Počkejte prosím...

Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

Vypsané disertační práce

Elektrochemické chování kovových biomateriálů

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Interakce kovový materiál – tělní prostředí hraje klíčovou roli v procesu integrace implantátu. Povrchové vlastnosti materiálu ovlivňují nejen primární interakci implantátu s organizmem, ale též jeho životnost z dlouhodobého hlediska. Pochopení elektrochemických dějů na fázovém rozhraní je nezbytné pro vývoj nových materiálů i pro úpravy stávajících slitin. V rámci práce budou detailně studovány interakce pasivní kov-simulované tělní prostředí pomocí elektrochemických a spektroskopických technik.

Korozní monitoring v reálném čase jako nástroj pro porozumění atmosférické korozi

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Prošek, Ph.D.

Anotace

Korozní monitoring je používán korozními inženýry v mnoha oblastech lidské činnosti i výzkumníky řešícími problematiku koroze ve vodách. Vzhledem k technickým omezením je však korozní monitoring dosud aplikován pouze omezeně v atmosférických podmínkách. Díky technickému rozvoji v posledním desetiletí jsou však dnes dostupná pokročilá zařízení, která taková měření umožňují. Cílem práce bude prohloubení základních poznatků o procesech, které ovlivňují atmosférickou korozi, na základě sběru a zpracování korozních dat v reálném čase pomocí zařízení vyvinutého naší skupinou. Práce bude zahrnovat studium podmínek venkovních expozic, koroze v tenké vrstvě elektrolytu, procesu ovlhčování a sušení, tvorby korozních produktů a popis mikro klimatických podmínek v místech s omezenou výměnou vzduchu.

Kovové materiály vyrobené pokročilými technologiemi 3D tisku

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Metody 3D tisku, jako je např. SLM - selective laser melting - a další jsou perspektivní pro výrobu náročných konstrukčních součástek i lékařských implantátů, neboť umožňují zhotovení i velmi složitých tvarů. V práci budou studovány struktury, mechanické, korozní, případně biologické vlastnosti titanových slitin, korozivzdorných ocelí, vysocepevných ocelí, biodegradovatelných materiálů, případně lehkých slitin, vyrobených různými metodami 3D tisku. Rovněž budou studovány vlivy parametrů procesu 3D tisku na vlastnosti vyrobených materiálů. Studium umožní navržení technologie a procesních parametrů vhodných pro získání materiálů s požadovanými vlastnostmi.

Mechanické vlastnosti slitiny titanu pro lékařské aplikace připravené pokročilými technikami práškové metalurgie a aditivními technologiemi

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Inovativní metody práškové metalurgie, jako je atomizace taveniny a mechanické legování pro výrobu prášků a slinování v plazmatu a izostatické lisování za tepla pro jeho zhutňování umožňují získání jemnozrnných materiálů se zvýšenou mezí kluzu a tvrdostí. Naproti tomu aditivní technologie (3D tisk) spíše cílí na snadné dosažení finálního tvaru při zachování vlastností alespoň srovnatelných s litými nebo tvářenými materiály. Díky široké škále volitelných parametrů těchto procesů neexistuje dosud systematický popis jejich vlivu na výsledné vlastnosti. Proto tato práce cílí na popis vztahů mezi mikrostrukturou, mechanickými vlastnostmi (pevnost v tahu, únavové a tribologické chování) titanových slitin pro lékařské implantáty zpracované slinováním atomizovaného prášku v plazmatu a 3D tiskem téhož prášku s využitím různých podmínek procesů.

Mechanismus nízkoteplotního korozního praskání korozivzdorných ocelí

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: 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) v současnosti připravuje nový standard, který bude klasifikovat horolezecké skoby do tříd podle jejich odolnosti proti KP a dalším formám korozního napadení. Příprava standardu 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.

Mechanismus vzniku intermetalických sloučenin při mechanickém legování

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

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.

