Title
Studium termofyzikálního, termodynamického a kinetického chování slitin na bázi Fe-C-Cr-Ni a dalších anorganických materiálů při vysokých teplotách
Code
SP2020/89
Summary
Cílem projektu studium termofyzikálního, termodynamického chování slitin na bázi Fe-C-Cr-Ni a dalších specifických anorganických materiálů při vysokých teplotách. Cílem projektu bude získání původních poznatků o chování specifikovaných systémů (studium spadá do oblasti fyzikální chemie, chemické metalurgie a příbuzných oborů). Projekt bude zaměřen na experimentální a teoretické studium klíčových materiálových vlastností uváděných materiálů v pevné i kapalné fázi (tavenině) v závislosti na chemickém fázovém složení. Budou studovány také vztahy mezi vnitřní strukturou a výsledným chováním studovaných systémů. Na základě získaných poznatků je předpokládána úprava stávajících modelů pro výpočet termofyzikálních, termodynamických a popř. kinetických dat studovaných a podobných systémů. Budou zahájeny prvotní simulace s využitím umělých neuronových sítí (Artificial Neural Networks - ANN) zaměřeny zejména na výpočet teplot likvidu a solidu.
Pro dosažení stanovených cílů budou využity zejména metody termické analýzy. Dále bude prováděno studium povrchového, mezifázového napětí a viskozity vybraných materiálů. Daná oblast bude studována s využitím vlastního experimentálního vybavení a s využitím poznatků plynoucích z teoretického modelování metodou Calphad. Pro teoretické studium bude využit termodynamický SW Thermo-Calc (metoda CALPHAD), kinetický SW Dictra s implementovanými termodynamickými a kinetickými databázemi, a také termodynamicko-kinetický SW JMatPro a IDS (Solidification analysis package) využívající phase field simulation method. Předmětem výzkumu bude zejména studium termofyzikálních, termodynamických, kinetických a dalších materiálových vlastností anorganických materiálů (pokročilé kovové materiály – kovové slitiny na bázi Fe-C-Cr-Ni, vybrané speciální materiály pro vyspělé technologické aplikace s přidanou hodnotou…další anorganické materiály, jako jsou speciální jakosti ocelí, ekologicky šetrné oxidické systémy - strusky,…). Předmětem studia budou materiály v pevné i kapalné fázi – taveniny kovů a oxidů. Budou využity metody termické analýzy: TG (Thermogravimetry), TA (Direct Thermal Analysis), DTA (Differential Thermal Analysis), DSC (Differential Scanning Calorimetry, resp. simultánní TG/DTA a TG/DSC) a dilatometrie. Budou využity špičkové přístroje pro termickou analýzu: Netzsch STA 449 F3 Jupiter, Netzsch DIL Supreme, Setaram SETSYS 18TM, Setaram Line 96 MHTC (vysokoteplotní kalorimetr), Setaram SENSYS, odporová pec Classic s optickým vybavením (CCD kamera) a viskozimetr Anton Paar.
Studium bude zaměřeno na oblast teplot fázových transformací a jejich tepel, studium fázových diagramů. Bude prováděn výzkum v oblasti tepelných kapacit studovaných materiálů, entalpií a dalších termodynamických funkcí v závislosti na teplotě v širokém teplotním rozmezí (20-2000 °C). Předmětem studia bude také dilatometrické studium za vysokých teplot (koeficient teplotní roztažnosti, hustota,…). Bude sledována souvislost mezi získanými vlastnostmi, chemickým, fázovým a strukturním složením.
Start year
2020
End year
2020
Provider
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Category
SGS
Type
Specifický výzkum VŠB-TUO
Solver