Počkejte prosím chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFTOP  → Studium → Doktorské studium → Témata disertačních prací na FTOP → Detail programu
iduzel: 63400
idvazba: 75578
šablona: stranka
čas: 14.8.2022 11:13:53
verze: 5113
uzivatel:
remoteAPIs: https://studuj-api.cis.vscht.cz/cms/program?weburl=/studium/doktorske/temata-disertacnich-praci
branch: trunk
Server: 147.33.89.150
Obnovit | RAW

Chemie a technologie materiálů

Chemie a technologie materiálů

Doktorský program, Fakulta chemické technologie

Cílem studia doktorského studijního programu Chemie a technologie materiálů je příprava špičkových odborníků s širokými znalostmi v oblasti kovových, anorganických nekovových a polymerních materiálů. Studenti budou mít teoretický i praktický přehled o souvislostech mezi přípravou, chemickým složením a užitnými vlastnostmi materiálů. Program má silný teoretický základ vycházející z chemie a fyziky materiálů, fyzikálněchemických a chemicko-inženýrských principů popisu materiálů a materiálových technologií. Při řešení svých disertačních prací se prakticky seznámí s řadou moderních metod pro přípravu, analýzu a charakterizaci různých typů materiálů včetně nanostrukturovaných materiálů a biomateriálů pro medicínu.

Uplatnění

Absolventi studia budou experty v oblasti materiálů a materiálových technologií. Uplatní se především ve vědecké oblasti, ale i v řídící sféře ve státních i průmyslových organizacích zaměřených na materiály a materiálové technologie.

Detaily programu

Jazyk výuky český
Standardní doba studia 4 roky
Forma studia kombinovaná , prezenční
Garant studia prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
Místo studia Praha
Kapacita 20 studentů
Kód akreditace (MŠMT kód) P0711D130007
VŠCHT kód D102
Počet vypsaných témat 49

Vypsané disertační práce pro rok 2022/23

Analýza procesu přeměny kmene na sklo

Garantující pracoviště: Laboratoř anorganických materiálů
Školitel: Ing. Richard Pokorný, Ph.D.

Anotace


Hlavním cílem práce je analýza jednoho z kritických procesů při přeměně kmene, a to vývinem a kolapsem primární pěny na rozhraní kmen-tavenina. Primární pěna, která působí jako izolační vrstva zabraňující přenosu tepla do reagujícího kmene, je výsledkem mnoha různých reakcí uvolňujících plyny, které jsou zachyceny ve vrstvě primární taveniny na rozhraní kmene a skla. Bude studována morfologie pěny a chemické reakce uvolňující plyny.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Laboratoř anorganických materiálů, VŠCHT Praha

Analýza příčin poškození historických objektů

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.

Anotace


Příčiny poškození historických objektů nejsou vždy na první pohled jasně identifikovatelné. Pokud je poškození způsobeno mikroskopickými změnami ve struktuře materiálu, je třeba použít pokročilé analytické metody, např. transmisní elektronovou mikroskopii. V práci budou výsledky z historických materiálů srovnány s modelovými vzorky.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Biodostupnost arsenu a antimonu v oblastech zatížených dopravou

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek
Školitel: doc. Ing. Barbora Doušová, CSc.

Anotace


Antimon (Sb) - dnes poměrně neznámý a málo citovaný toxický prvek, se stává nebezpečným pro životní prostředí. Jeho sloučeniny se používají jako nehořlavé příměsi v řadě průmyslových výrob (automobilový průmysl, výroba PET lahví atd.); stále se zvyšující koncentrace tohoto prvku je výzvou pro geochemický a materiálový výzkum. Cílem disertační práce bude studovat stabilitu sloučenin Sb vstupujícího do prostředí (otěr z brzdových destiček) a jeho následné chování v systému půda - podzemní a povrchová voda. Budou porovnány geochemické vlastnosti antimonu a arsenu z hlediska stability v prostředí a dostupnosti pro lidský organismus (dýchací trakt). Další část bude věnována monitoringu vybrané zatížené lokality.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, VŠCHT Praha

Degradace 3D tištěných kovových materiálů vodíkem

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch

Anotace


V souvislosti se současnými ekologickými trendy v lidské společnosti jsou stále více zmiňovány a rozvíjeny vodíkové technologie. Je však dlouhodobě známo, že vodík negativně ovlivňuje mechanické vlastnosti některých typů kovových materiálů. Vodíkové zkřehnutí, tzn. snížení plasticity a houževnatosti materiálu díky působení vodíku, které někdy vede k jeho katastrofickému selhání, bylo mnohokrát prokázáno např. pro titanové slitiny, vysoce pevné oceli a další materiály. Nedávné výzkumy však ukázaly, že materiály vyrobené 3D tiskem z kovových prášků jsou na vodíkové zkřehnutí náchylnější než materiály vyrobené klasickou metalurgickou cestou. Důvodem jsou specifické strukturní rysy 3D tištěných materiálů (velice jemná struktura, mnoho fázových rozhraní, vnitřní pnutí atd.). V rámci disertační práce bude u technicky významných 3D tištěných slitin (titanové slitiny, vysoce pevné oceli a další) studován vliv vodíku na vlastnosti, zejména mechanické (lomy, houževnatost, zkřehnutí, únava...). K prostudování mechanismů působení vodíku bude využita řada náročných experimentálních technik - mechanické, strukturní, fázové, chemické analýzy (tah, tlak, ohyb, tvrdost, únava, LM, SEM, TEM, XRD, AFM, FA, Kelvinova sonda, absorpční/desorpční charakteristiky vodíku...). Výsledkem budou zcela nové poznatky o interakcích 3D tištěných kovových materiálů s vodíkem použitelné jak v konstrukcích energetických a chemických zařízení, tak v moderních pohonných vodíkových systémech.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Glazury s řízenou odrazivostí

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Školitel: doc. Ing. Alexandra Kloužková, CSc.

Anotace


Povrchy keramických výrobků bývají upravovány nanášením různých vrstev, nejpoužívanějšími povrchovými úpravami jsou glazury - stabilní skelné povlaky. Použitím vhodných přísad/pigmentů do glazur lze upravit konečné vlastnosti keramického výrobku např. střešní krytiny. Disertační práce bude zaměřena na přípravu glazur s řízenou odrazivostí tzv. „cool roof“ systémů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, VŠCHT Praha

Hydratační a sorpční vlastnosti porézních aluminosilikátů

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek
Školitel: doc. Ing. Barbora Doušová, CSc.

