W Katedrze Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych prowadzone są zaawansowane badania naukowe oraz realizowane innowacyjne projekty badawczo-rozwojowe.
Kierownik projektu: dr inż. Ilona Jastrzębska
Status: projekt w trakcie realizacji
termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2022
termin zakończenia: 1 stycznia 2025
Opis Projektu:
Projekt realizowany w ramach programu LIDER XII, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.
Kierownik projektu: mgr inż. Karina Warmuz
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 sierpnia 2021
Termin zakończenia: 30 września 2023
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Comparison of the CAC-containing and CAC-free hydraulic binders in term of the hydrated matrix formation within refractory castables designed for the fast drying procedure.; Karina Warmuz, Dominika Madej; Journal of Thermal Analysis and Calorimetry (2022) 147:9975–9986;
Kierownik projektu: dr inż. Justyna Sułowska
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 21 czerwca 2019
Termin zakończenia: 20 czerwca 2023
Opis Projektu:
Celem projektu jest opracowanie składów chemicznych i sposobu otrzymywania szkieł krzemianowo-fosforanowych modyfikowanych możliwie dużym dodatkiem siarki, o kontrolowanej aktywności chemicznej.
Siarka to jeden z pierwiastków pełniących najważniejsze funkcje biochemiczne i fizjologiczne w roślinie. Siarka, bowiem oprócz roli składnika niezbędnego w procesach wzrostu i rozwoju roślin wywiera również wpływ na wzrost ich odporności na działanie różnego rodzaju patogenów. Niemniej jednak prowadzone w ostatnich latach działania proekologiczne prowadzące do ograniczenia emisji siarki przez przemysł, oraz stosowanie na coraz to większą skalę wysokoprocentowych wieloskładnikowych nawozów mineralnych (mniejszy balast, w którym znajdowała się siarka) doprowadziły do tego, że w wielu glebach, zwłaszcza oddalonych od ośrodków przemysłowych zaczyna brakować siarki. Stosowane nawozy wprowadzające siarkę do gleby charakteryzują się dużą rozpuszczalnością w wodzie, powodującą łatwe jej wymywanie z wierzchnich warstw gleby, co skutkuje ograniczoną zawartością siarki siarczanowej, przyswajalnej dla roślin.
Pomocne w rozwiązaniu powyższego problemu mogą być szkliste nośniki siarki w postaci szkieł krzemianowo-fosforanowych o odpowiednio zaprojektowanych składach chemicznych, słabo rozpuszczalne w wodzie, ale rozpuszczalne w roztworach glebowych. Tego typu materiały, jako potencjalne nawozy mineralne mogłyby wprowadzać siarkę do gleb w sposób spowolniony i kontrolowany zarówno składem chemicznym szkieł jak i zdolnością przyjmowania siarki przez poszczególne rośliny. Dlatego też badania naukowe stanowiące przedmiot niniejszego projektu obejmują szkła o matrycy krzemianowo-fosforanowej modyfikowane dodatkiem siarki oraz szeregu pierwiastków (K, Mg, Ca, Zn, Fe) stanowiących składniki pokarmowe roślin, otrzymywane metodą tradycyjnego, wysokotemperaturowego topienia zestawów szklarskich.
Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki na podstawie umowy nr UMO-2018/31/D/ST8/03148.
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Anna Ślósarczyk
Koordynator projektu: dr hab. inż. Aneta Zima, prof. AGH;
Wykonawcy projektu: dr inż. Joanna Czechowska;
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 12 czerwca 2018
Termin zakończenia: 11 czerwca 2023
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Anna Ślósarczyk
Koordynator projektu: dr hab. inż. Aneta Zima, prof. AGH;
Wykonawcy projektu: dr inż. Joanna Czechowska; mgr inż. Szymon Skibiński;
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 maja 2019
Termin zakończenia: 31 października 2022
Opis Projektu:
Projekt realizowany w konsorcjum. Kierownikiem projektu ze strony AGH jest prof. dr hab.inż. Anna Ślósarczyk.
Kierownik projektu: dr hab. inż. Dominika Madej, prof. AGH
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 27 marca 2018
Termin zakończenia: 26 marca 2022
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Highlights:
- Ba- and Sr-doped cements belonging to the CaO-Al2O3-ZrO2 system were proposed for heavy concretes.
- Mechanical, physical and gamma-ray attenuation properties of (CaO,SrO,BaO)-Al2O3-SiO2-ZrO2 concretes are presented.
