Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. > Výzkum > Skupina struktury fází a termodynamiky

Skupina struktury fází a termodynamiky

VedoucíRNDr. Aleš Kroupa, CSc.
Nadřazená jednotkaOddělení struktury

Výzkumné aktivity skupiny jsou zaměřeny na:


  • Experimentální studium mikrostruktury v souvislosti s fázovými transformacemi
  • Termodynamické modelování vícesložkových systémů a kinetiku fázových transformací
  • Studium difúzních procesů v pevných látkách a difúze vodíku ve vybraných funkčních materiálech


První téma zahrnuje aplikaci řádkovací i transmisní elektronové mikroskopie spojené s analytickými technikami (energiově a vlnově dispersní RTG analýza, difrakce zpětně odražených elektronů). Výzkum je zaměřen především na studium relace mezi mikrostrukturou (fázové a chemické složení, krystalová struktura a morfologie strukturních objektů) a mechanickými vlastnostmi širokého spektra moderních materiálů (nanostrukturované materiály, legované oceli, niklové superslitiny, hořčíkové slitiny a kompozity, bezolovnaté pájky). Druhé téma je založeno na aplikaci současných termodynamických modelů pro výpočty fázových diagramů vícesložkových systémů a pro simulaci difúzních procesů. Třetí téma je zaměřeno na studium objemové difúze a difúze podél drah o vysoké difuzivitě, chemické difúze pod koncentračním gradientem ve vícefázových materiálech a svarech a na studium transportních charakteristik vodíku v materiálech na bázi hořčíku, určených pro skladování energie.

Témata řešená v průběhu posledních pěti let:


  • Pokročilé experimentální a teoretické přístupy k fázovým diagramům nanoslitin se zahrnutím vlivu velikosti částic
  • Tepelná a fázová stabilita pokročilých termoelektrických materiálů
  • Lokální mikrostrukturní změny vyvolané statickou a dynamickou indentací nanostrukturovaných a nanolaminovaných povlaků
  • Vztah mezi mikrostrukturou a creepovým chováním precipitačně zpevněných slitin připravených metodou ECAP
  • Difúze vodíku v Mg, ve slitinách Mg-xNi, a ve slitinách Mg-xNi-yX modifikovaných třetím elementem X (X = Zn, Ga, In, Si, Ge a Sn)
  • Studium povrchu vybraných Ni slitin vystavených koroznímu působení roztavených halidových solí
  • Difúze uhlíku v uhlíkem přesycených feritických a austenitických ocelích
  • Kinetika desorpce vodíku v hořčíkových slitinách modifikovaných vybranými intersticiálními prvky

Patenty:


  • Porézní materiál pro ukládání vodíku a způsob jeho přípravy (č. pat. 302464)

Vědečtí pracovníci


JménoTelefonMístnostE-mail
RNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc. +420 532 290 473 410 bursik@ipm.cz
RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc. +420 532 290 422 319 cermak@ipm.cz
Ing. Tomáš Káňa, Ph.D. +420 532 290 423 320 kana@ipm.cz
Ing. Lubomír Král, Ph.D. +420 532 290 427 326 lkral@ipm.cz
Ing. Bořivoj Million, DrSc. +420 532 290 421 318 million@ipm.cz
RNDr. Milan Svoboda, CSc. +420 532 290 474 409 svobm@ipm.cz
prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc. +420 532 290 467 415 vrestal@ipm.cz
Ing. Adéla Zemanová, Ph.D. +420 532 290 402 302 zemanova@ipm.cz
Mgr. Ondřej Zobač, Ph.D. +420 532 290 401 302 zobac@ipm.cz

Techničtí pracovníci


JménoTelefonMístnostE-mail
Václav Dania +420 532 290 424 322 dania@ipm.cz
+420 532 290
Ing. Dagmar Herzánová +420 532 290 482 408 herzanova@ipm.cz
Jindřich Joukl +420 532 290 319 140 joukl@ipm.cz
Ing. Ivana Podstranská +420 532 290 481 407 podstr@ipm.cz
+420 532 290
Jan Pyrochta +420 532 290 432 324 pyrochta@ipm.cz
RNDr. Věra Rothová, Ph.D. +420 532 290 418 317 rothova@ipm.cz

