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

Skupina struktury fází a termodynamiky

VedoucíRNDr. Aleš Kroupa, CSc.
E-mail [javascript protected email address]
Telefon+420 532 290 467, +420 532 290 474, +420 532 290 482
Místnost415, 409, 318
Nadřazená jednotkaOddělení experimentálních studií a modelování 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 473410 [javascript protected email address]
Ing. Tomáš Káňa, Ph.D. +420 532 290 423320 [javascript protected email address]
Ing. Lubomír Král, Ph.D. +420 532 290 427326 [javascript protected email address]
doc. Mgr. Jana Pavlů, Ph.D. +420 532 290 400310a [javascript protected email address]
RNDr. Milan Svoboda, CSc. +420 532 290 474409 [javascript protected email address]
Dr. Sanjay Gopal Ullattil +420 532 290 422319 [javascript protected email address]
Ing. Adéla Zemanová, Ph.D. +420 532 290 402302 [javascript protected email address]
Mgr. Ondřej Zobač, Ph.D. +420 532 290 401302 [javascript protected email address]

Doktorandi


JménoTelefonMístnostE-mail
Mgr. Ing. Sabina Kovaříková Oweis +420 532 290 424322 [javascript protected email address]
Mgr. Dávid Mikšík +420 532 290 424322

Diplomanti


JménoTelefonMístnostE-mail
Bc. Jakub Kolář +420 532 290 427326 [javascript protected email address]
David Novák +420 532 290 478405


ČísloNázevŘešitel
CZ.02.01.01/00/22_008/0004631 Materiály a technologie pro udržitelný rozvoj (MATUR)Ing. Petr Miarka, Ph.D.
8J23AT006 Syntéza a charakterizace bimetalických nanočástic na substrátuMgr. Ondřej Zobač, Ph.D.
22-22187S Teoretické a experimentální studium soustavy Al-Ge-Mg-Sn s využitím nové 3. generace dat při termodynamickém modelování metodou CALPHADRNDr. Aleš Kroupa, CSc.

