Przejdź do treści

Uniwersytet Śląski w Katowicach

  • Polski
  • English
search
Instytut Inżynierii Materiałowej
Logo Europejskie Miasto Nauki Katowice 2024

Materiały funkcjonalne dla elektroniki i elektrotechniki

30.01.2022 - 15:16 aktualizacja 04.04.2023 - 11:47
Redakcja: Jacek Krawczyk
Tagi: materiały funkcjonalne, materiały magnetycznie miękkie, materiały nanokrystaliczne, nanoproszki, półprzewodniki

Lider: dr hab. Małgorzata Karolus, prof. UŚ

1. Badania nanokrystalicznych i amorficznych stopów, bazujących na układzie Mg-Zn-Ca-X, gdzie X->REE (REE = Y, Yb, Er, Gd, Pr); warunki otrzymywania i ich charakterystyka.
2. Badania półprzewodnikowych materiałów ceramicznych w postaci spiekanych mieszanin nanoproszków, zawierających Fe, Mn, Ni, Cu oraz Zn.
3. Badanie właściwości magnetycznych wybranych stopów amorficznych na bazie żelaza zawierających zrelaksowaną fazę amorficzną i/ lub nanokrystaliczną (struktura domenowa, relaksacja przenikalności magnetycznej, straty magnetyczne,).

W pierwszej grupie materiałów planowane jest otrzymywanie i charakterystyka nanokrystalicznych i amorficznych stopów, bazujących na układzie Mg-Zn-Ca-X, gdzie X->REE (REE = Y, Yb, Er, Gd, Pr). Stopy zostaną samodzielnie wytworzone przy wykorzystaniu techniki mechanicznej syntezy (MA). W ramach badań zostaną określone optymalne warunki otrzymywania stopów, o potencjalnym wykorzystaniu biomedycznym. Dla materiałów o różnym składzie będzie przeprowadzona analiza fazowa i strukturalna (ilościowa i jakościowa analiza fazowa, określenie wielkości krystalitów, zniekształceń sieciowych, etc.) oraz obserwacja mikrostruktury (SEM, EDS) i badanie właściwości mechanicznych (twardość i pomiar wielkości cząstek, etc.). Otrzymane wyniki posłużą do przygotowania publikacji naukowych w punktowanych czasopismach oraz prezentacji na konferencjach.
W drugiej grupie, planuje się zastosować metodę chemicznego współstrącania nanoproszków do otrzymania nowych, tlenkowych materiałów ceramicznych na bazie spineli mieszanych. W ramach badań zostaną przeprowadzone testy pod kątem zastosowania jako dwufunkcyjne czujniki rezystancyjne pola magnetycznego i temperatury. W tym celu przewiduje się wykonać, badania mikroskopowe powierzchni materiału, analizę fazową, pomiary namagnesowania od temperatury w zmiennych i stałych polach magnetycznych (zgodnie z procedurą typu ZFC-FC) oraz pomiary oporu elektrycznego. Otrzymane wyniki pozwolą ustalić korelację pomiędzy składem chemicznym czy mikrostrukturą otrzymanego materiału, a jego odpowiedzią na zewnętrzne pole magnetyczne czy temperaturę. Planowane badania mają istotne znaczenie z punktu widzenia optymalizacji właściwości użytkowych i projektowania nowych czujników rezystancyjnych do specjalistycznych zastosowań.
W grupie trzeciej badania będą prowadzone w kierunku wyjaśnienia efektu tworzenia się zrelaksowanej fazy amorficznej i/lub fazy nanokrystalicznej oraz wpływu tych faz na zmiany struktury domenowej, strat magnetycznych oraz innych parametrów magnetycznych. Badane będą stopy otrzymane metodą melt spinning typu Fe-X-Si-B, gdzie X oznacza dodatek stopowy lub kombinację dodatków stopowych. Planuje się otrzymanie obrazów struktury domenowej dla stopów w stanie po produkcji oraz po obróbkach termicznych prowadzących do poprawy właściwości magnetycznie miękkich, analizę statystyczną otrzymanych obrazów pod kątem wielkości domen. Stopy tego typu mogą być konkurencyjne w stosunku do klasycznych materiałów magnetycznie miękkich stosowanych w elektrotechnice, elektronice i energetyce.

W ramach prac zespołu będzie realizowana praca doktorska Khrystyny Khrushchyk „Wpływ obróbki cieplnej na właściwości amorficznych stopów na bazie aluminium domieszkowanych metalami ziem rzadkich (REE)”.

Realizowane będą następujące cele badawcze:

  • badania wpływu REE (Y, Gd) w składzie amorficznych stopów metali na procesy zarodkowania centrów strukturyzujących, tworzenia klastrów i interakcji klaster-klaster pod wpływem czynników zewnętrznych;
  • obliczanie parametrów kinetycznych i termodynamicznych tworzenia klastrów, zarodkowania centrów strukturowania i nanostrukturyzacji pod wpływem oddzielnego i łącznego działania czynników zewnętrznych;
  • zmiany w strukturze powierzchni AMA pod wpływem obróbki cieplnej;
  • badanie wpływu grupowania i nanostrukturyzacji na odporność korozyjną, mikrotwardość i właściwości mechaniczne domieszkowanych amorficznych stopów metali;
  • badanie wpływu obróbki cieplnej/zmiany struktury AMA na szybkość odbarwiania barwnika Basic Blue 6 (BB6).
Karolus Małgorzata, dr hab. prof. UŚ
Biogram
Stokłosa Zbigniew, dr hab. prof. UŚ
Biogram
Kubisztal Marian, dr
Biogram

mgr Andrzej Kubik

mgr Khrystyna Khrushchyk

mgr Mateusz Pławecki

return to top