Projekti / Programi
Visoko entropijske zlitine kot preboj v razvoju materialov z naprednimi lastnosti
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T150 |
Tehnološke vede |
Tehnologija materialov |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
Visoko-entropijske zlitine, napredni kovinski materiali, modeliranje, toplotna obdelava, mehanske lastnosti, odpornost na lezenje, obrabne lastnosti
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
31395 |
dr. Fevzi Kafexhiu |
Materiali |
Vodja |
2018 - 2020 |
150 |
Organizacije (1)
Povzetek
Na novo nastale visoko-entropijske zlitine (VEZ) so napredni kovinski materiali, ki imajo širok spekter odličnih mehanskih in fizikalnih lastnosti, kot so visoka trdnost in žilavost, visoka togost in izboljšana odpornost na oksidacijo, itd. VEZ so mešanica petih ali več elementov v enakem molskem razmerju. Visoka mešalna entropija pri VEZ ustvarja potencial za stabilne mikrostrukture z trdno raztopino. Medtem ko se navadne kovine in zlitine z visoko trdnostjo večinoma zanašajo na nadzorovano porazdelitev druge faze, lastnosti visokih entropijskih zlitin temeljijo na učinkih utrditve na podlagi trdne raztopine in zatiranju intermetalnih faz. Večkomponentna narava VEZ, počasna difuzija in visoko popačenje kristalne mreže imajo pomemben vpliv na njihovo sposobnost vzdrževanja visokih mehanskih lastnosti pri visokih temperaturah.
Glavni cilj tega projekta je razviti nove ali optimizirati obstoječe sisteme VEZ za uporabo v avtomobilski industriji.
Predlagani projekt bo izveden v 24 mesecih in vsebuje dejavnosti, ki so razdeljeni na 3 delovnih paketih, in sicer: DP1 (od 1. do 8. meseca), DP2 (od 8. do 16. meseca) in DP3 (od 16. do 24. meseca). Termodinamične in kinetične podatke za različne sisteme VEZ ter prva razmerja sestava-struktura-ciljne lastnosti sistemov VEZ se bodo implementirali pri DP2 za razvoj večnivojskih modelov za VEZ z določenimi lastnosti. Odvisno od prvih rezultatov modeliranja, izbrani sistemi VEZ se bodo modificirali/adaptirali v skupnem obdobju dveh delovnih paketov. Obstaja močna medsebojna odvisnost med DP2 in DP3: večnivojski modeli vzpostavljeni pri DP2 za VEZ z določenimi lastnosti, se bodo preverili/potrdili skozi sinteze pri DP3 in laboratorijskih eksperimentov; tehnični/tehnološki podatki iz prvih eksperimentov pri DP3 se bodo uporabili za izboljšanje modelov pridobljenih pri DP2.
Pomen za razvoj znanosti
Potencialni vpliv rezultatov projekta je v:
Vzpostavitev dobro zasnovanih konceptov za načrtovanje in obdelavo materialov – projektni predlog obravnava oblikovanje novih visoko entropijskih zlitin s ciljno usmerjenimi aplikacijami s poudarkom na avtomobilski industriji. Visoke entropijske zlitine imajo odlične mehanske in oksidacijske lastnosti, ki so določeni za zelo zahtevne aplikacije. Zaradi velikega števila elementov in pomanjkanja informacij v zvezi s strukturo VEZ, je treba opraviti obsežno raziskovalno delo, da bi ponudili smernice za prihodnje praktične raziskave na tem področju.
Povečana konkurenčnost slovenske industrije z varčevanjem pri zasnovi in ??predelavi materialov ter »krajši čas na trgu« za materiale z naprednimi lastnostmi – visoko-entropijske zlitine so napredni materiali z odličnimi lastnostmi pri visokih temperaturah in so namenjeni zamenjavi znanih superzlitin v kritičnih delih različnih industrijskih področij: aeronavtika, energija, avtomobilska industrija. Poleg tega, da ne vsebujejo kritičnih elementov in vsebujejo večjo količino manj dragih materialov, kot so Al, Fe, Cu, Mn, ki nadomeščajo drage Ni, Co, Cr Ru, Ta v superzlitinah, VEZ se tudi lahko reciklirajo in imajo vrhunske lastnosti. Z uspešno zamenjavo tradicionalnih zlitin z VEZ pri oblikovanju in proizvodnji bo slovenska industrija dobila znatno spodbudo in časovno prednost pri izkoriščanju novih materialov v različnih aplikacijah. Proizvodnja stroškovno učinkovitih naprednih materialov s predvidljivimi lastnostmi s pomočjo naprednih eksperimentalnih tehnik predstavlja pomemben prispevek slovenski industriji in širše.
Pomen za razvoj Slovenije
Potential impact of the project’s results lies in:
Establishment of well-targeted materials design and processing concepts – project proposal deals with the design of new high entropy alloys with targeted applications with an emphasis on automotive industry. High-entropy alloys have great mechanical and oxidation properties designated to highly demanding applications. Due to the high number of elements and the lack of information regarding the structure of HEA, extensive work needs to be accomplished in the field of computational design to offer directions for future practical research in the field.
Increased competitiveness of the Slovenian industry by cost saving in materials design and processing and a shortened time-to-market for materials with advanced properties – high entropy alloys are advanced materials with great properties at high temperatures and are intended to replace well known superalloys in critical parts for several industrial fields: aeronautics, energy, automotive. Beside the fact that HEA do not contain critical elements, rather a higher amount of less expensive materials such as Al, Fe, Cu, Mn, replacing expensive Ni, Co, Cr Ru, Ta in superalloys, HEA are also easily recyclable and possess some superior properties. By the successful replacement of traditional alloys with HEA in the design and manufacturing, the Slovenian industry will receive a significant boost and time advantage in the utilization of newly emerged materials in various applications. The production of cost effective advanced materials with predictable properties by means of advanced experimental techniques represents a significant contribution to the Slovenian industry in general and beyond.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