Doktorandi


JménoTelefonMístnostE-mail
+420 532 290

ČísloNázevŘešitel
17-21683S Kinetika ukládání vodíku v nových komplexních hydridech typu (Mg-Ni-M-S)-H RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
17-15405S Pokročilé experimentální a teoretické přístupy k fázovým diagramům nanoslitin se zahrnutím vlivu velikosti částic RNDr. Aleš Kroupa, CSc.
17-12844S Tepelná a fázová stabilita pokročilých termoelektrických materiálů RNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.

VŠECHNY PROJEKTY

ČísloNázevŘešitel
15-17875S Lokální mikrostrukturní změny vyvolané statickou a dynamickou indentací nanostrukturovaných a nanolaminovaných povlaků RNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
7AMB15AT002 Spinodální rozpad v half-Heuslerových slitinách: nanostrukturní cesta k termoelektrikám s vysokou účinností RNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
GA14-15576S Komplexní studium fázových diagramů pokročilých kovových materiálů, kombinující ab initio a semiempirické modelování s experimentálními postupy RNDr. Aleš Kroupa, CSc.
LD11024 Teoretické a experimentální studium fázových diagramů nanomateriálů RNDr. Aleš Kroupa, CSc.
P108/11/0148 Difúze uhlíku v uhlíkem přesycených ferritických a austenitických ocelích RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
P108/11/2260 Vztah mezi mikrostrukturou a creepovým chováním precipitačně zpevněných slitin připravených metodou ECAP RNDr. Milan Svoboda, CSc.
P108/10/1908 Termodynamika intermetalických fází z pohledu teoretických a experimentálních přístupů RNDr. Aleš Kroupa, CSc.
106/09/0814 Kinetika desorpce vodíku v intermetaliku Mg2Ni-H modifikovaném vybranými intersticiálními elementy RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
202/09/1013 Nukleace a růst kyslíkových precipitátů v křemíku RNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
106/09/0700 Termodynamika a mikrostruktura nanopráškových pájek šetrných k životnímu prostředí RNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
106/08/1241 Difúze železa v pokrokových objemových kovových sklech na bázi Fe Ing. Ivo Stloukal, Ph.D.
OC08053 Fázové rovnováhy ve vícesložkových soustavách Zn-Sn-X důležitých pro bezolovnaté pájky za vyšších teplot RNDr. Aleš Kroupa, CSc.
106/07/0010 Difúze vodíku v Mg-Ni slitinách modifikovaných vybranými prvky potlačujícími stabilitu hydridů RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
COST MP0602 HISOLD – Pokročilé materiály pro pájení za vyšších teplot RNDr. Aleš Kroupa, CSc.
106/07/1259 Kvazikrystalické fáze v systému Al-Pd-TM RNDr. Milan Svoboda, CSc.
106/07/1078 Teoretické a experimentální studium termodynamických vlastností intermetalických fází na bázi přechodných kovů RNDr. Aleš Kroupa, CSc.
KJB200410601 Slitiny stříbra, india a cínu jako možné materiály pro bezolovnaté pájky: interakce s niklem a paládiem Ing. Adéla Zemanová, Ph.D.
2A-1TP1/067 Výzkum technologií pro přenos vysokopotencionálního tepla z jaderného zdroje RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
106/05/2115 Difúze složek v perspektivních slitinách a kompozitech na bázi Mg Ing. Ivo Stloukal, Ph.D.
202/05/0607 Příprava uhlíkových mikro- a nanostruktur plazmovými technologiemi RNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
NMP2-CT-2003- 505504 European Lead - Free Soldering Network RNDr. Aleš Kroupa, CSc.
106/04/0228 Vliv difúze Fe, Nb a Mo na strukturní stabilitu FINEMET a NANOPERM slitin RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
106/03/1355 Transportní procesy během tepelného zpracování ve slitinách Mg - Al RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
Z2041904-I003 Difúze galia v polykrystalickém hořčíku Ing. Ivo Stloukal, Ph.D.
Z2041904-I004 Difúze izotopů 67Ga a 114mIn po hranicích zrn v Ni3Al RNDr. Věra Rothová, Ph.D.
COST OC 531.02 Lead Free Solder Materials RNDr. Aleš Kroupa, CSc.
106/01/0384 Difúzní vlastnosti intermetalik se strukturou L12:Ni3Ga jako modelový systém RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
106/01/0379 Termodynamika a difúze hliníku a uhlíku v ocelích Ing. Bořivoj Million, DrSc.
106/01/0382 Zpětná difúze intersticiálních prvků ve svarových spojích ocelí Ing. Bořivoj Million, DrSc.
106/00/0173 Vzájemná difúze substitučních prvků v modifikovaných intermetalikách Ni3Al RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
106/99/1179 Permeabilita vodíku intermetalickými slitinami na bázi Ni3Al RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
OC P3.110 Simulace difúze po hranicích zrn RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
106/98/1368 Difúzní zpracování vrstev připravených plazmovou nitridací Ing. Bořivoj Million, DrSc.
106/98/1367 Termodynamika a difúze fosforu a uhlíku v ocelích Ing. Bořivoj Million, DrSc.
106/96/0261 Difuze po hranicích zrn v intermetalických sloučeninách Ni3Al modifikovaných železem, chromem a zirkoniem RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
IAA2041501 Difúze niklu po hranicích zrn intermetalických sloučenin Ni3Al a NiAl s příměsemi bóru a v tuhých roztocích Ni-Al(-B) RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
106/95/1532 Vliv Cr, Ni, a Si na redistribuci uhlíku ve feritických svarových spojích Ing. Bořivoj Million, DrSc.
106/94/0308 Simultánní difúze dusíku a uhlíku ve svarových spojích ocelí Ing. Bořivoj Million, DrSc.
106/93/0095 Difúze Mo, V a W po drahách o vysoké difuzivitě v BCC slitinách Fe-Cr, Fe-Cr-C a v 9%Cr oceli P 91 RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
IA24104 Redistribuce uhlíku ve svarových spojích feritických ocelí Ing. Bořivoj Million, DrSc.

