Projektová činnosť

Medzinárodné

LightMat4Space – Materiál pre vesmírne aplikácie na báze ľahkého nanokryštalického hliníka (modelovanie a verifikácia technológie)
Leightweight nanocrystalline aluminium based material for space applications (modeling and technology verification)
Program: ERANET
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Lofaj František, DrSc.
Anotácia: Cieľom projektu je vývoj ľahkého konštrukčného materiálu ma báze nanokryštalického hliníka (nc-Al)s gradientným povlakom na báze uhlíka obsahujúceho vodík s vysokou oteruvzdornosťou a odolnosťou ku kontaktnej únave v kryogénnych podmienkach pre vesmírne aplikácie (napr. pre prevodovky na planetárnych vozidlách). Originálnosť myšlienky projektu spočíva v kombinácii nových ľahkých vysokopevných materiálov na báze nc-Al zliatinych vytvrdených core-shell (C/S) precipitátmi as povlakmi na báze uhlíka s kontrolovaným obsahom H, pomocou ktorého možno dosiahnuť zlepšenie oteruvzdornosti a odolnosti voči únave aj pri kryogénnych teplotách a ultravysokom vákuu.
Doba trvania: 1.10.2015 – 30.9.2017
HANCOC – Tvrdé nanokompozitné povlaky
Hard nanocomposite coatings
Program: 7RP
Zodpovedný riešiteľ: prof. RNDr. Dusza Ján, DrSc.
Doba trvania: 1.1.2009 – 31.12.2011

Národné

VEGA – Vplyv prídavkov Nb a V na vysokoteplotnú stabilitu a mechanické vlastnosti multikomponentných Ti-Ta-Zr-Hf-Me-N povlakov (Me= Nb, V), pripravených reakčným DC magnetrónovým naprašovaním a HiTUS technológiou
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Kvetková Lenka, PhD.
Doba trvania: 1.1.2023 – 31.12.2025
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
Štúdium vplyvu podmienok prípravy vzoriek mikrometrických rozmerov fokusovaným iónovým zväzkom na ich mechanické vlastnosti
Stufdy of the influence of sdamples preparation conditions of micrometric dimensions by focused ion beam on their mechanical properties
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Vojtko Marek, PhD.
Doba trvania: 1.1.2022 – 31.12.2024
FotDekont – Progresívne fotokatalytické materiály pre biologickú a chemickú dekontamináciu
Program: Iné projekty
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Shepa Ivan, PhD.
Doba trvania: 7.2.2023 – 30.11.2023
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
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
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Lofaj František, DrSc.
Anotácia: e-CHALCO projekt je zameraný na štúdium interakcie elektrónového zväzku a elektromagnetického žiarenia spovrchmi chalkogenidových skiel. V spomenutej oblasti sme nedávno publikovali práce, ktoré vedú kfundamentálnemu pochopeniu javov, ktoré v týchto materiáloch vyvoláva lokálne deponovanie elektrickéhonáboja a interakcia so svetlom. V predkladanom projekte plánujeme ďalej systematicky a hlbšie študovať lokálneindukované efekty pri pertrubácii týchto materiálov, ktoré možu viesť k lokálnej deformácii, zmene chemickéhozloženia, fázovým prechodom a kumulácii náboja pomocou najmodernejších mikroskopických,spektroskopických a difrakčných metódík. Takisto sa zameráme na vyšetrovanie vplyvu experimentálnychparametrov ako napríklad perióda mriežky, urýchľovacie napätie, hrúbka vrstvy, zloženie skla na pozorovanéefekty. Možnosti prípravy mezoskopických a nanoskopických štruktúr povedie k novým aplikáciám týchtomateriálov v oblastiach nanotechnológií napríklad pri príprave nanoemiterov, sónd pre rastrovacie sondovémikroskopie, katalýze a v technológiách pre zápis a uchovanie informácií.
Doba trvania: 1.8.2018 – 31.7.2022
Vývoj nano/mikrovlákien na báze oxidov kovov metódou elektrostatického zvlákňovania pre špeciálne technické aplikácie
Development of nano/microfibers based on metal oxides by needle-less electrospinning for special technical applications
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Múdra Erika, PhD.
Anotácia: Projekt je zameraný na výskum prípravy rôznych typov oxidických nano/mikrovlákien na báze Ti, Zn a Sn. V závere má presne definovať viacstupňovú prípravu vlákien pre špeciálne technické aplikácie. Sledovaných bude niekoľko parametrov prípravy vlákien: základné procesné podmienky zvlákňovania, vplyv stabilizácie, kalcinácie a modifikované spracovania prekurzorov. Projekt sa sústreďuje na nanovlákenné systémy vyrobené relatívne novou, finančne nenáročnou a pritom produktívnou metódou, u ktorých sa očakáva veľký potenciál v oblasti solárnych aplikácií. Prínosom projektu je zodpovedanie vzťahov medzi podmienkami prípravy, formovaním mikroštruktúry a vybranými funkčnými vlastnosťami vyvíjaných nanovlákien a má všetky predpoklady posunúť hranice poznania prípravy daných vlákien smerom k reálnym produkčným možnostiam. Cieľom projektu je na základe získaných výsledkov predikovať aplikačné možnosti študovaných materiálov v praxi, a zároveň nastaviť podmienky samotnej výroby nanovlákenných vrstiev v priemysle.
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
ZKVAVESE – Zvýšenie kvality výstrižkov a efektívnosti strihania elektroplechov
Increasing the quality of cut-outs and effectiveness of cutting electric sheets
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Džupon Miroslav, PhD.
Anotácia: Elektrické pohony (motory) tvoria neoddeliteľnú súčasť mnohých zariadení od motora pre domáce spotrebičecez elektromotory pre pohon strojov a strojných zariadení až po pohony elektromobilov. Väčšina týchto pohonovje tvorená rotorom a statorom, ktorých základom sú výstrižky z elektroplechov. Výstrižky sú skladané dorotorových a statorových zväzkov. Pri ich skladaní má veľký význam kvalita strižnej plochy, ktorá vplýva aj napotrebné dodatočné operácie. Značný vplyv má aj na kvalitatívne parametre elektromotorov (veľkosť strátohrevom motora). Navrhovaný projekt má ambíciu riešiť optimalizáciu kvality strihania súčasných anovovyvíjaných elektroplechov práve v súvislosti s predpokladaným rozvojom výroby elektromobilov. Základomexperimentálnej časti je overenie nových nástrojových materiálov (aj nepovlakovaných) pre výrobu činných častístrižných nástrojov za účelom zvýšenia kvality strižnej plochy a životnosti nástroja a tým aj zvýšenia efektívnostivýroby výstrižkov z elektroplechov.
Doba trvania: 1.7.2015 – 30.6.2018
MICONA – Multikomponentné nanokompozitné povlaky pripravené vysokoionizovanými depozičnými technológiami
Multicomponent nanocomposite coatings prepared by highly ionized deposition technologies
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Lofaj František, DrSc.
Anotácia: Projekt je zameraný na uplatnenie najnovších teoretických modelov zvyšovania teplotnej stability, štruktúrnej a oxidačnej odolnosti, oteruvzdornosti, životnosti a húževnatosti pri vývoji nových tvrdých troj- a multikomponentných nanoštrukturovaných vrstiev na báze nitridov Ti, Cr, Al, W pomocou legovania reaktívnymi prvkami a na základe optimalizácie najnovších iPVD procesov s vysokým stupňom ionizácie nanášaného materiálu na báze technológií HiPPMS a HiTUS. Cieľom je vytvárať nanoštrukturované systémy na základe známych 2D a 3D nanokompozitov (TiB2, Ti-B-N, Ti- Al-N, Cr-Al-N, W-C, W-C-N), ktoré legovaním ďalšími prvkami (Ta, V, Y, W, Nb, Si, B a pod.) zvýšia húževnatosť, pružnosť vrstiev a ich odolnosť proti tvorbe trhlín. Zároveň vytvoria aktívne bariéry spomaľujúce oxidáciu, ktoré bránia degradácii mechanických vlastností vrstiev, príp. povlakovaných materiálov pri zvýšených teplotách. Súčasťou práce, ktorá je logickým pokračovaním predchádzajúceho projektu APVV-0520-10, je určenie základných vzťahov medzi depozičnými parametrami, výslednou štruktúrou a vlastnosťami nových systémov pre tvrdé vrstvy a pochopenie mechanizmov formovania nanoštruktúr, dekompozície metastabilných fáz, vytvárania stabilných štruktúr a pod. pri použití nových depozičných technológií s vysokým stupňom ionizácie naprašovaného materiálu.
