúževnatenia keramiky, je predpoklad, že štúdium tejto problematiky ma potenciálny praktický prínos aj v tejto oblasti.
Doba trvania: 1.1.2018 – 31.12.2020
Vplyv grafénu na tribologické vlastnosti keramických materiálov na báze karbidov a boridov
The influence of graphene platelets addition on tribological properties of ceramic composites based on carbides and borides.
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Kovalčíková Alexandra, PhD.
Anotácia: Projekt je zameraný na skúmanie vplyvu grafénu na tribologické vlastnosti a odolnosť voči opotrebeniu keramických materiálov na báze karbidov (SiC, B4C) a boridov (ZrB2). Projekt sa sústreďuje na relatívne málo preskúmané systémy, u ktorých sa očakáva veľký potenciál zvýšenia odolnosti voči opotrebeniu, ako aj nárastlomovej húževnatosti a elektrickej vodivosti. Prínosom projektu je zodpovedanie viacerých vzťahov medzi podmienkami prípravy, formovaním mikroštruktúry a výslednými mechanickými vlastnosťami a má všetky predpoklady posunúť hranice poznania smerom k novým a lepším keramickým kompozitným materiálom. Cieľom projektu je na základe získaných výsledkov predikovať aplikačné možnosti študovaných keramickýchkompozitných materiálov v praxi.
Doba trvania: 1.1.2017 – 31.12.2019
Vplyv stupňa ionizácie plazmy na štruktúru a mechanické vlastnosti MeC a MeN (Me=Ti, Cr, W) povlakov pripravovaných vysokoenergetickými pulznými PVD procesmi
The effect of high plasma ionization on structure and mechanical properties of high energy pulsed PVD MeC and MeN (Me=Ti, Cr, W) based coatings
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Kvetková Lenka, PhD.
Anotácia: Projekt je zameraný na pochopenie základných vzťahov medzi stupňom ionizácie a hustoty plazmy, hustotou výkonu na rozprašovanom terči na mikroštruktúru a mechanické vlastnosti, ako tvrdosť a tribologické vlastnosti nitridických a karbidických povlakov (TiN, CrN a WC) pripravených najnovšími metódami naprašovania HiPIMS a HiTUS pri teplotách do 200oC. V projekte sa predpokladá porovnanie týchto vzťahov s výsledkami z konvenčných metód magnetrónového naprašovania, vytvorenie databázy vzťahov príprava-mikroštruktúra na tieto nové metódy, ako aj určenie optimálnych podmienok prípravy a technológie povlakov s reprodukovateľnými vlastnosťami.
Doba trvania: 1.1.2015 – 31.12.2017
ConCer – Vývoj vodivej keramiky na báze SiC
Development of SiC based conductive ceramics
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Hvizdoš Pavol, DrSc.
Doba trvania: 1.10.2013 – 30.9.2017
VEGA – Modelovanie napäťových stavov pri nanoindentácii a mechanickom zaťažení v kompozitných systémoch
Modeling of stress state during nanoindentation and mechanical loading in composite systems (MONACO)
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Lofaj František, DrSc.
Anotácia: Projekt sa zaoberá matematickým a experimentálnym modelovaním napäťových stavov pri inštrumentovanej indentácii a vrypovej skúške pri jedno- a viacosovom zaťažení votknutého nosníka v kompozitných systémoch prostredníctvom metódy konečných prvkov a experimentálnym skúšaním na modelových systémoch. Cieľom projektu je vytvoriť teoretickú bázu pre optimalizáciu podmienok na meranie tvrdosti a vrypovej odolnosti tvrdých tenkých vrstiev na tuhých a mäkkých podložkách inštrumentovanou indentáciou a vrypovou skúškou a na zvýšenie mechanického spojenia tuhých elementov pod zaťažením v kompozitných systémoch s potenciálom aplikácie na zubné bikortikálne implantáty.
