Materiały ultradrobnoziarniste i nanokrystaliczne

Konsekwencjami małych rozmiarów ziaren są bardzo wysokie właściwości wytrzymałościowe w niskiej temperaturze oraz zdolność do odkształcenia nadplastycznego przy wysokich szybkościach odkształcenia w temperaturze podwyższonej.

Tematyki badawcze

• Poznanie mechanizmów rozdrobnienia ziaren i kształtowania się struktury ultradrobnoziarnistej w różnych procesach dużego odkształcenia plastycznego;
• Poznanie relacji między strukturą i właściwościami mechanicznymi materiałów ultra drobnoziarnistych;
• Jednorodność mikrostruktury i właściwości w mikro- i makroskali;
• Nadplastyczność i zdolność do głębokiego tłoczenia;
• Charakterystyka granic ziaren i ich wpływ na właściwości materiałów ultradrobnoziarnistych i nanokrystalicznych;
• Procesy wydzieleniowe w strukturach ultradrobnoziarnistych i nanokrystalicznych, rola defektów struktury, a w szczególności typów granic ziaren na te procesy;
• Procesy dyfuzyjne w materiałach ultradrobnoziarnistych i nanokrystalicznych, tworzenie warstw dyfuzyjnych w tych materiałach, przemiany fazowe;
• Procesy łączenia materiałów ultradrobnoziarnistych i nanokrystalicznych pozwalające na zachowanie ich drobnoziarnistej struktury:
  • Metoda Friction Stir Welding
  • Efekt obniżenia temperatury topnienia w układach nanowarstw i jego wykorzystanie w niskotemperaturowych procesach spajania;
• Poznanie właściwości użytkowych materiałów ultradrobnoziarnistych i nanokrystalicznych – np. odporność korozyjna, przewodność elektryczna, odporność na zużycie ścierne, biozgodność;
• Stale ferrytyczne i austenityczne wzmacniane nano-tlenkami do zastosowań w energetyce termojądrowej i jądrowej;
• Wpływ rozdrobnienia mikrostruktury na odporność korozyjna stopów na bazie żelaza i aluminium.

Oferta badawcza

• Badania mikrostruktury materiałów w skali mikro-, nanometrycznej i atomowej za pomocą technik mikroskopii elektronowej
• Badania właściwości korozyjnych
   

Projekty

• Zjawisko obniżenia temperatury topnienia w układach nanowarstw, NCN, OPUS 9, 2015/17/B/ST8/01434
• Płytki o strukturze ultradrobnoziarnistej, małej anizotropii, zdolności do głębokiego tłoczenia i odkształcenia nadplastycznego przy dużej szybkości odkształcenia, NCN, OPUS 12, 2016/23/B/ST8/02097
• Zastosowanie nowoczesnych metod mikroskopii elektronowej do trójwymiarowego odwzorowania morfologii warstw tlenkowych uzyskanych w procesie utleniania anodowego, NCN, SONATA 7, 2014/13/D/ST8/03224
• Rekrystalizacja i rozrost ziaren w silnie odkształconej stali austenitycznej, NCN, SONATA- 8, 2014/15/D/ST8/00532
• Synteza nowych materiałów hybrydowych metodą skręcania pod wysokim ciśnieniem, NCN, SONATINA 1, 2017/24/C/ST8/00145
• Optymalizacja mikrostruktury stopów aluminium pod kątem efektywności umocnienia wydzieleniowego, NCN, SONATINA 1, 2017/24/C/ST8/00146
• Wpływ sposobu wytwarzania na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne płytek ze stopu Al o strukturze ultradrobnoziarnistej, NCN, PRELUDIUM 10, 2015/19/N/ST8/01192
• Model obiektu wodnego typu >>stealth<< o innowacyjnych rozwiązaniach w zakresie kształtu, konstrukcji i materiałów decydujących o jego trudno-wykrywalności, NCBR, PBS 3 246960 POLON
• Technologie wytwarzania materiałów i struktur do detekcji promieniowania X i gamma, z wykorzystaniem nisko defektowych jednorodnych kryształów (Cd,Mn)Te, o wysokiej odporności na generację defektów w wyniku napromieniowania, TechMatStrateg-1 346720 - INNDEX
• Badanie plastyczności tlenku aluminium w różnej skali podczas eksperymentów in situ w mikroskopach elektronowych, Polonium
• Wpływ energii błędu ułożenia nanomateriałów na zjawiska zachodzące podczas wyżarzania pod wysokim ciśnieniem, Program wymiany osobowej w ramach współpracy naukowej i naukowo-technicznej z Austrią
• Miedź o strukturze ultradrobnoziarnistej do zastosowań jako przewodzące elementy konstrukcyjne, NCN, PRELUDIUM 14, 2017/27/N/ST8/01246
• Modyfikacje powierzchniowe w postaci struktur nanorurkowych na stopach tytanu nowej generacji do zastosowań biomedycznych, NCN, PRELUDIUM 14, 2017/27/N/ST8/01657
   

Współpraca krajowa

• Wydział Inżynierii Produkcji, Politechnika Warszawska | prof. Lech Olejnik
• Instytut Wysokich Ciśnień UNIPRESS, Polska Akademia Nauk, Warszawa | dr inż. Mariusz Kulczyk
• Politechnika Rzeszowska | prof. Jan Sieniawskim
• Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, Warszawa | prof. Andrzej Mycielski
   

Współpraca międzynarodowa

• University of Southampton, Wielka Brytania | grupa prof. Terence’a Langdona
• Uniwersytet Wiedeński, Austria | grupa prof. Michaela Zehetbauera
• Hokkaido University, Japonia | prof. Masato Ohnuma
• Toyama University, Japonia | prof. Kenji Matsuda
• Instytut Fraunhofera IKTS, Niemcy | grupa prof. Ehrefrieda Zschecha
• EMPA Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Szwajcaria | grupa prof. Jolanty Janczak-Rusch
• École polytechnique fédérale de Lausanne, Szwajcaria | prof. Marco Cantoni
• Norwegian University of Science and Technology, Norwegia | prof. Randi Holmestad
• INSA-Lyon, Francja | prof. K. Masenelli-Varlot
   

Kontakt

prof. dr hab. inż. Małgorzata Lewandowska
22 234 84 45
malgorzata.lewandowska@pw.edu.pl
Zakład Projektowania Materiałów