- Difference in gamma ray attenuation properties of green and sintered castables was highlighted.
- Radioactive sources 22Na, 137Cs, 60Co, 133Ba and 152Eu were used in this study.
- Sr and Ba elements were chemically bonded within both hydrated cement matrix and the ceramic matrix of concrete.
Kierownik projektu: dr hab. inż. Dominika Madej, prof. AGH
Wykonawcy projektu: dr inż. Ryszard Prorok; mgr inż. Karina Warmuz
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2018
Termin zakończenia: 31 grudnia 2021
Opis Projektu:
Głównym zamierzeniem niniejszego projektu jest opracowanie unikatowego i konkurencyjnego produktu na drodze praktycznego wykorzystania nauki o materiałach. Cel naukowy projektu obejmuje przede wszystkim określenie roli złożonych matryc wiążących z układu MgO-Al2O3-SiO2-H2O, charakteryzujących się ściśle określoną strukturą i właściwościami, w otrzymywaniu nowego typu tworzywa ceramicznego. Innowacyjność proponowanego rozwiązania będzie realizowana przez zastosowanie alternatywnego podejścia technologicznego do wytworzenia materiału bezcementowego zawierającego fazy spinelowe o różnej stechiometrii tworzące się w warunkach „in situ” materiału. Beton ogniotrwały będzie przeznaczony do wykonywania monolitycznych obmurzy ogniotrwałych w różnego rodzaju urządzeniach cieplnych w przemyśle stalowym, metali nieżelaznych i innych.
Projekt finansowany przez NCBiR w ramach programu LIDER VIII - nr umowy LIDER/5/0034/L-8/16/NCBR/2017.
Projekt zostanie zrealizowany przy współpracy z partnerem przemysłowym – Zakładami Magnezytowymi ROPCZYCE S.A. (Członkowie Zespołu ze strony ZMR - mgr inż. Klaudia Wiśniewska, mgr inż. Robert Świerszcz).
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Mirosław M. Bućko
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 grudnia 2018
Termin zakończenia: 30 listopada 2021
Opis Projektu:
Celem projektu jest opracowanie technologii wyrobów z kompozytów złożonych z osnowy dwutlenku cyrkonu i wtrąceń tlenku glinu o ekstremalnie wysokich, jak na materiał ceramiczny, właściwościach mechanicznych - wytrzymałości na zginanie powyżej 1 GPa, odporności na kruche pękanie powyżej 10 MPam1/2 - oraz o podwyższonej odporności na korozję w warunkach hydrotermalnych. Cel ten zostanie osiągnięty przez odpowiedni dobór składu chemicznego tworzyw, ilości tlenku stabilizującego w roztworze stałym ZrO2 oraz ilości wtrąceń tlenku glinu, oraz przez zastosowanie odpowiedniego procesu technologicznego prowadzących do uzyskania materiałów o zaplanowanym składzie fazowym i mikrostrukturze. Otrzymywanie wyrobów oparte będzie na technologiach opracowanych i rozwijanych uprzednio na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH oraz Instytutu Energetyki Oddział Ceramiki CEREL.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój na lata 2014-2020. Projekt jest realizowany w ramach konkursu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju nr 1/4.1.4/2018 Priorytet IV: Zwiększenie potencjału naukowo–badawczego Działanie 4.1: Badania naukowe i prace rozwojowe Poddziałanie 4.1.4 "Projekty aplikacyjne".
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Jacek Szczerba
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 października 2017
Termin zakończenia: 30 września 2021
Opis Projektu:
ATHOR (Advanced THermomechanical multiscale mOdelling of Refractory linings) is an innovative, collaborative and interdisciplinary project that brings together 6 academic beneficiaries and 8 private partners.
The main objective is to develop high-end engineering technologies in material engineering and numerical simulations thanks to intensive cooperation between academia, raw materials suppliers, refractory producers and end-users.
Starting from material characterization, all significant properties will be investigated, including fracture behaviour, tension and compression creep behaviour, corrosion and thermal shock resistance.The interdisciplinary aspects will be addressed thanks to a multiscale approach looking at the influences of micro-, meso- and macro-characteristics on each other. To conduct their research and interlink the different topics, the 15 recruited researchers will take advantage of the most sophisticated numerical tools to model, design and predict the life of different lining configurations in critical operating conditions.
