Cílem studia je poskytnout studentům vzdělání a umožnit jim vědecký výzkum v oblastech inženýrská optika, fyzika povrchů, mikromechanika materiálů, strojírenské materiály, fyzikální metalurgie a aplikovaný výzkum keramiky.

prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.

1. Ab initio výpočty fázové stability slitin přechodových kovů

   Vzájemná stabilita fází různých binárních slitin může být studována pomocí tzv. výpočty z prvních principů či ab initio výpočtů. Podstatou těchto metod je, že vychází pouze ze základních postulátů kvantové mechaniky a nepotřebují žádná vstupní experimentální data. Získané výsledky pak mohou sloužit jako vstupní data pro pokročilé termodynamické modelování. Cílem práce je stanovení rovnovážných strukturních parametrů a tvorného tepla různých slitin a jejich vzájemné stability pomocí ab initio výpočtů. K těmto výpočtům bude použita metoda PAW implementovaná v programu VASP. Pro studium neuspořádaných či dopovaných slitin je pak vhodné použít metodu EMTO-CPA.

   Školitel: Zelený Martin, Ing., Ph.D.

2. Atomární studie dislokací v polovodičových heterostrukturách III-nitridů

   Polovodičové epitaxní vrstvy založené na III-nitridech (tj. N + Ga, Al, In) jsou stěžejním prvkem konstrukce svítivých diod (LED), které by měly v budoucnu úplně nahradit současný zdroj osvětlení. Vzhledem k neexistenci vhodného substrátu se vyrábí epitaxním růstem nejčastěji na Si waferu nebo Al2O3. Díky rozdílnosti mřížkových konstant III-nitridu a substrátu vznikají při epitaxním růstu vnitřní deformace, které při určité kritické tloušťce filmu relaxují vznikem dislokací. Velkým problémem je existence tzv. vláknových dislokací, které prochází skrz tloušťku filmu a potlačují svítivost nanokompozitní struktury deponované na povrchu III-nitridu. Pro zvýšení účinnosti těchto heterostruktur je nezbytně nutné pochopit mechanismus nukleace vláknových dislokací během epitaxního růstu. Tyto studie budou realizovány prostřednictvím atomárních simulací založených na metodách molekulární statiky a dynamiky. Spolupracující pracoviště (místa předpokládaných stáží): - University of Oxford (Velká Británie) - University of Cambridge (Velká Británie) - EPFL - École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Švýcarsko) Finanční podpora z grantu GAČR, popř. v současné době navrhovaného grantu ERC. Doktorand bude zapojen do projektu CEITEC. Disertační práce bude vypracována v angličtině.

   Školitel: Gröger Roman, doc. Ing., Ph.D. et Ph.D.

3. Integrita kovo keramického laminátu a pevných článků z hlediska role (bi) materiálových rozhraní

   Design a charakterizace pevných článků se zaměřením na úlohu rozhraní v integritě vícevrstevnatého kovo-keramického laminátu, resp. rozhraní skla a keramiky. Experimentální a výpočtové řešení úlohy residuálních napětí, technologických parametrů výroby článků a jejich provozu. Kriteria pro termo mechanickou stabilitu komponent článků s kontakty, optimalisace a verifikace parametrů.

   Školitel: Chlup Zdeněk, Ing., Ph.D.

4. Interakce polykomponentních kovových vrstev a keramického substrátu při vytváření kovokeramických spojů

   Spojování keramických materiálu pomocí kovových slitin většinou zahrnuje kovovou taveninu, která reaguje se spojovaným substrátem. Téma se zaměří na popis těchto interakcí a na návrh kovových systémů a technologie, která pro spojování keramických dílů nevyžadují vysokoteplotní taveninu.

   Školitel: Jan Vít, doc. Ing., Ph.D.

5. Konsolidace a tvarování keramických nanočástic pomocí koloidních postupů

   Téma doktorského studia je zaměřeno na tvarování a zhutňování nanokeramických oxidových částic. Hlavním úkolem doktoranda bude studium přípravy objemové keramiky z keramických prášků o velikostí částic menší než 100 nm pomocí mokrých tvarovacích metod. Předmětem výzkumu budou především metody přímé konsolidace keramických prášků. Společným problémem těchto metod je příprava stabilní koncentrované suspenze nanočástic s vhodnou viskozitou. Řešení tohoto problému předpokládá zvládnutí a využití poznatků koloidní chemie a reologie keramických suspenzí.

   Školitel: Trunec Martin, prof. Ing., Dr.

6. Kovokeramické povlaky pro vysokoteplotní aplikace intermetalických materiálů a superslitin

   Nedostatečná odolnost proti oxidaci a potřeba tepletných bariér za extrémních teplot jsou charakteristickým rysem mnoha v současnosti již používaných, nebo nově navrhovaných perspektivnéch kovových materiálů. Téma předpokládá studium metod přípravy kovových a kovo-keramických povlaků, optimalizace parametrů přípravy a jejich složení. Zaměření studia bude na porovnání konvenčně používaných vakuových technologií výroby povlaků s méně rozšířenými metodami přípravy kovových vrstev, které jsou dále částečně oxidovány nebo keramických samoorganizovaných vrstev dopovaných kovy. Připravené vrstvy budou testovány v simulovaných provozních podmínkách. Cílem práce je optimalizace parametrů připravy vhodné vrstvy a návrh technicky reálné technologie použitelné pro aplikace v automobilovém a energetickém průmyslu.

   Školitel: Jan Vít, doc. Ing., Ph.D.

7. Vlastnosti geopolymerů na bázi odpadního materiálu.

   Design a charakterizace nových keramik a kompozitů s keramickou matricí vyrobených z odpadních materiálů (skel, strusek apod.). Specifikace postupu přípravy a zpracování, základní charakterizace vlastností jako součást vývoje. Výsledkem prací mají být keramické, resp. kompozitní materiály na bázi geopolymerů s vlastnostmi přijatelnými pro možné aplikace. Hodnocení materiálů z hlediska mechanické a tepelné stability.

   Školitel: Dlouhý Ivo, prof. Ing., CSc.