Řešené a ukončené projekty

Pokročilé modelování a charakterizace pro využití výkonových polovodičových materiálů a technologií (AddMorePower)

Vývoj a integrace nových materiálů pro mikroelektronické polovodičové technologie vždy zásadně závisely na fyzikálních charakterizačních technikách a prediktivním modelování. S rychlým a masovým rozšířením výkonové elektroniky, která umožňuje jak digitalizaci a elektrifikaci naší společnosti na jedné straně, tak výrobu a přeměnu elektrické energie potřebné pro tento přechod na straně druhé, vyvstávají zcela nové požadavky na koncepci a integraci polovodičových a propojovacích materiálů. AddMorePower poskytne nezbytné charakterizační a modelovací techniky, které odpovídají konkrétním potřebám nadcházejících generací výkonových polovodičových technologií, které budou integrovat a rozvíjet mono- a polykrystalické materiály v dosud nevídaném rozsahu. Činnosti IPM budou věnovány vývoji fyzikálně založeného přístupu k modelování, včetně anizotropní pružnosti, plasticity, tvorby dutin a koalescence a tvorby nečistot a vakancí. Ambiciózním cílem je propojit všechny efekty a jejich interakce a implementovat je do simulačního nástroje připraveného k použití a poskytnout požadované materiálové parametry pro simulaci chování vrstvy mědi při tepelném zatížení.  

The AddMorePower project has received funding from the European Union’s Horizon Europe research and innovation programme under grant agreement No. 101091621.

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.  

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 958192.

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.

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.

---