Anotace


Některé aluminosilikáty, ale i práškový stavební odpad, biochar, lignin jsou schopné absorbovat a zadržovat ve srovnání s půdami a sedimenty velké množství vody. Smísení těchto materiálů s vybranými půdními profily formou řízeného přídavku mohou ovlivnit vysychání půd, které se stává vzhledem ke stále častěji se vyskytujícím "suchým obdobím", a celkově nižším srážkovým úhrnům zásadním ekologickým problémem. Metoda přídavku materiálu s vysokou nasákavostí do ekosystému může významně přispět k lepšímu hospodaření s vodou a vyrovnání vodního cyklu. Vzhledem k příznivým strukturním a povrchovým vlastnostem budou tyto materiály testovány jako potencionální sorbenty toxických iontů z vodných systémů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, VŠCHT Praha

Charakterizace a modelování neoxidové a vysokoentropické keramiky připravené metodou spark plasma sintering (SPS)

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Školitel: prof. Dr. Dipl.-Min. Willi Pabst

Anotace


Tato disertační práce je zaměřena na výzkum fázového složení, mikrostruktury a vlastností neoxidové keramiky, včetně karbidů, nitridů MAX (MAB) fází a tzv. vysokoentropické keramiky, připravené metodou spark plasma sintering (SPS). Práce se zabývá detailním studiem závislosti vlastností na podmínkách slinování (včetně teploty, tlaku, rychlosti ohřevu a doby výdrže), fázového složení a mikrostrukturních parametrů získaných keramických materiálů. K tomuto účelu budou aplikovány metody rentgenové difrakce (XRD), skenovací elektronové mikroskopie (SEM) s energeticky disperzní spektroskopií (EDS), optické mikroskopie, včetně obrazové analýzy na základě stereologie, a budou provedeny systematická měření elastických vlastností získaných materiálů. Práce navíc zahrnuje modelování na mikro-/mesostrukturní úrovni a také modelování na základě prvních principů (pro předpověď stabilních struktur získaných materiálů). Výsledky modelování budou srovnány s experimentálními výsledky.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, VŠCHT Praha

Inteligentní materiály pro optiku a elektroniků

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek
Školitel: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace


kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha

Intermetalická pojiva pro diamantové nástroje

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: prof. Ing. Pavel Novák, Ph.D.

Anotace


Diamantové kompozity jsou důležité pro řadu odvětví současného průmyslu. Kvůli socioekonomickým omezením a zdravotním aspektům však musejí být zvažovány nekonvenční bezkobaltová pojiva, která budou pevná, přilnavá k diamantu a slinovatelná při relativně nízkých teplotách (do 750 °C). Tento projekt si klade za cíl popsat základy nového řešení – použití intermetalických pojiv. Diamantové částice budou povlakovány přechodným kovem a následně reaktivně slinovány s přídavkem hliníkového prášku za vzniku pevného aluminidového pojiva odolávajícího otěru a oxidaci. Proces přípravy bude vyvinut a popsán z pohledu mechanismu a kinetiky reaktivní sintrace. Připravené kompozity budou komplexně charakterizovány z pohledu mikrostruktury, fázového složení, mechanických, tribologických a chemických vlastností. Bude rovněž popsán vliv matrice na odvod tepla a úroveň grafitizace diamantu v průběhu přípravy kompozitu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Kalcinované jíly v portlandském cementu

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Školitel: Ing. Martina Šídlová, Ph.D.

Anotace


V současné době je jedním z hlavních směrů výzkumu stavebních hmot nalezení postupů pro snížení energetické spotřeby a snížení emisí CO2 při jejich výrobě. Jednou z možností je částečná náhrada slínku v cementu hydraulicky aktivními látkami. Mezi takové látky patří i kalcinované kaolinitické jíly. Kalcinovaný jíl (jeho amorfní část), stejně jako běžně používaný elektrárenský popílek, reaguje s Ca(OH)2 za vzniku hydrátů podobných hydrátům v zatvrdlém portlandském cementu. Přísada kalcinovaného jílu do cementu nebo betonu umožňuje výrobu stavebních hmot s nižšími emisemi CO2 a s nižšími energetickými nároky. Kalcinovaný jíl může nahradit standardně používaný elektrárenský popílek. To je důležité v další perspektivě, kdy dojde k útlumu uhelných elektráren a ke snížení dostupnosti přísady elektrárenských popílků do cementu a betonu. Cílem práce je nalezení možností pro použití kaolinitických jílů s nižší kvalitou jako součást cementu v kalcinované formě. Pozornost bude zaměřena na kaolinitické jíly české provenience. Dizertační práce je v souladu se strategickým projektem VŠCHT – CirkTech „Výzkum oběhového hospodářství v oblasti stavebních hmot a kovonosných odpadů“.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, VŠCHT Praha

Keramika s řízenými vlastnostmi v systému CaO-Al2O3-SiO2

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Školitel: doc. Ing. Alexandra Kloužková, CSc.

Anotace


Keramické materiály v soustavě CaO-Al2O3-SiO2 se používají pro řadu aplikací. Vhodným složením surovin a jejich následným tepelným zpracováním lze připravit materiály s řízenou prodlevou v oblasti malých délkových změn v průběhu výpalu. Práce bude zaměřena na predikci chování směsí v oblasti MDZ a charakterizaci konečných produktů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, VŠCHT Praha

Koroze a životnost materiálů pro kontejnery hlubinného úložiště radioaktivního odpadu

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: doc. Ing. Jan Stoulil, Ph.D.

Anotace


Tématem dizertační práce budou materiály pro český koncept kontejneru pro hlubinná úložiště vyhořelého jaderného paliva. Experimentální část práce bude zaměřena na elektrochemické a expoziční testování uhlíkové oceli a korozivzdorné oceli, doplněné o nezbytné analýzy změn v okolním prostředí i na povrchu materiálu. Bude stanovena rychlost rovnoměrné koroze a její vývoj v čase pro dlouhodobou predikci životnosti kontejneru. Budou stanoveny také kritické podmínky pro vznik nechtěné lokalizované koroze, která je způsobena převážně synergickým působením mikrobiální aktivity a radiolýzy.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Kovové materiály vyrobené 3D tiskem technologií SLM (Selective Laser Melting)

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch

Anotace


3D tisk technologií SLM (Selective Laser Melting), je perspektivní metoda pro výrobu náročných konstrukčních součástek i lékařských implantátů, neboť umožňuje zhotovení i velmi složitých tvarů, vysoce porézních struktur atd. V práci budou studovány mikrostruktury, mechanické, korozní, případně biologické vlastnosti titanových slitin, korozivzdorných ocelí, vysoce pevných ocelí, biodegradovatelných materiálů, případně lehkých slitin, vyrobených technologií SLM. Rovněž budou studovány vlivy parametrů procesu SLM na vlastnosti vyrobených materiálů. Studium umožní navržení technologie a procesních parametrů vhodných pro získání materiálů s požadovanými vlastnostmi.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Ladění luminiscence dopovaním vzácných zemin do monokrystalického a nanokrystalického ZnO pro využití ve fotonice

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Školitel: doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D.

