Inżynieria powierzchni

Na Wydziale Inżynierii Materiałowej projektujemy i stosujemy nowoczesne metody inżynierii powierzchni, w tym wykorzystujące niskotemperaturową i nierównowagową plazmę, do wytwarzania warstw powierzchniowych na stalach, stopach tytanu, niklu, magnezu, czy materiałach i kompozytach polimerowych.

Wykorzystywane techniki, takie jak PEO, PDT, PVD czy CVD pozwalają na wytwarzanie materiałów w postaci warstw i powłok o unikatowych właściwościach dla praktycznie wszystkich gałęzi przemysłu.

Prowadzone projekty są ukierunkowane na opracowywanie nowych warstw powierzchniowych oraz metod ich wytwarzania w aspekcie zastosowań w medycynie, przemyśle kosmicznym i lotniczym, przemyśle narzędziowym czy optoelektronicznym.

Oferta badawcza

  • Obróbki cieplne i cieplno-chemiczne stali, żeliw oraz nanostrukturyzacja stali w procesach obróbki cieplnej,
  • Powłoki galwaniczne i chemiczne, w tym powłoki niklowe, niklowo-fosforowe oraz kompozytowe o osnowie niklowej (Ni/Al2O3, Ni/CNTs, Ni/Si3N4, Ni/PTFE, Ni/MoS2, Ni/WS2 i niklowo-fosforowej (Ni-P/Al2O3, Ni-P/Si3N4, Ni-P/MoS2) oraz powłoki TiO2,
  • Elektrochemiczne utlenianie anodowe i plazmowe (PEO), w tym wytwarzanie warstw kompozytowych zawierających cząstki ceramiczne i nanorurki węglowe,
  • Obróbki cieplno-chemiczne stali, stopów tytanu, stopów niklu i magnezu wykorzystujące niskotemperaturową plazmę (PDT - Plasma Diffusion Treatment) – azotowanie, utlenianie i azotonawęglanie i węglotlenoazotowanie w wyładowaniu jarzeniowym, w tym procesy z tzw. „aktywnym ekranem”,
  • Wytwarzanie powłok amorficznego uwodornionego węgla a-C:H i a-C:N:H w procesach RF/MW CVD na materiałach metalicznych, polimerowych oraz kompozytach,
  • Procesy fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD), w tym procesy naparowywania próżniowego i rozpylania magnetronowego w aspekcie wytwarzania powłok materiałów twardych i wysokotopliwych, odznaczających się wysokimi barierami zarodkowania, materiałów dla przemysłu kosmicznego, czy materiałów o specjalnych właściwościach  fizyko-chemicznych, np. antyściernych, antykorozyjnych, dielektrycznych, biologicznych czy do zastosowań optoelektronicznych,
  • Obróbki powierzchniowe materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych w aspekcie zwiększenia trwałości i niezawodności konkretnych wyrobów,
  • Technologie hybrydowe, łączące różne techniki inżynierii powierzchni, pozwalające na wytwarzanie kompozytowych, wieloskładnikowych warstw powierzchniowych o unikalnych właściwościach dla zastosowań medycznych, w przemyśle lotniczym, kosmicznym, narzędziowym czy w branży automotive.

Infrastruktura

  • Półprzemysłowe urządzenie do obróbek jarzeniowych stali i stopów tytanu – procesy azotowania, tlenoazotowania, azotonawęglania i azototlenonawęglania jarzeniowego,
  • Trzy laboratoryjne urządzenia do obróbek jarzeniowych stali, stopów tytanu, stopów niklu, stopów magnezu wykorzystujące zasilacze stałoprądowe oraz impulsowe w zakresie prądowym do 20 A z możliwością prowadzenia procesów z tzw. „aktywnym ekranem”,
  • Urządzenie do obróbek RF/MW CVD Roth&Rau Microsys 40 z możliwością prowadzenia procesów wytwarzania warstw przy mocy generatorów do 1000W,
  • Laboratoryjna napylarka jonowa JEOL Fine Coat Ion Sputter JFC-1100,
  • Napylarka próżniowa JEOL JEE-4X Vacuum Evaporator,
  • Urządzenie laboratoryjne do wytwarzania powłok metodą rozpylania magnetronowego (jeden target),
  • Urządzenia do badań stanu plazmy impulsowej oraz wytwarzania powłok metodą IPD,
  • Urządzenia do badań stanu plazmy wyładowania jarzeniowego w wyładowaniu magnetronowym oraz wytwarzania powłok metodą rozpylania magnetronowego, w tym w modach: PMS, GIMS oraz HIPMS,
  • Urządzenie przemysłowe (0.8 m3) do wytwarzania powłok metodą rozpylania magnetronowego (2 liniowe magnetrony 0.8 m) lub po modyfikacji – metodą łukową; możliwość adaptowania urządzenia do wytwarzania powłok metodą parowania,
  • Urządzenie do modyfikacji powierzchni w plazmie atmosferycznej,
  • Spektrometry i monochromatory do badań emisji optycznej plazmy,
  • Sondy Langmuira do charakterystyki plazmy,
  • Zasilacze: wysokonapięciowy Elektrotech ETG 600/20 oraz Elektrotech ETS 600/5 do prowadzenia procesów elektrochemicznego wytwarzania warstw powierzchniowych, w tym Plasma Electrolytic Oxidation.

Inżynierią materiałową zajmują się grupy badawcze: