Počkejte prosím...

Ústav skla a keramiky

Vypsané disertační práce

3D tisk biokeramiky metodou SLA

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Léčiva a biomateriály
Vedoucí práce: Ing. Jan Macháček, Ph.D.

3D tisk keramiky a biokeramiky metodou SLA

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jan Macháček, Ph.D.

Anotace

Práce se zabývá 3D tiskem keramiky a biokeramiky pomocí metody stereolitografie (SLA). Těžištěm práce bude příprava a charakterizace suspenzí keramických částic a fotosenzitivní pryskyřice. Pro přípravu keramických částic se plánuje využití metody koloidního mletí a metody sol-gel. Kvalita 3D výtisků bude posouzena z hlediska mikrostruktury, mechanických vlastností, případně bioaktivity.

Atomární modelování struktury křemičitého skla

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Skelnou strukturu lze popisovat pomocí různých strukturních kvantifikátorů (radiální distribuční funkce, časovo-prostorové korelační funkce, kooordinace, Q-motivy, cykly atd.). Uvedené kvantifikátory lze získat pomocí atomárních simulací, např. molekulovou dynamikou. Cílem práce bude teoretický popis struktury skla s důrazem na středně-dosahové uspořádání a srovnání objemové a povrchové struktury.

Elastic, dielectric and piezoelectric properties of ceramics and composites

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Elastic, dielectric and piezoelectric properties are of fundamental importance for many types of functional ceramics and composites. Figures of merit for these materials, e.g. ceramics for hydrophone applications, are usually determined by a complex interplay of these three types of properties. This PhD topic focuses on the study of the dependence of the effective elastic, dielectric and piezoelectric properties on the microstructure, mainly porosity, pore shape and grain size (in the case of composites also volume fraction). The student is required to have a background in materials science (not necessarily specialized on ceramics) and an interest in challenging theory (full tensor formalism for second-, third- and fourth-order tensors), computer modeling and experimental work with real-world materials.

Elastické, dielektrické a piezoelektrické vlastnosti keramiky a kompozitů

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Elektrické, dielektrické a piezoelektrické vlastnosti jsou zásadně důležité pro mnoho druhů funkční keramiky a kompozitů. Měřítkem kvality těchto materiálů, jako je např. keramika pro hydrofony, je obvykle dán komplexní souhrou těchto tří vlastností. Toto téma disertační práce se zaměřuje na studium závislosti efektivní elastických, dielektrických a piezoelektrických vlastností materiálu na mikrostruktuře, a to především na pórovitosti, tvaru pórů a velikosti zrn (v případě kompozitů také na objemové frakci). Po studentovi je vyžadována znalost materiálové vědy (ne nutně zaměřené na keramiku) a zájem o náročnou teorii (kompletní tenzorový formalismus pro tenzory druhého, třetího a čtvrtého řádu), počítačové modelování a experimentální práci s reálnými materiály.

Glazury s řízenou odrazivostí

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

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.

Keramika s řízenými vlastnostmi v systému CaO-Al2O3-SiO2

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

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.

Large deformations of ceramic powder compacts and fracture of porous and cellular ceramics

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Large deformations play a significant role in ceramic technology, because all pressing operations rely on the quasi-plastic behavior of powder systems during consolidation. On the other hand, also porous and cellular ceramics, including those produced via additive manufacturing, e.g. 3D printing, exhibit quasi-plastic behavior during compression. This PhD topic combines theory-based analytical modeling and computer-based numerical modeling of large deformations with real-world experiments performed on ceramic materials via different mechanical tests, mainly axial and diametral compression. The student is required to have a solid background knowledge in ceramic science and technology as well as the ability to combine computer modeling with experimental work on real materials from both fine and coarse ceramics.

Modeling of fluid permeability through porous ceramics and rocks

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Fluid permeability is of major interest not only in ceramic science and technology, but also in many fields of geoscience. This PhD topic focuses on computer modeling of fluid permeability through porous ceramics and rocks, including powder beds and unsolidified sediments, with the aim to predict fluid permeability on the basis of theoretical estimates, analytical models and mainly numerical calculations on digital model microstructures and spatial images imported from X-ray micro-computed tomography. The modeling will range from simple pore channels to cavity-throat microstructures, partially sintered microstructures to hierarchical and fractal microstructures with cracks. The student should have a background in materials science or geosciences and should be interested in computer-based modeling work.

Modelování permeability tekutin porézní keramikou a horninami

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Permeabilita tekutin je významná nejen v keramické vědě a technologii, ale také v mnoha oblastech geologických věd. Toto téma disertační práce je zaměřeno na počítačové modelování permeability tekutin porézní keramikou a horninami, včetně práškových loží a nezpevněných sedimentů, s cílem předpovědět permeabilitu tekutin na základě teoretických předpokladů, analytických modelů a především numerických výpočtů na digitálních modelových mikrostrukturách a prostorových obrázcích importovaných z rentgenové počítačové mikrotomografie. Modelování se bude týkat mikrostruktur s jednoduchými pórovými kanálky, porézních struktur „dutina-hrdlo“, částečně slinutých mikrostruktur až po hierarchické a fraktální mikrostruktury s trhlinami. Student by měl mít znalosti týkající se materiálové vědy nebo geologických věd a měl by mít zájem o práci založené na počítačovém modelování.