Anotace


Projekt je zaměřen na experimentální i teoretickou studii atraktivního materiálu, kterým je ZnO dopovaný vzácnými zeminami. Zkoumáno bude ovlivňování vlastních a vytváření nových defektů ve struktuře ZnO a také, jak kombinace RE s defekty nebo dalšími prvky ovlivňují UV-VIS-NIR luminiscenci.Připravené dopované monokrystalické a nanokrystalické struktury ZnO budou testovány na potenciální využití jako fotonické členy s řízenou luminiscencí v UV-VIS-NIR oblasti vhodné pro degradaci organických látek ve vodě.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, VŠCHT Praha

Laserové modifikace povrchu 3D tištěných kovových materiálů

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch

Anotace


Laserovým paprskem o dostatečné energii je možno ohřívat a tavit povrchové vrstvy kovů, případně měnit jejich chemické složení. Tato technologie se využívá k modifikaci povrchů s cílem zvýšení tvrdosti, otěruvzdornosti nebo korozní odolnosti pro použití v náročných podmínkách. Práce se soustřeďuje na 3D tištěné kovové materiály, neboť u nich má povrch specifickou strukturu a morfologii (drsnost, defekty, pnutí atd.), čímž může dojít k negativnímu ovlivnění některých vlastností. V disertační práci budou pomocí laserového paprsku modifikovány vlastnosti povrchů 3D tištěných kovových materiálů (slitiny Al, Ti, Fe). Natavením a velice rychlým ztuhnutím povrchových vrstev budou získány silně nerovnovážné struktury materiálů s mikrokrystalickou, nanokrystalickou až amorfní strukturou. Kromě toho dojde ke změně morfologie povrchu materiálu. Do natavených povrchových vrstev budou také přidávány další práškové kovy, čímž dojde k povrchovému legování. Budou tak získány povrchové vrstvy s výrazně odlišnými chemickými a mechanickými vlastnosti v porovnání se základním materiálem. U modifikovaných povrchových vrstev bude studováno fázové a chemické složení, mikrostruktura, mikrotvrdost, tribologické a korozní chování. Budou studovány vztahy mezi parametry procesu povrchové modifikace a výslednými vlastnostmi.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Mechanismus korozního praskání korozivzdorných ocelí v přítomnosti chloridových depozitů v atmosféře

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: Ing. Tomáš Prošek, Ph.D.

Anotace


Jsou-li správně vybrány a aplikovány, korozivzdorné oceli vykazují vynikající dlouhodobou odolnost. Pro výběr vhodných korozivzdorných ocelí pro vodné elektrolyty je k dispozici dostatek dat, což však neplatí pro aplikace v atmosférických podmínkách. Případy selhání zavěšených stropních konstrukcí a dalších komponent prokázaly, že austenitické korozivzdorné oceli podléhají koroznímu praskání (KP) ve specifických atmosférických podmínkách charakterizovaných tvorbou koncentrovaných chloridových roztoků pod úsadami vysoce rozpustných chloridových solí i při nízkých teplotách. Toto bylo pozorováno v plaveckých halách, pro horolezecké skoby v přímořských oblastech a v petrochemickém průmyslu. Bezpečností komise Mezinárodní horolezecké asociace (UIAA) připravila ve spolupráci s VŠCHT nový standard, který klasifikuje horolezecké skoby do tříd podle jejich odolnosti proti KP a dalším formám korozního napadení. Dalším krokem bude klasifikace prostředí, která však vyžaduje hlubší porozumění korozním mechanismům za daných podmínek. V práci budou systematicky studovány faktory ovlivňující iniciaci a šíření KP jako například depoziční mechanismus, složení a koncentrace úsad, tahové napětí, vliv štěrbin a akumulace agresivních iontů, chemické složení skal, opakované odstraňování úsad deštěm a kondenzací, složení korozivzdorných ocelí a jejich mikrostruktura a další. Důraz bude věnován in situ experimentům pomocí rentgenové mikrotomografie (μ-CT), která umožňí sledovat vznik a šíření trhlin v reálném čase. Zároveň probíhá rozsáhlý expoziční program vzorků korozivzdorných ocelí a alternativních materiálů na stanicích po celém světě, který je řízený UIAA. Tento program bude podporován formou provádění analýz poškození a dalšími doprovodnými měřeními a zkouškami.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Mechanismus vzniku intermetalických sloučenin při mechanickém legování

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: prof. Ing. Pavel Novák, Ph.D.

Anotace


Mechanické legování je populární technologie pro přípravu prášků slitin nebo intermediálních fází (např. intermetalik, karbidů nebo boridů) prostřednictvím vysokoenergetického mechanického mletí. Vysoká obliba metody je dána především tím, že obvykle vede k získání nanostrukturovaných materiálů a tím, že i vzájemně nemísitelné prvky mohou při ní vytvořit tuhé roztoky. Přestože je známý výsledek a existuje několik popisů procesu, přesný mechanismus vzniku intermetalik při tomto procesu není dosud plně pochopen. Důvodem pravděpodobně je široká škála možných parametrů a nemožnost přímého měření teploty prášku v mlecí nádobě. Tato práce počítá s následujícím plánem: nepřímé stanovení maximální teploty prášků v závislosti na podmínkách mletí (rychlost otáčení, poměr hmotnosti prášku a mlecích koulí, velikost koulí) prostřednictvím tepelného rozkladu solí, porovnání fázového složení mechanicky legovaných prášků se srovnávací směsí prášků vystavenou stejné teplotě v peci a pozorování časové závislosti mikrostruktury a fázového složení pomocí XRD a elektronové mikroskopie (SEM, TEM). Mechanismus bude pozorován na různých systémech obsahujících křehké a tvárné prášky (např. Ti-Al, Ti-Si, Ti-Al-Si) a budou vysloveny obecné závěry ohledně mechanismu mechanického legování.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Modifikace PDMS a jeho kompozitů plazmatem a excimerovým laserem a studium jejich vlastností

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek
Školitel: prof. Ing. Petr Slepička, Ph.D.