VŠECHNY PROJEKTY

Rastrovací elektronový mikroskop Tescan LYRA 3 XMH FEG/SEM

Kontakt: Ing. Ivana Podstranská
Rastrovací elektronový mikroskop s FEG.

Rastrovací elektronový mikroskop Tescan LYRA 3 XMU FEG/SEMxFIB

Kontakt: Ing. Ivo Kuběna, Ph.D.
Rastrovací elektronový mikroskop Tescan LYRA 3 XMU FEG/SEMxFIB s FEG zdrojem elektronů.

Setaram PCT PRO – E&E

Kontakt: RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
Plně automatizovaný přístroj pro měření desorpce a absorpce plynů Sievertsovou metodou.

Transmisní elektronový mikroskop JEOL JEM-2100F

Kontakt: RNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
Vysokorozlišovací transmisní elektronový mikroskop JEOL JEM-2100F s FEG zdrojem elektronů.

Transmisní elektronový mikroskop Philips CM12 STEM

Kontakt:
Analytický transmisní elektronový mikroskop Philips CM12 STEM s termoemisním zdrojem elektronů.

IR PEC MILA-5000 ULVAC-RIKO, Inc.

Kontakt: RNDr. Věra Rothová, Ph.D.
Pec s velmi rychlým ohřevem a ochlazením experimentálních vzorků ve vakuu, ochranné atmosféře nebo na vzduchu.

Diamantová pila LECO VC-50

Kontakt: RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
Pila s diamantovým řezným kotoučem pro přesné řezy s malou deformací. Je vhodná pro řezání extrémně tvrdých materiálů - keramiky i kovů.

Laboratorní pec LAC LT

Kontakt: Ing. Lubomír Král, Ph.D.
Trubková horizontální laboratorní pec s vnitřním průměrem trubky 40mm. Pec je možné používat až do teploty 1300°C.

Laboratorní pece Classic

Kontakt: Ing. Lubomír Král, Ph.D.
Čtyři horizontální trubkové laboratorní pece s vnitřním průměrem trubky 40mm. Pece je možné používat až do teploty 1550°C. Teplota vzorku je snímána termočlánkem umístěným přímo u vzorku. Stabilita teploty u vzorku je ± 1°C.

LSC (Tri-Carb 3170 TR/SL)

Kontakt: RNDr. Věra Rothová, Ph.D.
Počítačově řízený laboratorní scintilační analyzátor na kapalné vzorky (low-level liquid scintillation analyzer/counter LSC) určený pro analýzu extrémně nízkých úrovní β záření.

Mikrotom Leica RM2255

Kontakt: RNDr. Věra Rothová, Ph.D.
Rotační automatický mikrotom pro precizní řezání radioaktivních vzorků s přesným nastavením vzorků s nulovým referenčním bodem.

Millbrook MiniSIMS

Kontakt: RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
Toto zařízení je určeno pro chemickou analýzu povrchů a měření hloubkových koncentračních profilů v kovových materiálech pomocí metody SIMS.

Pec Balzers VSG 02

Kontakt: RNDr. Jiří Čermák, CSc., DSc.
Indukční tavící pec s maximální hmotností taveniny do cca 0,3 kg. Možnost tavení ve vakuu nebo v ochranné atmosféře.

Pec MAM-1

Kontakt: Ing. Lubomír Král, Ph.D.
Pec MAM-1 je oblouková tavící pec určena pro tavení vsázek o hmotnosti 5-20g v ochranné atmosféře Ar. Tavení probíhá na měděné desce chlazené vodou, roztavenou vsázku je také možné nasát do kokily. Maximální teplota tavení je 3500°C.

Canberra 2404 alpha/beta/gamma

Kontakt: RNDr. Věra Rothová, Ph.D.
Systém pro detekci alfa/beta/gamma záření. Systém využívá dva citlivé antikoincidenčně zapojené ionizační čitače.

NaI/Tl Canberra 2007P

Kontakt: RNDr. Věra Rothová, Ph.D.
Systém pro detekci i spektroskopii gama záření.


2019

Vykoukal V., Buršík J., Roupcová P., Cullen D., Pinkas J.: Solvothermal hot injection synthesis of core-shell AgNi nanoparticles. J. Alloys Comp. 770 (2019) 377-385


Životský O., Buršík J., Janičkovič D., Titov A., Jirásková Y.: Low-temperature magnetic transitions in Fe2MnSi Heusler alloys prepared in bulk and ribbon form. J. Magn. Magn. Mater. 475 (2019) 5-9

Pinkas J., Sopoušek J., Brož P., Vykoukal V., Buršík J., Vřešťál J.: Synthesis, structure, stability and phase diagrams of selected bimetallic silver- and nickel-based nanoparticles. CALPHAD 64 (2019) 139-148

Kroupa A., Watson A.: In Celebration of Prof. Jan Vřešťál?s 80th Birthday. J. Phase Equil. Diffus. NA (2019) NA-NA

Kroupa A., Vykoukal V., Káňa T., Zemanová A., Pinkas J., Šob M.: The theoretical and experimental study of the Sb-Sn nano-alloys. CALPHAD 64 (2019) 90-96

Káňa T., Zouhar M., Černý M., Šob M.: Ab initio study of the theoretical strength and magnetism of the Fe-Pd, Fe-Pt and Fe-Cu nanocomposites. J. Magn. Magn. Mater. 469 (2019) 100-107



2018

Jirásková Y., Buršík J., Seidlerová J., Mamulová Kutláková K., Šafařík I., Šafaříková M., Pospíšková K., Životský O.: Microstructural Analysis and Magnetic Characterization of Native and Magnetically Modified Montmorillonite and Vermiculite. J. Nanomater. 2018 (2018) 3738106

Mrázek J., Aubrecht J., Todorov F., Buršík J., Puchý V., Džunda R., Vytykáčová S., Kašík I.: CO2 laser-assisted preparation of transparent Eu2Ti2O7 thin films. Ceram. Int. 44 (2018) 9479-9483

Káňa T., Ostapovec A., Paidar V.: The matrix-twin transition in a perfect Mg crystal: Ab initio study. Int. J. Plast. 108 (2018) 186-200

Čermák J., Král L.: Hydrogen storage behavior of Mg@Mg2Si and Mg@Mg17Al12 alloys with additions of carbon allotropes and talc. J. Alloys Comp. 744 (2018) 252-259

Rogl G., Grytsiv A., Anbalagan R., Buršík J., Kerber M., Schafler E., Zehetbauer M., Bauer E., Rogl P.: Direct SPD-processing to achieve high-ZT skutterudites. Acta Mater. 159 (2018) 352-363

Čermák J., Král L.: Hydrogen absorption in carbon allotropes and talc. Kovové materiály 56 (2018) 75-80

Ševčíková J., Bártková D., Goldbergová M., Kuběnová M., Čermák J., Frenzel J., Weiser A., Dlouhý A.: On the Ni-Ion release rate from surfaces of binary NiTi shape memory alloys. Appl. Surf. Sci. 427 (2018) 434-443

Rogl G., Buršík J., Grytsiv A., Puchegger S., Soprunyuk V., Schranz W., Yan X., Bauer E., Rogl P.: Nanostructuring as a tool to adjust thermal expansion in high ZT skutterudites. Acta Mater. 145 (2018) 359-368

Sklenička V., Kuchařová K., Svoboda M.: Creep behaviour and microstructure evolution of advanced creep-resistant 9%Cr martensitic steels under cyclic thermal loading. Kovové materiály 56 (2018) 1-13

Jedličková V., Zemanová A., Kroupa A.: The Thermodynamic Assessment of the Co-Sn System. J. Phase Equil. Diffus. NA (2018) 1-13

Luňáček J., Životský O., Janoš P., Došek M., Chrobak A., Maryško M., Buršík J., Jirásková Y.: Structure and magnetic properties of synthesized fine cerium dioxide nanoparticles. J. Alloys Comp. 753 (2018) 167-175

Paidar V., Ostapovec A., Káňa T.: Dislocation Content of Non-Classical Twin Boundaries in Hexagonal Metals . Acta Phys. Pol. A 134 (2018) 692-694

Buršík J., Buršíková V., Rogl G., Rogl P.: Microstructure and Local Mechanical Properties of Skutterudites with Addition of Metallic Borides. Key Eng. Mater. 784 (2018) 9-14

Titov A., Jirásková Y., Životský O., Buršík J., Janičkovič D.: Microstructure and magnetism of Co2FeAl Heusler alloy prepared by arc and induction melting compared with planar flow casting. AIP Adv. 8 (2018) 047206

Bannov A., Jašek O., Prášek J., Buršík J., Zajíčková L.: Enhanced Ammonia Adsorption on Directly Deposited Nanofibrous Carbon Films. J. Sensors 2018 (2018) 7497619

Souček P., Zábranský L., Buršíková V., Buršík J., Debnárová S., Svoboda M., Peřina V., Vašina P.: Fracture Resistance Enhancement in Hard Mo-B-C Coatings Tailored by Composition and Microstructure. J. Nanomater. 2018 (2018) 5184587

Sklenička V., Kvapilová M., Král P., Dvořák J., Svoboda M., Podhorná B., Zýka J., Hrbáček K., Joch A.: Degradation processes in high-temperature creep of cast cobalt-based superalloys. Mater. Character. 144 (2018) 479-489

Rogl P., Romaka V., Buršík J., Michor H., Reissner M., Giester G., Homolová V.: Structure and properties of a novel boride (V0.92Fe0.08)2FeB2 with partially ordered U3Si2-type. J. Alloys Comp. 746 (2018) 638-647

Failamani F., Podloucký R., Buršík J., Rogl G., Michor H., Müller H., Bauer E., Giester G., Rogl P.: Boron-phil and boron-phob structure units in novel borides Ni3Zn2B and Ni2ZnB: experiment and first principles calculations. Dalton Trans. 47 (2018) 3303-3320