Doba trvania: 1.1.2014 – 31.12.2016
Štúdium fázových prechodov indukovaných v keramických magnetoelektrikách chemickou substitúciou a teplotnými zmenami
Investigation of phase transitions induced in magnetoelectric ceramics by chemical substitution and temperature changes
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Kovaľ Vladimír, DrSc.
Anotácia: Hlavným cieľom projektu je identifikácia a popis mechanizmov vedúcich k fázovým prechodom v multifunkčných magnetoelektrikách pripravených na báze substitučne modifikovanej BiFeO3 keramiky. Za týmto účelom bude modifikovanou reakciou v tuhom stave syntetizovaná skupina tuhých roztokov s rôznym typom a obsahom substituenta – lantanoidu. Pri štúdiu fyzikálnych procesov súvisiacich s magnetoelektrickou väzbou bude zvláštna pozornosť venovaná dielektrickej odozve v širokom rozsahu teplôt a frekvencii. Vplyv chemickej náhrady iónov Bi3+ iónmi kovov vzácnych zemín na vývoj kryštalografických fáz a magnetické usporiadanie bude vyšetrovaný jednak vo vzťahu ku koncentrácii použitého substituenta a jednak k zmenám okolitej teploty. Objasnenievzájomných fyzikálnych a štruktúrnych vzťahov a ich súvislosti so stechiometrickým zložením experimentálnych materiálov umožní prípravu multifunkčných materiálov s lepšími magnetoelektrickými vlastnosťami pre potenciálne aplikácie v mikroelektronike a spintronike.
Doba trvania: 1.1.2014 – 31.12.2016
Lokálne mechanické vlastnosti kostného cementu
Local mechanical properties of bone cement
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Hvizdoš Pavol, DrSc.
Anotácia: Hlavným zámerom projektu je skúmanie mechanických vlastností kostných cementov, ako aj štruktúrnej integritya vlastností rozhraní kostného cementu a vybraných protetických materiálov. Ťažiskom bude experimentálneurčovanie tvrdosti a modulu pružnosti kostného cementu metódami inštrumentovanej indentácie ananoindentácie na lokálnej mikro až nano-úrovni vo vzťahu k parametrom prípravy, zloženia (prítomnosťantibiotík) a vzniknutej mikroštruktúry (zrnitosti, pórovitosti) s cieľom pochopenia ich vplyvu na výslednésprávanie sa. Obdobne sa budú skúmať rozhrania cementu a materiálu protézy, budú sa sledovať ichmechanické ako aj tribologické vlastnosti a dôsledky zistených hodnôt na mechanickú stabilitu toho-ktorého typuspojenia.
Doba trvania: 1.1.2013 – 31.12.2015
HACONE – Vysokoteplotné nanokompozitné povlaky so zvýšenou oxidačnou odolnosťou a životnostou
High temperature oxidation resistant nanocomposite coatings with improved lifetime
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Lofaj František, DrSc.
Doba trvania: 1.5.2011 – 31.12.2013
SVIP – Slovenská výskumno-inovačná platforma pre trvalo udržateľné surovinové zdroje
Slovak Research-Innovation Platform on Sustainable Mineral Resources
Program: Štrukturálne fondy EÚ Výskum a vývoj
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján, DrSc.
Anotácia: Cieľom predkladaného projektu je:Rozvojom a integráciou výskumnej základne vytvoriť podmienky na komplexné riešenie úloh Európskej technologickej platformy pre trvalo udržateľné surovinové zdroje cestou: 1. integrácie výskumných kapacít a podpora transferu výsledkov výskumu do praxe2. výskumu a vývoja nových produktov na báze domácich surovín a nových technológií pre ich získavanie a spracovanie 3. informatizácie a digitalizácie procesov
Doba trvania: 1.1.2010 – 30.6.2013
nanoCEXmatII – Budovanie infraštruktúry Centra excelentnosti progresívnych materiálov s nano a submikrónovou štruktúrou
Infrastructure Improving of Centre of Excellence of Advanced Materials with Nano- and Submicron- Structure
Program: Štrukturálne fondy EÚ Výskum a vývoj
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján, DrSc.