Anotace


Práce bude zaměřena na studium interakce polymeru polydimethylsiloxanu a jeho kompozitů s plasmatem a excimerovým laserem. Budou studovány vrásčité nanostruktury na polymeru indukované plazmatickou modifikací a/nebo depozicí kovových nanovrstev a následným tepelným namáháním. Budou sledovány zejména aplikace v oblasti tkáňového inženýrtsví. Nanostrukturované povrchy budou použity pro sledování interakce především se savčími buňkami, rovnež budou sledovány jejich antibakteriální vlastnosti, zejména v kombinaci s vybranými povrchově aktivními látkami. Práce bude zameřena rovněž na depozici tenkých uhlíkových nanovrtev a tvorbu uhlíkových kompozitů. V rámci kombinace depozice uhlíkových a metalických vrstev bude sledována jejich intekace s vysokovýkonovým laserem, a možnosti dewetingu indukované laserovým žíháním v atmosféře/vakuu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha

Modifikace povrchů kovových biomateriálů

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: doc. Ing. Jaroslav Fojt, Ph.D.

Anotace


Kovové biomateriály hrají stále nezastupitelnou roli v medicíně. Stav povrchu významným způsobem ovlivňuje vlastnosti a chování biomateriálů. Jedná se zejména o interakci na fázovém rozhraní kov-elektrolyt, tj. biokompatibilitu a korozní chování, ovlivněny mohou být však i mechanické vlastnosti. V rámci práce budou modifikovány povrchy kovových biomateriálů za účelem zvýšení jejich užitných vlastností. Ty budou hodnoceny s využitím standardních materiálových, elektrochemických a spektroskopických metod.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Nanokrystalické materiály pro výkonovou fotoniku

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i.
Školitel: Ing. Jan Mrázek, Ph.D.

Anotace


Rostoucí výkon zdrojů záření pro infračervenou oblast vyžaduje nové materiály se zvýšenou luminiscenční účinností a teplotní stabilitou. Nanokrystalické materiály dopované prvky vzácných zemin jsou vhodnou alternativou k tradičním sklům a monokrystalům. Práce bude zaměřena na přípravu a charakterizaci transparentních nanokrystalických materiálů vycházejících ze systému Y2O3-Al2O3-SiO2 dopovaného prvky vzácných zemin. Bude studován vliv složení a podmínek přípravy na reakční a růstové mechanismy vzniku nanokrystalů rovnoměrně distribuovaných v amorfní matrici. Složení studovaného systému bude modifikováno za účelem snížení fononové energie nanokrystalů a zvýšení luminiscenční účinnosti v infračervené oblasti. Bude vypracován teoretický model přenosu energie v iontech vzácných zemin a výsledky budou porovnány s experimentálními výsledky luminiscenčních měřeních. Vybrané materiály budou využity pro přípravu aktivních optických vláken, které budou využity pro přípravu vláknových laserů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i.

Nanostrukturovaná optická skla pro vláknové lasery

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i.
Školitel: Dr.Ing. Ivan Kašík

Anotace


Vláknové lasery jsou předmětem intenzivního výzkumu díky své vysoké účinnosti, kvalitnímu výstupnímu svazku, vysokému průměrnému výkonu a dalším výhodám, ze kterých profituje stále rostoucí okruh aplikací. Pro ty je zajímavá možnost generace více vlnových délek současně. Toho lze dosáhnout vhodnou volbou složení materiálu a jeho správným nanostrukturováním. V rámci práce bude pozornost zaměřena na výzkum skelných materiálů o různých matricích dopovaných erbiem a yterbiem emitujících v oblasti 1-1,5 um a jejich nanostrukturování v rámci přípravy nových typů optických vláken. Bude studována sklotvornost systémů, jejich index lomu, spektroskopické a mechanické vlastnosti. Nové poznatky vedoucí k výběru vhodného materiálového složení a metod jeho přípravy v podobě optických vláken budou následně ověřovány ve vláknových laserech.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i.

Nové hořčíkové slitiny s vynikající pevností, vyšší odolností proti tečení a potlačenou hořlavostí.

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: Ing. Jiří Kubásek, Ph.D.

Anotace


Slitiny hořčíku jsou známé svou nízkou hustotou, která je v kombinaci s dostatečnou pevností činí vhodnými materiály pro nejrůznější komerční aplikace v automobilovém a leteckém průmyslu. Mezi hlavní nedostatky slitin hořčíku však stále patří nízké mechanické vlastnosti za běžných i zvýšených teplot a špatná korozní odolnost. Tyto vlastnosti lze zlepšit vhodným legováním hořčíku v kombinaci s termomechanickým zpracováním litých materiálů. Významné zvýšení pevnosti a korozní odolnosti materiálů lze dosáhnout i aplikací postupů práškové metalurgie. Mezi tyto techniky lze řadit mechanické legování (MA) umožňující přípravu materiálů s extrémně jemnozrnnou mikrostrukturou obsahující metastabilní fáze. Sintrace v plazmatu (SPS) je metoda rychlé konsolidace prášků zabraňující zhrubnutí mikrostruktury pozorované v případě jiných konvenčních technik, např. válcování, extruze atd. Techniky jako selektivní tavení laserem (SLM) pak umožňují připravit materiály specifického tvaru a provedení se zlepšenými vlastnostmi ve srovnání s konkurenčními litými slitinami. Prášková metalurgie tak otevírá cestu vývoje materiálů s vysokou přidanou hodnotou pro různorodé komerční aplikace. V této práci budou připraveny slitiny na bázi hořčíku obsahující konvenční legující prvky jako Y, Ca, Al, Zn a méně často používané prvky jako Li, které umožňuje další snížení hmotnosti a zvýšení plasticity navrhovaných materiálů, postupy práškové metalurgie zahrnující metody MA, SPS a SLM. Volba a optimalizace podmínek zpracování umožní přípravu produktů s vynikajícími mechanickými a korozními vlastnostmi. Využitím standardních charakterizačních technik budou stanoveny úzké vztahy mezi mikrostrukturou, mechanickými a korozními vlastnostmi připravených materiálů, což přispěje k optimalizaci parametrů zpracování i dalšímu vývoji nových pokročilých materiálů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Nové povlaky Al-Fe pro konstrukční materiály obnovitelných zdrojů energie

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: doc. Ing. Jan Stoulil, Ph.D.

Anotace


V rámci práce budou studovány možnosti vývoje nového povlaku na bázi hliníkových slitin s využitím hliníkového odpadu s vysokým obsahem železa. Pro tento odpad není v současnosti technologie, která by mohla železo tvořící křehké intermetalické fáze odstranit, a proto je tento odpad obtížně využitelný. Nová technologie by výrazně přispěla ke strategii cirkulární ekonomiky. Aplikací těchto povlaků by byl vedle automobilového průmyslu i energetický sektor, hlavně větrné elektrárny, jakožto obnovitelný zdroj. Práce by byla zaměřena na sledování elektrochemických charakteristik slitin an bázi Al-Fe-(Zn)-Sn-Bi, jejich chování jako obětované anody vůči podkladové oceli a možnosti žárové aplikace povlaků na ocel, zejména ponor do taveniny a termální nástřiky.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Nové přístupy k protikorozní ochraně ocelové výztuže betonu

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: doc. Ing. Milan Kouřil, Ph.D.