Odolnost keramiky a žáromateriálů proti teplotním rázům

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Odolnost proti teplotním rázům je jednou z nejkomplexnějších vlastností keramiky a žáromateriálů. Z toho důvodu téma disertační práce zahrnuje modelování závislosti elastických vlastností (Youngův modul, Poissonovo číslo), tepelné vodivosti, koeficientů teplotní roztažnosti, objemové hustoty, specifické tepelné kapacity, pevnosti a lomové houževnatosti na fázovém složení a mikrostruktuře keramických materiálů. Po studentovi je vyžadována důkladná znalost keramické vědy a technologie, stejně jako schopnost kombinovat počítačové modelování s experimentální prací se skutečnými materiály, a to od jemnozrnných po hrubozrnné keramické materiály.

Povrch křemičitých skel a jeho charakterizace

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Povrch skla je dosud nedostatečně probádaný, přičemž jeho vlastnosti přímo souvisí s řadou mechanických a chemických vlastností skleněných výrobků. Obsahem práce je připravit povrchy skel a následně je popsat pomocí dostupných mikroskopických a spektroskopických metod (SEM, IM, EPMA, Raman, TOF-SIM, XPS) s různou úrovní povrchové citlivosti.

Precipitace fosforečnanů vápenatých při interakci biomateriálů se simulovanými tělními tekutinami

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

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.

Reologie suspenzí – od teoretických základů po praktické aplikace

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Reologie suspenzí je tématem prvořadého zájmu v keramické technologii a mnoha dalších oborech. Toto téma disertační práce zahrnuje teoretické zpracování základních problémů reologie suspenzí, obzvláště závislost efektivní viskozity na tvaru částic, jejich velikosti a distribuci jejich velikosti, stejně jako praktickou práci s čistě viskózními nenewtonskými kapalinami a viskoelastickými systémy pomocí rotační viskozimetrie a oscilační reometrie. Po studentovi je požadována obecná znalost chemického inženýrství, nemusí se však nutně jednat o keramickou technologii.

Suspension rheology – from theoretical foundations to practical applications

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

The rheology of suspensions is a topic of widespread interest that is important in ceramic technology and many other fields. This PhD topic involves the theoretical treatment of basic problems in suspension rheology, mainly the dependence of the effective viscosity on particle shape, size and size distribution, as well as practical work with purely viscous non-Newtonian fluids as well as viscoelastic systems, mainly using rotational viscometry and oscillatory rheometry. The student is required to have a general chemical engineering background, not necessarily based on (and by no means limited to) ceramic technology.

Thermal shock resistance of ceramics and refractories

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

Thermal shock resistance is one of the most complex properties of ceramics and refractories. Therefore this PhD topic involves modeling the dependence of elastic properties (Young’s modulus, Poisson’s ratio), thermal conductivity, thermal expansion coefficients, bulk density, specific heat capacity, strength and fracture toughness on the phase composition and microstructure of ceramic materials. The student is required to have a solid background knowledge in ceramic science and technology as well as the ability to combine computer modeling with experimental work on real materials from both fine and coarse ceramics.

Velké deformace keramických práškových výlisků a lom porézní a celulární keramiky

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

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.

Využití vedlejších energetických produktů pro nízkoemisní (zelené) technologie

Garantující pracoviště: Ústav skla a keramiky, Fakulta chemické technologie

Anotace

V současné době Česká republika, resp. celá Evropa přistupuje k celé řadě ekologizačních opatření. V posledních letech se stále více dostává do popředí nutnost řešit zvyšující se emise skleníkových plynů, zvláště pak emise CO2. Velmi důležité je a bude v tomto směru zvýšit využitelnost vedlejších energetických produktů (VEP), což se týká jak různých typů popílků, tak např. sádrovců z odsiřovacích procesů. Cílem této práce bude navázat na aplikovaný výzkum ve spolupráci s ČEZ EP a ČVUT Praha a navrhnout co nejvhodnější způsob zpracování VEP z hlediska jak environmentálního, tak ekonomického. Dále bude výzkum zaměřen na přípravu nízkoemisních finálních produktů s využitím ve stavebnictví. Práce by zahrnovala studium hydratace směsných pojiv s vedlejšími energetickými produkty za použití řady metod. Jednalo by se o stanovení chemických, fyzikálních a mechanických vlastností; přesněji termickou analýzu, analýzy rtg. fluorescence a difrakce, SEM + ED analýzy bodové a plošné, porozimetrii, rozdělení velikostí částic, případně NMR v pevné fázi, stanovení vyluhovatelnosti toxických prvků.


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