Zameranie

Laboratórium materiálovej fyziky (LMF) patrí k popredným pracoviskám vo svete v oblasti prípravy a štúdia vlastností REBCO masívnych monokryštalických supravodičov (MMS). Spolupracuje v tejto oblasti s University of Cambridge, SIT Tokyo, SJTU Shanghai a výrobcom MMS firmou CAN Superconductors s.r.o. a s firmou CRYOSOFT s.r.o.

V oblasti štúdia štruktúry mikrodrôtov pre senzoriku spolupracuje LMF  s firmou RVmagnetics a.s.

LMF Rozvíja experimentálne metodiky štúdia štruktúry, mikroštruktúry a fázových transformácií progresívnych materiálov.

Je vybavené unikátnymi experimentálnymi zariadeniami v oblasti RTG difrakčnej analýzy (tri difraktometre RIGAKU s možnosťou merania pri nízkych a vysokých teplotách a kontrolovanej atmosfére, SAXS analýza, mikrofokus, textúrna analýza), skenovacej elektrónovej mikroskopie a mikroanalýzy (EDS, WDS, EBSD) a zariadeniami pre komplexnú termickú analýzu materiálov (DTA, DSC, TG, hmotnostná spektroskopia).

Ak máte záujem dozvedieť sa niečo viac, neváhajte a navštívte našu stránku.

 

Kontakt:

Ing. Pavel Diko, DrSc. vedúci LMF

Laboratórium materiálovej fyziky, Ústav experimentálnej fyziky SAV

Watsonova 47, 04001 Košice

Email: dikos@saske.sk

 

Výskumné aktivity Laboratória materiálovej fyziky (LMF) sú zamerané na a výskum vývoj progresívnych materiálov. V súčasnosti je nosným programom LMF príprava a štúdium súvisu mikroštruktúry a supravodivých vlastností REBCO (RE = vzácna zemina) masívnych monokryštalických supravodičov (MMS).  V tejto oblasti získalo LMF vedecké výsledky oceňované doma i v zahraničí, nadviazalo širokú medzinárodnú spoluprácu s poprednými pracoviskami vo svete (SIT Tokyo, Argonne National Laboratory, USA, Oxford University, Cambridge University, IPHT Jena, IFW Dresden, ATI Vienna, ICMAB Barcelona, CRETA CNRS Grenoble, JTU Shanghai, KAERI Daegeon) v rámci projektov dvojstrannej a mnohostrannej spolupráce (projekty 5RP a 6RP).  Z projektov štrukturálnych fondov EÚ vybudovalo LMF infraštruktúru (unikátny systém pre komplexnú RTG analýzu, skenovacia elektrónová mikroskopia s mikroanalýzami EDS, WDS, EBSD, termická analýza s hmotnostnou spektroskopiou)  potrebnú na výskum a vývoj týchto materiálov.

REBCO MMS sú materiály vhodné pre praktické aplikácie hlavne ako supravodivé permanentné magnety. Medzi ich unikátne vlastnosti patrí, že v dôsledku silného pinningu (kotvenia magnetických siločiar) vedia zachytiť o rád vyššie magnetické pole ako najlepšie permanentné magnety (až 17 Tesla pri teplote 30 oK, až 100 krát vyššia hustota energie), stabilne sa vznášajú alebo visia v nehomogénnom magnetickom poli (vysoká levitačná sila) a pohybujú sa bez trenia v homogénnom magnetickom poli. Aplikačné možnosti sú najmä pri konštrukcii výkonných elektrických točivých strojov, magnetických separátorov, levitačných zariadení ako sú ložiská bez trenia, zotrvačníkové rezervoáre energie, levitačné dopravníky a vlaky, ale tiež medicínske aplikácie pri magnetickom transporte liečiv resp. separácii buniek a iné. Súčasný REBCO MMS (supravodivý magnet) si idealizovane môžeme predstaviť ako  monokryštál REBa2Cu3O7-x supravodivej fázy cylindrického tvaru s priemerom 30 až 100 mm, v ktorom sú rozptýlené centrá uchytávania magnetických tokočiar. Tieto centrá môžu byť submikrónové častice  nesupravodivej RE2BaCuO5 (211) fázy, resp. tzv. chemické piningové centrá: nanorozmerové oblasti s narušenou kryštálovou mriežkou  vytvorené substitučnými atómami.

S ohľadom na optimalizáciu piningu a zachyteného magnetického poľa sú hodnotné naše výsledky  v oblasti vytvárania chemických piningových centier mikrolegovaním (Obr. 1), so zámerom aplikovať naše výsledky v spolupráci s výrobcom YBCO MMS (CAN Superconductors, s.r.o., Kamenice).

Obr. 1 Hodnoty zachyteného magnetického poľa pri rôznych spôsoboch piningu

 

Časť výskumných kapacít venujeme výskumu štruktúry rýchlochladených magnetických materiálov vo forme pások a mikrodrôtov v spolupráci s UPJŠ Košice a s malou firmou RVmagnetics, a.s. Košice. Tieto materiály na báze Heuslerových zliatin majú významné magnetické vlastnosti uplatniteľné v senzorike. Pri ich štúdiu využívame RTG difrakčnú analýzu a elektrónovú mikroskopiu. Hodnotné sú najmä výsledky štúdia textúry mikrodrôtov získané technikou difrakcie spätne odrazených elektrónov – EBSD (Obr. 2).

Obr. 2 EBSD analýza textúry Ni2FeGa mikrovlákna (P. Diko)

 

Rozvíjame techniku malouhlového rozptylu Röntgenových lúčov (SAXS) pre štúdium nanorozmerových štruktúrnych zložiek materiálov (Obr. 3.).

Obr. 3. SAXS signál na medzipórovitom materiály SBA-15 (J.Bednarčík)