The current financial situation of the European steel industry urges the producers to dramatically reduce their production costs. This project is expected to substantially contribute to find solutions through the design of more robust and more reliable refractory linings. Not only the total cost of refractory materials is then reduced, but the equipment’s availability and the process control are improved. In addition to the large energy savings that meet the industrial partner’s interests, the project will help to reduce the environmental impact of high temperature processes.The ATHOR network is deeply committed to provide a combination of research and training activities which will support and enlarge the initiative of the Federation for International Refractory Research and Education (FIRE).
More information:
Project website 1
Project website 2
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Jacek Szczerba
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 kwietnia 2017
Termin zakończenia: 30 marca 2021
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Krzysztof Haberko
Koordynator projektu: prof. dr hab. inż. Mirosław M. Bućko
Wykonawcy projektu: mgr inż. Sebastian Komarek
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 marca 2018
Termin zakończenia: 1 marca 2021
Opis Projektu:
Dwutlenku cyrkonu występuje w trzech odmianach polimorficznych. Odmiana trwała w niskich temperaturach charakteryzuje się strukturą o symetrii jednoskośnej. W warunkach podwyższonej temperatury odmiana jednoskośna przechodzi w fazę o symetrii tetragonalnej. W końcu w najwyższych temperaturach pojawia się faza o symetrii regularnej. Najszerzej badana była przemiana fazy tetragonalnej w jednoskośną zachodząca w warunkach obniżanej temperatury. Transformacja ta ma charakter przemiany martenzytycznej i wiąże się z niewielkim (3-5%) przyrostem objętości. Fakt ten ma fundamentalne znaczenie dla uzyskania materiałów o szczególnie dobrych właściwościach mechanicznych. Warunkiem otrzymania takich tworzyw jest zachowanie w gęstym, tj. spieczonym materiale fazy o symetrii tetragonalnej. Jest to możliwe, jeśli rozmiar ziaren spieku nie jest zbyt duży i jeśli do struktury ZrO2 wprowadzimy niewielkie udziały tlenków rozpuszczających się w tej strukturze. Lista tych tlenków jest dość długa. W przypadku tego projektu ograniczymy się do Y2O3 i MgO.
Obszerne badania autorów wniosku wykazały, że nanometryczne proszki takich roztworów stałych można otrzymać poddając amorficzne żele, uzyskane metodą współstrącania, działaniu pary wodnej w autoklawie w temperaturach ok. 250°C. Jeśli ten proces zachodzi w czystej wodzie,otrzymany proszek roztworu stałego ma nanometryczną wielkość cząstek (ok.10 nm). Z uwagi na tak mały rozmiar cząstek proszki takie wykazują niezwykłą aktywność w warunkach spiekania. Z kolei jeśli krystalizacja zachodzi w środowisku, np. NaOH otrzymujemy cząstki znacznie większe i co więcej o kształtach wydłużonych. W proponowanym wniosku taki proszek o takich właściwościach będzie preparowany z czystego (bez dodatków) dwutlenku cyrkonu. W sensie fazowym, charakteryzują się one symetrią jednoskośną. Koncepcja proponowanych badań polega na wprowadzeniu takich wydłużonych cząstek do osnowy nanometrycznych cząstek roztworów stałych Y2O3 i MgO w ZO2. Podczas ogrzewania takiego układu zajdą równocześnie następujące zjawiska: dyfuzja tlenków rozpuszczonych w nanometrycznych cząstkach w kierunku cząstek wydłużonych i zarazem rozrost cząstek przede wszystkim nanometrycznych (gdyż są najmniejsze). Ten ostatni proces będzie „sterowany” symetrią cząstek wydłużonych. Zatem należy się spodziewać, że nowoutworzone ziarna będą ukierunkowane zgodnie z krystalografią cząstek wydłużonych. Zwróćmy uwagę na fakt, iż w toku opisanego procesu cząstki wyjściowo wydłużone będą wzbogacane w Y2O3 i MgO, zaś cząstki wyjściowo nanometryczne będą zubożane w te składniki. Zatem skład całego układu należy dobrać w taki sposób aby w ostatecznej konsekwencji całe tworzywo charakteryzowało się obecnością struktury o symetrii tetragonalnej. Najistotniejszą częścią proponowanych przez nas badań jest ułożenie wspomnianych wydłużonych cząstek wzdłuż jednego kierunku. Sprawi to, że finalne tworzywo charakteryzować się będzie kierunkowymi właściwościami mechanicznymi.
