Témy dizertačných prác doktorandského štúdia na ÚMMS SAV, v. v. i. so začiatkom v akademickom roku 2024/2025 v študijnom programe Strojárske technológie a materiály v spolupráci s SjF STU
Vplyv tvárnenia a tepelného spracovania na odolnosť vysokopevných komplexných koncentrovaných zliatin voči vodíkovému krehnutiu
Školiteľ: Ing. Michaela Štamborská, PhD.
Kontakt: michaela.stamborska@savba.sk
Vodík je kľúčovou prioritou európskej stratégie pre čistú energiu a kovové materiály predstavujú základný pilier očakávaných technických riešení a inovácií pri jeho výrobe, skladovaní, distribúcii a konečnom použití. PhD práca bude zameraná na výskum odolnosti vysokopevných tvárnených komplexných koncentrovaných zliatin (CCAs) voči vodíkovému krehnutiu (HE). Doktorand/ka sa bude podieľať na metalurgickej príprave zliatin, tvárnení, tepelnom spracovaní, vodíkovaní a vlastnostiach nových CCAs na báze CoCrFeNi s prídavkami Al, Ti, Ta a Nb. Bude skúmať deformačné správanie precipitačne spevnených CCA v priebehu tvárnenia za tepla a pri izbových teplotách, skúšok v ťahu a tlaku a ich odolnosť voči vodíkovému krehnutiu. Pomocou analytického a numerického modelovania a programu ANSYS bude simulovať procesy tvárnenia, precipitačného vytvrdenia, mechanických vlastností a deformačného správania a umožní optimalizáciu chemického zloženia, mikroštruktúry a parametrov spracovania skúmaných CCAs. Pomocou simulácie tvárnenia metódou konečných prvkov bude predikovať najvhodnejší typ mikrostruktury pre dosiahnutie vysokopevného materiálu odolnému voči vodíkovému krehnutiu. Platnosť a presnosť numerických výpočtov bude overená experimentálnymi údajmi z mechanických skúšok a simulačných deformačných experimentov. Od uchádzača/ky sa vyžaduje experimentálna zručnosť, poznatky z aplikovanej mechaniky, základné poznatky z náuky o materiáloch, vedomosti o mechanickom skúšaní materiálov, poznatky o numerických metódach výpočtu ako aj dobrá znalosť anglického jazyka.
Vývoj kompozitov spevnených oxidickou sieťou pripravených z kovových práškov deponovaných ALD vrstvami
Školiteľ: Ing. Peter Krížik, PhD.
Kontakt: peter.krizik@savba.sk
Cieľom dizertačnej práce je vývoj nových typov kompozitov s kovovou matricou, stabilizovaných a spevnených kontinuálnou sieťou oxidov s nanometrickou hrúbkov. Tieto kompozity budú pripravené konsolidáciou atomizovaných kovových práškov (Al, Ti, Mg), na povrch ktorých sa budú deponovať tenké vrstvy amorfného Al2O3 pomocou technológie „atomic layer deposition“ (ALD). Takto upravené kovové prášky budú ďalej konsolidované metódami práškovej metalurgie (PM) za účelom prípravy objemových kompozitov so zvýšenými mechanickými a fyzikálnymi vlastnosťami. Počas štúdia bude doktorand zodpovedný za: 1. prípravu Al2O3 vrstiev na kovových práškov metódou ALD, optimalizáciu hrúbky vrstiev a parametrov nanášania 2. prípravu objemových kompozitov z týchto práškov metódami PM, 3. komplexnú mikroštruktúrnu charakterizáciu, mechanické testovanie a meranie fyzikálnych vlastností, 4. štúdium vplyvu hrúbky Al2O3 vrstiev na tepelnú stabilitu kompozitov, na mechanické a fyzikálne vlastnosti, 5. štúdium vplyvu tepelného spracovania na mechanické a fyzikálne vlastnosti. Očakáva sa, že doktorand zvládne počas štúdia prípravu vzoriek pomocou technológií PM, využije metódy termickej analýzy (TGA, DSC, DTA) a elektrónovej mikroskopie (SEM, TEM), spektrometrické metódy (EBSD, EDS, EELS), röntgenovú difrakciu (XRD), mechanické (ťahové testy, DMA), creepové testy a fraktografiu. Doktorandská práca bude podporená VEGA projektom základného výskumu. Vyžadujú sa predchádzajúce skúsenosti v oblasti materiálového inžinierstva, metalurgie, analýz a charakterizačných metód, aktívna znalosť anglického jazyka, schopnosť pracovať v dynamickom tíme a samostatnosť.
Vývoj nového typu biomedicínského resorbovateľného kompozitu na báze zinku
Školiteľ: Ing. Martin Balog, PhD.
Kontakt: martin.balog@savba.sk
Cieľom dizertačnej práce je vývoj novej generácie biomedicínskych kompozitov s kovovou matricou (MMC) na báze zinku (Zn) vyrobených metódami práškovej metalurgie (PM) s ultrajemnozrnnou (UFG) štruktúrou in-situ stabilizovanou nanometrickými disperzoidmi oxidu zinočnatého (ZnO) s mechanickými, koróznymi a biologickými vlastnosťami optimalizovanými pre implantológiu, najmä na aplikáciu stentov a ortopedických vnútorných fixačných zariadení, ktoré riešia nedostatky súčasných bioabsorbovateľných materiálov. Počas interdisciplinárnej práce bude doktorand zodpovedný za: i) výrobu a optimalizáciu technológií prípravy MMC pomocou rôznych PM technológií, ii) mikroštrukturálnu charakterizáciu a mechanické testovanie MMC, iii) štúdium stabilizačného účinku vneseného in-situ ZnO disperzoidmi do intenzívne deformovanej Zn matrice, iv) štúdium korózneho správania v simulovaných prostrediach a v) in-vitro biologické štúdie odozvy bunkových kultúr MMC eluátov. Vyžaduje sa aby bol doktorand zručný pre experimentálny ako aj analytický typ výskumu. Očakáva sa, že doktorand zvládne rôzne technológie prípravy MMC pomocou PM, využije metódy termickej analýzy (TGA, DSC), elektrónovej mikroskopie (SEM, TEM), spektrometrické metódy (EBSD, EDS), röntgenovú difrakciu (XRD), mechanické (ťahové testy, tvrdosť, DMA, creep, únava) a korózne testy. Doktorand sa bude spolupodieľať na in-vitro testoch biologickej odozvy bunkových kultúr (MTT, ROS, comet, baktericidná štúdia). Doktorandská práca bude podporená projektom aplikovaného výskumu a študent bude úzko spolupracovať s Biomedicínskym centrom SAV a ďalšími zahraničnými inštitúciami. Výhodou je predchádzajúca prax súvisiaca s podobným typom materiálového výskumu, plynulá a aktívna znalosť anglického jazyka, schopnosť pracovať v dynamickom tíme a samostatnosť.