Projekti / Programi
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T153 |
Tehnološke vede |
Keramični materiali in praški |
| T152 |
Tehnološke vede |
Kompozitni materiali |
| T150 |
Tehnološke vede |
Tehnologija materialov |
| P360 |
Naravoslovno-matematične vede |
Anorganska kemija |
inženirska keramika, oksidi, nitridi, karbidi, kompoziti, sinteza, keramiene tehnologije, suspenzije, oblikovanje keramike, mikrostruktura, mehanske lastnosti, zanesljivost, obraba, tribologija
Raziskovalci (8)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.742 |
Povzetek
S pojmom inženirska keramika označujemo skupino polikristaliničnih anorganskih nekovinskih materialov, ki se zaradi svojevrstne kombinacije fizikalnih, zlasti mehanskih ter kemijskih in termičnih lastnosti uporablja predvsem v konstrukcijske namene. Ti materiali so uporabni tudi drugod, npr. kot substrati in ohišja v elektrotehniki, implantanti v medicini oz. povsod tam, kjer se zahtevajo dobre mehanske lastnosti materiala v kombinaciji s kemijsko inertnostjo, zahtevanimi toplotnimi in električnimi lastnostmi ter temperaturno obstojnostjo in stabilnostjo. Pomen sodobne inženirske keramike na različnih področjih tehnike, biotehnologije in medicine je nesporen, saj je vrsta tehnologij in izdelkov odvisna od zmogljivosti in zanesljivosti vgrajenih materialov in komponent. Zmogljivost in zanesljivost inženirske keramike pa nista odvisni samo od kombinacije intrinzičnih lastnosti materiala, ampak tudi od velikosti in števila defektov v izdelku, ki se generirajo v posameznih fazah tehnološkega postopka izdelave. Strategija razvoja inženirske keramike zato gradi na izboljšavah in izkoriščanju intrinzičnih lastnosti materiala ob istočasnem zmanjševanju velikosti in števila defektov v izdelkih, to je na optimizaciji tradicionalnih in razvoju novih tehnologij izdelave. Predlagani program povezuje tekoče projekte na področju raziskav in razvoja inženirske keramike in keramičnih tehnologij in gradi na znanju in izkušnjah, ki si jih je skupina pridobila tako ob sodelovanju z uglednimi tujimi raziskovalnimi skupinami kot pri razvojnem delu za industrijo. V program so vkljuečne osnovne in aplikativno usmerjene osnovne raziskave in razvoj sodobnih keramičnih materialov z izboljšanimi mehanskimi in tribološkimi lastnostmi ter tehnologij njihove izdelave. Namen programa je proučevati in razumeti osnovne zakonitosti, ki spremljajo nastanek materialov in izdelkov z zaželeno kombinacijo mehanskih, kemijskih in termičnih lastnosti in mehanizmov, ki vodijo k njihovemu propadanju med delovanjem. V okviru osnovnih raziskav bomo študirali predvsem relacije med sestavo, zgradbo in mikrostrukturo nekaterih tehnično pomembnih oksidnih in neoksidnih keramičnih konstrukcijskih materialov na njihove intrinzične lastnosti, kot so trdnost, trdota, zlomna žilavost, toplotna prevodnost, oksidacijska in korozijska obstojnost ter odpornost proti lezenju pri povišanih temperaturah. S študijem tribokemijskih reakcij nameravamo poglobiti znanje o mehanizmih, ki vplivajo na obrabo keramičnih konstrukcijskih delov med obratovanjem. Program aplikativno usmerjenih osnovnih raziskav predvideva študij fizikalnih pojavov in kemijskih reakcij, ki uravnavajo posamezne faze tehnološkega postopka izdelave keramike, pri katerih prihaja do nastanka dominantnih populacij defektov, in ki skupaj z intrinzičnimi lastnostmi vplivajo na zmogljivost in zanesljivsot keramike. Gre zlasti za pripravo homogenih in stabilnih vodnih ali nevodnih suspenzij, oblikovanje surovcev po suhih ali mokrih postopkih, zgoščevanje in naknadno mehansko obdelavo. Razvojni del programa bo usmerjen v iskanje novih možnosti uporabe inženirske keramike (npr. za zobno protetiko), v optimizacijo obstoječih in razvoj novih, predvsem cenejših materialov z ustreznimi lastnostmi ter v razvoj alternativnih, ekonomičnih in ekološko sprejemljivejših keramičnih tehnologij.
Pomen za razvoj znanosti
S predlaganim raziskovalnim programom sledimo tendencam razvoja sodobne inženirske keramike v svetu, v katerega smo preko bilateralnih in mednarodnih projektov tudi aktivno vključeni. Pričakovani rezultati bodo prispevali k boljšemu razumevanju in obvladovanju procesov, ki potekajo med izdelavo inženirske keramike in mehanizmov, ki vodijo k njihovemu propadanju med obratovanjem, kar ima tako teoretičen kot praktičen pomen. Rezultati predvidenih raziskav pa ne zadevajo samo preiskovanih materialov, ampak so širše uporabni: zakonitosti, ki jih ugotavljamo pri dispergiranju prahov v tekočinah, so splošno veljavne in jih je možno aplicirati na vse keramične suspenzije in disperzije, prav tako so od karakterističnih dominantnih populacij defektov, ki izvirajo iz procesiranja keramike, odvisne poleg mehanskih tudi druge funkcionalne lastnosti (električne, magnetne, optične) tehnične keramike. Nenazadnje postajajo z miniaturizacijo elektronskih komponent tudi pri funkcijski keramiki vedno bolj pomembne mehanske lastnosti teh komponent. Nekateri rezultati dosedanjih raziskav so bili v svetu deležni velike pozornosti: dve deli, ki obravnavata mehanokemične reakcije, sta bili v zadnjih letih citirani preko 50 x, postopek oblikovanja surovcev HAS se redno omenja na strokovnih posvetovanjih, veliko zanimanja pa je vzbudila tudi še neobjavljena raziskava zanesljivosti dentatne keramike (vabljeno predavanje na stomatološki kliniki v Zürichu).
Pomen za razvoj Slovenije
Izvajanje predloženega programa bo raziskovalni skupini, ki je nosilec osnovnih in aplikativnih raziskav ter razvoja na področju inženirske keramike v Sloveniji dalo možnost, da ohrani mesto in ugled, ki si ga je ustvarila v svetu in s tem možnost nadaljnjega aktivnega in enakopravnega sodelovanja v mednarodnih projektih. Raziskave so pomembne tako za proizvajalce inženirske kramike v Sloveniji - teh je kar nekaj in z vsemi tradicionalno in uspešno sodelujemo pri razvijanju novih proizvodov in tehnologij, kot tudi za ostale proizvajalce tehnične keramike, ki se srečujejo s tehnološkimi problemi pri izdelavi svojih izdelkov. Rezultati so pomembni tudi za uporabnike, ki keramične konstrukcijske dele že vgrajujejo v stroje in naprave, in tiste, ki zaenkrat še uporabljajo tradicionalne materale, razmišljajo pa o njihovi zamenjavi s keramiko. Med ostalimi potencionalnimi uporabniki velja omeniti npr. stomatologe, ki od raziskav in razvoja dentalne keramike pričakujejo trajnejše in zanesljivejše zobne restavracije. Izvajanje raziskovalnega programa bo omogočilo kvalitetnejše izobraževanje študentov na dodiplomski in podiplomski stopnji ter specializacijo strokovnjakov iz keramične industrije za uvajanje in izvajanje novih programov, s katerimi se nekatera vključujejo v svetovne gospodarske tokove.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
