TK04020056 - Vysokoteplotní odolné materiály pro komponenty tepelných okruhů (2022 - 2025; Technologická agentura ČR)
řešitel: doc. Ing. Filip Průša, Ph.D.
Hlavním cílem projektu je vývoj a certifikované testování materiálů a inovativních výrobních postupů a jejich implementace v designu konkrétních komponent tepelných oběhů, které svými vlastnostmi vysoce převýší průmyslově standardně používané, a umožní tak zvýšit účinnost a spolehlivost výroby tepla a elektřiny. V rámci projektu budou zvoleny kandidátní materiály a výrobní postupy, jejichž kombinace umožní dosáhnout jednoznačně lepší mechanické a korozní odolnosti daných komponent, které tak na konci projektu budou připraveny na úrovni umožňující jejich testovací provoz v podmínkách reálného provozu. Hlavními výsledky projektu budou funkční vzorky a užitné vzory komponent vyrobených z nekonvenčních materiálů a radikálně novými metodami jako je 3D tisk a plazmové slinování kovů a keramik.
GA21-11313S - Příprava nanokrystalických kompozitních slitin s vysokou entropií a kontrolovatelnými vlastnostmi (2021 - 2023; Grantová agentura ČR)
řešitel: doc. Ing. Filip Průša, Ph.D.
Cílem projektu je návrh a příprava nové skupiny nanokrystalických kompozitních slitin s vysokou entropií. Dle předběžných výsledků je tímto způsobem možné dosáhnout významného zvýšení meze kluzu a meze pevnosti při současném zachování vysoké plasticity materiálu. Bude studován vliv poměru jednotlivých slitin a vliv použitých parametrů přípravy mletí/legování s ohledem na dosažení optimálních/požadovaných vlastností. Výsledky tohoto výzkumu povedou ke vzniku nového výzkumného směru zaměřeného na nanokrystalické kompozitní slitiny s vysokou entropií.
TE 01020390 - Centrum vývoje moderních kovových biomateriálů pro lékařské implantáty (2012 - 2018; Technologická agentura ČR, Centrum kompetence)
řešitel: Prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
Hlavním důvodem vzniku centra je neustále rostoucí poptávka po nových lékařských implantátech s výrazně vyšší korozní a mechanickou odolností, s delší životností a s lepší biokompatibilitou s lidským organismem. Hlavními typy implantátů vyvíjených v centru jsou částečné nebo totální náhrady kloubů a kostí, dentální implantáty a prvky sloužící k fixaci a spojování kostí.
Výzkumná a vývojová činnost v centru se soustřeďuje na pět hlavních oblastí:
- Biodegradovatelné implantáty vyrobené z nových lehkých slitin sloužící k přechodné fixaci a spojování kostí.
- Nové titanové slitiny s prodlouženou životností a se zlepšenou biokompatibilitou pro kloubní náhrady a dentální implantáty.
- Nové kobaltové slitiny s prodlouženou životností a se zlepšenou biokompatibilitou pro kloubní a kostní náhrady.
- Pórovité implantáty z lehkých slitin pro ortopedické a dentální aplikace vyznačující se výrazně zlepšenou biointegrací buněk nové tkáně.
- Nové povrchové vrstvy na lékařských implantátech zajišťující lepší adhezi a biointegraci buněk nové tkáně a antibakteriální účinky.
TA 04010100 - Tribologické povlaky ze zvýšenou korozní ochranou pro ortopedické a traumatologické aplikace (2014 - 2017; Technologická agentura ČR)
řešitel: Prof. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
Hlavním cílem projektu je pro vybrané typy implantátů a nástrojů používaných v ortopedii, traumatologii a chirurgii vyvinout povlakový systém s vlastnostmi otěruvzdorného povrchu a netoxickým chemickým složením. Systém bude samostatně nebo pomocí mezivrstev zajišťovat rovněž funkci korozní bariéry, která potlačí nebo zcela zamezí uvolňování toxických iontů z objemového materiálu. Podmínkou správného fungování povlakového systému bude také dokonalá adheze k objemovému materiálu v prostředí tělních tekutin.
TA2-0409 - Nanostrukturování povrchu titanových materiálů (2012 - 2015; Technologická agentura ČR)
řešitel: doc. Ing. Luděk Joska, CSc.
Projekt je zaměřen na nanostrukturování povrchu titanu a jeho slitin. Cílem je zlepšení osseointegrace a urychlení vhojování v rámci projektu nově konstruovaných implantátů. Nanostrukturování bude realizováno na poloprovozním elektrochemickém zařízení, jehož realizace je výstupem projektu. Dalším cílem je zlepšení vlastností stávajících a vývoj nových slitin titanu s kubickou strukturou (tzv. beta slitin), které mají vyšší užitné vlastnosti pro medicínu než titan či alfa-beta slitiny.
FR-TI1/086 - Nové přístupy navrhování energetických zařízení a ocelových konstrukcí s vysokými užitnými parametry (2009-2012; Ministerstvo průmyslu a obchodu)
řešitel: doc. Ing. Jaroslav Bystrianský, CSc.
Identifikace poškozovacích dějů zařízení. Přístupy pro navrhování zařízení s vysokými užitnými parametry. Metody vyhodnocení zkoušek mechanických vlastností. Rozvoj nových a modifikace stávajících postupů matematicko-kvantitativního popisu poškozovacích dějů. Rozvoj metod typu Fitness for Service a Risk Based Inspection pro prokazování integrity konstrukce a bezpečnosti provozu tlakových a procesních zařízení a ocelových konstrukcí. Vytvoření databázového zázemí projektu. Experimentální získání chybějících vstupních dat. Počítačová podpora pro plánování údržby, termínů a rozsahu obnov zařízení za využití diagnostických údajů. Využití metod soft computing. Modifikace postupů stanovení zbytkové doby technického života zařízení diagnostickým systémem. Optimalizace výběru nedestruktivních metod. Využití poznatků a pravděpodobnostního přístupu při návrhu nových zařízení s vyššími užitnými a bezpečnostními parametry.
FR-TI1/362 - Výzkum vlastností materiálů pro bezpečné ukládání radioaktivních odpadů a vývoj postupů jejich hodnocení (2009-2013; Ministerstvo průmyslu a obchodu)
řešitel: Ing. Milan Kouřil, Ph.D.
Předmětem řešení projektu je výzkum nových materiálů pro bezpečné ukládání vyhořelého jaderného paliva a radioaktivních odpadů a postupů a metodik jejich hodnocení jako nezbytného předpokladu kontinuity jaderné energetiky. Výzkum pokrývá vypracování nových metodik výpočtu inventáře radionuklidů a posuzování kritičnosti úložiště v době po jeho uzavření, výzkum vlastností materiálů inženýrských bariér a horninového prostředí a výzkum interakce radionuklidů s materiály bariér. Předmětem výzkumu jsou celkové postupy hodnocení bezpečnosti hlubinného úložiště.
7E09066 - Protection of cultural heritage by real-time corrosion monitoring Musecorr (2009-2012; EU 7. RP projekt)
řešitel: Ing. Milan Kouřil, Ph.D.
Cílem projektu je vývoj resistometrických sond a loggerů pro kontinuální sledování agresivity atmosféry ve vnitřních i vnějších atmosférách. Systém poskytuje okamžitou odezvu na změnu agresivity prostředí. K dispozici jsou sondy ze širokého spektra materiálů (Cu, mosaz, bronz, Ag, Fe, Pb, Sn, Zn).
GAP108/10/1782 - Stabilita bioaktivních vrstevnatých struktur v modelových tělních tekutinách (2010-2013; Grantová agentura ČR)
řešitel: doc. Ing. Luděk Joska, CSc.
Cílem projektu je optimalizace vlastností DLC vrstev dopovaných titanem a zirkoniem a vrstev na bázi oxidů zirkonia z hlediska jejich stability v modelovém tělním prostředí a bioaktivity.
NT12206 - Biologické interakce korozních produktů dentálních slitin (2011-2014; Ministerstvo zdravotnictví)
řešitel: doc. Ing. Luděk Joska, CSc.
Fyzikálně-chemická charakteristika ústního prostředí, provedená neinvazivními metodami, u pacientů s chrupem sanovaným dentálními slitinami a diagnózou hypersensitivity na kovy, provedenou modifikovaným testem proliferace lymfocytů (LTT). Detekce cytokinů, produkovaných mononukleárními buňkami, s použitím proteinového přístupu a využitím "protein array". Stanovení samovolných korozních potenciálů in vivo. Povrchová analýza dentálních slitin pomocí fotoelektronové spektroskopie. Analýza korozí napadených tkání metodou transmisní elektronové mikroskopie a RTG mikroanalýzou. Stanovení kovových iontů v sulkulární tekutině pomocí hmotnostní spektrometrie s induktivně vázaným plazmatem.
GAP108/12/G043 - Mikro- a nanokrystalické materiály s vysokým podílem rozhraní pro moderní strukturní aplikace, biodegradabilní implantáty a uchovávání vodíku (2012-2018; Grantová agentura ČR, Centrum excelence)
řešitel: doc. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
Mikrokrystalické a nanokrystalické materiály hrají klíčovou úlohu v budoucích technologiích, neboť se vyznačují ultravysokými hodnotami pevnosti a tvrdosti. Základním předpokladem pro jejich úspěšné využití je inovativní a multidisciplinární výzkum zaměřený na vysvětlení chování těchto materiálů v extrémních podmínkách. Smyslem projektu je posunout hranice poznání mikrokrystalických a nanokrystalických materiálů vývojem zcela nových struktur na bázi kovových materiálů. Struktura nových materiálů bude cíleně kontrolována moderními analytickými metodami, jako je pozitronová anihilační spektroskopie, 3D elektronově/iontová tomografie, energiově fitrovaná elektronové mikroskopie a další. Projekt je zaměřen na intenzívně plasticky deformované materiály, materiály s ultravysokou pevností a tepelnou stabilitou vyrobené práškovou metalurgií, materiály pro uchovávání vodíku, biodegradabilní slitiny pro medicínu.
