VŠB-TU Ostrava

Vědeckovýzkumné zaměření specializace

Vědeckovýzkumná náplň progresivních technologií porušování materiálů je zaměřena především na aplikace fyzikálních poznatků pro zdokonalování moderních technologií. Navazuje na řešení projektů věnovaných vytvoření fyzikálního modelu vystihujícího proces porušování křehkých nehomogenních materiálů, kdy bylo zkoumáno porušování křehkých nehomogenních materiálů vodním paprskem, generace abrazivního vodního paprsku, principy generace pulzních vodních paprsků, projevy vodního paprsku na tepelně ovlivněných horninových materiálech, při zvýšeném okolním tlaku, a další návazné nebo související jevy. Souběžně byl zahájen i výzkum zaměřený na studium působení laseru (potažmo plazmatu) na horniny.

Magnetické obvody a nanostruktury jsou ve středu zájmu především s ohledem na budoucí předpokládané aplikace v magnetických záznamových médiích, ve spintronice a při konstrukci senzorů. Optické a magnetické metody pro studium struktury, magnetického uspořádání a optických a magnetooptických vlastností nanostruktur odhalují výrazně odlišné vlastnosti od diskutovaných fyzikálních parametrů odpovídajících bulkových struktur. Aplikace jsou směřovány mimo jiné do oblasti návrhů senzorů pro magnetickou defektoskopii, která umožňuje pomocí analýzy rozptylových magnetických polí detekovat defekty v magneticky aktivních materiálech jakými jsou ocelová lana, trubky nebo magnetická válcová tělesa.

Globálním cílem vědeckovýzkumné činnosti je uplatnit moderní fyzikální poznatky při vývoji nástrojů a strojů zvyšujících efektivnost lidské činnosti v kůře zemské (případně i na jiných tělesech ve vesmíru). Z toho vyplývá potřeba řešit fyzikální problematiku týkající se vzniku paprsku, proudění kapalin v tekutém prostředí, ovlivňování toku kapalin magneticky, elektricky, ultrazvukem či elektromagnetickým zářením, ale i některé technické problémy. Technologické postupy využívající kapalinový paprsek jsou již dnes využívány k opracovávání těžko obrobitelných materiálů, těžbě dekoračních hornin, sanaci betonových staveb, přesnému obrábění hornin, skla, keramiky i kovů, stále se však u nich vyskytuje mnoho technických a technologických problémů. Jejich řešení se věnuje specializace progresivní technologie porušování materiálů na Katedře fyziky VŠB - Technické univerzity Ostrava.

Konkrétní cíle a zaměření se orientují do následujících oblastí:

Témata řešená specializací:

Laboratoř kapalinového paprsku

Místnost: J 165 - Kapalinový paprsek mokrá část

Přístrojové vybavení laboratoře:

  • Vysokotlaké čerpadlo PTV 19/60 na bázi čerpadla Flow HSQ 5X (tlak do 415 MPa, průtok do 1,9 l.min-1)
  • Řezací X-Y CNC stůl WJ1020-1Z-EKO s příslušenstvím
  • Speciální tlaková komora s manipulačním zařízením pro posuv vzorku (přetlak do 4 MPa)
  • Čerpadlo Kärcher 390 pro zajištění potřebného tlaku v tlakové komoře s příslušenstvím (tlak do 10 MPa, průtok do 6,5 dm3.min-1) s příslušenstvím
  • Čerpadlo Kränzle 3270 (tlak 10 až 25 MPa, průtok do 13 dm3.min-1)
  • Čerpadlo URACA RF708E/500 (tlak do 50 MPa, průtok do 50 l.min-1)
  • Sítovačka Retsch AS200 pro přípravu a analýzu vzorků abraziva
  • Sítovačka Retsch AS200 pro přípravu a analýzu vzorků abraziva
  • Sítovačka Retsch AS200 pro přípravu a analýzu vzorků abraziva
  • Zařízení pro rotaci vzorku s horizontální osou rotace (návrh a výroba PTS Solnař)
  • Zařízení pro rotaci vzorku s vertikální osou rotace (návrh a výroba PTS Solnař)
  • Snímač tlaku a teploty kapaliny Kistler 4067A5000A2 se zesilovačem 4618A2
  • Snímač síly Kistler 9301B se zesilovačem 5039A112
  • Trojosý snímač řezných sil abrazivního kapalinového paprsku vlastního návrhu a výroby osazený kovovými a polovodičovými tenzometry s můstkovým zesilovačem Dewetron DAQP-BRIDGE-B
  • Kalové čerpadlo Royal Einhell SP760
  • Teploměr Greisinger GTH 175/Pt-K
  • PC s měřicí kartou NI PCI-6251 M series DAQ

CNC x-y řezný stůl pro kapalinový paprsek
CNC x-y řezný stůl pro kapalinový paprsek.

Vysokotlaké čerpadlo PTV 19/60
Vysokotlaké čerpadlo PTV 19/60

Vrtačka upravená pro soustružení kapalinovým paprskem
Vrtačka upravená pro soustružení
kapalinovým paprskem.

Tlaková nádoba s pohybovým zařízením
Tlaková nádoba s pohybovým zařízením.

Řezací stůl s ovládací konzolou, násypka abraziva, čerpadlo
Řezací stůl s ovládací konzolou,
násypka abraziva, čerpadlo.

Detail řezné hlavy při řezání oceli tloušťky 136 mm
Detail řezné hlavy při řezání
oceli tloušťky 136 mm.

Místnost: J 163 - Kapalinový paprsek suchá část

Přístrojové vybavení laboratoře:

  • Měřič vodivosti a PH Eutech Instruments CyberScan PC6000
  • Oxymetr Eutech Instruments CyberScan DO1500
  • Speciální zařízení pro analýzu stěn vzorků na bázi fotoaparátu NIKON D300
  • Speciální zařízení na hodnocení stěn řezu na bázi laserové diody s detektorem
  • Mikroskopová sestava na bázi mikroskopu NOVEX Holland s digitální kamerou
  • Měřič magnetického pole F.W.Bell Gauss/Teslameter 5080
  • Digitální váha OHAUS ARC120 do hmotnosti 3kg

Mikroskop, váha, oxymetr, měřič pH a vodivosti
Mikroskop, váha, oxymetr,
měřič pH a vodivosti

Analýza povrchu na bázi fotografie
Analýza povrchu na bázi fotografie.