Řešené a ukončené projekty

Tailoring ODS materials processing routes for additive manufacturing of high temperature devices for aggressive environments (topAM)

Europe’s industry is facing many challenges such as global competition and the big change towards energy and resource efficiency. topAM can contribute to these demands by development and application of novel processing routes for new oxide-dispersoid strengthened (ODS) alloys on FeCrAl, Ni and NiCu basis. Novel ODS materials offer a clear advantage for the process industry by manufacturing e.g. topology-optimized, sensor-integrated high temperature devices (gas burner heads, heat exchangers) that are exposed to aggressive environments. Alloy and process development will be targeted by an advanced integrated computational materials engineering (ICME) approach combining computational thermodynamics, microstructure and process simulation to contribute to save time, raw materials and increase the component’s lifetime. Physical alloy production will be realized by combining nanotechnologies to aggregate ODS composites with laser-powder bed fusion and post-processing. The ICME approach will be complemented by comprehensive materials characterization and intensive testing of components under industrially relevant in-service conditions. This strategy allows to gain a deeper understanding of the processmicrostructure- properties relationships and to quantify the improved functionalities, properties and life cycle assessment. This will promote cost reduction, improved energy efficiency and superior properties combined with a significant lifetime increase. The consortium consists of users, materials suppliers and research institutes that are world leading in the fields relevant for this proposal, which guarantees efficient, high-level, application-oriented execution of topAM. The industrial project partners, in particular the SMEs, will achieve higher competitiveness due to their strategic position in the value chain of materials processing, e.g. powder production, to strengthen Europe's leading position in the emerging technology field of AM in a unique combination with ICME.

Vlastnosti nanoprášků připravených pulzním elektronovým svazkem při nízkém tlaku plynu

Navrhovaný projekt je zaměřen na základní materiálový výzkum s přesahem do aktuálních medicínských aplikací. Vývoj nových farmaceutických produktů na bázi nanočástic je horkým tématem současného nanomateriálového výzkumu zejména s ohledem na nedávná zjištění vážné toxicity některých dosud používaných nanočástic kovů a možnosti jejich účinné a bezpečnější náhrady nanočásticemi jejich oxidů. Jedná se zejména o Ce02 pro radiační onkologii, Gd2O3 a MnO jako kontrastní látky MRI, ZnO a TiO2 jako protinádorová činidla, Al2O3 a AgO jako antibakteriální činidla a Fe3O4 / yFe2O3 pro hypertermickou léčbu nádorů. Unikátní vlastnosti nanočástic jsou podmíněné jejich velikostí, tvarem, ale i kvalitou povrchu (vakancemi a povrchovými defekty), které jsou formovány v procesu přípravy. Proto navrhujeme provést obsáhlý experimentální i teoretický výzkum vybraných nanoprášků oxidů kovů připravených pomocí patentované fyzikální metody, umožňující optimalizovanou syntézu nanoprášků s povrchovými defekty, čímž lze dosáhnout vyšší reaktivity a zvýšené biologické aktivity.

Výzkum a vývoj tepelného zpracování v energeticky úsporných pecích pro tvarovou stálost ložiskových komponent

Projekt je zacílen na VaV tepelného zpracování ložiskových komponentů v energeticky účinných pecích pro dosažení vysoké tvarové stálosti těchto ložiskových komponentů.

Ultrazvuková zařízení pro gigacyklové únavové zkoušky materiálů

Projekt je zaměřený na vývoj zařízení pro testy materiálů v oblasti gigacyklové únavy. Zařízení bude zatěžovat materiál frekvencí 20 kHz. Tak bude možno měřit extrémní životnosti materiálů typicky do 10 miliard cyklů. Této meze dosáhne zařízení za 6 dní. Tyto zkoušky jsou unikátní a v současném základním výzkumu velmi žádané. Vzniknou dvě varianty prototypů zařízení: (i) pro zatěžování plně reverzním cyklem tah-tlak a (ii) pro zatěžování s přidanou statickou složkou zatížení s kapacitou 20 kN.

Výzkum odolnosti odlitků radiálních kol turbodmychadel proti termomechanickému namáhání a techniky zvyšování mechanických hodnot

Projekt řeší problematiku odolnosti radiálních kol turbodmychadel proti termomechanickému namáhání. K získání těchto dat iniciujeme zcela unikátní výzkum, vedoucí ke stanovení interakce termomechanické odolnosti používaných niklových superslitin, ve vazbě na nastavení technologického procesu přesného lití (výsledná struktura, mechanické vlastnosti odlitku).

Energeticky úsporná opatření ÚFM AV ČR, v. v. i. zejména budovy dílen a elektronové mikroskopie

Na Ústavu fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. byl úspěšně zahájen projekt "ENERGETICKY ÚSPORNÁ OPATŘENÍ ÚFM AV ČR, v. v. i. ZEJMÉNA BUDOVY DÍLEN A ELEKTRONOVÉ MIKROSKOPIE". V rámci realizace projektu dojde k energeticky úsporným opatřením, zejména zateplení obvodového pláště budovy dílen a elektronové mikroskopie, výměně otvorových výplní, instalace nové vzduchotechniky a modernizaci osvětlení. Součástí projektu je rovněž vybudování FVE na hlavní budově.

Mezinárodní mobilita pracovníků ÚFM

Projekt je zaměřen na posílení mezinárodní spolupráce a rozvoj hlavně juniorských vědeckých pracovníků Ústavu fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. Realizace projektu přispěje k posílení kooperace s významnými výzkumnými organizacemi a jejich vědeckými a vedoucími pracovníky. Uskutečnění jednotlivých mobilit přispěje k rozvoji nejen samotných účastníků, ale celého pracoviště ústavu. Současně lze očekávat vyšší publikační činnost a zapojení ústavu do příprav a řešení mezinárodních projektů.

---

Výzkum a vývoj technologií přesného lití žárových částí leteckých motorů a vysoce náročných odlitků

Projekt řeší problematiku zavedení pokročilé technologie přesného lití žárových částí leteckých motorů a odlitků axiálních kol turbodmychadel. Spolehlivost a vysoká životnost odlitku, je do jisté míry determinována tolerancí materiálu k povrchovým defektům, které se mohou při provozu objevit. V projektu se tedy budeme hlouběji zabývat souvislostí mezi strukturou materiálu, povrchovými defekty a únavovým a creepovým poškozením.

---