Anotace


Koroze ocelové výztuže je hlavní příčinou poškození železobetonových konstrukcí, které vyvolává obrovské ekonomické škody a představuje bezpečnostní riziko. Ochranu výztuže před korozí se dosud nepodařilo uspokojivě vyřešit. Rozvíjené přístupy jsou založeny na volbě odolnějších materiálů, použití vhodných povrchových úprav a aplikaci korozních inhibitorů, utěsňovacích prostředků a elektrochemických způsobů protikorozní ochrany. V práci budou rozvíjeno především využití elektrochemických technik pro urychlení transportu korozních inhibitorů k výztuži a pro zvýšení účinku utěsňovacích prostředků. Budou vyvíjeny metody elektrochemického testování účinnosti těchto ochranných postupů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Optické a mechanické vlastnosti barevných skelných vrstev

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Školitel: doc. Dr. Ing. Martin Havlík Míka

Anotace


Barevné skelné vrstvy mají důležitý význam jak pro dekorování uměleckého skla, tak pro technické aplikace, jako jsou například fotonika a integrovaná optika. Nanášejí se obvykle ve formě tenkých vrstev na vhodný objemový substrát, s nímž vytvoří dlouhodobě pevné spojení. Podstatnou výhodou je velký účinek malého množství hmoty vrstvy, což umožňuje širokou modifikaci optických vlastností substrátu, aniž by bylo nutné měnit jeho vlastní chemické složení. Optické vlastnosti samotných barevných skelných vrstev je možné velmi účinně ovlivňovat vytvořením nanočástic prvků, jako jsou například Cu0, Ag0 a Au0. Jejich vliv je dán silnou absorpční a plazmonovou rezonanční interakcí s fotony, jež závisí na velikosti klastrů těchto kovových nanočástic. V dizertační práci budou na vhodných substrátech připraveny skelné vrstvy s klastry kovových nanočástic o řízené velikosti. U připravených vrstev budou měřeny jejich optické i mechanické vlastnosti a určen vliv chemického složení a tepelného zpracování vrstev. Na základě těchto experimentů bude vytvořen model tvorby a růstu klastrů nanočástic a jejich interakce s fotony.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, VŠCHT Praha

Plazmonová katalýza - nový přístup k iniciaci chemických transformaci

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek
Školitel: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace


kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha

Podvojné vrstevnaté hydroxidy využitelné pro ukládání energie

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek
Školitel: prof. Ing. František Kovanda, CSc.

Anotace


Podvojné vrstevnaté hydroxidy jsou skupinou anorganických materiálů s vrstevnatou strukturou, v níž je kladný náboj hydroxidových vrstev obsahujících různé dvojmocné a trojmocné kationty kompenzován nábojem aniontů v mezivrství. Tyto sloučeniny lze je využít v řadě aplikací včetně materiálů vhodných pro ukládání elektrické energie. V práci bude studována struktura a vlastnosti podvojných vrstevnatých hydroxidů s různými kombinacemi elektrochemicky aktivních (např. Ni a Co) a dalších kationtů v hydroxidových vrstvách. Pozornost bude věnována vztahu mezi kationtovým složením hydroxidových vrstev, tvorbou fází s uspořádanou vrstevnatou krystalovou strukturou a elektrochemickým chováním připravených produktů. Sledován bude vliv opakovaných nabíjecích a vybíjecích cyklů na změny nábojové kapacity a strukturní stabilitu připravených podvojných vrstevnatých hydroxidů spojenou s možnými změnami ve složení a struktuře hydroxidových vrstev a mezivrství (interkalační a deinterkalační procesy, obsah krystalové vody apod.).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, VŠCHT Praha

Pokročilé materiály pro přípravu zeleného vodíku

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek
Školitel: prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace


Potřeba ochrany životního prostředí a vývoje udržitelných zdrojů energie vede k vývoji energetiky založené na vodíku, která poskytuje ideální z ekologického hlediska, materiálový cyklus. Jedna důležitá otázka v této oblasti však dosud zůstává nevyřešená – výroba levného a „zeleného“ vodíku. Běžné metody, kdy se vodík vyrábí z ropy, nelze považovat za optimální. Proto v poslední době byla velká pozornost zaměřena na tzv. „zelen“ý vodík, vyrobený z vody elektrolýzou. Běžnou elektrolýzu však také nelze považovat za perfektní metodu z hlediska energetické náročnosti. Navrhovaná práce bude zaměřena na využití světlem řízeného štěpení vody. Bude vyvinuta a použita nová generace materiálů, schopných iniciovat fotolýzu vody při osvícení (ideálně při působení slunečním světlem). Práce bude probíhat ve spolupráci s komerčními partnery: Unipertrol, Škoda transportation a LISS.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha

Pokročilé povlaky pro bezpečné použití vysokopevnostích ocelí v korozivních prostředích

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: Ing. Tomáš Prošek, Ph.D.

Anotace


Vysokopevností oceli s pevností nad 1 GPa nalézají široké použití v automobilovém průmyslu a ve stavebnictví. Umožňují snížit hmotnost konstrukcí při zachování nebo i zlepšení mechanických vlastností. Vzhledem k náchylnosti těchto materiálů k vodíkovému zkřehnutí však ve vysoce korozivních prostředích hrozí nebezpečí jejich selhání mechanismem křehkého lomu, vyvolaného vstupem atomárního vodíku do struktury základního kovu. V rámci několika projektů probíhá vývoj alternativních povlaků na bázi hliníku nebo organických povlaků plněných kovovými prášky, které zajistí dostatečnou ochranu prvků a konstrukcí z vysokopevnostních ocelí proti korozi a zároveň zabrání vstupu vodíku do struktury oceli a nebezpečí vodíkem vyvolaného praskání. Výzkum bude zaměřen na vývoj elektrochemických zkušebních technik, které umožní porovnání prototypů povlaků z hlediska ochrany proti vstupu vodíku v místech defektů, hledání optimálního složení a mikrostruktury ochranných povlaků a studium mechanismu šíření trhlin pomocí materiálové mikrotomografie (μCT). Laboratorní studie bude doplněna vyhodnocením vzorků povlakovaných vysokopevnostních ocelí exponovaných partnery projektu v prostředí mořské vody a na atmosférických stanicích. Hlavním výstupem práce bude metodika hodnocení náchylnosti povlakovaných ocelí k vodíkovému zkřehnutí.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Pokročilé struktury a materiály pro povrchově zesílenou Ramanovou spektroskopie

