Schválené projekty 2015

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2015

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 52 908 039 Kč

Z toho 2.5% - 1 320 739 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakultapřidělená částka v Kč
FBI  1 172 500
EKF  4 962 700
FAST  3 070 000
FS  8 256 000
FEI 12 282 100
HGF  5 433 000
FMMI  6 188 000
VC 10 223 000
CELKEM 51 587 300
KódSP2015/70
Název projektuSpecifický výzkum v metalurgickém, materiálovém a procesním inženýrství
ŘešitelSojka Jaroslav prof. Dr. Ing.
Školitel projektu
Období řešení projektu01.01.2015 - 31.12.2015
Předmět výzkumuMetalurgické inženýrství
Navrhovaný projekt bude svým obsahem navazovat na řešení projektu z roku 2014, a to komplexním řešením problematiky související s výrobou oceli a slitin, jejich odléváním a tvářením a rovněž s analýzou spalovacích procesů z hlediska posouzení jejich energetické účinnosti a vlivu na životní prostředí. Tematicky je projekt opět členěn dle profesního zaměření řešitelských pracovišť, tzn. katedry metalurgie a slévárenství, katedry tváření materiálu a katedry tepelné techniky.
Oblast metalurgie:
- fyzikální modelování strhávání strusky v průběhu odlévání na ZPO,
- redukce chromu ze strusky při výrobě vysoce legovaných ocelí,
- termofyzikální a termodynamické charakteristiky reálných jakostí ocelí,
- numerické modelování lití a tuhnutí oceli,
- redukovatelnost vysokopecního aglomerátu.
Oblast slévárenství
- stanovení metalurgických a technologických aspektů přípravy litých kovových pěn,
- optimalizace technologie výroby litých kovových pěn s nepravidelnou vnitřní strukturou,
- vývoj technologie odlévání součástí z kovových pěn s pravidelným uspořádáním vnitřních dutin,
- hodnocení vlivu uspořádání vnitřních dutin na vybrané mechanické vlastnosti (absorpce energie).
Oblast tepelné techniky
- hodnocení aspektů vlivů tepelných procesu na složky životního prostředí
- výzkum v oblasti využití netradičních zdrojů tepelné energie
- optimalizace tepelných procesů v metalurgickém průmyslu
- využití alternativních surovinových zdrojů pro přípravu keramických materiálů
Oblast tváření materiálu
-porovnání výsledků různých plastometrických testů a laboratorního válcování.
-posuzování vlivu deformace a velikosti zrna na ARA diagramy nízko a středněuhlíkových oceli
-studium výroby ultrajemnozrnných materiálů pomocí SPD (severe plastic deformation) metod.
-určování modelů přirozených deformačních odporů s využitím zkoušek jednoosým tlakem

Materiálové inženýrství
Také v oblasti Materiálového inženýrství budou aktivity projektu navazovat na aktivity, které byly předmětem řešení v roce 2014. Bude se jednat především o tyto okruhy:
-Ultrajemnozrnné materiály
Bude provedeno studium vlivu různých parametrů ECAP procesu na vývoj mikrostruktury a vlastností v nízkouhlíkové austenitické oceli typu 18Cr – 10Ni. V rámci studia strukturní stability ultrajemnozrnné austenitické oceli bude ověřován vliv krátkodobého žíhání na teplotě cca 500°C na rekrystalizační procesy a růst austenitických zrn. Strukturní studium bude provedeno za použití kombinace technik EBSD a TEM tenkých fólií. Mechanické vlastnosti budou vyhodnoceny pomocí měření tvrdosti a tahových zkoušek na malých tělesech.
-Strukturní stabilita žáropevných austenitických ocelí
Studium bude zaměřeno jednak na termodynamické modelování rovnovážných fází ve vybraných typech austenitických ocelí a jednak na experimentální studium precipitačních reakcí ve vzorcích ocelí s definovanou historií tepelného zpracování a následné expozice. Bude studován vliv současné přísady vanadu a niobu do laboratorní tavby austenitické Cr-Ni oceli na precipitační procesy metodami počítačového modelování a experimentální validace výsledků modelování.
-Hodnocení obsahu zbytkového austenitu v ocelích s deskovým martenzitem s využitím různých experimentálních metod.
V rámci této části bude provedeno u vybraných ocelí, zejména u cementovaných vrstev, hodnocení obsahu zbytkového austenitu s využitím světelné mikroskopie a obrazové analýzy, dále s využitím techniky EBSD na řádkovacím elektronovém mikroskopu a konečně pomocí rtg analýzy. Toto srovnání, resp. získání korelace mezi výsledky získanými různými metodami, je velmi důležité jak z hlediska výzkumného, tak z hlediska konkrétních průmyslových aplikací.
-Hodnocení vlastností kompozitních materiálů.