Zaproponowanie przedstawionej powyżej koncepcji pracy stało się możliwe dzięki badaniom zespołu nad krystalizacją dwutlenku cyrkonu w warunkach hydrotermalnych. Według naszej wiedzy efekty te nie były dotychczas wykorzystywane w innych ośrodkach na świecie. Wniosek wiąże się z rozwiązaniem szeregu zagadnień podstawowych, a także praktycznych.
Publikacje:
Influence of elongated zirconia particles on microstructure and mechanical properties of yttria stabilized zirconia polycrystals; Kamil Wojteczko, Krzysztof Haberko, Mirosław M. Bućko, Paweł Rutkowski, Marian Rączka; Processing and Application of Ceramics, ISSN 1820-6131. — 2019 vol. 13 iss. 1, s. 51–56.;
Yttria stabilized tetragonal zirconia polycrystals were prepared using mixtures of two different powders. One is composed of nanometric particles of 3.5 mol% Y2O3 solid solution in ZrO2 and the other one of pure zirconia particles. The latter shows elongated particles of about 200 nm length and monoclinic symmetry and the former consists of isometric tetragonal particles of about 7 nm size. Both powders were synthesized under hydrothermal conditions at 240 °C in water (the 3.5 mol% Y2O3 – ZrO2 solid solution) or in 4 M NaOH solution (the pure ZrO2 powder). Two homogenous mixtures of these powders were prepared; the one with 5 wt.% and the other one with 10 wt.% of the elongated zirconia particles. Compacts of 10 mm diameter were isostatically pressed (250 MPa) and sintered in a dilatometer furnace at 1400 °C with no soaking time. A set of samples heated up to the selected temperatures allowed us to follow phase changes of the materials vs. temperature by X-ray diffraction. It was confirmed that all materials show tetragonal symmetry at the final temperature (1400 °C). Density and mean grain size decrease with the elongated zirconia particle additives. The dense samples were polished and their hardness and fracture toughness were determined by Vickers indentation. No hardness changes, due to the elongated zirconia particles additives, were observed, but essential increase of fracture toughness occurred. The observations of the crack runs suggest crack deflection as a potential mechanism of the fracture toughness increase.
Kierownik projektu: dr inż. Jan Huebner
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 8 marca 2017
Termin zakończenia: 30 września 2020
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Dariusz Kata
Wykonawcy projektu: dr hab. inż. Paweł Rutkowski; dr inż. Jan Huebner
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 8 lipca 2017
Termin zakończenia: 31 sierpnia 2020
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Jacek Szczerba
Wykonawcy projektu: dr inż. Ilona Jastrzębska
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2013
Termin zakończenia: 31 grudnia 2015
Opis Projektu:
Projekt wykonany w ramach współpracy partnerskiej z:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Ludosław Stobierski
Wykonawcy projektu: dr hab. inż. Paweł Rutkowski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 13 grudnia 2012
Termin zakończenia: 12 grudnia 2015
Kierownik projektu: dr hab. inż. Janusz Partyka, prof. AGH
Wykonawcy projektu: dr inż. Leszek Chlubny; dr inż. Łukasz Wójcik; dr hab. inż. Marcin Gajek
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 9 listopada 2012
Termin zakończenia: 12 września 2015
Opis Projektu:
Projekt wykonywany w ramach współpracy partnerskiej z:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Jacek Szczerba
Wykonawcy projektu: dr inż. Ilona Jastrzębska
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 sierpnia 2012
Termin zakończenia: 31 lipca 2015
Opis Projektu:
Projekt wykonywany w ramach współpracy partnerskiej z:
Kierownik projektu: dr inż. Justyna Sułowska
Koordynator projektu: prof. dr hab. Irena Wacławska
Wykonawcy projektu: dr hab. inż. Magdalena Szumera, prof. AGH
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 14 lutego 2013
