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. Analýza pokročilých materiálů netradičními metodami elektronové mikroskopie

   Disertace je mezioborově směrována do problematiky mikro- a nanostruktury moderních materiálů a současně do metodologie elektronové mikroskopie. Cílem disertace je zvládnout nové metody elektronové mikroskopie povrchů, především rastrovací mikroskopii pomalými a velmi pomalými elektrony a vícerozměrnou rastrovací elektronovou mikroskopii spolu s přidruženými analytickými technikami, a aplikovat tyto analytické a diagnostické nástroje na vybrané problémy struktury a vlastností pokročilých kovových i nekovových materiálů, zejména komplexních ocelí a polymerních směsí. Teoretická část práce se zaměří na interakci elektronů s hmotou, na charakteristiky signálů uvolňovaných dopadem elektronů a jejich cílené využití pro zjišťování mikrostruktury materiálů. Experimentální činnost bude zaměřena na soubor vybraných materiálů získaných ze spolupráce s metalurgickými firmami a pracovišti vyvíjejícími polymerní materiály. Cílem bude materiály podrobně analyzovat a demonstrovat rozšíření rozsahu získaných informací oproti možnostem tradičních technik.

   Školitel: Frank Luděk, RNDr., DrSc.

2. Intermetalické sloučeniny syntetizované in-situ v práškových materiálech

   Práce bude zaměřena na teoretické studium a získání poznatků o tvorbě intermetalických fází a jim odpovídajících mikrostruktur v práškovém depozitu připraveném kinetickým nanášením za studena, resp. jinými kompaktačními postupy a následným tepelným zpracováním. V rámci studia bude nezbytné zevrubně studovat proces depozice prostřednictvím kinetického nanášení za studena prášku vysoce reaktivních kovů (Ti, Al, Ni apod.) v porovnání s běžnými kompaktačními metodami, charakterizovat vývoj textury, vznik nových fází, kvantifikovat mikrostrukturu a fázové složení depozitu apod. Výsledkem by měl být návrh postupu přípravy materiálu s definovanými vlastnostmi a dobrým aplikačním potenciálem.

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

3. Kompozity s kovovou matricí připravené cestou práškové metalurgie

   Práce bude zaměřena na teoretické studium a experimentální získání poznatků o tvorbě struktury kompozitů na bázi lehkých kovů (Ti, Al apod.) s distribucí jemných částic, resp. vláken, připravených vybranými kompaktačními metodami a následným tepelným zpracováním. V rámci studia bude nezbytné zevrubně studovat proces přípravy prášků např. mechanickým legováním, depozice prostřednictvím kinetického nanášení za studena kovových prášků v porovnání s běžnými kompaktačními metodami, charakterizovat vývoj struktury, úlohu sekundární fáze, kvantifikovat mikrostrukturu a fázové složení kompozitu a posléze i jeho vybrané mechanické vlastnosti. Výsledkem by měl být návrh postupu přípravy kompozitu s kovovou matricí s definovanými vlastnostmi a dobrým aplikačním potenciálem.

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

4. 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.

5. Mechanismy deformace za vysokých teplot

   Hlavním cílem doktorského studia bude zkoumání mechanismů, kterými se uskutečňuje deformace a které vedou k poškození materiálů při mechanickém namáhání za vysokých teplot. Budou zkoumány 2-3 materiály, které jsou v současnosti ve vývoji pro aplikace v energetice a petrochemickém průmyslu a jejichž aplikační teplota přesahuje 700 °C. Během studia doktorand provede mechanické zkoušky, především tahové, únavové a creepové, a vyhodnotí mikrostrukturní deformační mechanismy pomocí TEM a SEM.

   Školitel: Kruml Tomáš, prof. Mgr., CSc.

6. Modifikace povrchu kovových materiálů s využitím elektronového svazku

   Vypracování přehledu možností efektivního využití elektronového svazku, specielně pak s ohledem na parametry pro-Beam systému instalovaného v laboratořích NETME Centre, k modifikacím povrchu a k vytváření povlaků. V další části pak aplikace vybrané technologie na povrchy ocelových součástí s cílem zvýšení jejich odolnosti vůči oxidaci, opotřebení a korozi. Pozn. Aplikace technologie elektronového svazku může být modifikována v průběhu prvního roku studia, dle konkrétních požadavků aplikační sféry, či řešených projektů centra.

   Školitel: Foret Rudolf, prof. Ing., CSc.

7. Příprava intermetalických materiálů na bázi aluminidů z prekurzorů vytvořených kinetickou depozicí

   Studium difuzních reakcí, které probíhají v materiálu vytvořeného depozicí binární směsi prášků hliníku a jiných kovů. Finálním cílem je příprava technicky použitelných materiálů z CS prekurzorů.

