Skip to content ↓

Grupa materiałów ogniotrwałych

Osoby odpowiedzialne

Kierownik grupy:
dr hab. inż. Dominika Madej, prof. AGH

Pracownicy:
dr inż. Ilona Jastrzębska
dr inż. Ryszard Prorok
mgr inż. Robert Świerszcz
mgr inż. Sebastian Sado
mgr inż. Karina Warmuz


GRUPA MATERIAŁÓW OGNIOTRWAŁYCH - czym się zajmujemy

Materiały ogniotrwałe to szczególne materiały ceramiczne, bez których nie możliwe byłoby prowadzenie procesów wysokotemperaturowych, jakimi są np. produkcja stali, metali nieżelaznych, cementu czy szkła - podstawowych materiałów budowlanych. Materiały ogniotrwałe są zatem materiałami o znaczeniu strategicznym dla gospodarki światowej. 

Najwięcej materiałów ogniotrwałych zużywa przemysł stalowy (ok. 60% wszystkich produkowanych materiałów ogniotrwałych) i to właśnie automatyzacja procesów hutniczych, jaka zachodziła intensywnie na początku XX w., doprowadziła do intensywnego rozwoju materiałów ogniotrwałych. 

Inni, poza hutnictwem stali, odbiorcy materiałów ogniotrwałych to:

  • odlewnie stopów żelaza
  • metale nieżelazne (np. Cu, Al, Pb)
  • ceramika
  • szkło
  • spalarnie i elektrownie
  • chemia, petrochemia i inne

Ceramika ogniotrwała jest oparta na tlenkach wysokotemperaturowych: MgO, CaO, Al2O3, ZrO2, SiO2 oraz Cr2O3.  Do produkcji materiałów ogniotrwałych wykorzystywane są też substancje nietlenkowe w tym C oraz inne związki beztlenowe takie jak azotki (np. Si3N4) czy węgliki (np. SiC). 

Materiały ogniotrwałe obecnie rozwijają się intensywnie w kierunku opracowania nowych ekologicznych materiałów wspierających zrównoważony rozwój i gospopdarkę zamkniętego obiegu, często wykorzystujących surowce wtórne i z recyklingu; opracowania nowych materiałów o wydłużonym czasie pracy; modyfikacji obecnie stosowanych materiałów w celu polepszenia ich właściwości istotnych z punktu widzenia pracy w wysokich temperaturach. Do tego celu wykorzystywane są nowoczesne techniki badawcze oraz rozwijące się dziś intensywnie nowe technologie informatyczne.

 

 

 

Szczegółowy zakres naszej działalności i zainteresowań badawczych 

  • Surowce pierwotne i z recyklingu do produkcji materiałów ogniotrwałych.
  • Projektowanie nowych i modyfikacja obecnie stosowanych materiałów ogniotrwałych w kierunku podwyższenia ich właściwości wysokotemperaturowych i wydłużenia czasu pracy.
  • Modelowanie mikrostruktury i jej wpływ na właściwości materiałów ogniotrwałych.
  • Ogniotrwałe materiały monolityczne, nowe spoiwa w betonach ogniotrwałych.
  • Synteza nowych materiałów ogniotrwałych różnymi technikami.
  • Zastosowanie nowych technologii IT w materiałach ogniotrwałych w celu zaprojektowania materiałów o wydłużonym czasie pracy.

 

 

 

W badaniach materiałów ogniotrwałych wykorzystujemy różne metody i techniki badawcze, w tym badania:

  • struktury: XRD, HT-XRD, spektroskopia Ramana i FTIR, spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR), spektroskopia Möβbauera
  • mikrostruktury: mikroskopia optyczna i elektronowa
  • właściwości cieplnych: analiza termiczna DTA/TG, EGA, DSC, współczynnik rozszerzalności cieplnej α, współczynnik przewodzenia ciepła λ
  • odpornościowe: odporność chemiczna metodą statyczną i dynamiczną, odporność na wstrząsy temperaturowe
  • właściwości fizyczne: porowatość, nasiąkliwość, gazoprzepouszczalność, rozkład wielkości porów
  • właściwości termomechaniczne: ogniotrwałość pod obciążeniem (RuL), pełzanie przy ściskaniu, wytrzymałość na zginanie w podwyższonej temperaturze
  • właściwości mechaniczne: wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na zginanie, krytyczny współczynnik intensywności naprężeń, energia pękania, moduł Younga m. statyczną (w pomiarze wytrzymałości na zginanie) i m. dynamiczną (m. ultrdźwiękowa i rezonansowa)

Współpraca zagraniczna

Aktualnie prowadzimy aktywną współpracę z następującymi ośrodkami międzynarodowymi:

  • Vilniaus Gedimino Technikos Universitatis, Termoizoliacijos Mokslo Institutos, Vilno, Litwa
  • Kaunas University of Technology, Litwa
  • VSB-Technical University of Ostrava, Faculty Metallurgy and Materials Engineering, Czechy
  • University of Limoges, Francja
  • RWTH Aachen University, Niemcy
  • Technische Universität Bergakademie, Freiberg, Niemcy
  • Rostock University, Institute of Physics, Physics of New Materials, Niemcy
  • ECREF European Centre for Refractories GmbH, Höhr-Grenzhausen, Niemcy
  • The Wuhan University of Science and Technology, Wuhan, Chiny
  • Central Connecticut State University, New Britain, Connecticut, USA
  • The University of Koblenz, Max-von-Laue Institute of Advanced Ceramic Material Properties Studies, Landau, Niemcy

Bardzo ważne znaczenie ma dla nas ścisła współpraca z przemysłem, bo to właśnie tam pracują materiały ogniotrwałe. W ramach naszej działalności badawczej prowadzimy projekty badawcze krajowe i międzynarodowe, w ramach doktoratów i innych prac badawczych. Poza tym regularnie uczestniczymy w większości konferencji krajowych i światowych w tematyce ceramiki ogniotrwałej, publikujemy wyniki naszych prac w czasopismach o wysokich rozpoznawalności i cytowalności. Jesteśmy otwarci na współpracę.

Zapraszamy osoby zainteresowane tematyką materiałów ogniotrwałych do realizowania z nami interesujących prac badawczych.

 

 

Stopka