Projekti / Programi
Fizika in kemija površin kovinskih materialov
01. januar 2009
- 31. december 2013
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| 2.09.00 |
Tehnika |
Elektronske komponente in tehnologije |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T450 |
Tehnološke vede |
Kovinska tehnologija, metalurgija, kovinski izdelki |
| P250 |
Naravoslovno-matematične vede |
Kondenzirane snovi: struktura, termične in mehanske lastnosti, kristalografija, fazno ravnovesje |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
površine in mejne površine kovin, segregacija, ultratanke segregirane in deponirane plasti na površinah prehodnih kovin, mikrostruktura, nanostrukturirane površine, mikrotekstura, mehanizem precipitacije karbidov, strukturna krhkost nerjavnih jekel, tehnologije površin, metalurške prevleke, degradacija materialov, biokorozija, modeliranje mikrostrukture in mikroteksture
Raziskovalci (26)
Organizacije (1)
Povzetek
Raziskovalni program FIZIKA IN KEMIJA POVRŠIN KOVINSKIH MATERIALOV obsega študij atomske zgradbe in kemijske sestave površin in eksperimentalne raziskave lastnosti kovinskih materialov s ciljem razumevanja zveze med strukturo, sestavo in lastnostmi. Program dela združuje več raziskovalnih področij, ki jih povezujejo raziskave površin. Programska skupina izvaja usmerjene temeljne in aplikativne raziskave in je obenem močno vpeta v slovensko industrijo in energetiko.
1 "Inženirstvo mejnih površin zrn in nanostrukture" obravnava
(1)Modelne raziskave segregacije elementov nečistoč na površini monokristalov FeSi,
(2)Kinetika in termodinamika ravnovesne segregacije Cu, Cr, Sb, Se, Sn, As na polikristalnih zlitinah FeSi in študij vpliva na magnetne lastnosti;
(3)Raziskave pojavov relaksacije in rekonstrukcije površine in oblikovanja mikroteksture.
(4)Koncept inženirstva mejnih površin zrn (grain boundary engineering) zlitin na osnovi Fe.
(5)Raziskave struktur na mejah zrn in disorientacije zrn v polikristalnih materialih, mikrokemija na prostih površinah nastanek karbidnih izločkov na mejnih površinah NiCrMo jekel; modeliranje mikro- nanostrukture, raziskave vpliva deformacije na kinetiko rasti in sestavo karbidnih izločkov; ta tematika bo obravnavana v STRP 6OP, SPARK, ki ga bo IMT koordiniral
(6) Raziskave segregacije P na površini in mejah zrn; le-ta pri kovinskih konstrukcijskih materialih povzroča krhkost, ki lahko privede do industrijskih havarij, (7) Raziskave mehanizma začetnih faz oksidacije In, Sn in InSn, nanesenih na različnih podlagah »in situ« v analizni posodi AE spektrometra, kinetika in termodinamika disociacije nastalih oksidov na tekoči InSn zlitini ter študij vpliva podlage
(8) Raziskave površin in prevlek nanokristaliničnih prahov za uporabo v visokofrekvenčnem področju;
2. Korelacija med procesi v trdnih zlitinah na površinah in mejnih površinah in njihovimi mehanskimi in fizikalnimi lastnostmi
(1)Strukturna krhkost v nerjavnih FeNiCrMo zlitinah z dvofazno strukturo s ciljem razumevanja spinodalne razgradnje trdne raztopine v feritu in vplivu na mehanske lastnosti. Vzporedno poteka tudi razvoj v svetu nove metodike določitve kinetike in stopnje spinodalne razgradnje na osnovi meritev koercitivnosti.
(2)Raziskava vzrokov za povišanje prehodne temperature jekla po varjenju v jeklu s finozrnato mikrostrukturo vrste Niomol 490K, ki je bil uporabljen na priporočilo IMT pri gradnji rezervoarja v Serminu.
