Projekti / Programi
Karakterizacija tribokorozijskih procesov
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.02 |
Tehnika |
Materiali |
Kovinski materiali |
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
22315 |
dr. Tadeja Kosec |
Kemija |
Vodja |
2009 - 2011 |
337 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
1502 |
Zavod za gradbeništvo Slovenije |
Ljubljana |
5866324000 |
10.455 |
Pomen za razvoj znanosti
Projekt »Karakterizacija tribokorozijskih procesov« v celoti sovpada s prednostnimi nacionalnimi raziskovalnimi cilji, saj povezuje področje naprednih materialov in nanotehnologije s tehnološkim razvojem za trajnostno gospodarstvo. Novi kovinski materiali imajo namreč izboljšane posamezne mehanske lastnosti in splošno korozijsko obstojnost, ob specifičnih pogojih okolja pa so lahko podvrženi intenzivnim degradacijskim procesom. Kompleksni korozijski procesi so običajno izrazito lokalni, njihov razvoj pa relativno hiter, zato jih težko detektiramo. Takšni procesi so sinergija posameznih mehanskih in elektrokemijskih dogodkov (napetostno-korozijsko pokanje, korozijsko utrujanje, tribokorozijski procesi) in so najbolj izraziti pri kovinskih materialih, ki tvorijo stabilne pasivne filme (titanove zlitine in nerjavna jekla). Glede na to, da so taki materiali v osnovi zelo obstojni in se uporabljajo v najzahtevnejših industrijskih in medicinskih sistemih, je ključno definirati pogoje in parametre, kjer je njihova trajnost lahko bistveno zmanjšana. Nenadna odpoved industrijskih in medicinskih sistemov namreč poleg velike gospodarske škode lahko povzroči tudi ekološke katastrofe in neposredne človeške žrtve.
Industrijsko najrazvitejše države intenzivno povezujejo temeljna in tehnološka znanja, pri čemer je ključno tudi povezovanje različnih področij (multidisciplinarnost). V Sloveniji je bilo povezovanje na omenjenih segmentih že večkrat ocenjeno kot pomanjkljivo, zato je tudi eksplicitno omenjeno v Nacionalnem raziskovalnem in razvojnem programu (NRRP) kot slabost, ki jo je potrebno odpraviti. Pri raziskavah uporabljamo in povezujemo znanje iz različnih področij (kemija, fizika, strojništvo, metalurgija, medicina) in na različnih nivojih (raziskovalna sfera, industrijski tehnološko-razvojni centri).
Glede na to, da je tribokorozija relativno nova veda, ter na naše dosedanje uspešno povezovanje različnih znanstvenih in tehničnih področij, pričakujemo objave v revijah najvišjega znanstvenega nivoja. S sodelovanjem s strokovnjaki iz drugih institucij in industrije smo zagotovili tudi sprotni prenos naših rezultatov v prakso, oziroma čimprejšnji začetek usmerjenih tehnoloških raziskav za reševanje specifičnih industrijskih problemov.
S primerjavo različnih elektrokemijskih in fizikalnih metod bomo določili optimalno metodologijo za ocenjevanje in karakterizacijo tribokorozijskih procesov. Z uporabo omenjenih merilnih metod in ustrezno analizo smo dopolnili temeljno znanje o posameznih fazah procesov korozije in obrabe, ter njihovega medsebojnega vplivanja. Pri izbranih sistemih kovina/elektrolit smo tudi določili kritične parametre omenjenih procesov.
Dosedanje intenzivne mednarodne aktivnosti vseh sodelujočih partnerjev so tudi osnova za tesnejše mednarodno sodelovanje na ožjem področju tribokorozije. Na ta način smo v domači prostor uspešno prenesli posamezne mednarodne izkušnje, oziroma dopolnili naše raziskave in pridobljeno znanje. Pričakujemo, da se bo del znanja prelil tudi v učne programe posameznih fakultet: FS, FKKT in MF, UL.
Pomen za razvoj Slovenije
V tehnološko najrazvitejših podjetjih se že dalj časa zavedajo pomena pravilne izbire materialov in optimalnih konstrukcijskih rešitev, saj je to pogoj za ustrezno kvaliteto njihovih proizvodov. Eno od glavnih meril je zagotavljanje ustrezne trajnosti pri izbranih pogojih okolja (kombinacija mehanskih, fizikalnih in kemijskih obremenitev), pri čemer korozija velikokrat predstavlja kritični degradacijski proces. Podobni pogoji nastopajo tudi pri kovinskih vsadkih v človeško telo, saj so poleg agresivnega vpliva okoljskega tkiva v večini primerov prisotne tudi relativno velike mehanske obremenitve. Zaradi uporabe novih materialov (posebni kovinski materiali in prevleke, novi načini spajanja materialov, različna maziva, dodajanje inhibitorjev) in višjih mehanskih zahtev, so raziskave na tem kompleksnem področju korozije nujne.
Raziskave tribokorozijskih procesov so bile sicer definirane kot temeljni projekt, vendar so rezultati nujni za nadaljnje industrijske in medicinske aplikacije. V kolikor želimo definirati natančne pogoje raziskav za avtomobilsko industrijo (batni in ležajni deli, zavore), sistemi v parnih generatorjih (korozija pod vplivom toka) in potrebne lastnosti vsadkov v človeško telo (dentalni in ortopedski implantati), smo morali definirati osnovne tribološke procese, predvsem pa metodologijo (merilne tehnike in postopke) za njihovo karakterizacijo. Za rezultate naših raziskav so izrazili zanimanje ključni člani ACS (slovenskega avtomobilskega grozda: HIDRIA), Medicinska fakulteta, UL, NEK in Institut za materiale in tehnologije-IMT. Pri naših raziskavah smo povezali z sodelujočimi institucijami (Center za tribologijo in tehnično diagnostiko, Institut za materiale in tehnologije-IMT in Institut Jožef Stefan).
Poudariti je prav tako potrebno, da je tribokorozija kot veda še zelo mlada in da se v Evropi trenutno ukvarjajo s to tematiko le maloštevilne skupine. S podporo Agencije za raziskovalno dejavnost smo tako lahko segli in doprinesli slovensko znanje v mednarodni prostor. Slovenska tribološka znanost je zelo močna in prepoznavna, z dodatnim znanjem na področju kemijskega vpliva na korozijsko propadanje materialov med obrabljanjem pa le-ta predstavlja dodano vrednost.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
