Laboratoř plazmových technologií

Ředitel Ústavu fyziky plazmatu AV ČR dr. Petr Křenek a předseda Akademie věd ČR prof. Jiří Drahoš otevřeli 15. března 2012 za účasti významných osobností nově vybudovanou Laboratoř plazmových technologií, která sídlí v areálu Vědeckotechnického parku Výzkumného a zkušebního leteckého ústavu v pražských Letňanech.

Obě fota: Luděk Svoboda, Akademický bulletin

Moderní pracoviště ÚFP AV ČR využije dvou technologií: „První z nich je plazmové stříkání, které umožnuje vyvíjet a vyrábět ochranné povlaky z růz-ných kovových a keramických materiálů nebo jejich směsí. Plazmové nástřiky keramických tepelných bariér jsou potřebné například při výrobě turbín, resp. zařízení, kde se pracuje za zvýšených teplot. Uplatnění tak naleznou ve sklářském průmyslu, metalurgii i dalších oborech. Druhá technologie – Spark Plasma Sintering (plazmové slinování) – umožní pomocí extrémně stlačeného prášku (keramického či kovového) pouštět silný elektrický proud, což vede ke vzniku kompaktního materiálu. Uvedenou metodu, která se rozvíjí v poslední dekádě, využívá ve světě okolo tří set zařízení, z toho dvě třetiny v Japonsku. Podle dostupných informací je zařízení TT SPS 10-4 prvním systémem svého druhu v České republice,“ vysvětlil vedoucí oddělení materiálového inženýrství Ústavu fyziky plazmatu AV ČR a bývalý ředitel ústavu prof. Pavel Chráska.
Podle předsedy AV ČR Jiřího Drahoše bude Laboratoř plazmových technologií pěstovat výzkum, který je v současnosti jedním z klíčových badatelských směrů: „Nepochybuji, že pracoviště bude úspěšné a že propojením teoretických poznatků a praktických aplikací přispěje ke spolupráci s průmyslovou sférou.“

Pohled do komory zařízení Spark Plasma Sintering, prvního v České republice

Oddělení materiálového inženýrství se zabývá materiály ve vazbě na plazma, kterého mají vědci v ústavu k dispozici několik typů. Mohou tak studovat interakce termického, nerovnovážného, laserového i „fúzního“ plazmatu s různými materiály. Proč je toto studium důležité? Při interakci plazmatu s pevnou fází totiž v materiálech nastávají významné změny. Na jedné straně se projevují např. obtížemi při hledání vhodných konstrukčních prvků dlouhodobě vystavených účinkům plazmatu, na straně druhé mohou být tyto změny využity k modifikaci „běžných“ materiálů (především jejich povrchů) nebo k přípravě materiálů nového typu. Technologii Spark Plasma Sintering, pro kterou doposud není jednotně přijatý český název (ve světové literatuře se používají rovněž označení jako např. FAST – Field Assisted Sintering Technology), budou vědci z oddělení materiálového inženýrství využívat k výzkumu ve dvou směrech: jednak chtějí studovat základní fyzikální mechanismy procesu, a pokusit se tak přispět k celosvětové diskusi, jednak na něm budou připravovat různé speciální materiály, které jsou mnohdy jinak nepřipravitelné.
Nejnovějším trendem jsou tzv. funkčně gradované materiály (FGM) – vrstvy s různými specifickými vlastnostmi, jako je odolnost proti otěru, chemická odolnost, specifické izolační vlastnosti, použití za vyšších provozních teplot apod. Žádané jsou opět unikátní plazmatrony, které jsou podle Pavla Chrásky českou specialitou: „Českoslovenští vědci vyvinuli na konci šedesátých a začátkem sedmdesátých let takzvaný vodou stabilizovaný plazmový systém. Uvedené zařízení – vodou stabilizovaný plazmatron WSP® – poté s úspěchem dodali do Japonska, USA, Belgie a Francie. O dodávku dalších systémů projevily zájem např. Čína, Jižní Korea a Austrálie.“

LUDĚK SVOBODA