Projektová činnosť

Medzinárodné

Novel Ultra-High Temperature Ceramic Matrix Cpmposites for Application in Harsh Aerospace Environments
Novel Ultra-High Temperature Ceramic Matrix Cpmposites for Application in Harsh Aerospace Environments
Program: JRP
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Tatarko Peter, PhD.
Doba trvania: 1.1.2024 – 31.12.2026

Národné

DESICAEX – Vývoj karbidu kremičitého pre extrémne aplikácie
Development of silicon carbide for extreme application
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Hanzel Ondrej, PhD.
Anotácia: Navrhovaný projekt je zameraný na vývoj plne hutnej keramiky na báze karbidu kremičitého bez tradičných oxidových spekacích prísad alebo s prídavkom stopových množstiev kovov (Al, Fe) pri spekacej teplote nižšej ako je teplota (T < 2100°C) potrebná k spekaniu SiC v tuhej fáze. Projekt bude zameraný na dôkladné pochopenie mechanizmov spekania a štúdium toho ako modifikácia práškov karbidu kremičitého a/alebo prídavok malého množstva kovov (Al, Fe) môže ovplyvniť a znížiť teplotu spekania pre prípravu hutnej SiC keramiky. Kvôli zvyšujúcemu sa záujmu a požiadavkám v energetických aplikáciách, vo vesmírnych aplikáciách, pohonných a raketových systémoch je nevyhnutné taktiež charakterizovať vysokoteplotné vlastnosti (tepelná vodivosť, vysokoteplotná pevnosť, oxidačnú a ablačnú odolnosť v kyslíkovo-acetylénovom plameni) pripravenej keramiky na báze SiC. V rámci projektu bude teda študovaná tepelná vodivosť SiC až do teploty 1500°C, vysokoteplotná pevnosť SiC v teplotnom rozsahu 1500°C – 2000°C a odolnosť pripraveného SiC materiálu voči kyslíkovo-acetylénovému plameňu pri teplotách vyšších ako 1700°C. Taktiež bude skúmaný vplyv modifikácie SiC práškov, parametrov spekania a mikroštruktúry na vysokoteplotné vlastnosti SiC keramiky.
Doba trvania: 1.9.2025 – 31.8.2029
Keramické kompozitné materiály na báze SiC s vysokou tepelnou vodivosťou
Silicon carbide ceramic composite materials with high thermal conductivity
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Hanzel Ondrej, PhD.
Anotácia: Cieľom projektu je príprava hutného karbidu kremičitého (SiC) bez spekacích prísad a/alebo kompozitov na báze SiC s nízkym obsahom (do 1 hm. %) spekacích prísad (oxidov kovov vzácnych zemín napr. Sc2O3, Gd2O3, Lu2O3, Er2O3), s vysokou tepelnou vodivosťou. Výskum bude zameraný na štúdium vplyvu α-SiC a β-SiC fázy na tepelnú vodivosť karbidu kremičitého bez spekacích prísad a druhý smer výskumu bude zameraný na štúdium vplyvu množstva a typu prídavkov oxidov kovov vzácnych zemín na tepelnú vodivosť SiC kompozitov. Na dosiahnutie cieľov projektu je nevyhnutný výskum zameraný na prípravu hutného SiC alebo kompozitov na báze SiC pri relatívne nižších teplotách spekania (do 2000°C). Tento proces bude zahŕňať štúdium modifikácie SiC prášku alebo kompozitných práškov pomocou vymrazovacieho granulátora, tepelného žíhania granulátu a následnej optimalizácie spekania pripravených granulovaných kompozitných práškov pomocou tzv. elektrickým poľom asistovaných techník spekania (FAST – Field Assisted Sintering Technology).
Doba trvania: 1.1.2025 – 31.12.2028
Pórovité anódy na báze SiOC pre sodíkové batérie novej generácie
SiOC-based anodes for the new generation sodium-ion batteries
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: doc. Ing. Lenčéš Zoltán, PhD.
Doba trvania: 1.1.2025 – 31.12.2028
NEOCAR – Ultra-vysokoteplotné karbidy so zvýšenou oxidačnou odolnosťou
Novel enhanced oxidation-resistant ultra-high temperature carbides
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Tatarko Peter, PhD.
Anotácia: Zlepšenie odolnosti voči oxidácii ultra-vysokoteplotných keramických materiálov (UHTC) má zásadný význam pri uspokojovaní rastúcej potreby aplikácií, ktoré sú používané pri teplotách nad 2000 °C v oxidačných atmosférach, ako sú napr. hypersonické vozidlá a kozmické lode. Nedávno sa vďaka výskumu viackomponentnej keramiky, pozostávajúcej zo štyroch alebo viacerých rôznych katiónov alebo aniónov stabilizovaných konfiguračnou entropiou, otvoril priestor na vývoj nových UHTC práve so zvýšenou odolnosťou voči oxidácii. Na dizajn takýchto materiálov cestou predikcie ich zložitých oxidačných procesov je však nevyhnutné komplexne pochopiť monokarbidy a binárne karbidy prechodných kovov, na ktoré sa zameriava tento projekt, čo v súčasnosti v poznatkoch v danej vednej oblasti chýba. Hlavným cieľom projektu je teda vyvinúť nové UHTC materiály odolné voči oxidácii prostredníctvom systematickej experimentálnej štúdie, v ktorej sa skúmajú vysokoteplotné vlastnosti (odolnosť voči oxidácii/ablácii, odolnosť voči tepelným šokom a ďalšie) a mechanické správanie sa monokarbidov a binárnych žiaruvzdorných karbidov. Následne budú syntetizované karbidy s prídavkom sekundárnej fázy so zabudovaným kremíkom, vo forme SiC a silicidov prechodných kovov, ktoré sú známe ako zlúčeniny tvoriace ochrannú sklovitú fázu, ktoré môžu ďalej zlepšovať odolnosť voči oxidácii novo vyvíjaných UHTC. Okrem pochopenia oxidačného a mechanického správania sa týchto keramických a kompozitných materiálov, bude predikcia vytvorených modelov následne potvrdená a to syntézou vybraných 3-, 4- a 5- komponentných kovových karbidových systémov. Následne budú experimentálne stanovené ich vysokoteplotné a mechanické vlastnosti. Riešenie tohto projektu vytvorí súbor základných poznatkov, ktoré sú nevyhnutné pre návrh nových zložitejších viackomponentných keramických materiálov s výrazne zvýšenou oxidačnou odolnosťou, čo bude významným prínosom pre celú komunitu materiálových vied.
Doba trvania: 1.7.2023 – 30.6.2027