Anotácia: Cieľom predkladaného projektu je:Budovanie infraštruktúry Centra excelentnosti progresívnych materiálov s nano a submikrónovou štruktúrou v Košiciach cestou: 1. budovania infraštruktúry výskumu a vývoja pre oblasť: Nové technológie pre prípravu nanoštruktúrnych materiálov2. budovania infraštruktúry výskumu a vývoja pre oblasť: Charakterizácia štruktúry, chemického zloženia a povrchových vlastností nanoštruktúrnych materiálov3. budovania infraštruktúry výskumu a vývoja pre oblasť: Skúšanie mechanických vlastností materiálov na makro, mikro a nano úrovni4. budovania infraštruktúry výskumu a vývoja pre oblasť: Charakterizácia fyzikálnych a chemických vlastností nanoštruktúrnych materiálov
Doba trvania: 1.5.2010 – 30.4.2013
nanoCEXmat – Centrum excelentnosti progresívnych materiálov s nano a submikrónovou štruktúrou
Centrum of advanced materials with nano and submicron sized structure
Program: Štrukturálne fondy EÚ Výskum a vývoj
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján, DrSc.
Anotácia: Cieľom predkladaného projektu je vybudovanie Centra excelentnosti progresívnych materiálov s nano a submikrónovou štruktúrou v Košiciach cestou:1. budovania infraštruktúry výskumu a vývoja v oblasti nanotechnológií a progresívnych materiálov s nano a submikrónovou štruktúrou, 2. realizácie špičkového výskumu a posilnenia medzinárodnej spolupráce v oblasti nanotechnológií a progresívnych materiálov s nano a submikrónovou štruktúrou3. posilnenia ľudského potenciálu, započatia prípravy študijného programu „Nanotechnológie a nanomateriály“ a príprava na transfer poznatkov pre prax4. budovania informačno-komunikačných technológií a zabezpečovania diseminácie výsledkov Centra
Doba trvania: 20.5.2009 – 30.6.2011
Tvrdé a supertvrdé nanokompozitné povlaky
Hard and superhard nanocomposite coatings (NANOHARDCOAT)
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján, DrSc.
Doba trvania: 1.9.2008 – 31.12.2010
Kontaktné mechanické vlastnosti konštrukčných keramických materiálov
Contact mechanical properties of structural ceramics
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján, DrSc.
Anotácia: Hlavným cieľom projektu je štúdium mechanických vlastností konštrukčných keramických materiálov pri kontaktných skúškach. Projekt je zameraný hlavne na skúmanie mechanických vlastností ako je pevnosť, únava a lomová húževnatosť. Na meranie týchto vlastností bude vyvinutá nová skúšobná metodika. Skúmané systémy budú konštrukčné keramické materiály s rozdielnou krehkosťou: MoSI2 a MoSi2 +SiC, SI3N4 a nanokompozity na báze Si3N4, kompozity keramika/kov (WC-Co a AI2O3-CU) a vrstevnaté kompozity Al2O3+ZrO2/AL2O3. Okrem skúmania kontaktných mechanických vlastností týchto systémov bude analyzované šírenie trhlín pri kontaktnom zaťažení a vplyv napätosti na Weibullovu distribúciu pevnostných hodnôt. Na základe nameraných údajov bude predikovaná životnosť a spoľahlivosť skúšobných vzoriek. Podrobná analýza mikroštruktúrnych charakteristík materiálov bude realizovaná pomocou rtg-analýzy a využití optickej, rastrovacej a vysoko rozlišovacej elektrónovej mikroskópie. Hlavným cieľom projektu je študovať vplyv mikroštruktúry na kontaktné mechanické vlastnosti keramických materiálov s odlišnou hodnotou lomovej húževnatosti.
Doba trvania: 1.1.2007 – 31.12.2009
Výskum keramických materiálov pre vysoko korozívne úprostredia
Research of ceramics materials for high corrosive enviroments
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján, DrSc.
Doba trvania: 1.2.2007 – 31.12.2009