1 / 21

Laboratoře čistých kovů a speciálních materiálů Prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.

Laboratoře čistých kovů a speciálních materiálů Prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc. Katedra neželezných kovů, rafinace a recyklace FMMI.

alda
Download Presentation

Laboratoře čistých kovů a speciálních materiálů Prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Laboratoře čistých kovů a speciálních materiálů Prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc. Katedra neželezných kovů, rafinace a recyklace FMMI

  2. Výzkumný projekt: “Vývoj a optimalizace nových technologií přípravy vysoce čistých materiálů, speciálních kovových slitin a intermetalických sloučenin s definovanou strukturou a fyzikálními vlastnostmi pro aplikace v elektronice, medicíně, strojírenském a chemickém průmyslu“ • Garanti: Prof. Ing. Miroslav Kursa, CSc., • Prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.

  3. Laboratorní vybavení: Vysokoteplotní indukční vakuová pec se studeným kelímkem Laboratorní zařízení pro přípravu monokrystalů Czochralského metodou Elektronová pec pro rafinaci kovů a přípravu monokrystalů Zařízení na usměrněné tuhnutí kovů a slitin Zařízení na indukční vakuové tavení a rozstřikování práškových kovů Plazmová pec s vertikálním krystalizátorem

  4. Laboratorní vybavení: Zařízení na indukční odstředivé lití Ti, TiAl, NiAl, NiTi "Super Vac" Laboratorní zařízení pro rychlé kalení vzorků Vysokoteplotní vakuová pec pro žíhání vzorků do teploty 2200°C Zařízení na dělení a úpravu vzorků, elektrojiskrová drátová řezačka Analyzátor vodíku

  5. Electron beamzone melting in high vacuum floating method

  6. Plasma metallurgy

  7. Czochralski method (CZ) 1 - držák zárodku, 2 - zárodek, 3 - místo natavení, 4 - "krček", 5 - rozšíření krystalu, 6 - krystal, 7 - kelímek, 8 - tavenina

  8. Induction centrifugal casting unit Titanium, Titaniumaluminides, Gold, Platinum, Superalloys, (max. casting weight 2 kg Ti)

  9. Chamber Furnaces, Retort & Vacuum Furnaces. More than Heat 30 to 3000°C. Effective volumes from 5 to 600 liters Tmax up to 3000 °C Compact Support Frame (HTK 8 with rollers) Double-wall water-cooled vacuum chamber Insulation and heating elements of graphite, ceramic or molybdenum/tungsten materials Water-cooling system, including flow display, flow and temperature monitoring device

  10. Hydrogen Determinator Max. 2500 wt. ppm H2

  11. Základní směry projektu Start-up 2010-2012: - Vybudování komplexu moderních metalurgických zařízení pro přípravu vysoce čistých kovových krystalických, speciálních slitin a progresivních materiálů - Vývoj a optimalizace technologie zonálního tavení (metoda Floating zone) pro přípravu monokrystalů vysokotavitelných kovů a jejich nízkolegovaných slitin - Vývoj a optimalizace technologie směrové krystalizace niklových a titanových slitin. - Vývoj, příprava a optimalizace slitin a intermetalických sloučenin na bázi Ni-Al, Ti-Al a Ti-Ni. legovaných dalšími prvky modifikující užitné vlastnosti - Vývoj a příprava nekonvenčních slitin procesem plazmového tavení ve vertikálním krystalizátoru. - Příprava kovových materiálů s definovanými fyzikálními a strukturními parametry a studium jejich charakteristik z hlediska aplikačního výstupu. Technologické zpracování těchto materiálů tvářecími postupy. - Příprava materiálů s novými užitnými vlastnostmi a zvýšenou životností v extrémních podmínkách. - Optimalizace krystalizačních procesů za účelem strukturní a chemické homogenity krystalických vysokoteplotních a magnetických materiálů. - Vývoj nových typů bezolovnatých pájek (HISOLD) pro elektroniku, výměníky tepla, automobilový průmysl apod. - Rozpracování nových a zdokonalení stávajících technologií přípravy vysoce čistých krystalů s cílem získat mnohé kovy s čistotou 5N .

  12. Cíle programu aplikovaného výzkumu na období 2013-2018: 1. Studium procesů rafinace kovů metalurgickými cestami s cílem dosažení maximálně možné čistoty a definované struktury včetně chemické mikro- i makrohomogenity 2. Příprava kovových monokrystalů čistých kovů a nízkolegovaných slitin, volba tavicích agregátů, optimalizace technologických parametrů, příprava orientovaných zárodků, studium základních charakteristik monokrystalů 3. Studium fyzikálně–chemických vlastností vysoce čistých látek a zákonitostí změn jejich vlastností v závislosti na chemickém složení, koncentraci příměsí, krystalických defektech a strukturních parametrech. 4. Výzkum nových typů biokompatibilních materiálů pro medicínské aplikace 5. Výzkum nový typů intermetalických kovových sloučenin pro energetický, letecký a strojírenský průmysl 6. Výzkum interakce prvků ve funkčně gradientních materiálech za vysokých teplot 7. Výzkum interakce vodíku v progresivních typech materiálů

  13. Výzkum kovových materiálů s ultrajemnozrnnou strukturou (nanostrukturou) a vývoj procesů jejich přípravy

  14. Základní a aplikovaný výzkum • Ultrajemnozrnné a nanostrukturní materiály mají mimořádné elektrické, magnetické, mechanické a optické vlastnosti. • Mechanické vlastnosti kovových materiálů s ultrajemnou strukturou vyhovují H-P vztahu : MV = so + k d-1/2

  15. Cíl projektu: • příprava progresivních materiálů • Ultra-jemnozrnných materiálů • Nanostrukturních materiálů. • Studium vývoje struktury a vlastností ultra- jemnozrnných materiálů a nanostrukturních materiálů. • Výzkum vlastností a výroba nanostrukturního titanu pro bio aplikace. • Fyzikální a matematická simulace struktury a vlastností kovových materiálů.

  16. Klíčové investice • a) příprava nanokrystalických materiálů – HPT • nanokrystalické materiály; vz = 10-100 nm Rm= E Parametry : F = 3 MN, MK = 20kNm, v = 0,5 – 3 ms-1

  17. b) příprava ultra-jemnozrnných materiálů – ECAP • Ultra-jemnozrnné materiály; vz =150 – 300 nm ECAP Hydraulický lis F =3 MN F = 90 – 105°

  18. c) Fyzikální a matematická simulace výroby progresivních kovových materiálů : • studium vývoje struktury a vlastností kovových materiálů, • vývoj technologie výroby dílů pro JE, • predikce vlastností kovových materiálů tvářených za polotepla, • vývoj technologie tixotropního tváření, • studium deformačního chování nových materiálů.

  19. Tvar výkovků ze slitin : hliníku - hořčíku • Směr výzkumu a spolupráce • Kovolit, a.s. (vývoj technologie kování) • ForSteel, s.r.o. (tváření oceli za polotepla) • VÍTKOVICE HM (výkovky pro JE) • Timplant, s.r.o. (nanotitan)

  20. Stěžejní výstupy • Příprava patentu - (PCT) „ Způsob výroby nanostrukturního titanového polotovaru pro implantáty“. • Publikace v impaktovaných časopisech. • Průmyslový vzor „ Nástroj pro hluboké tažení vysokotavitelných kovů a slitin“. • Příprava projektů : GAČR, TAČR, TIP • Spolupráce s podniky.

More Related