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek
Školitel: prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace


Povrchově zesílená Ramanova spektroskopie (Surface Enhanced Raman Spectroscopy - SERS) aktuálně poskytuje velmi zajímavou metody detekci různých molekul s možností určit přítomnost třeba i jedné molekuly. Předchozí výsledky naší skupiny umožnily docela velký pokrok v této oblastí přes návrh a realizaci nových SERS struktur a substrátů. Aktuální otázka je posun do praktické oblasti s využitím vyvinutých struktur. Tato práce předpokládá využití SERS pro následující oblastí: enantioselektivní detekci léků a biologicky aktivních sloučenin, detekci drog (zejména tumorových a hormonů) v odpadních vodách, detekci zakázaných látek ve vzduchu takzvaný elektronický nos atd.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha

Potenciály pro molekulovou dynamiku povrchu skla získané pomocí strojového učení

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Školitel: Ing. Jan Macháček, Ph.D.

Anotace


Práce se zabývá aplikací stojově naučených meziatomových potenciálů (MLP) v molekulové dynamice povrchu skla. Povrch skla narozdíl od objemového skla lze pomocí klasické molekulové simulace modelovat výrazně hůře. Hlavním problémem je popis chemických vazeb mezi atomy především při vzniku povrchu, ale také při reakci povrchu s vodou a dalšími molekulami. Značná velikost výpočetní buňky v případě skelného povrchu neumožňuje použít kvantově mechanické simulace např. metodu funkcionálu hustoty (DFT). Trendem poslední doby je ale snaha o využití strojového učení při vývoji klasických meziatomových potenciálů na základě trénovací sady atomárních konfigurací (krystalů, skel, molekul, aj.) a energií vypočtených pomocí metody DFT. Cílem práce je vytvořit atomární model skelného povrchu a chemických procesů (adsorbce, hydratace, koroze, aj.), které s na něm odehrávají.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, VŠCHT Praha

Povrch křemičitého skla

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Školitel: prof. RNDr. Ondrej Gedeon, Ph.D., DSc.

Anotace


Povrch skla je dosud neprobádanou oblastí, a to přesto, že řada důležitých aplikací úzce souvisí s jeho fyzikálními a chemickými vlastnostmi. Práce se soustředí na přípravu povrchu skla, jeho charakterizaci a dobře definovanou modifikaci. Déle se bude studovat vztah povrchu s vybranými vlastnostmi.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, VŠCHT Praha

Precipitace fosforečnanů vápenatých při interakci biomateriálů se simulovanými tělními tekutinami

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Školitel: prof. Ing. Aleš Helebrant, CSc.

Anotace


Práce bude orientována na precipitaci fosforečnanů vápenatých z vybraných simulovaných tělních tekutin. Cílem je experimentálně proměřit kinetiku precipitace ze simulovaných tělních tekutin a popsat ji pomocí vhodně vybraných či nově odvozených fyzikálně-chemických modelů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, VŠCHT Praha

Příprava a charakterizace tenkých povrchových vrstev tvořených intermetalickými fázemi

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.

Anotace


V práce budou připraveny pomocí práškové metalurgie tenké povrchové vrstvy intermetalických fází, bude popsána jejich mikrostruktura a mechanické vlastnosti. Dále budou charakterizovány ochranné vlastnosti tenkých povrchových vrstev a to jak z hlediska vysokoteplotní oxidace, tak také z tribologické vastnosti. V práci budou použity různé intermetalické fáze i jejich kombinace i např. ve vrstevném uspořádání.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Příprava a charakterizace vysoce pevných lehkých slitin na bázi hliníku

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: doc. Ing. Alena Michalcová, Ph.D.

Anotace


Slitiny hliníku jsou velmi populární konstrukční materiály, jejichž vlastnosti lze vylepšit vhodným legováním a zpracováním např. práškovou metalurgií. Cílem práce bude nalézt vhodné zpracování slitin Al s lehkými prvky a jejich případné povlakování čístým Al pomocí práškové metalurgie. Bude popsána mikrostruktura a mechanické vlastnosti připravených materiálů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Příprava nanomateriálů vhodných pro elektrochemickou redukci dusíku

Garantující pracoviště: Ústav anorganické chemie
Školitel: Ing. Vlastimil Mazánek, Ph.D.

Anotace


Amoniak zaujímá významné místo v moderním průmyslu díky jeho různým aplikacím, jako je výroba kyseliny dusičné, dusíkatých hnojiv a pro redukci NOx ze spalování fosilních paliv. V poslední době se také zkoumá využití čpavku jako zdroje vodíku pro kyselé palivové články. Průmyslová výroba čpavku se však v současnosti opírá o Haber-Boschův syntézu, což je energeticky náročný proces a také vyžadující vodík převážně vyráběný ze zemního plynu. Na druhé straně elektrochemická redukce dusíku (ERD) může přímo připravit amoniak z dusíku a vody. Kromě toho, zvyšující se podíl obnovitelné zdrojů energií (vítr a slunce) způsobují výkyvy v elektrické síti. Pomocí ERD by šlo přebytečnou elektřinu uložit ve formě čpavku k pozdějšímu využití, např. jako palivo ve zmíněných článcích. Dosud jsou katalyzátory hlavní překážkou pro využití ENR, protože současné elektrokatalyzátory dosahují pouze limitované produkce amoniaku a většinou katalyzují spíše vývoje vodíku. Využití amoniaku pro palivové články a skladování energie tedy vyžaduje přípravu nových katalyzátorů. Na základě předchozích teoretických a experimentálních studií bude tato práce zaměřena na testování materiálů s nízkou aktivitou pro redukci vodíku - některé kovy, MChx nebo MPChx (M - kov, P - fosfor, Ch - chalkogen). Tato práce bude založena na následujících krocích: 1) syntéza objemových vrstvených materiálů nebo přímá depozice na substrát (přímá syntéza z prvků, CVD, ALD, elektrochemická depozice); 2) exfoliace vrstvených materiálů (interkalace, mechanická – ultrazvuk/mleté střižnými silami); 3) strukturní a chemická charakterizace (SEM, TEM, AFM, XRD, XPS, Raman); 4) testování elektrochemické aktivity; 5) optimalizace materiálu.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav anorganické chemie, VŠCHT Praha

Regenerace CO2 s použitím obnovitelných zdrojů energie

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek
Školitel: prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Anotace


V současnosti využití a konverze CO2 lze považovat za vitální a extremně důležitou otázku. Dostupné metody zachycování a konverze CO2 (tj. příprava polymerů nebo methanolu z CO2) vyžadují velmi náročné experimentální podmínky a jsou extrémně nevhodné z hlediska energetické spotřeby. Navrhovaná práce se zaměří na vytvoření nové generace materiálů, které budou schopny zajistit konverzi CO2 s použitím světelných zdrojů energie (ideálně - slunečního světla). V podstatě budou řešeny dvě klíčové otázky: zachycení a využití CO2 ze vzduchu (na rozdíl od běžných metod předchozí separace CO2) a implementace obnovitelných zdrojů energie (sluneční světlo) pro konverzi CO2.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha

Slinuté silicidy jako nástrojové materiály budoucnosti

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: prof. Ing. Pavel Novák, Ph.D.

