VEGA 1/0135/20 (2020 – 2023)
Názov projektu: Keramické a flexibilné kompozitné materiály s riadenou modifikáciou ich elektromagnetických vlastností
Zodpovedný riešiteľ: doc. Ing. Rastislav Dosoudil, PhD.
Anotácia:
Podstatou projektu je syntéza a analýza elektromagnetických, fyzikálno-mechanických a štrukturálnych vlastností keramických feritových materiálov a kompozitných materiálov s viaczložkovými magnetodielektrickými plnivami (YIG, LiZnTi, MnZn, NiZn, Co, FeSiAl, karbonylové železo, permalloy) a flexibilnými matricami (prírodný kaučuk, butadiénstyrénový kaučuk, butadiénakrylonitrilový kaučuk, polyvinylchlorid, polyesterová živica). Pokročilé metódy (termomagnetická analýza, SEM, EDAX, RTG, analýza statických a dynamických magnetizačných kriviek, impedančná spektroskopia) sa použijú pre charakterizáciu pripravených vzoriek.
Vyšetrovať sa bude vplyv kovov (In, Ru) a prvkov vzácnych zemín (Ho, Ce, Nd, Sm, Tb, Er) na elektromagnetické a štrukturálne vlastnosti materiálov. Optimalizácia štruktúry a elektromagnetických
parametrov vzoriek sa docieli aplikáciou vybraných metód a podmienok syntézy. Budú sa analyzovať aj špeciálne optické vlákna s Braggovskými mriežkami s cieľom ich využitia na senzorické účely.
Vedecké ciele projektu:
- Orientovaná príprava magneticky mäkkých spinelových keramických feritových materiálov NiZn, LiZnTi, YIG so zameraním na syntézu nanočasticových materiálov.
- Štúdium vplyvu rôznych kovov (In, Ru) a prvkov vzácnych zemín (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho a Er) na štrukturálne a elektromagnetické vlastnosti magnetodielektrických štruktúr NiZn a Ni feritov, ako aj polymérnych kompozitov využívajúcich tieto feritové materiály ako magneticky aktívne plnivá. Sledovanie vplyvu rôznych pomerov dvojmocných katiónov niklu a zinku v NiZn a NiZnLa feritoch na vybrané elektromagnetické parametre feritov a kompozitných materiálov.
- Využitie rôznych metód syntézy a technologických podmienok (teplota, čas, doba nábehu) na optimalizáciu štruktúry a elektromagnetických parametrov pripravených materiálov.
- Optimalizácia magnetických, dielektrických a elektromagnetických absorpčných vlastností flexibilných viaczložkových kompozitných materiálov s rôznymi typmi magneticky aktívnych plnív (feritové prášky, ferosilícium, redukované a karbonylové železo, kobalt, permalloy, permendur) a polymérnych matríc (prírodný kaučuk NR, butadiénstyrénový kaučuk SBR, butadiénakrylonitrilový kaučuk NBR, polyvinylchlorid PVC, polyesterová živica).
- Vyšetrenie vplyvu rôznych foriem uhlíkových plnív (uhlíkové sadze, uhlíkové nanorúrky, grafén, grafit) na zlepšenie mechanických vlastností a tieniacich charakteristík elastomérnych kompozitných materiálov.
- Modernizácia technologických postupov a inovácia experimentálnych meracích pracovísk pre vyhodnotenie magnetických, dielektrických a elektromagnetických parametrov vyšetrovaných materiálov.
- Analýza interakcie fyzikálnych veličín (magnetické pole, teplota, tlak) s optickým vláknom a určenie vplyvu týchto veličín na optický signál prechádzajúci štruktúrou vlákien za účelom vytvorenia optických vláknových senzorov (pracujúcich na princípe Braggových mriežok zabudovaných do optického vlákna) určených na snímanie priestorového rozloženia týchto veličín pozdĺž vlákna resp. Braggovej mriežky.