Doktorské studium

Obor je zaměřen na oblast kinetiky a mechanismů vysokoteplotních procesů, fázových rovnováh, koloidně-chemických jevů v heterogenních soustavách, chemické interakce materiálů s přírodním či tělním prostředím, na inženýrské studium procesů při výrobě skel, keramiky a anorganických pojiv, včetně jejich fyzikálního a matematického modelování, vývoj nových typů keramiky, anorganických skel a pojiv, výzkum souvislostí mezi strukturou, chemickým a fázovým složením a užitnými vlastnostmi materiálů a také na vývoj speciálních experimentálních metod zaměřených na chemickou, strukturní a fázovou analýzu, včetně mikroanalýzy povrchů pevných látek.

Předmět D141001:  Experimentální a matematické modely tavicího procesu skel

Předmět představuje vytváření, ověřování a aplikaci chemicko-inženýrských modelů simulujících procesy při tavení skel. Modely zahrnují simulaci proudění taveniny v reálném neizotermním prostoru, oxidačně redukční rovnováhy složek taveniny a chování pevných částic a bublin v tavenině. Využití modelů směřuje k popisu stávajících tavicích zařízení a k návrhům nových uspořádání tavicích prostorů s vysokou energetickou účinností.

Nabízená témata doktorských prací

Tavicí procesy ve vitrifikačních technologiích

Analýza dějů v průběhu vitrifikačních procesů je prováděna s využitím matematického modelu, jehož vstupní data modelu jsou získávána souborem experimentálních metod zahrnujícím vysokoteplotní sledování tavicích procesů, analýzu uvolněných plynů, termickou analýzu a stanovení oxidačně redukční rovnováhy v taveninách. 

školitel: doc. Ing. Jaroslav Kloužek, CSc.,  školitel specialista:  Ing. Richard Pokorný, PhD.

Analýza procesu přeměny kmene na sklo

Hlavním cílem práce je analýza jednoho z kritických procesů při přeměně kmene, a to vývinem a kolapsem primární pěny na rozhraní kmen-tavenina. Primární pěna, která působí jako izolační vrstva zabraňující přenosu tepla do reagujícího kmene, je výsledkem mnoha různých reakcí uvolňujících plyny, které jsou zachyceny ve vrstvě primární taveniny na rozhraní kmene a skla. Bude studována morfologie pěny a chemické reakce uvolňující plyny.

školitel: Ing. Richard Pokorný, PhD., školitel specialista: doc. Ing. Jaroslav Kloužek, CSc. 

Modelování nových prostorů pro tavení skel

Částice v roztavených sklech jako zrnka písku nebo bubliny podléhají při tavicím procesu skel rozpouštění a separaci, v kontinuálním prostoru je jejich chování ovlivněno i charakterem proudění taveniny. Práce se bude zabývat oběma procesy v průtočném modelovém prostoru s cílem zjistit optimální podmínky obou procesů, nalézt nový způsob vedení tavicího procesu skel a poskytnout údaje pro nové konstrukce tavicích prostorů. Práce bude využívat výsledků laboratorních měření i matematického modelování.

školitel: Ing. Marcela Jebavá, PhD.,  školitel specialista: Prof. Ing. Lubomír Němec, DrSc.

Struktura a vlastnosti skel oxidů těžkých kovů

Skla oxidů těžkých kovů, v nichž je skelná síť namísto SiO₂ tvořena oxidy jako např. TeO₂, GeO₂ nebo Sb₂O₃, oproti běžným sklům vynikají zejména širokým intervalem propustnosti sahajícím do mnohem delších vlnových délek, nižšími fononovými energiemi, vyšším indexem lomu, význačnými nelineárními vlastnostmi, vysokými rozpustnostmi iontů vzácných zemin ve spojení s vysokou kvantovou výtěžností jejich zářivých přechodů atd. Práce bude zaměřena na přípravu a studium nových materiálů – skel – obsahujících oxidy antimonu a bismutu. Charakterizace připravených materiálů bude zahrnovat jejich základní vlastnosti jako jsou hustota, molární objem, termální stabilita, chemická odolnost, tvrdost, optická propustnost, index lomu apod. Bude hledána korelace mezi strukturními jednotkami tvořícími skelnou síť a výslednými vlastnostmi a bude sledován i vliv technologických podmínek na tyto vlastnosti.

školitel: Ing. Petr Kostka, PhD. 

Řešená témata doktorských prací

• Ing. Petra Kocourková (od 2012). Mechanismy tvorby bublin ve skelných taveninách. (distanční studium, školitel L. Němec)

 Obhájené doktorské práce

• Ing. Nikola Bašinová (2020). Příprava a charakterizace nanostruktur oxidu zinečnatého. (distanční studium, školitel J. Kloužek, J.Grym)
• Ing. Miroslava Hujová (2019). Analýza konverze kmene na sklo. (prezenční studium, školitel J. Kloužek, R.Pokorný)
• Ing. Lukáš Hrbek (2018). Modelování nových tavicích prostorů skel. (školitel L. Němec, M. Jebavá)
• Ing. Miroslav Polák (2012). Influence of the space utilization on glass melting proces. (školitel L. Němec)
• Ing. Miroslava Vernerová (2011). Oxidačně-redukční reakce ve skelných taveninách. (školitel J. Kloužek, L. Němec)
• Ing. Martina Mrázová (2011). Leucitová keramika (školitel J. Kloužek, A. Kloužková)
• Ing. Vladislava Tonarová (2010). Chování bublin ve skelných taveninách při působení odstředivé síly. (školitel J. Kloužek, L. Němec)
• Ing. Petra Cincibusová (2010). Fyzikálně-chemické procesy při tavení skel a jejich modelování (školitel L. Němec)
• Ing. Marcela Jebavá (2007). Tavení skel a možnosti zvýšení jeho účinnosti (školitel L. Němec)
• Ing. Martina Kohoutková (2006). Hydrotermální syntéza leucitu (školitel J. Kloužek, A. Kloužková)
• Ing. Miloš Jiřička (2004). Chování směsí roztaveného skla a částic v tavicích prostorech. (školitel J. Kloužek, L. Němec)