Ústav materiálových věd a inženýrství na FSI, konkrétně Odbor mechaniky a designu materiálů, se věnuje výzkumu širokého spektra materiálů:
• Aditivní metody přípravy kovových multimateriálů, gradientních a funkčních materiálů
• Materiály s vnitřní architekturou
• Hybridní materiály (pancíře)
• Materiály pro extrémní podmínky namáhání (teplota, tlak, vodíkové prostředí, rychlé deformace)
• Bezolovnaté piezokeramiky
• Keramiky se specifickými vlastnostmi
• Konstrukční keramiky a kompozity
Pracoviště se může pochlubit výstupy v podobě citovaných publikací v D1 a Q1 časopisech, funkčními vzorky a také dvěma patenty. Pracovníci odboru se účastní tuzemských i mezinárodních projektů a kooperují se špičkovými pracovišti (např. Erlangen-Nürenberg Universität – Německo, Politecnico di Torino, Politecnico di Milano – Itálie, MPI für Eisenforschung Düsseldorf – Německo, Montanuniversität Leoben – Rakousko, Yokohama National University – Japonsko, Lappeenranta-Lahti University of Technology – Finsko).
Zaměření
• Materiálové modelování v oblasti výpočtů z prvních principů (kovy s magnetickou tvarovou pamětí, predikce magnetických vlastností atd.), resp. termodynamických výpočtů rovnovah.
• Aditivní metody přípravy materiálů
(i) v oblasti kovů: vývoj prášků a postupů zpracování metodami selektivního laserového natavení a studené kinetické depozice (v oblasti kovových materiálů jsou aplikace aditivních metod poměrně limitované, každá případná aplikace vyžaduj individuální přístup);
(ii) v oblasti keramik – výzkum metod a postupů samotných.
• Multimateriály a gradientní materiály odolné vůči teplotám a extrémním yatížením (zejm. na bázi niklových, titanových a hliníkových a vysokoentropických slitin).
• Multimateriály s vnitřní architekturou – cesta, jak zvýšit odolnost materiálů a současně jeho funkční (specifické) vlastnosti při snížení hmotnosti apod.
• Bezolovnaté piezokeramiky (optimalizace struktury ve vztahu k potenciálním aplikacím, struktura vs. mikromechanika).
• Multimateriálové aplikace vysoce odolné nárazům při vysokých rychlostech (transparentní pancíře, kovo-keramické pancíře.
Vybavení
1. know-how (uvedeny metody s výsledky použitými v publikacích, resp. aplikovaných výstupech)
• Prášková metalurgie – vývoj vysokoentropických slitin
• Modifikace/optimalizace prášků pro aditivní inženýrství
• Studená kinetická depozice – tvorba povlaků a gradientních materiálů/multimateriálů
• Svařování a povrchové zpracování elektronovým paprskem
• Víceúrovňové modelování materiálů
• Únavové a lomové vlastnosti materiálů
2. vybavení a infrastruktura
• Metalografické laboratoře a strukturně analytické metody (mikroskopy Zesis, Tescan)
• Nanotvrdost a nanovrypová zkouška
• Diferenciální scanovací calorimetrie
• Zařízení pro studenou kinetickou depozici (cold spray)
• Univerzální zařízení pro zpracování elektronovým paprskem
• Zkušebna mechanických vlastností
• Zařízení pro přípravu prášků a kompaktaci keramik
• Software (komerční, poskytnutý zdarma v rámci spolupráce) pro modelování fázových rovnovách, prvoprincipiální výpočty, volbu materiálů apod.
Kontakt
prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc.