Název projektu
Specifický výzkum v metalurgickém, materiálovém a procesním inženýrství
Kód
SP2011/91
Předmět výzkumu
Metalurgické inženýrství
Plánovaný projekt by se měl svým obsahem zabývat komplexním řešením problematiky související s výrobou oceli a slitin, jejich odléváním a tvářením a rovněž s výzkumem spalovacích procesů a využití tepla odpadních spalin. Tematicky je projekt členěn dle profesního zaměření řešitelských pracovišť, tzn. katedry metalurgie, katedry slévárenství, katedry tváření materiálů a katedry tepelné techniky.
V oblasti metalurgie se jedná o studium zákonitostí základních metalurgických pochodů mezi roztaveným kovem a struskou, jejich modelování, interakce žáruvzdorných materiálů s kovem a struskou, použití mikrovlnné technologie v metalurgii a měření termofyzikálních vlastností kovů na bázi železa. V oblasti slévárenství pak studium vzájemných interakcí organických a anorganických pojivových systémů umožňující definovat vliv přítomnosti jader na technologické i fyzikálně – chemické vlastnosti jednotné bentonitové formovací směsi. V oblasti tváření materiálů bude projekt orientován na výzkum nových materiálů používaných v automobilovém průmyslu a na zvyšování užitných vlastností v současnosti aplikovaných materiálů při konstrukci automobilů. V oblasti tepelné techniky se pak bude jednat o posouzení spalovacích procesů z hlediska vlivu na životní prostředí, zkoumání zákonitosti transportu tepla v průmyslových aplikacích, vývoj pojivových systémů na bázi odpadních materiálů a rovněž na využití odpadního tepla spalin, entalpie chladnoucích materiálů a druhotných energetických zdrojů.
Materiálové inženýrství
V rámci řešení se předpokládá detailní rozbor bimetalu na bázi technický titan (spojený výbuchem v provozních podmínkách) s korozivzdornou ocelí typu Cr18Ni10. Tloušťka bimetalu bude odpovídat 110 mm pro ocel Cr18Ni10 a 6 mm pro titanovou matrici s celkovou plochou svařovaného materiálu 2600 x 2600 (mm). Daný typ materiálu bude využitý v chemickém průmyslu. Materiál bude zkoušen jak v dodaném stavu, tj. po explozi, tak i ve stavu po tepelném zpracování – žíhání (TZ), které vede obecně ke zjemnění mikrostruktury. Spolupracovat na řešení budou firmy Explomet Opole (Polsko) a ZVU POTEZ, a.s. Hradec Králové.
V rámci prác na projekte budú merané a vyhodnotené aj laminátové kompozitné materiály z pohľadu ich mechanických a tepelných vlastností. Tepelné vlastnosti budú merané špecifickou metodikou založenou na premene mechanickej deformačnej energie na teplo počas ťahovej skúšky. Cieľom práce je aj zostavenie a odskúšanie meracej aparatúry.
Pozornost bude dále zaměřena na hodnocení odolnosti moderních konstrukčních ocelí vůči degradačnímu působení vodíku, včetně stanovení difúzních charakteristik vodíku metodou elektrochemické permeace.
Výzkumný program bude rovněž zaměřen do oblasti metalurgie perspektivních slitin neželezných kovů a intermetalických sloučenin na bázi aluminidů niklu a titanu a dále na slitiny na bázi titan-nikl. Problematika přípravy těchto materiálů v sobě zahrnuje nejen odstraňování škodlivých příměsí, ale také maximální přiblížení k stechiometrickému složení. V souvislosti s tím hraje významnou roli znalost fázových rovnováh binárních či polykomponentních diagramů v teplotně – koncentrační oblasti existence chemické sloučeniny i zvláštnosti interakcí jednotlivých složek při krystalizaci jako finální etapě při výrobě objemových krystalů. Pro přípravu a optimalizaci slitin budou aplikovány speciální krystalizační procesy s definovanou atmosférou. Bude sledován vliv mikrolegujících prvků na strukturu, makro- a mikrosegregace a na další užitné vlastnosti slitin.
Procesní inženýrství
Předmětem výzkumu v rámci projektu bude studium vybraných laboratorních i průmyslových technologií se zaměřením zejména na:
- studium fyzikálně chemických vlastností vybraných anorganických materiálů, pozornost bude soustředěna zejména na vysokoteplotní oblasti,
- studium fyzikálně chemických vlastností odpadních produktů z metalurgických a energetických technologií, jejich následné zpracování a využití,
- minimalizace vlivu průmyslových technologií na kvalitu ovzduší,
- studium transportních dějů u vybraných technologických operací,
- charakterizaci a studium vlastností vybraných materiálů pomocí klasických i moderních instrumentálních metod analytické chemie.
Rok zahájení
2011
Rok ukončení
2011
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Kategorie
SGS
Typ
Specifický výzkum VŠB-TUO
Řešitel