VŠECHNY PROJEKTY


ČísloNázevŘešitel
8J19AT011 Half-Heuslerovy termoelektrické slitiny s vysokou entropií a s vysokou účinnostíRNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
18-25660J Komplexní teoretické a experimentální studium fázových diagramů pokročilých thermoelektrických materiálů na bázi Ag-Pb-Sn-Te a Pb-Se-Sn-TeRNDr. Aleš Kroupa, CSc.
17-21683S Kinetika ukládání vodíku v nových komplexních hydridech typu (Mg-Ni-M-S)-H
17-15405S Pokročilé experimentální a teoretické přístupy k fázovým diagramům nanoslitin se zahrnutím vlivu velikosti částicRNDr. Aleš Kroupa, CSc.
17-12844S Tepelná a fázová stabilita pokročilých termoelektrických materiálůRNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
15-17875S Lokální mikrostrukturní změny vyvolané statickou a dynamickou indentací nanostrukturovaných a nanolaminovaných povlakůRNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
7AMB15AT002 Spinodální rozpad v half-Heuslerových slitinách: nanostrukturní cesta k termoelektrikám s vysokou účinnostíRNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
GA14-15576S Komplexní studium fázových diagramů pokročilých kovových materiálů, kombinující ab initio a semiempirické modelování s experimentálními postupyRNDr. Aleš Kroupa, CSc.
LD11024 Teoretické a experimentální studium fázových diagramů nanomateriálůRNDr. Aleš Kroupa, CSc.
P108/11/0148 Difúze uhlíku v uhlíkem přesycených ferritických a austenitických ocelích
P108/11/2260 Vztah mezi mikrostrukturou a creepovým chováním precipitačně zpevněných slitin připravených metodou ECAPRNDr. Milan Svoboda, CSc.
P108/10/1908 Termodynamika intermetalických fází z pohledu teoretických a experimentálních přístupůRNDr. Aleš Kroupa, CSc.
106/09/0814 Kinetika desorpce vodíku v intermetaliku Mg2Ni-H modifikovaném vybranými intersticiálními elementy
202/09/1013 Nukleace a růst kyslíkových precipitátů v křemíkuRNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
106/09/0700 Termodynamika a mikrostruktura nanopráškových pájek šetrných k životnímu prostředíRNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
106/08/1241 Difúze železa v pokrokových objemových kovových sklech na bázi FeIng. Ivo Stloukal, Ph.D.
OC08053 Fázové rovnováhy ve vícesložkových soustavách Zn-Sn-X důležitých pro bezolovnaté pájky za vyšších teplotRNDr. Aleš Kroupa, CSc.
106/07/0010 Difúze vodíku v Mg-Ni slitinách modifikovaných vybranými prvky potlačujícími stabilitu hydridů
COST MP0602 HISOLD – Pokročilé materiály pro pájení za vyšších teplotRNDr. Aleš Kroupa, CSc.
106/07/1259 Kvazikrystalické fáze v systému Al-Pd-TMRNDr. Milan Svoboda, CSc.
106/07/1078 Teoretické a experimentální studium termodynamických vlastností intermetalických fází na bázi přechodných kovůRNDr. Aleš Kroupa, CSc.
KJB200410601 Slitiny stříbra, india a cínu jako možné materiály pro bezolovnaté pájky: interakce s niklem a paládiemIng. Adéla Zemanová, Ph.D.
2A-1TP1/067 Výzkum technologií pro přenos vysokopotencionálního tepla z jaderného zdroje
106/05/2115 Difúze složek v perspektivních slitinách a kompozitech na bázi MgIng. Ivo Stloukal, Ph.D.
202/05/0607 Příprava uhlíkových mikro- a nanostruktur plazmovými technologiemiRNDr. Jiří Buršík, CSc., DSc.
NMP2-CT-2003- 505504 European Lead - Free Soldering NetworkRNDr. Aleš Kroupa, CSc.
106/04/0228 Vliv difúze Fe, Nb a Mo na strukturní stabilitu FINEMET a NANOPERM slitin
106/03/1355 Transportní procesy během tepelného zpracování ve slitinách Mg - Al
Z2041904-I003 Difúze galia v polykrystalickém hořčíkuIng. Ivo Stloukal, Ph.D.
Z2041904-I004 Difúze izotopů 67Ga a 114mIn po hranicích zrn v Ni3Al
COST OC 531.02 Lead Free Solder MaterialsRNDr. Aleš Kroupa, CSc.
106/01/0384 Difúzní vlastnosti intermetalik se strukturou L12:Ni3Ga jako modelový systém
106/01/0379 Termodynamika a difúze hliníku a uhlíku v ocelích
106/01/0382 Zpětná difúze intersticiálních prvků ve svarových spojích ocelí
106/00/0173 Vzájemná difúze substitučních prvků v modifikovaných intermetalikách Ni3Al
106/99/1179 Permeabilita vodíku intermetalickými slitinami na bázi Ni3Al
OC P3.110 Simulace difúze po hranicích zrn
106/98/1368 Difúzní zpracování vrstev připravených plazmovou nitridací
106/98/1367 Termodynamika a difúze fosforu a uhlíku v ocelích
106/96/0261 Difuze po hranicích zrn v intermetalických sloučeninách Ni3Al modifikovaných železem, chromem a zirkoniem
IAA2041501 Difúze niklu po hranicích zrn intermetalických sloučenin Ni3Al a NiAl s příměsemi bóru a v tuhých roztocích Ni-Al(-B)
106/95/1532 Vliv Cr, Ni, a Si na redistribuci uhlíku ve feritických svarových spojích
106/94/0308 Simultánní difúze dusíku a uhlíku ve svarových spojích ocelí
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
IA24104 Redistribuce uhlíku ve svarových spojích feritických ocelí

VŠECHNY PROJEKTY

Diferenciální skenovací kalorimetry DSC 204 Phoenix (pro nízké teploty) a DSC 404 Pegasus (pro vysoké teploty) firmy Netzsch

Kontakt: RNDr. Aleš Kroupa, CSc.
Přístroje jsou používány pro studium fázových přeměn v tuhých látkách v oblasti nízkých teplot (- 180  °C až 700 °C) – DSC 204 a vysokých teplot do 1600 °C – DSC404

Setaram PCT PRO – E&E

Kontakt:
Plně automatizovaný přístroj pro měření desorpce a absorpce plynů Sievertsovou metodou.

Diamantová pila LECO VC-50

Kontakt:
Pila s diamantovým řezným kotoučem pro přesné řezy s malou deformací. Je vhodná pro řezání extrémně tvrdých materiálů - keramiky i kovů.

IR PEC MILA-5000 ULVAC-RIKO, Inc.

Kontakt: Ing. Lubomír Král, Ph.D.
Pec s velmi rychlým ohřevem a ochlazením experimentálních vzorků ve vakuu, ochranné atmosféře nebo na vzduchu.