2017

Zábranský L., Buršíková V., Souček P., Vašina P., Dugáček J., Sťahel P., Buršík J., Svoboda M., Peřina V.: Thermal stability of hard nanocomposite Mo-B-C coatings. Vacuum 138 (2017) 199-204

Sklenička V., Kuchařová K., Kvapilová M., Svoboda M., Král P., Dvořák J.: Creep properties of simulated heat-affected zone of HR3C austenitic steel. Mater. Character. 128 (2017) 238-247

Čermák J., Král P., Roupcová P.: Improvement of hydrogen storage kinetics in ball-milled magnesium doped with antimony. Int. J. Hydrogen Energy 42 (2017) 6144-6151

Hadraba H., Husák R., Stratil L., Šiška F., Chlup Z., Puchý V., Michalička J.: Survey of oxide candidate for advanced 9%, 14% and 17%Cr ODS steels for fusion applications. Fusion Eng. & Design 124 (2017) 1028-1032

Jirásková Y., Buršík J., Zemanová A., Čížek J., Hruška P., Životský O.: Effect of hydrogen on Fe and Pd alloying and physical properties. Int. J. Hydrogen Energy 42 (2017) 6885-6901

Jirásková Y., Buršík J., Životský O., Luňáček J., Janoš P.: Magnetic and Mössbauer Study of Cerium-Based Reactive Sorbent. Acta Phys. Pol. A 131 (2017) 1096-1098

Kroupa A., Mazalová M., Richter K.: The reassessment of the Al-V system and new assessment of the Al-Si-V system. CALPHAD 59 (2017) 47-60

Ostapovec A., Buršík J., Krahula K., Král L., Serra A.: On the relationship between (1 1 -2 2) and (1 1 -2 6) conjugate twins and double extension twins in rolled pure Mg. Philos. Mag. 97 (2017) 1088-1101

Buršík J., Kuběna I., Buršíková V., Souček P., Zábranský L., Mirzaei S., Vašina P.: W-B-C Nanostructured Layers - Microstructure and Mechanical Properties. Solid State Phenom. 258 (2017) 416-419

Falat L., Ciripová L., Homolová V., Kroupa A.: The influence of isothermal ageing and subsequent hydrogen charging at room temperature on local mechanical properties and fracture characteristics of Martensitic- Bainitic weldments for power engineering. J. Mining Metall. B 53B (2017) 373-382

Buršíková V., Sobota J., Grossman J., Fořt T., Dupák L., Zábranský L., Souček P., Vašina P., Buršík J.: Study of Fracture Resistance of Nanolaminate Coatings Using Indentation and Impact Tests. Solid State Phenom. 258 (2017) 318-321

Hadraba H., Husák R., Stratil L., Šiška F., Chlup Z., Puchý V., Michalička J.: Survey of oxide candidate for advanced 9%, 14% and 17%Cr ODS steels for fusion applications. Fusion Eng. & Design 124 (2017) 1028-1032

Buršík J., Buršíková V., Souček P., Zábranský L., Vašina P.: Characterization of Ta-B-C nanostructured hard coatings. Mater. Sci. Eng. A 175 (2017) 012020

Titov A., Životský O., Hendrych A., Janičkovič D., Buršík J., Jirásková Y.: Co2FeSi Heusler Alloy Prepared by Arc Melting and Planar. Acta Phys. Pol. A 131 (2017) 654-656

Mrázek J., Boháček J., Vytykáčová S., Buršík J., Puchý V., Robert D., Kašík I.: Photolithographic patterning of nanocrystalline europium-titanate Eu2Ti2O7 thin films on silicon substrates. Mater. Lett. 209 (2017) 216-219

Sopoušek J., Kryštofová A., Premović M., Zobač O., Polsterová S., Brož P., Buršík J.: Phase diagram prediction, synthesis, characterization, and thermal stability. CALPHAD 58 (2017) 25-33


všechny publikace