Historie

Počátkem 80-tých let minulého století začal Ústav fyziky plazmatu (ÚFP) rozvíjet využití plazmatu v oblasti vrstev a povlaků. Po různých organizačních peripetiích se pozornost koncentrovala na plazmové stříkání unikátním vodou stabilizovaný plazmatronem (WSP) domácí provenience, který se konstrukční filosofií významně liší od konvenčních plazmatronů se stabilizací plynem. V ústavu byly řešeny otázky generace termického plazmatu (konstrukce plazmatronů) a také vývoje práškových nástřikových materiálů. Ústavu ovšem scházeli odborníci na materiálový výzkum. Rozhodnutím vedení AV byla od 1. 1. 1985 proto do ÚFP převedena tehdejší malá pražská pobočka brněnského Ústavu fyzikální metalurgie. Převedeni byli nejen výzkumní pracovníci (mezi jinými Pavel Chráska, Jiří Dubský), ale i veškeré experimentální zařízení. Vzniklo tak oddělení "Struktura materiálů", které spolupracovalo jak na vývoji prášků, tak i na hodnocení vytvářených vrstev.

Nově vzniklé oddělení bylo v průběhu druhé poloviny 80.-tých let vybaveno tehdy špičkovým vybavením, zejména rentgenovým difraktometrem a řádkovacím elektronovým mikroskopem s mikrosondou. Do oddělení postupně nastoupilo několik vynikajících vědeckých pracovníků (František Kroupa, Karel Voleník), ale i mladí pracovníci (např. Jan Ilavský). Problémem však byla složitá interakce mezi odděleními vývoje prášků (byla dokonce dvě), skupinou "techniků - stříkačů" a "materiálovci". 

 

Situace se výrazně změnila po roce 1989. Materiálový výzkum byl soustředěn do jednoho oddělení ("Materiálové inženýrství - MI"), kde se, nyní v úzkém kontaktu, provádělo plazmové stříkání (vedoucí laboratoře Karel Neufuss) i materiálový výzkum. Standardním postupem se stalo podrobně charakterizovat vstupní prášky, případné meziprodukty a provést vyhodnocení vlastností konečných vrstev. Tento komplexní přístup umožňuje rovněž studium procesů interakce plazmatu s nanášenou látkou. Byla rozpracována metodika depozice samonosných skořepin. Pracovníci oddělení se nyní také konečně mohli bez problémů účastnit mezinárodních konferencí a navázat úzké spolupráce se zahraničními partnery (USA, Finsko, Francie, ...). Již v roce 1990 byla například navázána intenzivní spolupráce s prof. H. Hermanem a jeho skupinou na Stony Brook University (SBU) v USA – tato skupina již tehdy představovala světovou špičku v oboru. ÚFP zapůjčil na SBU jeden WSP systém, což významně přispělo k rozšíření povědomí o naší unikátní technologii a následnému prodeji několika systémů do USA, Belgie a Japonska.

Svým důrazem na komplexní studium plazmových nástřiků, tzn. např. fázových změn a dalších procesů při stříkání, teplotní stability materiálů, apod., se oddělení MI zařadilo mezi několik málo laboratoří ve světě pokrývajících všechny klíčové aspekty žárového stříkání a brzy si i díky řadě prioritních výsledků vydobylo mezinárodně uznávané postavení.

 

Oddělení MI postupně prošlo generační obměnou většiny pracovníků oddělení a modernizací experimentální zařízení. Po roce 2000 MI postupně rozšířilo výzkumnou tématiku také o problematiku fúzních materiálů a to jak ve spolupráci uvnitř ústavu (oddělení Tokamak), tak zapojením do evropských projektů EU/EURATOM. Zpočátku byla pro přípravu těchto materiálů využívána technologie plazmového stříkání (materiály s nízkým Z, později povlaky wolframu, včetně kompozitů a gradovaných vrstev); postupně byla rozšířena o další technologie, zejména spark plasma sintering (SPS). Paralelně s vývojem a komplexní charakterizací fúzních materiálů probíhá i studium jejich interakce s plazmatem a izotopy vodíku za podmínek relevantních pro termojadernou fúzi.

Systém plazmového stříkání založený na vodní stabilizaci byl ve spolupráci ÚFP s českou firmou ProjectSoft HK a. s. významně modernizován - především zdroje napájení, regulace, řízení přes PC a nová konstrukce hybridního plazmatronu WSP-H. S firmou ProjectSoft HK a. s. v současné době spolupracujeme na dalším vývoji a komercializaci hybridní WSP technologie.

 

V roce 2012 byla v Praze-Letňanech otevřena nově vybudovaná "Laboratoř plazmových technologií - LPT". Od téhož roku rovněž provozujeme jako první v ČR technologii slinování prášků v elektrickém poli - SPS. 

 

Do budoucna pro nás zůstávají klíčové tři oblasti: a) využití plazmatronu s vodní stabilizací pro plazmové stříkání, b) příprava materiálů metodou SPS a c) materiály pro fúzní aplikace. Dále bychom rádi rozšířili naši působnost i na jiné plazmové technologie.

Ve spolupráci s univerzitami chceme i nadále pokračovavat v úspěšné výchově dalších generací technologů a výzkumníků v oblasti vrstev a povlaků.