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/201050
Název projektuStudium filtrace hliníkových slitin a její vliv na kvalitu odlitků
ŘešitelCagala Michal Ing.
Školitel projektuprof. Ing. Tomáš Elbel, CSc.<br />
Období řešení projektu01.01.2010 - 31.12.2010
Předmět výzkumuNavrhovaný projekt bude zaměřen na studium mechanismu interakce taveniny na bázi hliníku s keramikou filtrů. Studován bude podrobně mechanismus primární krystalizace, termodynamika, kinetika a účinnost filtrace taveniny. Filtrace je běžně používanou metodou k dosažení vnitřní jakosti litých materiálů. Přesto však není u slitin na bázi hliníku přesně popsán filtrační mechanismus, ke kterému u těchto materiálů dochází. Nepříznivý je zejména vliv vměstků, které jsou rozptýleny v tavenině a mají podobnou hustotu jako základní materiál. Tavenina je velmi reaktivní a negativně působí i její následná reoxidace při lití. Hodnocení účinnosti filtrace je důležité z pohledu růstu užitných vlastností hliníkových slitin určených pro speciální součásti extrémně namáhaných agregátů v leteckém a automobilovém průmyslu. Na tyto součásti jsou kladeny vysoké požadavky zejména na jejich vnitřní kvalitu. Nekovové částice vyskytující se ve struktuře materiálu snižují zejména pevnostní a plastické charakteristiky, ale také těsnost, která je u těchto součástí velmi podstatná. Je tedy nutno definovat roli nekovových vměstků v interakcích s materiály filtrů a popsat mechanismus turbulentních a laminárních dějů v elementárních buňkách filtrů.
Členové řešitelského týmuIng. Jaroslav Beňo, Ph.D.
Ing. Michal Cagala
Bc. Marie Crkoňová
prof. Ing. Tomáš Elbel, CSc.
doc. Ing. Petr Lichý, Ph.D.
Ing. Hong Hai Nguyen
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Projekt si vytkl následující cíle:
1. Na základě teoretického rozboru uskutečnit u různých variant typů filtrů (s různým chemickým složením, počtem kapilár a různou geometrii) experimentální práce s cílem kvantitativního měření čistoty filtrované a nefiltrované hliníkové taveniny.
2. Zhodnotit účinnost filtrace v závislosti na typu použitých filtrů.
3. Posoudit vliv způsobu dezoxidace a zhodnotit následnou reoxidaci taveniny ve vtokové soustavě.
4. Posouzení vlivu filtrace na dosažené mechanické vlastnosti odlitků.

Celý projekt je navrhován k řešení v roce 2010. Pro jeho řešení navrhuji tento rozpis prací:

únor-duben:
- provedení experimentálních prací s cílem kvantitativního měření čistoty filtrované a nefiltrované hliníkové slitiny (sledování mikro a makrostruktury a termomechanických vlastností)
- studium interakce taveniny s keramikou filtrů

květen-září:
- zhodnocení mechanismu filtrace
- studium interakce taveniny s filtrem v případě různých typů jejího proudění

říjen-listopad:
- zhodnocení vlivu dezoxidace a následné reoxidace na filtrační proces

prosinec:
- vypracování závěrečné zprávy

Způsob řešení:

Předkládaný projekt se bude na základě provedených experimentálních pracích věnovat studiu filtračních dějů vycházejících z interakce reoxidovaných slitin na bázi hliníku s keramickými materiály typu zirkonsilikátů, aluminosilikátů ad.. U filtrovaných a nefiltrovaných vzorků bude postupně hodnocena struktura materiálu, charakter a výskyt vměstků ve filtrech a zkušebních vzorcích. Na základě sledování interakce mezi taveninou a keramikou filtru budou sledovány fyzikálně-chemické podmínky filtračního mechanismu.
U připravených zkušebních materiálů bude využita unikátní metoda stanovení pevnostních a plastických charakteristik za zvýšených a vysokých teplot. Zkušební vzorky pro stanovení termomechanických, pevnostních a plastických vlastností materiálů, budou připravovány jak z materiálů bez i s použitím filtrace. Příprava vzorků bude probíhat tavením materiálu v elektrických odporových pecích s následným gravitačním litím do kovových a jednorázových pískových forem. Připravené vzorky budou dále podrobeny měřením na zařízeních pro stanovení dodatečných termofyzikálních a termomechanických charakteristik – určení koeficientu dilatace termomechanickou analýzou TMA a určení teplot fázových přeměn diferenciální termickou analýzou DTA.
Pro popsání mechanismu filtrace bude provedeno srovnání účinnosti různých druhů filtrů (pěnových a lisovaných keramických filtrů). Vzorky po mechanické destrukci budou rovněž podrobeny pečlivému metalografickému rozboru s kvantitativním a kvalitativním vyhodnocením vměstků na lomových plochách.
Na základě změn povrchového napětí a úhlu smáčení v prostředích rozdílných plynových režimů formy budou studovány procesy reoxidace v primárních a sukundárních dějích plnění formy.

Výsledky tohoto projektu budou prezentovány:
• na odborných konferencích: Spolupráce 2010, Nízké Tatry (SR); 47. Slévárenské dny, Brno, ČR
• v časopisech: Slévárenství, Technologické inženierstvo



Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
41000,-39301,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)30000,-29338,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti11000,-9963,-
2. Stipendia63000,-63000,-
3. Materiálové náklady0,-0,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-0,-
5. Služby28000,-27999,-
6. Cestovní náhrady10000,-11900,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory16000,-15800,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady158000,-
Uznané náklady158000,-
Celkem běžné finanční prostředky158000,-158000,-