Doba trvania: 1.7.2015 – 29.6.2018
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
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
Plazmon – Nanokompozity pre plazmoniku na báze chalkogénnych skiel s kovovými nanočasticami
Chalcogenide glasses/netal nanoparticles nanocomposites for plasmonics
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Lofaj František, DrSc.
Anotácia: Projekt je zameraný na vývoj nových druhov fotosenzitívnych materiálov pre optické senzory pracujúce na základe generácie spontánnych alebo koherentných signálov prostredníctvom vzájomného pôsobenia kovových nanočastíc distribuovaných v tenkej vrstve neoxidovej sklenej matrice alebo na rozhraní film/podložka. Bude skúmaná a optimalizovaná úloha lokalizovaných plazmónov z hľadiska tvorby povrchového reliéfu. Plánované práce obsahujú vývoj technológie prípravy masívnych materiálov, optimizáciu vákuových technológií depozície homogénnych a kompozitných vrstiev tepelným naparovaním, charakterizáciu ich štruktúry pomocou SEM a AFM ako aj meranie ich mechanických vlastností pomocou nanoindentácie. V oblasti základného výskumu budú práce orientované na štúdium priameho laserového opracovania pripravených materiálov za účelom vytvárania usporiadaných nanoštruktúr s cieľom ich modifikácie pre potenciálne aplikácie na optické senzory v nanoplazmonike.
Doba trvania: 1.9.2015 – 31.12.2016
APONAZEP – Aplikácia progresívnych povlakov nástrojov pre zvýšenie efektívnosti a produktivity lisovania plechov z moderne koncipovaných materiálov
Application of progressive tool coatings for increasing the effectiveness and productivity of forming sheets made of modern materials
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Džupon Miroslav, PhD.
Anotácia: Projekt rieši problematiku optimalizácie lisovania a zvyšovania životnosti lisovacích nástrojov aplikáciou tenkých vrstiev na ich kontaktné povrchy a skúma vzájomné interakcie tribologickej dvojice povrch nástroja-povrch skúmaného plechu. V rámci riešenia projektu budú skúmané povrchovo upravené oceľové plechy (pozinkované, pocínované) ako aj plechy zo zliatin hliníka používané v automobilovom a spotrebnom priemysle. Tribologický systém povrch plechu-povlak nástroja bude skúmaný z hľadiska ich topológie, abrazívneho a adhézneho opotrebenia a deformácie a mechanizmov porušovania povlakov nástroja a spracovaného plechu. Výskum aktívnych časti nástrojov bude zameraný na systém povlak-materiál nástroja vo východzom stave,po aplikácií konvenčných povlakov typu Ti-Al-N a po aplikácií nových kompozitných vrstiev TiN, TiCN a TiAlN po mechanickom zaťažení a po simulácii prevádzkových podmienok. Degradácia systému povlak-podkladový materiál bude diagnostikovaná modernými experimentálnymi technikami pri známej kvalitatívnej distribúcii napätí v analyzovanej oblasti. Budú identifikované pevnostné a štruktúrne parametre systému povlak-materiál nástroja, ktoré sú experimentálne merateľné a majú dominantný vplyv na kvalitu spracovaných plechov a životnosť nástrojov. Výsledky laboratórnych skúšok budú korelované s výsledkami zaťaženia povlakov lisovacích nástrojov v poloprevádzkových podmienkach
Doba trvania: 1.7.2012 – 30.6.2015
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