Anotace


Slinuté karbidy jsou velmi populárním materiálem pro výrobu nástrojů díky své tvrdosti, otěruvzdornosti a tepelné stabilitě. Problémem však je to, že dostupnost a cena wolframu a kobaltu v nich obsažených značně závisí na geopolitické situaci. Z tohoto důvodu jsou tyto prvky řazeny v Evropě na seznam tzv. kritických surovin. Tato práce směřuje k vývoji zcela nového nástrojového materiálu, který by tyto prvky vůbec neobsahoval. Budou vyvíjeny slinuté silicidy, kde bude tvrdou fází silicid přechodného kovu a pojivem kov nebo houževnatější intermetalická fáze. Vhodné kombinace tvrdé fáze a pojiva budou vybrány na základě termodynamického rozboru a dostupných informací o mechanických vlastnostech silicidů. Navržené kompozity budou připraveny technikami práškové metalurgie s využitím mechanického legování a slinování v plazmatu. Bude popsána mikrostruktura, fázové složení a mechanické a tribologické vlastnosti pro různé kombinace a poměry výztuže a matrice. Budou kvantifikovány vztahy mezi množstvím silicidu a výslednými vlastnostmi.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Slitiny zinku se zlepšenými mechanickými vlastnostmi a zvýšenou odolností proti tečení připravené postupy práškové metalurgie.

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: Ing. Jiří Kubásek, Ph.D.

Anotace


Slitiny zinku jsou považovány za perspektivní bioabsorbovatelné materiály, které mohou být využity k výrobě implantátů určených např. k fixaci zlomenin (šrouby, hřeby), nebo zprůchodnění trubicovitých orgánů (stenty). Výhodou slitin zinku je vynikající biokompatibilita, adekvátní rychlost degradace v organismu i dobré mechanické vlastnosti za laboratorní teploty. Přestože teplota lidského těla (37°C) jen o málo převyšuje teplotu laboratorní, dochází při 37 °C k významnému snížení meze kluzu a pevnosti slitin zinku. Zároveň byl pozorován silný efekt tečení materiálu. Přestože jsou tyto charakteristické projevy často přehlíženy, nabízejí se jako jedno z hlavních úskalí v další aplikaci slitin zinku v oblasti medicíny. Navržená práce se zaměří na vývoj nových slitin zinku odolávajících tečení. Využití metod práškové metalurgie umožní přípravu materiálů s žádoucím stavem mikrostruktury zahrnujícím velmi jemné zrno a částice dalších fází zabraňující migraci hranic zrn i vzájemný pokluz po hranicích zrn. V rámci výzkumných prací bude detailně studován vliv vybraných sekundárních fází do materiálu záměrně přidávaných, nebo vytvořených in-situ např. během mechanického legování na mechanismy zpevnění a tečení kompaktizovaných produktů. Získané výsledky povedou k vysvětlení základních pochodů souvisejících s tečením slitin zinku za nízkých teplot i k navržení nových technologií přípravy materiálů se zvýšenou odolností proti tečení a vysokou přidanou hodnotou pro potenciální aplikace v medicíně.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Speciální skla

Garantující pracoviště: Laboratoř anorganických materiálů
Školitel: Ing. Petr Kostka, Ph.D.

Anotace


Práce bude zaměřena na přípravu a studium nových materiálů ze skupiny skel obsahujících sloučeniny těžkých kovů, zejm. oxidy. Skla oxidů těžkých kovů, v nichž je skelná síť namísto SiO2 tvořena oxidy jako např. TeO2, GeO2 nebo Sb2O3, jsou studována pro své význačné vlastnosti. Oproti běžným sklům vynikají zejména širokým intervalem propustnosti sahajícím do mnohem delších vlnových délek, vyšším indexem lomu, optickými nelineárními vlastnostmi, a díky vysokým rozpustnostem iontů vzácných zemin ve spojení s nižšími fononovými energiemi mají zářivé přechody v nich zabudovaných vzácných zemin vysokou kvantovou výtěžnost. Charakterizace připravených materiálů bude zahrnovat jejich základní fyzikálně-chemické vlastnosti, jako jsou hustota, molární objem, termální stabilita, chemická odolnost, tvrdost, optická propustnost, index lomu apod. Bude zkoumána korelace mezi strukturními jednotkami tvořícími skelnou síť a výslednými vlastnostmi a bude sledován i vliv technologických podmínek na tyto vlastnosti. Laboratoř na výzkumu spolupracuje se zahraničními pracovišti.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Laboratoř anorganických materiálů, VŠCHT Praha

Stabilita půdních ternárních komplexů s toxickým oxoaniontem (As, Sb, Se) - vliv obsahu a forem železa a organického uhlíku

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek
Školitel: doc. Ing. Barbora Doušová, CSc.

Anotace


V půdních profilech se některé toxické prvky (arsen, antimon, selen) vyskytují jako oxoanionty primárně vázáné na hydratované oxidy a oxidy hydroxidy železa (HFO) za vzniku povrchových komplexů. Tento proces probíhá rovnovážnou adsorpcí oxoaniontů z půdního roztoku na aktivní povrchová místa půdních částic za přítomnosti dalších aniontů a rozpustných organických látek. Vznikají tak binární a ternární půdní komplexy, kde se váží anorganický oxid železa, organická látka a oxoanion. Adsorpce a komplexace probíhají v koloidním prostředí, které reaguje na iontovou sílu půdních roztoků (stabilizace nebo agregace částic). Podle nejnovějších výsledků je stabilita vznikajících ternárních komplexů kritická pro dlouhodobou stabilitu vázaných aniontových fází. Cílem práce bude kvalifikovat mechanismus vzniku ternárních komplexů organická fáze – oxid železa – aniontová částice, popsat jejich strukturu, vazebné vlastnosti a vliv prostředí na stabilitu jednotlivých složek komplexů, především oxoaniontů toxických prvků.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, VŠCHT Praha

Struktura skla a jeho rozhraní

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Školitel: prof. RNDr. Ondrej Gedeon, Ph.D., DSc.

Anotace


Skelné struktury lze popisovat pomocí strukturních kvantifikátorů (radiální distribuční funkce, kooordinace, Q-motivy, cykly) na různé geometrické a topologické úrovni. Struktura se dá teoreticky simulovat na atomární úrovni pomocí molekulové dynamiky. Cílem práce bude teoretický popis struktury skla a její souvislost se skelným přechodem. Kromě teoretického popisu se využijí simulace vybraných amorfních systémů a jejich rozhraní.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, VŠCHT Praha

Tavicí procesy ve vitrifikačních technologiích

Garantující pracoviště: Laboratoř anorganických materiálů
Školitel: doc. Ing. Jaroslav Kloužek, CSc.

Anotace


Analýza dějů v průběhu vitrifikačního procesu je prováděna s využitím matematického modelu, jehož vstupní data modelu jsou získávána souborem experimentálních metod zahrnujícím vysokoteplotní sledování tavicích procesů, analýzu uvolněných plynů, termickou analýzu a stanovení oxidačně redukční rovnováhy v taveninách.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Laboratoř anorganických materiálů, VŠCHT Praha

Umělá fotosyntéza - slunečním zářením řízena produkce a využití zeleného vodíku

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek
Školitel: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace


kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha

Velké deformace keramických práškových výlisků a lom porézní a celulární keramiky

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Školitel: prof. Dr. Dipl.-Min. Willi Pabst

Anotace


Velké deformace hrají významnou roli v keramické technologii, protože všechny kroky lisování závisí na kvazi-plastickém chování práškových systémů během konsolidace. Na druhou stranu, také porézní a celulární keramika, včetně keramiky připravené aditivními procesy, např. 3D tiskem, vykazují kvazi-plastické chování během stlačování. Toto téma disertační práce kombinuje teoreticky založené analytické modelování a počítačové numerické modelování velkých deformací se skutečnými experimenty provedenými na keramických materiálech pomocí různých mechanických testů, především axiální a diametrální komprese. Po studentovi je vyžadována znalost keramické vědy a technologie, stejně jako schopnost spojit počítačové modelování s experimentální prací na reálných materiálech, a to od jemné po hrubou keramiku.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, VŠCHT Praha

Vodivost a permeabilita porézní keramiky, hornin a metamateriálů

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky
Školitel: prof. Dr. Dipl.-Min. Willi Pabst

Anotace


Vodivost (tepelná a elektrická) a permeabilita jsou vlastnosti důležité nejen v keramické vědě a technologii, ale také v geologických vědách a mnoha oblastech inženýrství, včetně metamateriálů připravených aditivními metodami. Téma této disertační práce je zaměřeno na počítačové modelování vodivosti a permeability porézní keramiky, hornin a metamateriálů, s cílem předpovědět tyto vlastnosti na základě teoretických odhadů, analytických modelů a numerických výpočtů na digitálních modelových mikrostrukturách a prostorových obrázcích importovaných z rentgenové počítačové mikrotomografie. Modelování se bude týkat jak jednoduchých mikrostruktur s pórovými kanálky a s periodicitou, tak porézních struktur typu „dutina-hrdlo“, částečně slinutých mikrostruktur až po hierarchické a fraktální mikrostruktury s trhlinami. Experimentální část této práce zahrnuje přípravu a charakterizaci porézní keramiky s řízenou vodivostí a permeabilitou. Student by měl mít dobré základní znalosti v materiálové vědě a měl by mít zájem jak o počítačové modelování (analytické a numerické), tak o experimentální práci.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav skla a keramiky, VŠCHT Praha

Žárupevné slitiny s vysokou entropií

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace


Slitiny s vysokou entropií jsou perspektivními materiály, které se vyznačují řadou unikátních vlastností. Nejčastěji jsou tyto materiály uvažovány pro speciální konstrukční aplikace. Speciální skupinou slitin s vysokou entropií jsou pak žárupevné materiály. Problematickou u těchto materiálů je však jejich poměrně vysoká křehkost a velmi špatná oxidační odolnost. V rámci uvažovaného použití pro konstrukční součásti tepelných okruhů v jaderné energetice je toto zásadním problémem, který je nutné řešit.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha

Železo vázané v aluminosilikátech a jeho vliv na vlastnosti využitelné v dekontaminačních technologiích

Garantující pracoviště: Ústav chemie pevných látek
Školitel: doc. Ing. Barbora Doušová, CSc.

Anotace


Cílem této práce je sledovat vliv strukturně i povrchově vázaného Fe na adsorpční vlastnosti aluminosilikátů, s ohledem na typ materiálu, charakter vazeb Fe a fyzikálně chemické podmínky systému. Významným bodem bude sledování souvislosti mezi chemismem Fe a adsorpční (desorpční) afinitou aluminosilikátů k toxickým kontaminantům (těžkým kovům - Pb, Zn, Cd, toxickým oxoaniontům - As, Se, Sb, radioaktivnímu odpadu - U, Cs nebo zbytkovým barvivům). Studium vzájemné provázanosti chemismu Fe a povrchových vlastností přírodních i modifikovaných aluminosilikátů je aplikovatelné na geochemické procesy, ale také v materiálových a dekontaminačních technologiích.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemie pevných látek, VŠCHT Praha

3D tisk kovových materiálů elektrochemickou depozicí

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství
Školitel: prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch

Anotace


3D tisk kovů je vhodný v mnoha odvětvích pro výrobu součástí, které lze jinými technologiemi vyrobit velmi obtížně a draze, např. díky složitému tvaru, vysoké porozitě, gradientní struktuře atd. Většina technologií vychází z kovových prášků. Nejpoužívanější metodou 3D tisku je v současnosti metoda SLM (Selective Laser Melting), která je založena na postupném natavování a spojování vrstev prášku laserovým paprskem pod ochrannou atmosférou. V nedávné době byla navržena alternativní metoda 3D tisku založená na řízené elektrochemické depozici kovů z roztoků, která je výrazně jednodušší a levnější. V dizertační práci budou touto novou metodou tištěny čisté kovy i slitiny. Bude studován vliv parametrů 3D tisku na výsledné strukturní a mechanické charakteristiky produktů. Na základě výsledků studia bude pro vybrané kovy a slitiny optimalizován proces 3D tisku elektrochemickou depozicí z roztoků.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, VŠCHT Praha
Aktualizováno: 15.2.2022 17:28, Autor: Jan Kříž

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

VŠCHT Praha na sociálních sítích
zobrazit plnou verzi