(3)raziskava mehanizma povišanja prehodne temperature jekla pri staranem konstrukcijskem jeklu
(4) raziskava narave procesov preloma konstrukcijskih jekel pri Charpy preizkusu v področje popolne duktilnosti in mešane duktilno krhke propagacije razpoke. (5)Razvoj nove tehnologije valjanja visokotrdnih konstrukcijskih jekel
3 Tehnika površin in aplikacija v slovensko orodjarstvo. Vakuumsko toplotno obdelanim industrijskim orodjem ter delom strojev in naprav, ki so podvrženi različnim oblikam obrabe, se lastnosti pri uporabi močno izboljšajo z utrditvijo površine. Program dela na področju modifikacije in prekrivanja površin jekel za delo v vročem, za delo v hladnem in hitroreznih jekel obsega:
(1)Optimiranje različnih vrst nitridnih plasti z ozirom na aplikacijo. Karakterizacija mikrostrukturnih, mehanskih in triboloških lastnosti nitridnih plasti;
(2) Optimiranje dvo in več plastnih prevlek z nosilno nitridno plastjo pri orodjih za delo v vročem;
(3) Karakterizacija mikrostrukturnih, mehanskih in triboloških lastnosti dvo in več plastnih prevlek z nosilno nitrirdno plastjo;
(4)Razvoj postopka, pri katerem lahko postopek nitriranja združimo s postopkom popuščanja, če je v postopek toplotne obdelave orodnega jekla vključen tudi proces podhlajevanja v tekočem dušiku. Karakterizacija mikrostrukturnih, mehanskih in triboloških lastnosti tako izdelanih nitridnih plasti. Pričakovani rezultati na področju hitroreznih jekel bodo tudi patentirani.
4. Degrad
Pomen za razvoj znanosti
Temeljne raziskave površin in mejnih površin ter funkcionalizacija površin kovinskih materialov so razjasnile nekatere fizikalno kemijske pojave, ki so ključni za nadaljnje procese kot so rekristalizacija, oksidacija, korozija, oblikovanje nano in mikrostrukture in mikroteksture, ki odločilno vplivajo na mehanske in fizikalne lastnosti kovinskih materialov. Inovativne modifikacije površin kovinskih materialov, zlitin z oblikovnim spominom in super elastičnostjo bodo omogočile vrsto naprednih aplikacij na področju biomedicinskih pripomočkov, uporabo modificiranih površin za preprečevanje biološkega nalaganja v sladki in morski vodi kot tudi za toplotne izmenjevalce. Razsiskave nastanka koherentnih semikoherentnih in nekoherentnih izločkov v jeklih za nuklearno in termoenergetiko razvoj bodo omogočile razvoj modela za določitev odpornosti materialov na lezenje in deformacijo in preostala uporabna doba posameznih komponent v termo in nuklearnih elektrarnah. Prav tako je izrednega pomena trodimenzionalno modeliranje mikrostrukture za kar pa je potrebna obsežna baza eksperimentalnih podatkov predvsem teksture, ki jo določimo z EBSD raziskavami površine materialov. Razvili bomo način zasledovanja transformacijskih procesov na površini kovinskih materialov z različnimi analitskimi tehnikami in izdelali 3-D modele mikrostrukture predvsem na podlagi analiz 3D EBSD metode. Raziskave nanostrukturiranih bainitnih jekel bodo omogočile razvoj visokotrdnostnih jekel namenjenih za avtomobilsko industrijo. Na področju inženiringa površin s toplotno obdelavo in depozicijo večplastnih prevlek na HSLA jekla z difuzijsko vmesno plastjo po postopku PACVD smo pridobili nekatera nova spoznanja v povezavi z dodajnimi kompozitnimi materiali in boljše razumevanje povezave med difuzijo zlitinskih elementov kompozitnega materiala, difuzijo dušika in nastanek nitridov.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskovalni program Fizika in kemija površin kovinskih materialov je za Slovenijo izrednega pomena, inženiring procesov površinah in na mejah zrn in modifikacija površin omogočajo izdelavo naprednih kovinskih materialov s ciljnimi, načrtovanimi lastnostmi. Rezultati raziskav drugih dveh področij in aplikacija v slovensko industrijo jeklarstvo, proizvodnja in predelava aluminija in aluminijevih zlitin, orodjarstvo ter v energetiko bodo doprinesli k povečanju dodane vrednosti, povečanju števila delovnih mest. Slovensko orodjarstvo si lahko obeta kakovostno vakuumsko toplotno obdelana orodja ter orodja katerih površine bodo zaščitene s trdimi večplastnimi prevlekami, izdelanimi s plazemskimi tehnologijami PACVD, kar bo zagotovilo daljšo dobo trajanja in obrabno odporne prevleke površin ter omogočilo nanos teh plasti na večja orodja.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