V této části bude pozornost zaměřena na studium vlastností a struktury u kompozitních materiálů s polymerní matricí vyztužených především skelnými, uhlíkovými nebo aramidovými vlákny s různou orientací vláken a s různou texturou vazby. Dále budou studovány charakteristiky vybraných hybridních kompozitů.
- Korozní odolnost vybraných kovových biomateriálů (slitiny Ti, NiTi, korozivzdorné oceli).
V této části budou pokračovat práce zaměřené zejména na studium vlivu různých povrchových úprav studovaných kovových materiálů na charakteristiky biokompatibility. V laboratorních podmínkách budou prováděny různé způsoby pasivace povrchu, leštění a nanášení vhodných povlaků a vrstev na materiálech pro implantáty. Ověřování biokompatibility materiálů bude ověřováno mj. v živých organismech.
- Studium vodíkové křehkosti a difúzních charakteristik vodíku v moderních „Advanced high strength steels“ (AHSS).
V této oblasti budou pokračovat práce věnované studiu odolnosti vybraných AHSS ocelí vůči degradačním účinkům vodíku a studiu difúzních charakteristik vodíku, tj. koeficientu difúze, uchycování vodíku v pastech a koncentraci vodíku v těchto ocelích. Nově budou studovány oceli TRIP, v nichž byl jako legura využit hliník v množství cca 0,5 hm. %, a dále oceli TRIP se zvýšeným obsahem fosforu, a to cca 0,05 hm. %. Oceli budou studovány v různých strukturních stavech, tak aby bylo možno detailně posoudit vliv mikrostruktury na jevy spojené s přítomností vodíku v těchto ocelích.
-Progresivní materiály na bázi Ti, Mg, Al a Ni pro automobilový průmysl a biomedicínu
V rámci řešení projektu budou sledovány tyto okruhy problémů:
1. Materiály na bázi Ti (paměťové materiály, beta titanové slitiny, amorfní materiály na bázi Ti slitin) pro biokompatibilní použití v biomedicíně;
2. Slitiny hliníku, hořčíku a niklu pro automobilový průmysl;
3. Účinky vodíku na materiály pro obě oblasti aplikací, a to jak z hlediska degradací vlastností, tak příznivého vlivu na možnosti tepelného zpracování;
4. Materiály pro vodíkové hospodářství na bázi Mg (v souvislosti s vodíkovými palivovými články pro elektromobily), a to z hlediska jejich sorpčních vlastností i kinetiky sorpce-desorpce;
5. Příprava slitin na bázi Ni3Al, příprava a hodnocení mechanických charakteristik slitin na bázi Ni-Al-Mo, směrová krystalizace a zonální tavení intermetalických slitin vysokotavitelných kovů (Mo, W, ...).
Výzkumná činnost bude zaměřena na studium strukturních charakteristik vyvíjených materiálů, hodnocení jejich mechanických a korozních vlastností. Budou charakterizovány základní strukturní parametry materiálů v průběhu jejich výroby, mechanismy degradace materiálů během mechanických zkoušek a korozních testů. Mechanické zkoušky budou realizovány jak za podmínek statického zatěžování, tak i cyklického a dynamického zatěžování. Výsledky strukturní analýzy, mechanických testů i korozních zkoušek budou využívány při optimalizaci parametrů výroby a dalšího zpracování materiálů, umožní studium souvislostí mezi strukturou a užitnými vlastnostmi materiálů.
-Výzkum a vývoj progresivních magnetických materiálů na bázi kovů vzácných zemin
Výzkum a vývoj jednak magnetokalorických materiálů na bázi vysoce anizotropních magnetů RCo5 a R2Fe14B, a jednak permanentních magnetů na bázi Nd-Fe-B se sníženým obsahem Nd a Dy a s vysokou koercitivní sílou a teplotní stabilitou. Tyto materiály budou připravovány s využitím technologií práškové metalurgie.
V rámci projektu budou řešeny fundamentální vědecké otázky, spojené se studiem magnetokalorického jevu, magnetokrystalické anizotropie a magnetických fázových přechodů materiálů na bázi RCo5 and R2Fe14B. Budou navržena chemická složení a připraveny magnetokalorické materiály na bázi vysoce anizotropních magnetů R-Fe-B a R-Co. Bude studován vliv podmínek tepelného zpracování na mikrostrukturu a velikost MCE vyvinuté třídy materiálů. Permanentní magnety na bázi Nd-Fe-B představují v současné době nejsilnější typy magnetů, což dovoluje minimalizaci rozměrů výrobků a snížení nákladů. Magnety s HcB větší než 899 kA/m budou připravovány různými metodami mísení s využitím hydridů kovů vzácných zemin (KVZ). Bude zkoumán vliv legování hydridy KVZ na tvorbu mikrostruktury a koercitivní síly slinovaných magnetů na bázi (Nd, Pr, Dy)-Fe-B. Chování hydridů KVZ během slinování bude posouzeno a modelováno z kinetiky jejich rozkladu. Provedené studia dovolí objasnit mechanismus zvýšení koercitivní síly následkem legování hydridy. Dále bude studován vliv metody legování, obsahu a chemického složení legujících komponent a podmínek tepelného zpracování na strukturu (velikost zrn, distribuce Nd-fáze, obsah a distribuce minoritních fází aj.) a magnetické vlastnosti těchto materiálů.

Procesní inženýrství
V roce 2015 bude řešení projektu v oblasti procesního inženýrství navazovat na aktivity z roku 2014 a bude zaměřeno zejména na následující okruhy:
̶ Příprava iontových kapalin na bázi solí odvozených od heterocyklických aminů. Posouzení využití iontových kapalin jednak jako surfaktantů k ovlivnění tvaru a velikosti nanočástic ZnO a ZnO2, dále pak k vydělování CO2 z proudu spalin při degradačních procesech.
̶ Studium sorpčních procesů anorganických a organických polutantů na povrchu uhlíkatých elektrod modifikovaných oxidickými systémy z metalurgických odpadů. Příprava pevných sorbentů s různým obsahem uhlíku pyrolýzním zpracováním stabilizovaných ropných kalů za různých podmínek a studium jejich vlastností.
̶ Objemová a povrchová chemická analýza kovových materiálů pomocí emisní spektrometrie s doutnavým výbojem. Termoevoluční a spalovací elementární analýza materiálů a analýza jílových minerálů metodami infračervené a Ramanovy spektrometrie. Využití pevných produktů spalování paliv pro záchyt polutantů z vodného prostředí.
̶ Laboratorní výzkum možnosti využití tuhých produktů vznikajících při procesu spalování odpadů. Bude se jednat o vytváření solidifikovaných matric, které budou podléhat přípravě vodných výluhů. Solidifikovat se budou vzorky zejména popílků, vápenných solí a aktivního uhlí ze spaloven odpadů, přičemž budou použity různé druhy alkalických cementových pojiv. Vodné výluhy budou následně vyhodnoceny z hlediska koncentrace parametrů znečištění, které poukazují na účinnost stabilizace zvolených pojiv.
̶ Optimalizace práce kontinuálně pracující poloprovozní spalovací pece na odpad, která bude pracovat ve zkušebním provozu. Bude ověřena práce nově instalované spalovací pece, dále pak bude vytvářena optimální vsázka do spalovací pece s ohledem na vyrovnání teplot a tepelných toků a zrovnoměrnění procesu. Bude sledováno složení tuhých zbytků po spalování s ohledem na výskyt toxických prvků dle Nařízení vlády č. 354/2002 Sb., v platném znění.
̶ Měření vertikálních profilů znečištění atmosféry s pomocí leteckých bezpilotních prostředků (UAV). Modelování rozptylu znečišťujících látek v ovzduší prostřednictvím dostupných a doporučených metodik.
̶ Přímé stanovení toxických kovů v odpadech prostřednictvím AAS.
̶ Pyrolýzní zpracování odpadních plastů v poloprovozních podmínkách.
̶ Experimentální a teoretické studium vybraných termo-fyzikálních a termodynamických vlastností anorganických materiálů, zejména kovových poly-komponentních slitin a oxidických systémů, metodami termické analýzy spolu s využitím termodynamického SW Thermo-calc.
Členové řešitelského týmuIng. Vera Abramova
Ing. Eliška Adámková
Bc. Petr Aujezdecký
Mgr. Banovsha Baghirova
Bc. Radek Barteczek
doc. Mgr. Lucie Bartoňová, Ph.D.
Dr. Stanislav Bartusek
Ing. Jaroslav Beňo, Ph.D.
Bc. David Beneš
Bc. Martin Bernatík
doc. Ing. Petra Váňová, Ph.D.
doc. Ing. Kateřina Skotnicová, Ph.D.
Ing. David Chmiel
Ing. Žaneta Chromčáková
Ing. Roman Cicko
Ing. Monika Hawliczková
Bc. Jan Cieslar
Bc. Stanislav Czernek
Bc. Michal Daxner
Bc. Václav Dobiáš
prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.
Ing. Daniel Dohnalík
prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.
Ing. Ľubomíra Drozdová
doc. Ing. Richard Fabík, Ph.D.
Bc. Zuzana Fedičová
Bc. Klára Felgenträgerová
Bc. Alexander Feyzikov
Ing. Jiří Fiedor, Ph.D.
Bc. Adam Foukal
Ing. Lucie Frischerová, Ph.D.
Bc. Radim Gajdacz
Bc. David Gottwald
Bc. Jan Grobarčík
doc. Ing. Karel Gryc, Ph.D.
Bc. Ing. Jitka Habáňová
Bc. Barbora Hadvičáková
Bc. Erik Hartmann
Ing. Marek Hartman
Ing. Josef Hlinka, PhD.
Ing. Jan Holešinský
doc. Ing. Petr Jančík, Ph.D.
Bc. Michal Jegla
prof. Ing. Zdeněk Jonšta, CSc.
Ing. Jana Josieková
Mgr. Aleš Kalup
Ing. Martina Kalová, Ph.D.
doc. Ing. Petr Kawulok, Ph.D.
Ing. Rostislav Kawulok, Ph.D.
Ing. Miroslava Klárová, Ph.D.
Bc. Jiří Klíšť
prof. Ing. Jiří Kliber, CSc.
Ing. Anna Klegová, Ph.D.
doc. Ing. Radim Kocich, Ph.D.
Bc. Pavel Kohut
Ing. Jiří Kohut
Ing. Hana Kohutová
Ing. Kateřina Konečná, Ph.D.
prof. RNDr. Pavol Koštial, Ph.D.
Ing. Tomáš Kotulek
Bc. Josef Krenželok
Ing. Ivana Kroupová, Ph.D.
Bc. Pavel Kudela
Ing. Taťána Radkovská
Ing. Lenka Kunčická, Ph.D.
prof. Ing. Miroslav Kursa, CSc.
Bc. Bronislav Lach
doc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D.
Bc. Petr Lejsal
Bc. Kateřina Lepíková
Bc. Veronika Lepíková
doc. Ing. Petr Lichý, Ph.D.
Bc. Adriana Loseová
doc. Dr. Ing. Monika Losertová
Bc. Kateřina Lukešová
Bc. Natálie Lyžbická
doc. Ing. Adéla Macháčková, Ph.D.
doc. Ing. Jitka Malcharcziková, Ph.D.
Bc. Andrea Maralíková
Ing. Anastasia Volodarskaja, Ph.D.
Bc. David Mrázek
Ing. Petr Opěla, Ph.D.
doc. Ing. Petr Pánek, CSc.
Ing. Irena Pavlíková
Ing. Daniel Petlák
Ing. Tomáš Petrek
Ing. Adéla Podepřelová
Bc. Tomáš Postulka
Ing. Martin Pova
Bc. Radim Přasličák
prof. Ing. Petr Praus, Ph.D.
Bc. Martina Puchálková
Bc. Patrik Purtátor
doc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D.
Ing. Filip Radkovský
Bc. Vojtěch Rodryč
Bc. Lucie Roučková
Mgr. Lucie Ruppenthalová, Ph.D.
Ing. Stanislav Rusz, Ph.D.
Ing. Vladana Pečínková, Ph.D.
doc. Ing. Markéta Tkadlečková, Ph.D.
Ing. Marcel Šihor, Ph.D.
Ing. Veronika Šimková
Bc. Marek Škroch
prof. Ing. Bedřich Smetana, Ph.D.
Bc. Ondřej Smolen
Bc. Lucie Snášelová
doc. Ing. Ladislav Socha, Ph.D.
prof. Dr. Ing. Jaroslav Sojka
Bc. David Šperlín
Ing. Ondřej Štefek
Ing. Václav Strung
Ing. Michaela Strouhalová, Ph.D.
Ing. Petra Šutarová
Ing. Jana Sviželová
Bc. Lukáš Szkandera
doc. Ing. Ivo Szurman, Ph.D.
Ing. Radek Tomášek
doc. Ing. Marek Velička, Ph.D.
prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.
Ing. Jiřina Vontorová, Ph.D.
Mgr. Roman Witasek
Bc. Vojtěch Zavřel
Bc. Petra Zedníčková
Bc. Adam Zelenka
Ing. Stanislav Zientek
Bc. Markéta Zounová
Ing. Jaroslav Zwyrtek
Bc. Alexandra Zyryanová
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Hlavním cílem řešení projektu je získání původních výsledků a nových poznatků ve sledovaných oblastech. Nové poznatky budou zveřejněny dle platné Metodiky hodnocení výsledků výzkumu a vývoje - budou připraveny články do impaktovaných časopisů. Doktorandi také budou presentovat dílčí výsledky na mezinárodních konferencích (a v jejich sbornících) a na Dni doktorandů FMMI. Studenti magisterského studia budou výsledky presentovat ve svých diplomových pracích.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
180000,-180000,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)134000,-134660,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti46000,-45340,-
2. Stipendia270000,-281000,-
3. Materiálové náklady350000,-276696,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek70000,-51643,-
5. Služby199500,-298112,-
6. Cestovní náhrady150000,-132049,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory135500,-135500,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady1355000,-
Uznané náklady1355000,-
Celkem běžné finanční prostředky1355000,-1355000,-