Termin zakończenia: 14 lutego 2015
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Jacek Szczerba
Wykonawcy projektu: dr inż. Ilona Jastrzębska;
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2010
Termin zakończenia: 30 grudnia 2014
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Ludosław Stobierski
Wykonawcy projektu: dr hab. inż. Waldemar Pyda; prof. dr hab. inż. Mirosław M. Bućko; dr hab. inż. Paweł Rutkowski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 12 marca 2009
Termin zakończenia: 11 marca 2014
Kierownik projektu: dr inż. Leszek Chlubny
Wykonawcy projektu: dr hab. inż. Paweł Rutkowski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 12 lutego 2011
Termin zakończenia: 11 lutego 2014
Koordynator projektu: prof. dr hab. inż. Dariusz Kata
Wykonawcy projektu: dr hab. inż. Paweł Rutkowski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 12 grudnia 2010
Termin zakończenia: 11 grudnia 2013
Kierownik projektu: dr hab. inż. Paweł Rutkowski
Wykonawcy projektu: prof. dr hab. inż. Ludosław Stobierski; dr hab. Grzegorz Grabowski; prof. dr hab. inż. Jerzy Lis; prof. dr hab. inż. Mirosław M. Bućko; dr inż. Dariusz Zientara
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 21 września 2010
Termin zakończenia: 20 września 2013
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Piotr Wyszomirski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2010
Termin zakończenia: 12 lipca 2013
Publikacje:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Anna Ślósarczyk
Koordynator projektu: dr hab. inż. Aneta Zima, prof. AGH;
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2010
Termin zakończenia: 30 kwietnia 2013
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Jacek Szczerba
Wykonawcy projektu: dr inż. Ilona Jastrzębska
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2009
Termin zakończenia: 30 grudnia 2012
Kierownik projektu: prof. dr hab. Irena Wacławska
Wykonawcy projektu: dr hab. inż. Magdalena Szumera, prof. AGH
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 sierpnia 2009
Termin zakończenia: 31 lipca 2012
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Oferta:
Wieloskładnikowy, Wielosezonowy Nawóz Mineralny - Oferta Technologiczna
Wieloskładnikowy, wielosezonowy nawóz mineralny reprezentuje nową, nie występującą dotąd na rynku generację ekologicznych nawozów mineralnych o szklistej postaci, a przez to o kontrolowanej szybkości uwalniania składników użytecznych i wydłużonym okresie działania, typu controlled release fertilizers (CRF). Służą one dostarczaniu uprawom fosforu, potasu, magnezu oraz szerokiego zestawu mikroelementów (bor, żelazo, miedź, cynk, mangan, molibden) w aktywnej biologicznie formie. Nie wydzielają anionów chlorkowych i siarczanowych, źle tolerowanych przez rośliny. Dostarczają ponadto wapń, działający odkwaszająco oraz koloidalną krzemionkę, która poprawia agregatową strukturę gleby.
Składniki pokarmowe i mikroelementy pobierane są ze szkieł nawozowych pod wpływem kwasów organicznych, wydzielanych przez system korzeniowy roślin w ilościach potrzebnych im na danym etapie wzrostu. Są one natomiast w minimalnym stopniu rozpuszczane i wynoszone przez wody atmosferyczne, co jest niedostatkiem nawozów tradycyjnych a także otoczkowanych. Innymi zaletami nawozów szklistych są:
Zastosowanie:
Wieloskładnikowy, wielosezonowy nawóz mineralny – nawóz do upraw ogrodniczych – jest przeznaczony do nawożenia przedwegetacyjnego w uprawach warzyw gruntowych, roślin warzywnych i ozdobnych uprawianych pod osłonami, w sadach, plantacjach jagodowych, szkółkach roślin ozdobnych i owocowych (gruntowych i kontenerowych). Wielosezonowy nawóz mineralny może być również wykorzystywany jako nawóz długo działający przy zakładaniu terenów zieleni – trawników, zielonych dachów, pól golfowych, parków, boisk czy innych terenów rekreacyjnych. Jest także przydatny w uprawach roślin ozdobnych doniczkowych i balkonowych.