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.

Mikrotom Leica RM2255

Kontakt: Ing. Lubomír Král, Ph.D.
Rotační automatický mikrotom pro precizní řezání radioaktivních vzorků s přesným nastavením vzorků s nulovým referenčním bodem.

Pec Balzers VSG 02

Kontakt:
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.


2024

Rogl G., Binder G., Michor H., Buršík J., Eiberger M., Grytsiv A., Giester G., Rogl P.: Tau-borides (Mnx{Ru,Os,Ir}1-x)23B6: X-ray single crystal and TEM data, physical properties. J. Alloys Comp. 993 (2024) 174604

Jirásková Y., Buršík J., Gembalová L., Čížek J., Pytlik J., Životský O.: Effect of Si and Al on structural and physical properties of ternary and quaternary Co2Fe-based Heusler alloys. Physica B 673 (2024) 415463

Brož P., Vřešťál J., Sopoušek J., Weiss K., Buršík J., Buršíková V., Záděra A., Müller P., Čupera J., Rogl G., Parzer M., Bauer E., Michor H., Rogl P.: High entropy alloys (FeCoNi)0.75Cr(0.25-x)Cux - thermal stability and physical properties. J. Alloys Comp. 993 (2024) 174628

Rogl G., Eiberger M., Steiner S., Michor H., Buršík J., Giester G., Grytsiv A., Rogl P.: Borides Mn3-x{Rh,Ir}5B2 with Ti3Co5B2-type: X-ray single crystal and TEM data, physical properties. Solid State Sciences 154 (2024) 107583

Romaka V., Rogl G., Buršík J., Grytsiv A., Giester G., Rogl P.: Novel compounds in the Sc-rich part of the systems Sc-{Co,Pd,Pt}-Ga: Structure and bonding. J. Alloys Comp. 998 (2024) 174864

Friák M., Čípek P., Pavlů J., Zobač O., Roupcová P., Miháliková I., Holec D., Msallamová Š., Michalcová A.: Structure-property relations in Pb-supersaturated metastable Sn-rich Pb-Sn alloys. Metall. Mater. Trans. A 55 (2024) 1867-1877

Brož P., Yan X., Romaka V., Fabrichnaya O., Kriegel M., Buršíková V., Buršík J., Vřešťál J., Rogl G., Michor H., Bauer E., Eiberger M., Grytsiv A., Giester G., Rogl P.: Constitution, physical properties and thermodynamic modeling of the Hf-Mn system. J. Alloys Comp. 976 (2024) 173060

Friák M., Zobač O., Chlup Z., Fikar O., Papež P., Zelený M., Kroupa A.: Materials properties of defect-stabilized off-stoichiometric tau-phase Al2Ge2Mg. Intermetallics 169 (2024) 108294

Failamani F., Grytsiv A., Buršík J., Giester G., Rogl P.: The Ce-Ni-Si system revisited: More homologue compounds?. Inorganic Chemistry 63 (2024) 8604-8614

Wibner P., Kriegel R., Garstenauer D., Zobač O., Kuběna I., Rösch N., Seyller T., Armbrüster M., Richter K.: Facile thermodynamically controlled synthesis of intermetallic Zn1-xPdx/Al2O3 and its methanol steam reforming properties. Journal of Physical Chemistry C 128 (2024) 6906-6916



2023

Zobač O., Žižka R., Roupcová P., Kroupa A.: Experimental study of the Ni-Se-Sn phase diagram isothermal sections at 800 K, 1000 K and 1100 K. J. Phase Equil. Diffus. 44 (2023) 594-605

Král L., Chesalkin A., Čermák J., Roupcová P., Prusov E.: Influence of Fe on the hydrogen storage properties of LaCeNi alloys. Langmuir 39 (2023) 6061-6068

Homolová V., Čiripová L., Zobač O., Zemanová A., Falat L.: Experimental investigation phase equilibria of the Ho-Ir-O ternary system at 1073 K. Materials 16 (2023) 5406

Životský O., Jirásková Y., Buršík J., Janickovic D., Čížek J.: Effect of rapid solidification in Mn2FeSi alloy formation and its physical properties. J. Magn. Magn. Mater. 580 (2023) 170914

Mrázek J., Kamrádková S., Buršík J., Skála R., Bartoň I., Vařák P., Baravets Y., Podrazký O.: Nanocrystalline (HoxY1-x)2Ti2O7 luminophores for short- and mid-infrared lasers. Journal of Sol-Gel Science and Technology 107 (2023) 320-328

