Schválené projekty 2010

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2010

Přidělená částka z MŠMT na VŠB-TUO - 25 868 000,-Kč

fakultačástka v tis. Kč
FBI 622
EKF 2 146
FAST 1 139
FS 4 030
FEI 4 339
HGF 6 187
FMMI 7 405
CELKEM 25 868
KódSP/2010208
Název projektuPříprava submikronových materiálů na bázi intermetalických sloučenin mechanickým legováním
ŘešitelLosertová Monika doc. Dr. Ing.
Školitel projektu
Období řešení projektu01.01.2010 - 31.12.2010
Předmět výzkumuMechanické legování umožňuje připravit materiály se submikronovou nebo nanokrystalickou mikrostrukturou, které jsou vhodné jak pro vysokoteplotní konstrukční aplikace, jako např. aluminidy TiAl, Ti3Al, NiAl, Ni3Al, tak pro uchovávání vodíku pro vodíkové hospodářství, jako např. sloučeniny TiCr, LiB, LiAl, Mg2Ni a jejich hydridyTiCrHx LiBH4, LiAlH4, Mg2NiH4.
Aluminidy na bázi titanu a niklu s vysoce uspořádanou strukturou se vyznačují přitažlivými vysokoteplotními vlastnostmi, jako např. vysokou pevností, specifickou pevností, výbornou korozní a oxidační odolností. Určitým omezením pro široké použití těchto intermetalických fází je však nižší tažnost a lomová houževnatost za pokojové teploty. Tento problém je možné řešit pomocí snížení velikosti zrn, snížení uspořádanosti mřížky a zvýšení pohyblivosti dislokací, nebo modifikací krystalické struktury fáze na více symetrickou, tedy kubickou. Procesem mechanického legování lze dosáhnout všech výše jmenovaných účinků najednou, proto je v současnosti této metody využíváno při syntéze intermetalických fází a studiu jejich mechanických vlastností.
Mechanické legování je možné provádět v argonové, dusíkové nebo vodíkové atmosféře, přičemž mletí v atmosféře vodíku za vzniku hydridů podporuje snadnější rozbití částic a dosažení výrazného zjemnění až na submikronové nebo nanokrystalické měřítko. Nanokrystalický TiAl je možné připravit např. pomocí mletí ve vodíkové atmosféře a následného lisování za tepla. Tento proces „vodíkování-rozemletí–odvodíkování–legování“ (angl. Hydrogenation-disproportionation-dehydrogenation-realloying, HDDR) je možné obecně popsat pomocí dvou etap, kdy v první se vodíkováním rozloží intermetalická sloučenina ABx na elementární hydrid AzHy a čistý kov B nebo směs A(1-z)Bx a ve druhé při ohřevu dochází k odvodíkování a legování, při kterém kov A vzniklý rozkladem AzHy reaguje s kovem B nebo směsí A(1-z)Bx za vzniku jemnozrnné sloučeniny ABx.
Předkládaný projekt bude zaměřen na přípravu a mikrostrukturní vlastnosti intermetalických sloučenin TiAl, Ti3Al, Ni3Al, TiCr a Mg2Ni a na studium parametrů procesů mechanického legování, lisování a následného tepelného zpracování. Při řešení projektu bude využito mlecího zařízení pracoviště navrhovatele projektu, které bude upraveno pro možnost měření teploty procesu a zavedení mlecí atmosféry (redukční vodíkové nebo ochranné argonové). Z parametrů ovlivňující proces mechanického legování bude kromě teploty a typu atmosféry dále ještě sledován čas mletí a hmotnostní poměr vsázky a mlecích koulí (ball-to-powder ratio, BPR).
Charakteristiky připravených práškových intermetalických sloučenin budou studovány pomocí stereomikroskopie, elektronové mikroskopie, EDS fázové mikroanalýzy, RTG. analýzy a analyzátoru velikosti částic. Zhutněné a slinované vzorky budou kromě pomocí mikroskopie a fázové mikroanalýzy sledovány rovněž pomocí DTA, DSC a RTG. metod. Obsahy vodíku jak v aluminidech, tak v TiCr a Mg2Ni budou stanoveny pomocí analyzátoru vodíku LECO a neutronové difrakce.
Ze získaných výsledků budou stanoveny závislosti parametrů procesu na dosažených vlastnostech připravených materiálů. Vyhodnocené charakteristiky materiálů budou publikovány na konferencích a v impaktovaných nebo recenzovaných časopisech.
Členové řešitelského týmuIng. Otakar Blahož
doc. Ing. Kateřina Skotnicová, Ph.D.
prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.
Ing. Jan Juřica
doc. Dr. Ing. Monika Losertová
Ing. Michal Madaj, ING.PAED.IGIP
Ing. Petr Štěpán
doc. Ing. Ivo Szurman, Ph.D.
Bc. Ondřej Veselý
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Řešení projektu zaměřeného na přípravu a studium mikrostrukturních vlastností intermetalických sloučenin TiAl, Ti3Al, Ni3Al, TiCr a Mg2Ni a na studium parametrů procesů při mechanickém legování, lisování a následném tepelném zpracování bude probíhat v následujících etapách:
1) Leden až březen 2010: Nákup materiálů a přístrojů, příprava vzorků, mletí. Výstupem této etapy bude materiál a doplněné zařízení pro mletí a mechanické legování.
2) Duben až červenec 2010: Příprava vzorků slitin, mletí, mechanické legování, lisování, analýzy mikrostruktury a složení. Výstupem této etapy budou vzorky pro tepelné zpracování a průběžně vyhodnocované dílčí výsledky z hodnocení mikrostruktury a složení připravených vzorků slitin.
3) Červenec až září 2010: Mechanické legování, lisování, tepelné zpracování, analýzy mikrostruktury a složení. Výstupem etapy budou průběžně vyhodnocované dílčí výsledky z analýzy mikrostruktury, složení, stanovení vodíku ve slitinách a hodnocení parametrů procesů.
4) Říjen až prosinec 2010: Tepelné zpracování, analýzy mikrostruktury a složení, hodnocení parametrů. Výstupem etapy bude vyhodnocení výsledků a provedení závěrů z analýzy mikrostruktury a složení, stanovení vodíku ve slitinách a z hodnocení parametrů procesů, závěrečná zpráva.
Poznatky a zpracované výsledky budou publikovány na konferencích Metal 2010 a Metallography 2010, dále v recenzovaných časopisech.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
41000,-113900,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)30000,-85000,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti11000,-28900,-
2. Stipendia60000,-0,-
3. Materiálové náklady80000,-84284,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek35000,-48134,-
5. Služby19000,-24946,-
6. Cestovní náhrady15000,-25736,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory33000,-33000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)47000,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady330000,-
Uznané náklady330000,-
Celkem běžné finanční prostředky330000,-330000,-