Kontakt: Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych
Osoba kontaktowa: prof. dr hab. Irena Wacławska,
Telefon: 012-617-24-83, fax. 012-633-15-93,
E-mail: iwac@agh.edu.pl
Zaawansowanie technologii: badania naukowe, produkcja próbna
Typ technologii: proces, technologia, wyrób
Ochrona prawna: patent krajowy – zgłoszenie patentowe
Oczekiwany typ współpracy/umowy/porozumienia: badania naukowe i rozwój, licencja, umowa produkcyjna, umowa sprzedaży
Kierownik projektu: dr hab. inż. Łukasz Zych, prof. AGH
Wykonawcy projektu: prof. dr hab. inż. Krzysztof Haberko; dr inż. Magdalena Zarzecka-Napierała; dr inż. Radosław Lach;
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 15 października 2009
Termin zakończenia: 14 kwietnia 2012
Opis projektu:
Formowanie z zawiesin submikronowych i nanometrycznych proszków MgAl2O4 i Y2O3 w celu uzyskania drobnokrystalicznych, przezroczystych tworzyw ceramicznych. Celem projektu jest otrzymanie gęstych, drobnoziarnistych materiałów opartych na tlenku itru (Y2O3) oraz spinelu glinowo magnezowym (MgAl2O4) o możliwie wysokiej przeźroczystości w zakresie światła widzialnego i podczerwieni i równocześnie cechujących się dobrymi parametrami mechanicznymi. Te właściwości połączone z charakterystyczną dla MgAl2O4 i Y2O3 dużą odpornością chemiczną i wysoką temperaturą topnienia pozwalają na wykorzystanie tych materiałów w takich zastosowaniach jak: przeźroczyste elementy pancerzy, okienka w urządzeniach pracujących w trudnych warunkach, osłony detektorów podczerwieni. Uzyskanie wysokiej przeźroczystości połączonej z dobrymi właściwościami mechanicznymi w przypadku Y2O3 i MgAl2O4 jest możliwe w przypadku tworzyw składających się z drobnych ziaren. W ramach projektu planuje się otrzymywanie tego typu tworzyw na drodze formowania nanometrycznych i submikronowych proszków przy użyciu metod opartych na zawiesinach takich jak odlewanie swobodne, prasowanie filtracyjne i odlewanie żelowe. Metody te pozwalają na otrzymanie materiałów cechujących się bardzo jednorodną mikrostrukturą, która jest warunkiem koniecznym otrzymania gęstych, drobnoziarnistych spieków. W pracy planuje się użycie dwóch lub trzech rodzajów drobnych proszku każdego materiału różniących się wielkością cząstek, morfologią itp. Część proszków zostanie zsyntezowana w ramach projektu. Zastosowanie trzech różnych metod o podobnym charakterze pozwoli na porównanie ich efektywności w formowaniu nanometrycznych i submikronowych proszków Y2O3 i MgAl2O4. Główna część pracy będzie się koncentrowała na optymalizacji zawiesin użytych do formowania oraz na optymalizacji samego procesu formowania, gdyż jest to kluczowy etap w otrzymywaniu przeźroczystej ceramiki. Materiały będą spiekane kilkoma metodami, tak aby w efekcie doprowadzić do ich pełnego zagęszczenia, które jest konieczne, aby dany materiał cechował się znaczną przeźroczystością, gdyż nawet minimalna ilość porów powoduje silne rozpraszanie światła. Na podstawie wyników uzyskanych w trakcie spiekania swobodnego (gęstość względna) planuje się przeprowadzić spiekanie dwustopniowe oraz spiekanie w próżni. Wybrane materiały będą dogęszczane przy użyciu izostatycznego prasowania na gorąco (HIP), tak aby pozbyć się resztkowej porowatości. Końcowa charakterystyka próbek będzie polegała na obserwacji ich mikrostruktury (SEM) oraz badaniu wartości transmisji w zakresie podczerwieni i światła widzialnego i wybranych właściwości mechanicznych takich jak twardość czy wytrzymałość na zginanie.
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Kierownik projektu: prof. dr hab. Irena Wacławska
Wykonawcy projektu: dr hab. inż. Magdalena Szumera, prof. AGH
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 sierpnia 2008
Termin zakończenia: 31 lipca 2011
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Jacek Szczerba
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2008
Termin zakończenia: 30 grudnia 2010
Kierownik projektu: dr hab. Grzegorz Grabowski
Wykonawcy projektu: prof. dr hab. inż. Ludosław Stobierski; dr hab. inż. Agnieszka Gubernat, prof. AGH
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 25 kwietnia 2008
Termin zakończenia: 24 października 2010
Opis projektu:
Wykonana praca badawcza została oparta na trzech kompozytach. Zostały one wybrane tak, aby uwzględnić podstawowe źródła naprężeń cieplnych, czyli zróżnicowanie współczynników rozszerzalności cieplnej pomiędzy osnową a ziarnami fazy wtrąconej oraz ich anizotropię. Przykładem materiału, w którym osnowa charakteryzuje się mniejszym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej niż wtrącenia był badany kompozyt SiC-TiB2. Na podstawie wykonanych pomiarów i modelowania rozkładu naprężeń cieplnych można stwierdzić, że powstające w tego typu materiałach naprężenia powodują podwyższenie energii pękania. Największe umocnienie zapewnić może mikrostruktura, przy której nie dochodzi do nadmiernego spiętrzania się naprężeń generowanych przy sąsiednich wtrąceniach. Ma na to wpływ udział objętościowy fazy wtrąconej, rozmiar i kształt ziaren oraz ich rozmieszczenie w osnowie. Są to czynniki zależnie od rodzaju faz składowych, ich różnic w rozszerzalności cieplnej, właściwościach sprężystych czy wytrzymałości. Jednak mikrostruktura, w której ziarna wtrąceń mają kształt zbliżonym do kulistego, nie zawierają powierzchni wklęsłych oraz są równomiernie rozproszone w osnowie, powoduje najmniejsze spiętrzenie naprężeń rozciągających w osnowie, co zapewnia takiemu układowi wysoką wytrzymałość i możliwość uruchamiania mechanizmów odpowiedzialnych za podwyższanie energii pękania.