Nové "přírodní slitiny" vyrobené z polymetalických rud

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Hlubokomořské konkrece, t.j. polymetalické rudy nacházející se na dně moře, obsahují řadu kovů, především Mn, Fe, Ni, Cu a Co. Ekonomické a ekologické aspekty dosud brání jejich využití, postupy jejich zpracování jsou však vyvíjeny pro případnou budoucí těžbu. Dosavadní navrhované postupy zpracování uvažují extrakci jednotlivých kovů. Co když však přírodní poměry mezi kovy v nich dávají smysl a mohou přinést zajímavé a využitelné vlastnosti? Tato myšlenka motivovala kompletně nový přístup ke zpracování těchto rud - redukci konkrecí metalotermickou redukcí tak, jak jsou (tedy bez extrakce jednotlivých kovů). Výsledkem budou zcela nové materiály různých typů podle toho, jaké redukční činidlo bude použito (například hliník nebo křemík) a v jakém poměru ke vsázce bude použito. Dle provedených přeběžných testů pak mohou získané materiály obsahovat tuhé roztoky, různá intermetalika a dokonce i kvazikrystalické fáze. V rámci práce bude provedena příprava nových slitin metalotermickou redukcí, tavení, odlévání a charakterizace připravených slitin. Slitiny budou studovány z pohledu mikrostruktury, fázového složení, mechanických, tribologických, korozních a vybraných fyzikálních vlastností.

Pokročilé slitiny s vysokou entropií a modifikovatelnými vlastnostmi

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Slitiny s vysokou entropií jsou poměrně novou skupinou materiálů, které jsou charakterizovány preferenčním vznikem tuhých roztoků namísto intermetalických sloučenin. Tyto materiály vykazují řadu vynikajících vlastností, především vysokou pevnost při zachování dostatečné tažnosti, dobré korozní odolnosti a dalších. Vhodným zpracováním je možné u těchto slitin dosáhnout dalšího podstatného zlepšení těchto již velmi dobrých vlastností. Práce bude zaměřena na přípravu nových, pokročilých slitin s vysokou entropií kombinujících významně vyšší pevnosti při zachování dostatečné plasticity.

Slitiny s vysokou entropií připravené práškovou metalurgií

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Filip Průša, Ph.D.

Anotace

Od roku 2004 získal vývoj materiálů nový směr zaměřením na speciální slitiny tvořené původně pěti prvky v ekviatomárních poměrech. Tato nově objevená skupina materiálů je od té doby známá jako slitiny s vysokou entropií díky vysoké směšovací entropii, způsobující vznik tuhých roztoků namísto intermetalických sloučenin. Tyto materiály vykazují řadu vynikajících vlastností, především vysokou pevnost při zachování dostatečné tažnosti, dobré korozní odolnosti a dalších.
Práce je zaměřena na popis strukturně závislých vlastností vysokoentropických slitin připravených práškovou metalurgií, kombinující mechanické legování a kompaktizaci slinováním v plazmatu.

Specifické mechanismy poškození konstrukčních materiálů v podmínkách jaderných elektráren

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Konstrukční materiály jaderně - energetických zařízení jsou v korektních prostředích odolné díky pasivitě či ochraně povrchu vysokoteplotním oxidem. Výskyt lokalizovaných poruch je vyvolán lokálním poškození ochranné bariéry, k čemuž zpravidla dojde lokálním odklonem prostředí či vytvořením specifických materiálových heterogenit, např. ve svarových spojích. Práce bude věnována hodnocení vlivu materiálových heterogenit a environmentálních podmínek zejména v sekundárním okruhu elektráren na iniciaci a rozvoj poškození.

Studium hydrrometalurgických způsobů pro separaci K a Rb z roztoků

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Nguyen Hong Vu, Ph.D.

Anotace

Draslík a rubidium se často vyskytují společně v roztocích po zpracování lithných slíd za účelem získávání lithia pomocí pyro- nebo hydrometalurgických method nebo po zpracování cementářských odprašků. Kvůli podobným chemickým a fyzikálním vlastnostem je jejich selektvní separace velmi obtížná. Dizertační práce zaměřuje na vývoj a ověření nových hydrometalurgických postupů pro jejich efektivní separaci vhodnou kombinací metody kapalinové extrakce, iontovou výměny nebo srážecí metody.

Vlastnosti a struktura rychle ztuhlých slitin hliníku legovaných přírodními slitinami

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Rychle ztuhlé slitiny hliníku s přechodnými kovy mají vynikající mechanické vlastnosti a zvýšenou tepelnou stabilitu oproti konvenčním slitinám. V práci budou zkoumané slitiny připravené legováním hliníku různým množstvím přírodních slitin přechodných kovů, získaných redukcí polymetalických rud. Budou studovány struktury, mechanické vlastnosti a chování slitin za zvýšených teplot. Studium těchto materiálů a jejich vlastností umožní navržení technologie pro získání materiálů s požadovanými vlastnostmi z přírodních zdrojů.

