Vývoj mikrostruktury slitin s architektonickými rysy při jejich mechanickém zatěžování

• Název práce v češtině: Vývoj mikrostruktury slitin s architektonickými rysy při jejich mechanickém zatěžování
• Název v anglickém jazyce: Microstructure development of alloys with architectural features under their mechanical loading
• Klíčová slova: slitina|mikrostruktura|vnitřní napětí|mechanické vlastnosti
• Klíčová slova anglicky: alloy|microstructure|internal stress|mechanical properties
• Akademický rok vypsání: 2025/2026
• Typ práce: disertační práce
• Ústav: Katedra fyziky materiálů (32-KFM)
• Vedoucí / školitel: doc. Ing. Patrik Dobroň, Ph.D.
• Konzultanti: RNDr. Daria Drozdenko, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1. Vytvoření přehledu o deformačním chování slitin, využití pokročilých experimentálních technik pro komplexní charakterizaci mikrostruktury a o numerickém modelování napěťových stavů ve slitinách.
2. Komplexní charakterizace základní mikrostruktury slitin, zejména metodami elektronové mikroskopie a difrakce.
3. Sledování aktivity jednotlivých deformačních mechanismů a změn lokálních napětí pomocí in-situ metod.
4. Modelování lokálního rozložení napětí.
5. Diskuse získaných výsledků s cílem odhalit a pochopit vztah mezi mikrostrukturou a výslednými mechanickými vlastnostmi.

Seznam odborné literatury

[1] M.M. Avedesian, H. Baker, Magnesium and Magnesium Alloys (ASM Specialty Handbook), ASM International, 1999.
[2] C.R. Heiple, S.H. Carpenter, J. Acoustic Emission 6 (1987) 177–204.
[3] Y. Kawamura, H. Yamagata, S. Inoue, T. Kiguchi, K. Chattopadhyay, Kink bands and strengthening of millefeuille-structured magnesium alloys by cluster-arranged nanoplates (CANaPs): The case of Mg-0.4Zn-1.0Y alloy, J. Alloys Compd. 939 (2023) 168607.
[4] F. Siska, D. Drozdenko, K. Mathis, J. Cizek, T. Guo, M. Barnett, Three-dimensional crystal plasticity and HR-EBSD analysis of the local stress-strain fields induced during twin propagation and thickening in magnesium alloys, J Magnes Alloy 11 (2023) 657-670.

Další literatura dle potřeby.

Předběžná náplň práce

V moderních aplikacích se často vyskytují zdánlivě protichůdné požadavky na mechanické vlastnosti slitin, jako je vysoká pevnost při zachování značné tažnosti. Jedním ze způsobů, jak tyto požadavky splnit, je použití mikrostruktury, která vykazuje architektonické vlastnosti (multimodální mikrostruktura – nehomogenita) sestávající z oblastí s různou velikostí zrn, texturou, fázovým složením atd. Odhalení a pochopení fyzikální podstaty vztahu mezi vnitřními lokálními napětími v jednotlivých oblastech mikrostruktury a výslednými makroskopickými vlastnostmi slitin je proto nezbytné pro návrh slitin pro konkrétní aplikace. Toho lze dosáhnout kombinací experimentálních metod založených na pokročilých analýzách umožňujících studium chování materiálu v reálném čase a v mikrostrukturním měřítku s numerickým modelováním. Navrhovaná disertační práce se zaměřuje na sledování vývoje mikrostruktury za různých podmínek mechanického zatěžování s ohledem na konfiguraci mikrostruktury, a to především pomocí elektronové mikroskopie, difrakčních metod a metody akustické emise. K simulaci distribuce napětí a celkového mechanického chování slitin se použije numerické modelování, např. metoda konečných prvků.