Finalista kategórie: Výnimočný mladý vedec

Tamás Csanádi

Vývin štrukturálnej keramiky

„Vývin nových materiálov môže zlepšiť nielen priemysel, ale aj náš každodenný život.“

Keramika je všeobecne známa ako krehký a lámavý materiál, preto sa ako štrukturálny materiál používa len veľmi obmedzene. Pokročilá štrukturálna keramika je však v porovnaní s kovmi oveľa tvrdšia a odolnejšia voči opotrebovaniu a teplu – mohla by mať preto široké využitie v priemysle. MSc. Tamás Csanádi, PhD., z Ústavu materiálového výskumu Slovenskej akadémie vied v Košiciach skúma jej deformačné správanie v mikro/nano škále s cieľom vyvinúť novú pokročilú štrukturálnu keramiku s vylepšenou plasticitou. Vďaka tomu by bola spoľahlivejšia, a tým by mohla slúžiť ako alternatíva kovov, no s vyššou teplotou topenia a lepšou tvrdosťou a pevnosťou.

Nová štrukturálna keramika by mohla zlepšiť kvalitu a životnosť mnohých kovových strojov. Navyše, mohla by byť používaná ako ochranná vrstva pre materiály, ktoré zvyknú byť vystavené extrémne vysokým teplotám (nad 2000 °C), keďže kovové materiály takéto teploty neznesú. „Na rozdiel od iných materiálov, pri keramike nemožno predvídať, či a kedy sa zlomí, a spôsobí tak nejakú poruchu. Z tohto dôvodu by bolo veľmi riskantné vyrobiť z nej napríklad motor do auta. Ak však dokážeme zlepšiť jej plasticitu, nezlomí sa okamžite, ale sa predtým zdeformuje (ohne či stlačí), čo by nám dalo šancu vymeniť zničenú súčiastku,“ hovorí Tamás Csanádi.

Jedným z jeho najväčších úspechov bolo zistenie, že na mikroskopickej škále a za špecifických podmienok sa zrná keramického materiálu môžu deformovať. „Pomocou mikro/nanomechanického testovania sa ukázalo, že keramika nie je taká krehká, ako sme si mysleli. S najväčšou pravdepodobnosťou sa môže ohýbať. Musíme však prísť na to, ako toto správanie docieliť aj vo väčšej škále, vďaka čomu budeme môcť začať vyrábať materiály potrebnej veľkosti.“

Svoje doktorandské štúdium začal na univerzite Eötvös Loránd University (ELTE) v Budapešti a vo svojej výskumnej činnosti pokračoval v Ústave materiálového výskumu Slovenskej akadémie vied v Košiciach. Jeho školiteľ profesor Ján Dusza s ním zdieľal podobné názory, vďaka čomu mal dostatok slobody a priestoru na vlastný výskum. Tamás Csanádi v rámci svojho doktorandského štúdia spolupracoval aj s profesorom Michaelom Reeceom z Queen Mary University v Londýne. Hlavným predmetom ich výskumu bol vývoj ultra vysokoteplotnej keramiky určenej do extrémnych podmienok (nad 2000 °C), ktorú možno použiť ako tepelno-ochrannú vrstvu pre hypersonické vozidlá.

„Poskytli mi vzorku zirkónium-diboridu a ja som vykonal mikro/nanomechanické testovanie za účelom pochopiť deformačné správanie tohto materiálu. Táto spolupráca viedla, prvýkrát na svete, k vývoju novej skupiny materiálov, tzv. karbidov s vysokou entropiou, ktoré majú lepší mechanický výkon ako tradičné karbidy,“ hovorí Tamás Csanádi a dopĺňa, že s profesorom M. Reeceom spolupracuje aj naďalej.

Vo voľnom čase rád posilňuje, beháva, chodieva na turistiku a hráva stolné hry s rodinou.