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

8. Studium vlastností heterogenních svarových spojů lehkých materiálů připravených elektronovým paprskem.

   Pro moderní lehké konstrukce se stává nezbytným tyto vyrábět svařováním z lehkých materiálů, přičemž se může jednat o homogenní i heterogenní svarové spoje. To klade vysoké požadavky na vlastní technologii svařování, na návazné technologie a hodncoení struktur a vlastností spojů. Svařování elektronovým svazkem je v těchto případech často jedinou technologií, která umožní spojování odlišných materiálů a současně splní požadavky na dostatečnou kvalitu svarových spojů. Předmětem doktorského studia bude návrh technologie svařování a návazné studium vlastností svarových spojů vybraných lehkých slitin hliníku, titanu, příp. hořčíku, připravených technologií elektronového svazku na zařízení instalovaném v laboratořích NETME centra.

   Školitel: Foret Rudolf, prof. Ing., CSc.

9. Termomechanická únava povrchově upravené niklové superslitiny

   Téma doktorské práce je zaměřeno na studium chování kompozitu tvořeného niklovou superslitinou (Inconel 713LC, MAR M-247) a ochrannou povrchovou vrstvou (tepelné bariéry) při termomechanickém cyklickém namáhání. Budou získány údaje o napěťově-deformační odezvě a únavové životnosti materiálových vzorků a porovnány s výsledky dosaženými při izotermické nízkocyklové únavě za vysoké teploty. Bude studována lokalizace cyklické deformace, iniciace únavových trhlin a mechanizmus jejich počátečního šíření a vliv povrchové úpravy na tyto procesy. Analýzou experimentálních výsledků a pozorováním strukturních změn jak při nanášení povrchové vrstvy, tak při cyklickém namáhání za vysokých teplot popsat degradační mechanizmy ve studovaných materiálech.

   Školitel: Obrtlík Karel, doc. RNDr., CSc.

10. Únavová odolnost a mechanismus poškození materiálů pro vysoké teploty

    Studium cyklické plasticity, únavové odolnosti a mechanismů poškození materiálů pro konstrukci náročných zařízení pracujících za vysokých teplot. Jako základní materiál bude použita austenitická ocel určená pro vyšší teploty typu Sanicro. Hlavní pozornost práce bude věnována komplexnímu hodnocení materiálu při jeho namáhání časově proměnnými silami, s řízením časového průběhu deformace popř. napětí. Kromě standardních zkoušek nízkocyklové únavy bude pozornost též zaměřena na vliv prodlev v cyklu, na termomechanickou únavu a na biaxiální únavu při zvýšených teplotách. Cílem práce je studium mechanismů podmiňujících vysokou odolnost materiálu i mechanismů jejich poškozování při různých způsobech zatěžování.

    Školitel: Polák Jaroslav, prof. RNDr., DrSc.

11. Využití technologie kinetického nanášení k depozici cermet kompozitních vrstev

    Práce bude zaměřena na zhodnocení možností nové technologie kinetického naprašování pro povrchovou depozici vrstev s podílem keramické fáze. V rámci studia budou pro různé morfologie, složení a objemové obsahy keramických fází testovány vhodné matrice na bázi kovů, slitin, případně polymerů pro vytvoření povlaků splňujících předem definovaná (zejména mechanická) kritéria. Postup práce pro úspěšnou depozici cermet vrstev bude rozdělen do tří kategorií: příprava výchozích práškových směsí, podrobné studium vlivu parametrů zařízení na vlastnosti nástřiku v nezpracovaném stavu a post- modifikace nástřiků pomocí tepelně-mechanického zpracování. Výsledkem práce by mělo být zvládnutí procesu nanášení technologií kinetického naprašování včetně pochopení vlivu jednotlivých parametrů a příprava cermet vrstev s charakteristikami odpovídajícími technologickým požadavkům.

    Školitel: Čížek Jan, Ing., Ph.D.

12. Využití technologie kinetického nanášení k depozici cermet kompozitních vrstev

    Práce bude zaměřena na zhodnocení možností nové technologie kinetického naprašování pro povrchovou depozici vrstev s podílem keramické fáze. V rámci studia budou pro různé morfologie, složení a objemové obsahy keramických fází testovány vhodné matrice na bázi kovů, slitin, případně polymerů pro vytvoření povlaků splňujících předem definovaná (zejména mechanická) kritéria. Postup práce pro úspěšnou depozici cermet vrstev bude rozdělen do tří kategorií: příprava výchozích práškových směsí, podrobné studium vlivu parametrů zařízení na vlastnosti nástřiku v nezpracovaném stavu a post- modifikace nástřiků pomocí tepelně-mechanického zpracování. Výsledkem práce by mělo být zvládnutí procesu nanášení technologií kinetického naprašování včetně pochopení vlivu jednotlivých parametrů a příprava cermet vrstev s charakteristikami odpovídajícími technologickým požadavkům.

    Školitel: Čížek Jan, Ing., Ph.D.