Zobač O., Karpíšková L., Kroupa A.: Experimental study of the ternary phase diagram Al-Ge-Mg. J. Phase Equil. Diffus. 44 (2023) 127-136

Zobač O., Kroupa A.: CALPHAD-Based thermodynamic description of the binary phase diagram Ge-Ti. J. Phase Equil. Diffus. 44 (2023) 115-126



2022

Jirásková Y., Pizúrová N., Buršík J., Friák M., Čížek J., Vlasák T., Čegan T., Nikodym M., Luňáček J.: Magneto-structural correlations in Fe-25 at%Al influenced by substitution of Fe by Co and by thermal treatment. J. Alloys Comp. 904 (2022) 163996

Zobač O., Richter K., Kroupa A.: Experimental Phase Diagram of the Ag-Se-Sn System at 250, 400 and 550 °C. J. Phase Equil. Diffus. 43 (2022) 32-42

Svoboda J., Drdlíková K., Drdlík D., Kroupa A., Michalička J., Maca K.: Doping of alumina ceramics by manganese Thermodynamical and experimental approach. Process. Appl. Ceram. 16 (2022) 13-21

Zobač O., Zemanová A., Chen S., Kroupa A.: CALPHAD-Type Assessment of the Pb-Se-Sn System. J. Phase Equil. Diffus. 43 (2022) 243-255

Pizúrová N., Buršík J., Sojková T., Roupcová P., Schneeweiss O.: Magnetic properties and morphology of ultra-small iron oxide nanoparticles. J. Phys.: Conf. Series 2315 (2022) 012023

Jirásková Y., Zažímal F., Buršík J., Svoboda T., Dzik P., Homola T.: Structural and physical characterization of iron-oxide based inks for inkjet printing. J. Magn. Magn. Mater. 562 (2022) 169810

Romaka V., Rogl G., Buršíková V., Buršík J., Michor H., Grytsiv A., Bauer E., Giester G., Rogl P.: Physical properties of {Ti,Zr,Hf}2Ni2Sn compounds. Dalton Trans. 51 (2022) 361-374

Verma R., Král L., Ostapovec A.: Faceting of {11-26} twin interfaces in rolled pure magnesium. Philos. Mag. 102 (2022) 861-874

Král P., Dvořák J., Sklenička V., Horita Z., Takizawa Y., Tang Y., Král L., Kvapilová M., Roupcová P., Horváth J.: Creep Resistance of S304H Austenitic Steel Processed by High-Pressure Sliding. Materials 15 (2022) 331

Čermák J., Král L., Roupcová P.: Hydrogen storage in TiVCrMo and TiZrNbHf multiprinciple-element alloys and their catalytic effect upon hydrogen storage in Mg. Renewable Energy 188 (2022) 411-424

Jirásková Y., Buršík J., Životský O., Luňáček J., Alexa P., Uhlar R., Ederer J., Janoš P.: Nanostructured magnetite-ceria-based composite: synthesis, calcination, properties, and applications. J. Alloys Comp. 916 (2022) 165481

Pizúrová N., Hlaváček A., Kavčiaková Z., Roupcová P., Kuběna I., Buršík J., Sokovnin S.: Nanoceria prepared by electron beam evaporation. Nanocon 2022 Conference proceedings 2022 (2022) 33-38

Romaka V., Rogl G., Binder G., Michor H., Buršík J., Grytsiv A., Giester G., Rogl P.: Phase relations, structure, properties and DFT study of compounds in the Sc-rich part of the systems Sc-{Mn,Fe,Co,Ni}-Ga. J. Alloys Comp. 919 (2022) 165540

Buršík J., Charvátová Campbell A., Havlíček M., Klapetek P., Kelarová Š., Přibyl R., Václavik R., Stupavská M., Buršíková V.: Surface morphology of nanostructured plasma-polymer thin films deposited under dusty plasma conditions. J. Phys.: Conf. Series 2315 (2022) 012017

Chen S., Kroupa A., Du J., Zemanová A., Hutabalian Y., Vřešťál J., Chiu K.: Experimental and Theoretical Study of the Ag-Sn-Te Phase Diagram. J. Phase Equil. Diffus. 43 (2022) 139-163

Čermák J., Král L., Roupcová P.: A new light-element multi-principal-elements alloy AlMg2TiZn and its potential for hydrogen storage. Renewable Energy 198 (2022) 1186-1192


všechny publikace