IOM No. 501-5.1: New methods of hydrometallurgical processing deep ocean nodules (2002 -2013; Interoceanmetal (IOM), Poland)
řešitel: doc. Ing. Jitka Jandová, CSc.
Studium extrakce Fe, Mn, Cu, Ni a Co z hlubokomořských konkrecí v roztocích H2SO4-FeSO4-H2O a využití odpadních produktů. Výzkum zahrnuje studium podmínek loužení hlubokomořských konkrecí s ohledem na dosažení maximální extrakce Ni, Cu a Co, odstranění Fe z výluhů jarozitovým srážením s cílem dosažení nejnižšího spolusrážení zájmových kovů; přepracování odpadního jarozitu na komerčně využitelné oxidy železa a použití louženců jako sorbentů pro odstraňování těžkých kovů z odpadních vod. Využití poznatků při navrhování technologie zpracování hlubokomořských konkrecí těžených z území IOM v Tichém oceánu. ČR je členem této organizace.
Komerční projekty
Ověřování nových metod měření účinnosti protikorozní ochrany (2007-dosud; MERO ČR, a.s.)
řešitel: Ing. Milan Kouřil, Ph.D.
V rámci projektu je zkoumán vliv změny prostředí v okolí katodicky chráněného povrchu a jeho vliv na korozní rychlost oceli. Na základě znalostí mechanismu působení katodické ochrany jsou pak navrhována racionální optimalizace provozu aktivní ochrany liniových a úložných zařízení.
Výroba referenčních elektrod pro anodickou ochranu (2004-dosud; BG-SYS-HT, s.r.o.)
řešitel: Ing. Jan Stoulil, Ph.D
Předmětem projektu je výroba robustních a odolných merkurosulfátových a merkurooxidových elektrod pro anodickou ochranu technologických zařízení pro výrobu kyseliny sírové a hydroxidu sodného. Další z portfolia vyráběných elektrod jsou kovové elektrody pro anodickou ochranu zásobníků kapalného hnojiva DAM.
Nové povlaky pro automobilový průmysl (2007-dosud; Institut de la Corrosion, France)
řešitel: Ing. Jan Stoulil, Ph.D
V rámci projektu spolupracujeme na vývoji moderních materiálů pro náhradu běžného žárového zinku. Jedná se o slitiny na bázi Zn-Mg-Al a nově i Al-Mg-Si.
Katodická ochrana kondenzátorů obětovanými anodami (2010-dosud; Škoda Power, s.r.o.)
řešitel: Ing. Milan Kouřil, Ph.D.
Ve spolupráci se společností ŠKODA POWER byla ověřována účinnost a dosah katodické ochrany pláště komory kondenzátorů, povrchu trubkovnice a vnitřního povrchu trubek. Zahrnuty byly různé kombinace komerčně využívaných materiálů pro konstrukci kondenzátorů i pro obětované anody. Kombinace materiálů byly posuzovány ve sladké věžové vodě, brakické a mořské vodě.
Optimalizace výroby slitiny NiTi s tvarovou pamětí (2005-dosud; ELLA-CS)
řešitel: doc. Dr. Ing. Dalibor Vojtěch
V rámci projektu je sledován vliv postupu výroby implantátů ze slitiny NiTi na jeho výsledné vlastnosti. Cílem je dosažení zvýšené pevnosti a korozní odolnosti implantátu v prostředí lidského organismu.
Příčiny napadení potrubí na vrtné plošině (2011-dosud; TXiS USA)
řešitel: doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D.
V projektu jsou hledány příčiny poškození potrubí z hliníkové slitiny, které je využíváno na vrtné plošině při těžbě ropy.
Vývoj nových povrchových úprav pro pístní kroužky spalovacích motorů (2012-dosud; BUZULUK a.s.)
řešitel: doc. Ing. Pavel Novák, Ph.D.
Jsou vyvíjeny a testovány nové povrchové úpravy na bází kompozitních povlaků a vrstev intermetalik pro použití na pístních kroužcích spalovacích motorů.
Recyklace odpadních Nikl metal hydridových baterií (2011- dosud, Kovohutě Příbram nástupnická, a.s.)
řešitel: doc. Ing. Jitka Jandová, CSc.
V rámci projektu jsou popisovány a kriticky hodnoceny dosud publikované postupy získávání kovů vzácných zemin a obecných neželezných kovů, zejména Ni a Co z elektrodových hmot vypotřebovaných Ni-MH baterií. Získané poznatky budou následně využity pro nově vyvíjenou technologii zpracování elektrodových hmot z Ni-MH baterií. Potenciálním provozovatelem jsou Kovohutě Příbram nástupnická, a.s.