• Vytlačiť

APVV-16-0059: Výskum nových magnetodielektrických keramických a kompozitných materiálových štruktúr  (07/2017 – 06/2021)

Zodpovedný riešiteľ:  doc. Ing. Rastislav Dosoudil, PhD.

Anotácia:
Podstatou projektu bude výskum nových magnetodielektrických keramických a polymérnych kompozitných materiálov na báze rôznych druhov plnív (redukované a karbonylové železo, kobalt, permalloy, permendur, zliatina FeSiAl; spinelové ferity: NiZn, MnZn, LiZn a hexagonálne ferity na báze bária a stroncia) a matríc (polyvinylchlorid, polyesterová živica, kaučuková guma, elastomér) s cieľom optimalizácie ich magnetických, dielektrických a elektromagnetických absorpčných vlastností. Bude sa vyšetrovať vplyv metódy syntézy a vplyv niektorých katiónov vzácnych zemín (Sm, Dy, La, Eu a Gd) a kovov (In, Y) na vybrané elektromagnetické parametre (permeabilita, permitivita a odrazové straty) magnetodielektrických keramických materiálových štruktúr (feritov spinelového a hexagonálneho typu) a kompozitných materiálov na báze feritov a polymérnych nemagnetických matríc. Sústredíme sa aj na štúdium vplyvu zloženia vulkanizačných systémov a typu a obsahu magnetického plniva na vlastnosti elastomérnych magnetických kompozitov. Bude sa sledovať tiež vplyv veľkosti častíc magnetického keramického plniva na tieniaci účinok elastomérnych magnetických kompozitov a zlepšenie ich fyzikálno-mechanických vlastností použitím nových typov (peroxidových) vulkanizačných systémov. V projekte sa zameriame aj na skúmanie možnosti využitia optického vlákna ako senzora s rozloženými parametrami na meranie magnetického poľa pozdĺž optického vlákna s využitím optickej vláknovej reflektometrie (OTDR) na spracovanie signálu zmeneného magnetickým poľom, a ďalej na teoretickú analýzu, návrh a realizáciu prototypu optického vláknového senzora určeného na snímanie priestorového rozloženia magnetických polí na báze štruktúrnych optických vlakien v kombinácii s nanofluidikami ako aj na báze štandardných a štruktúrnych optických vlákien s klasickou resp. tzv. dlhou Braggovou mriežkou.

Vedecké ciele projektu:

Na základe rozboru súčasného stavu problematiky v predmetnej oblasti výskumu navrhovaného projektu sa zameriame najmä na nasledovné ciele: - technologická syntéza práškových magneticky mäkkých keramických materiálov, konkrétne spinelových feritov (LiZn, NiZn) a hexagonálnych feritov (typu BaM) s rozmerom častíc od desiatok nanometrov po stovky mikrometrov, analýza mikroštruktúry a optimalizácia ich elektromagnetických vlastností; - príprava a skúmanie kompozitných materiálových štruktúr na báze feromagnetických a ferimagnetických plnív (redukované a karbonylové železo, permalloy, permendur, FeSiAl, Co; NiZn, MnZn, LiZn a bárnaté hexagonálne ferity) a polymérnej nemagnetickej matrice (polyvinylchlorid PVC, polyesterová živica) s cieľom zlepšenia ich magnetických, dielektrických, a elektromagnetických absorpčných vlastností; - vyšetrovanie vplyvu vybraných katiónov vzácnych zemín (Sm, Dy, La, Eu a Gd) a kovov (In, Y) na vybrané elektromagnetické parametre magnetodielektrických keramických materiálových štruktúr (feritov) a kompozitných materiálov na báze feritu a polymérnej nemagnetickej matrice; - analýza vplyvu metódy syntézy na vybrané elektromagnetické parametre feritov a kompozitných materiálov; - inovácia technologického zariadenia na optimálnu homogenizáciu vstupných surovín využívaných pri príprave vyvíjaných materiálov a zlepšenie (rozšírenie najmä frekvenčného rozsahu) existujúceho automatizovaného meracieho pracoviska pre meranie magnetických, dielektrických a elektromagnetických absorpčných vlastností pripravených materiálov; - štúdium vplyvu zloženia vulkanizačných systémov a typu a obsahu magnetického plniva na vlastnosti elastomérnych magnetických kompozitov. Sledovanie vplyvu veľkosti častíc magnetického keramického plniva na tieniaci účinok elastomérnych magnetických kompozitov a zlepšenie ich fyzikálno-mechanických vlastností použitím nových typov (peroxidových) vulkanizačných systémov; - modelovanie interakcie externej fyzikálnej veličiny (magnetické pole, teplota, tlak, ťah) so štruktúrou optického vlákna a využitie výsledkov na návrh optických vláknových senzorov na snímanie priestorového rozloženia týchto veličín.