Układ, w którym osnowa ma większą rozszerzalność cieplną od wtrąceń analizowano na przykładzie kompozytu TiC-Cr3C2. Zaobserwowano tutaj niekorzystny wpływ zwiększania udziału objętościowego fazy wtrąconej na wytrzymałość. Jest to związane z silnym nakładaniem się naprężeń rozciągających powstających w osnowie w pobliżu sąsiadujących ziaren wtrąceń.
Najbardziej złożony pod względem rozkładu naprężeń był układ zawierający anizotropowe ziarna grafitu rozproszone w osnowie węglika krzemu. Modelowanie stanu naprężeń cieplnych wykazało możliwość znacznego osłabienia anizotropowych wtrąceń, co w efekcie nie dawało oczekiwanego umocnienia. Przy projektowaniu takich materiałów efekt ten wydaje się kluczowy. Faza wtrącona powinna charakteryzować się więc dużą wytrzymałością, której wartość można szacować na przykład poprzez modelowanie.
Doświadczenia zebrane podczas realizacji niniejszego projektu badawczego pozwalają potwierdzić przydatność metody opierającej się na modelowaniu rozkładu naprężeń cieplnych do wyjaśniania właściwości takich jak odporność na kruche pękanie czy wytrzymałość dla kompozytowych materiałów ceramicznych.
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Koordynator projektu: prof. dr hab. inż. Ludosław Stobierski;
Wykonawcy projektu: dr hab. inż. Paweł Rutkowski;
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 12 kwietnia 2008
Termin zakończenia: 11 kwietnia 2010
Wykonawcy projektu: prof. dr hab. inż. Piotr Wyszomirski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2005
Termin zakończenia: 31 grudnia 2008
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Wykonawcy projektu: prof. dr hab. inż. Piotr Wyszomirski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2005
Termin zakończenia: 31 grudnia 2007
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Piotr Wyszomirski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2004
Termin zakończenia: 31 grudnia 2007
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Ludosław Stobierski
Wykonawcy projektu: dr hab. inż. Paweł Rutkowski;
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 12 marca 2006
Termin zakończenia: 12 listopada 2007
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Jacek Szczerba
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2004
Termin zakończenia: 30 grudnia 2006
Wykonawcy projektu: prof. dr hab. inż. Jacek Szczerba
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2006
Termin zakończenia: 30 grudnia 2006
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Jacek Szczerba
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2001
Termin zakończenia: 30 grudnia 2003
Wykonawcy projektu: prof. dr hab. inż. Piotr Wyszomirski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 1997
Termin zakończenia: 31 grudnia 1999
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Piotr Wyszomirski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 1998
Termin zakończenia: 31 grudnia 1999
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Jacek Szczerba
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 1994
Termin zakończenia: 30 grudnia 1996
Wykonawcy projektu: prof. dr hab. inż. Piotr Wyszomirski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 1993
Termin zakończenia: 31 grudnia 1993
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Wykonawcy projektu: prof. dr hab. inż. Piotr Wyszomirski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 1991
Termin zakończenia: 31 grudnia 1991
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Piotr Wyszomirski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 1986
Termin zakończenia: 31 grudnia 1990
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Piotr Wyszomirski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 1981
Termin zakończenia: 31 grudnia 1985
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu:
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Piotr Wyszomirski
Status: projekt zakończony
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 1980
Termin zakończenia: 31 grudnia 1980
Publikacje, które powstały w wyniku realizacji projektu: