Projekty

Vedecko-výskumné projekty riešené v r. 2016

VEGA 2/0058/14: Keramické vrstvy pripravené z organokremičitých prekurzorov pre vysokoteplotnú protikoróznu ochranu kovov.
Riešiteľ: Ing. Dagmar Galusková, PhD.
Doba riešenia:

Anotácia: Korózia kovov v horúcich korozívnych plynoch skracuje životnosť technologických zariadení (výmenníkov tepla v elektrárňach a spaľovniach komunálneho odpadu) a vyžaduje dodatočné investície do ich obnovy. Projekt si kladie za cieľ vývoj nového druhu protikoróznej ochrany - keramických povlakov pripravených riadených rozkladom organokremičitých prekurzorov. Navrhovaný spôsob prípravy umožňuje nanášať vrstvy technológiami, ako sú striekanie a namáčanie v tekutom prekurzore, s následnou pyrolýzou a konverziou prekurzora na amorfnú keramiku. Zmena objemu pri konverzii prekurzora sa kompenzuje prídavkom aktívnych a pasívnych plnív na báze oxidových skiel pripravených plameňovou syntézou vo forme mikroguličiek. Takto pripravené vysokotaviteľné sklá s definovaným zložením zabezpečia účinnosť protikoróznej ochrany do vysokých teplôt (> 1200 ^oC), optimálnu kompatibilitu plniva s keramikou, a vzhľadom na sférický tvar sklených mikročastíc, aj minimálny negatívny vplyv na reológiu prekurzora pri nanášaní.

VEGA 1/0631/14: Nové anorganické fosfory na báze hlinitanov vzácnych zemín pre aplikácie v LED diódach vyžarujúcich biele svetlo.
Riešiteľ: Ing. Róbert Klement, PhD.
Doba riešenia: 2014-2017

Anotácia: Projekt sa zaoberá vývojom nových sklených a sklokeramických luminiscenčných materiálov na báze Al2O3 a RE2O3 pre aplikácie v LED diódach emitujúcich biele svetlo, najmä materiálov s dobrou emisiou v červenej spektrálnej oblasti s cieľom zvýšiť CRI index doteraz známym luminoforom. Pripravené budú luminiscenčné materiály vo forme sklených mikroguličiek. Preskúmané budú vlastnosti nedopovaných materiálov najmä z pohľadu štruktúry aluminátových skiel v sústave Al2O3 – RE2O3, použitím sprektroskopických metód, termických vlastností a kinetiky kryštalizácie. Optimalizované budú podmienky kryštalizácie skiel s cieľom prípravy sklokeramických materiálov požadovaných vlastností. Detailne preštudované budú fotoluminiscenčné vlastnosti sklených a sklokeramických materiálov dopovaných iónmi vzácnych zemín a prechodných prvkov s cieľom zvýšiť emisiu luminoforov v červenej spektrálnej oblasti. Pozornosť bude venovaná vzťahom medzi luminiscenčnými vlastnosťami pripravených materiálov a ich štruktúrou a morfológiou.

APVV 15-0014: Kompozitné vrstvy pre vysokoteplotnú protikoróznu ochranu kovov.
Riešiteľ: prof. Ing. Dušan Galusek, DrSc.
Doba riešenia:

Anotácia: Predĺženie životnosti a zvýšenie stability ocelí, z ktorých sú konštruované výfukové potrubia, výmenníky tepla v spaľovniach odpadov, zlievárenských prevádzkach a taviacich agregátoch v sklárňach je možné dosiahnuť aplikáciou vhodne zvoleného protikorózneho povlaku. Cieľom projektu je vývoj nového druhu kompozitnej protikoróznej ochrany, ktorej základom sú keramické vrstvy pripravené riadeným rozkladom organokremičitých prekurzorov. Použitie organických prekurozorv umožňuje použiť pri nanášaní protikoróznej ochrany štandardné technológie, ako je striekanie, alebo namáčanie do tekutého prekurzora, s následnou pyrolýzou a konverziou prekurzora na amorfnú keramiku. Zvýšenie termickej stability, koróznej odolnosti, ako aj minimalizácia objemových zmien spojených s konverziou organického prekurzora na keramiku sa dosiahne prídavkom aktívnych a pasívnych plnív na báze oxidových skiel pripravených plameňovou syntézou vo forme mikroguličiek. Plameňová syntéza umožní pripraviť ťažko taviteľné sklá s vysokou teplotou použitia, čím sa zabezpečí zvýšenie maximálnej teploty použitia (až 1400 oC), ako aj zvýšenie oxidačnej a koróznej odolnosti pripravených povlakov, optimálna kompatibilita plniva s keramickou matricou aj kovovým substrátom a, zvhľadom na sférický tvar sklených mikročastíc, aj minimálny vplyv na reológiu prekurzora s plnivami pri ich nanášaní na kovový substrát.

APVV 0108-12: Vývoj vodivej keramiky na báze SiC.
Riešiteľ: prof. Ing. Dušan Galusek, DrSc.
Doba riešenia:

Anotácia: Hlavným cieľom projektu je príprava, vývoj a vylepšenie mechanických (tvrdosť, lomová húževnatosť, oteruvzdornosť), vysokoteplotných (korozivzdornosť, odolnosť voči tepelným šokom) a elektrických (elektrická vodivosť) vlastností keramických kompozitov s matricou karbidu kremíka a s prídavkami kovov tak, aby sa zabezpečila elektrická vodivosť porovnateľná s kovovými materiálmi bez zníženia štruktúrnej stability. Experimentálnymi materiálmi budú kompozity SiC s rôznym podielom prídavkov Nb a Ti. Bude sa skúmať vzťah medzi relevantnými vlastnosťami experimentálnych materiálov a ich mikroštruktúrnymi parametrami so zámerom pochopiť ich vzájomnú previazanosť a využiť znalosti pri vývoji optimálneho materiálu pre použitie v strojárstve a energetike.

Funglass: CENTRE FOR FUNCTIONAL AND SURFACE-FUNCTIONALIZED GLASSES
Koordinátor projektu: prof. Ing. Dušan Galusek, DrSc.
Doba riešenia: 6/2015 - 5/2016
The project supported by the 8th European Framework programme for Research and Innovation HORIZON 2020. It is based at Alexander Dubček University of Trenčín (Slovakia, coordinated by prof. Dušan Galusek). Project partners include Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg (Germany, with prof. A. Boccaccini), Friedrich Schiller University Jena (Germany, with prof. L. Wondraczek), Spanish National Research Council (Spain, with prof. A. Durán) and University of Padova (Italy, with E. Bernardo).

The scope of the project is the upgrade of existing Centre of excellence for ceramics, glass, and cement, to an internationally recognized Centre for functional and surface-functionalized glasses. The new Centre will be specialized to cutting edge research in the area of glasses with special functional properties (luminescence, electric), and to functionalization of conventional glasses with the aim of modification of their properties, and adding new functionalities. These would comprise reflection, and anti-reflection coatings for solar energy production and optoelectronic applications, increase of glass strength, enhancing the corrosion and leaching resistance of commercially produced glasses, self-cleaning/antibacterial coatings of glasses for medical applications, including modification/enhancement of bioactivity. The research topics would include also utilization of waste materials for production of glasses and glass-ceramic materials with high added value. The project will be aimed at establishment of the Centre as a joint venture of all participating institutions, creation and formalizing the coordination and management structures, upgrading the research infrastructure, expansion of personal capacity of the existing center to the level facilitating achievement of the critical mass for R&D activities, with special attention paid to hiring high quality researchers and engineers from abroad, in order to create creative international environment , and formation of close ties with regional and European glass industries for efficient knowledge transfer.

Vedecko-výskumné projekty riešené v r. 2015

APVV 0218-11 Mechanizmy korózie a mikromechanické vlastnosti dentálnych materiálov
Riešiteľ: prof. Ing. Dušan Galusek, DrSc.
Doba riešenia: 31.7.2012/31.12.2015

Anotácia: Zmena životného štýlu a zvýšená konzumácia nápojov s vysokým obsahom organických kyselín spôsobujú v súčasnosti zvýšený výskyt koróznych defektov prirodzených zubov a dentálnych materiálov hlavne v mladšej časti populácie. Výsledkom je zvýšená kazovosť a nadmerné mechanické opotrebenie v dôsledku dekalcifikácie skloviny u prirodzených zubov voči bežne konzumovaným kyslým nápojom a vzniku korózneho poškodenia povrchu dentálnych náhrad a ich predčasné mechanické zlyhanie. Predložený projekt je zameraná na skúmanie odolnosti prirodzených zubov in-vitro a vybraných materiálov v súčasnosti používaných ako dentálne náhrady (porcelán, sklokeramika, keramika) , výplne kazov prirodzených zubov (amalgán, kompozit) voči bežne konzumovaným kyslým nápojom, a stanovenie mechanizmov a kinetiky ich korózie. Pozornosť sa bude venovať ak vplyvu prítomnosti vybraných iónov s tlmivou kapacitou simulujúcou tlmivý účinok ľudských slín a ovplyvňujúcich iónovú rovnováhu v ústnej dutine na rýchlosť korózie, ako aj vplyvu korózie na zmeny mikromechanických vlastností prirodzených zubov a syntetických dentálnych materiálov, vrátane ich odolnosti voči mikroabrázii, tvorbe mikrotrhlín a únavovej odolnosti vedúcej k abfrakcii pri únavovom namáhaní. Výsledkom bude určenie faktorov vplývajúcich na poškodenie dentálnych materiálov, identifikácia spôsobov umožňujúcich poškodzovanie obmedziť, prípadne zastaviť, resp. optimalizácia dentálnych materiálov z pohľadu ich koróznej odolnosti.

APVV-0487-11 Štruktúra a vlastnosti oxidových skiel určených na aplikácie v jadrovej energetike
Riešiteľ: prof. Ing. Marek Liška, DrSc.
Doba riešenia: 31.7.2012/31.12.2015

Anotácia: Projekt sa pre dve skupiny modelových skiel s potenciálnou aplikáciou v oblasti jadrovej energetiky zameriava na objasnenie vzťahu medzi zložením a štruktúrou na jednej strane a rozhodujúcimi chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami modelových skiel. Štruktúra skiel bude rezultovať z termodynamického modelu (TD), ktorý bude konfrontovaný s výsledkami kvantových simulačných výpočtov štruktúry a vibračných spektier metódou DFT molekulovej dynamiky. Súčasne bude termodynamický model overený analýzou nameraných Ramanových spektier. Využitie TD modelu pri interpretácii závislosti fyzikálnych vlastností spočíva v regresnej analýze, kde závisle premennou je hodnota príslušnej fyzikálnej vlastnosti a nezávisle premennými sú rovnovážne látkové množstvá jednotlivých zložiek. V prípade skúmania kinetiky a termodynamiky lúhovania modelových skiel kvapalnými médiami sa využije termodynamické modelovanie rovnovážneho zloženia kvapalnej fázy. Pri výpočte afinity rozpúšťania skiel sa bude vychádzať z termodynamického modelu – z Gibbsových hydratačných energií jednotlivých zložiek skla. Podobne sa bude pri skúmaní rovnováhy a kinetiky prchania zlúčenín cézia zo sklotvornej taveniny skiel určených na vitrifikáciu rádioaktívneho odpadu vychádzať z termodynamických modelov taveniny a plynnej fázy.

APVV-0108-12 Vývoj vodivej keramiky na báze SiC
Riešiteľ: prof. Ing. Dušan Galusek, DrSc.
Doba riešenia: 1.10.2013/30.9.2017

SAS-NSC JRP 2012/14 New rare earth-free inorganic phosphors for energy-saving lighting applications
Riešiteľ: prof. Ing. Dušan Galusek, DrSc.
Doba riešenia: 1.1.2013 / 31.12.2015