Metale nieżelazne i ich stopy

Jednym z głównych obszarów badawczych grupy jest analiza wpływu dużego odkształcenia plastycznego (SPD) na mikrostrukturę i właściwości tytanu oraz jego stopów do zastosowań biomedycznych.

Prace prowadzone w tym zakresie obejmują otrzymywanie nanokrystalicznego tytanu i ocenę wpływu udziału oraz charakterystyki defektów struktury na właściwości mechaniczne, biologiczne oraz odporność korozyjną i zużycie tribologiczne. Dodatkowy element prac stanowi optymalizacja właściwości tytanu po procesach dużego odkształcenia plastycznego na drodze niskotemperaturowych obróbek cieplnych oraz metod z zakresu inżynierii powierzchni. W grupie realizowane są badania nad funkcjonalizacją powierzchni tytanu i jego stopów do zastosowań biomedycznych. Przeprowadzane modyfikacje powierzchni zawierają typowe mechaniczno-chemiczne obróbki (trawienie i kulowanie) jak również laserowe teksturowanie powierzchni (ang. Direct Laser Interference Lithography), których celem jest poprawa biozgodności tytanu i jego stopów. Istotnym wątkiem jest projektowanie i wytwarzanie stopów tytanu o obniżonym module sprężystości podłużnej do zastosowań biomedycznych, modelowanie (ab initio) struktury atomowej i elektronowej defektów struktury krystalicznej oraz właściwości mechanicznych metali. W grupie prowadzone są również badania, dotyczące konsolidacji wiórów metalicznych na drodze przeróbki plastycznej oraz charakterystyka mikrostruktury i właściwości złączy bimetalicznych uzyskanych metodą łączenia wybuchowego. Analiza wpływu mikrostruktury na właściwości metali zawiera także opis procesów degradacji siatek katalitycznych stosowanych w procesie utleniania amoniaku. Grupa posiada również doświadczenie w zakresie diagnostyki dzieł sztuki i obiektów archeologicznych, w tym czyszczenia metodą ablacji laserowej eksponatów wykonanych z miedzi i jej stopów.
 

Tematyki badawcze

  • Wytwarzanie nanokrystalicznego tytanu
  • Obliczenia metodą ab initio: charakterystyka defektów struktury krystalicznej, modelowanie plastyczności metali i stopów, wyznaczanie stałych sprężystości faz
  • Wykorzystanie technik laserowych do modyfikacji powierzchni tytanu i jego stopów
  • Dobór materiałów na pasywne implanty słuchowe
  • Ocena wpływu nanostruktury na odporność korozyjną metali i ich stopów
  • Ocena wpływu oddziaływania bakterii na odporność korozyjną tytanu i jego stopów do zastosowań w medycynie
  • Przeróbka plastyczna wiórów metalicznych
  • Właściwości tribologiczne
  • Badania złączy bimetalicznych uzyskiwanych metodą łączenia wybuchowego
  • Materiały katalityczne na bazie metali szlachetnych 
     

Oferta badawcza

  • Badania tribologiczne w układzie trzpień-płytka realizowane w ruchu cyklicznym posuwisto-zwrotnym
  • Walcowanie płaskie i profilowe metali
  • Analiza zjawiska plastyczności/kruchości w oparciu o uogólnioną energię błędu ułożenia (UEBU) oraz modelowanie struktury defektów liniowych  metodą ab initio
  • Wyznaczanie stałych sprężystości faz metodą ab initio
  • Elektrochemiczne badania korozyjne  
     

Infrastruktura badawcza

  • Tribotester T-17 do badania skojarzeń materiałowych współpracujących ślizgowo w ruchu cyklicznym posuwisto-zwrotnym w układzie trzpień-płytka
  • Walcarka elektryczna WJ-80s
  • Walcarka ręczna WJSM-60
     

Projekty

Współpraca krajowa

  • Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom | prof. dr hab. inż. Jerzy Smolik
  • Instytut Fizjologii i Patologii Słuchu, Kajetany | prof. dr hab. Henryk Skarżyński
  • Wydział Metali Nieżelaznych, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków | prof. dr hab. inż. Włodzimierz Bochniak
  • Zakład Technologii Wysokoenergetycznych EXPLOMET Gałka, Szulc Spółka Jawna, Opole | mgr inż. Zygmunt Szulc
  • Instytut Chemii Fizycznej, Polska Akademia Nauk, Warszawa | dr hab. inż. Marcin Pisarek
  • Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa | płk dr inż. Roman Ostrowski
  • Wydział Chemiczny, Politechnika Warszawska | dr inż. Andrzej Królikowski
  • Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski | dr Agnieszka Kwiatek
  • Mennica - Metale Szlachetne S. A., Warszawa | dr inż. Zbigniew Laskowski

Współpraca międzynarodowa

  • Belgorod State University, Rosja | prof. Sergey Zherebtsov
  • National Institute for Materials Science, Tsukuba, Japonia | dr Akiko Yamamoto
  • CEA (French Alternative Energies and Atomic Energy Commission), Francja | dr Emmanuel Clouet
  • TIMET, Wielka Brytania | dr Matthew Thomas
  • Uniwersytet Wollongong, Australia | prof. Elena Pereloma
     

Kontakt

prof. dr hab. inż. Halina Garbacz
halina.garbacz@pw.edu.pl
22 234 87 92 
Zakład Projektowania Materiałów