Vliv korozních produktů na vstup vodíku do struktury vysokopevnostních oceli

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Prošek, Ph.D.

Anotace

Tento projekt je založen na zkušenostech získaných v rámci průmyslem sponzorovaných výzkumných aktivit zabývajících se vodíkovým zkřehnutím vysokopevnostních ocelí, které jsou zvláště náchylné vodíkem způsobenému poškození. Protože pokročilé vysokopevnostní oceli mají velký potenciál snížit spotřebu základních materiálů a energie v řadě oborů lidské aktivity, množství studií věnovaných nebezpečí vodíkového zkřehnutí rychle narůstá. Většina z nich je však prakticky orientovaná a studium mechanismů bývá opomíjeno, ačkoliv lepší porozumění celému procesu může umožnit vývoj materiálů s vhodnějšími aplikačními vlastnostmi. Tato studie bude proto zaměřena na porozumění základním dějům při atmosférické korozi, které mají potenciál ovlivnit vstup vodíku do železa, základního prvku ocelí, a do vybraných tříd ocelí. Hlavním cílem práce bude objasnit vliv korozních produktů na vstup atomárního vodíku do železa a ocelí při atmosférické korozi (jak chemické složení a fázová struktura korozních produktů ovlivňuje adsorpci a absorpci vodíku? Jaký je jejich vliv na pH? Jak mění poměr mezi reakcemi redukce kyslíku a vzniku vodíku? Jaké podmínky spouští tyto reakce? Jak se atomární vodík tvoří a jaký je mechanismus jeho vstupu do struktury kovu?).

Vliv radiolýyzy a bakteriálních extremofilů na životnost kontejneru pro ukládání radioaktivního odpadu

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Ing. Jan Stoulil, Ph.D.

Anotace

Práce se bude zabývat vlivem radiolýzy pórového roztoku bentonitu gama zářením na oxidační schopnost prostředí a jeho vliv na stabilitu a polovodivé vlastnosti pasivní vrstvy na korozivzdorné oceli typu 316L. Dále budou studovány možnosti vzniku biofilmu sulfát-redukujících bakterií na povrchu a vliv vzniklých metabolitů na náchylnost k bodové korozi a koroznímu praskání.

Vývoj zařízení pro měření korozivity atmosféry

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Naprostá většina kovových předmětů je exponována v atmosféře. Jsou to nejrůznější kovové konstrukce, dopravní prostředky, stavební prvky, kovové památky apod. S tím souvisí obrovské finanční ztráty a bezpečností rizika vyvolaná korozí, kterým se předchází různými postupy protikorozní ochrany. Pro ověření účinnosti přijatých protikorozních opatření lze využít řadu metod korozního monitoringu, které je ale nutné přizpůsobit specifickým potřebám různých oblastí. Práce je zaměřená na vývoj nového zařízení pro monitoring atmosférické koroze. Bude rozvíjen nejen samotný princip meřicí metody, která je založená na změně elektrického odporu kovu vlivem koroze, ale budou také vyvíjena nová korozní čidla, měřicí elektronika, software a systém přenosu a zpracování dat.

Změny mikrostruktury v železobetonu podrobenému elektromigračnímu léčení

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie

Anotace

Cílem práce je odhalit mikrostrukturální změny v betonu podrobeného elektromigračním procedurám. Experimenty budou simulovat nedestruktivní metody založené na použití stejnosměrného elektrického proudu, které se používají k ošetření železobetonových konstrukcí. Příklady takových úprav jsou elektrochemická extrakce chloridů, nové metody injektáže korozních inhibitorů nebo léčení poškozeného betonu injektáží nanočástic. Vysvětlení
základních mechanismů na úrovni mikrostruktury způsobené aplikací stejnosměrného proudu a jejich navázání na tradiční parametry kontinuálního modelu bude provedeno ve vztahu k přítomnosti druhotných materiálů v betonu.

Způsoby získávání Li z lithných minerálů

Garantující pracoviště: Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Nguyen Hong Vu, Ph.D.

Anotace

Práce bude zaměřena na vývoj a ověření nových metod pro získávání Li z lepidolitu, lithné slídy. Budou vyzkoušeny spékací, sloužící nebo integrované metody pro převedení Li do roztoků, ze kterých budou získán uhličitán lithný s čistotou pro výrobu baterií.


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
zobrazit plnou verzi