You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Aktivity mezinárodní spolupráce ve výzkumu a vývoji<br />
na podporu mobility výzkumných pracovníků<br />
a pracovnic – „MOBILITY“<br />
Již počtvrté a naposledy v tomto roce uveřejňujeme na stranách<br />
V – IX přílohy Transfer technologií aktuální informace o programu<br />
KONTAKT.<br />
V závěru roku upozorňuji řešitele projektů na povinnost zhodnotit<br />
plnění projektů a vyúčtovat fi nanční prostředky MŠMT dle schváleného<br />
„Rozhodnutí …“. Parametry schválených projektů vycházely<br />
z Vašich návrhů a proto věříme, že ve všech případech budou fi -<br />
nanční prostředky vyčerpány.<br />
Na webových stránkách <strong>AIP</strong> ČR (www.aipcr.cz, Projekty, Aktivita<br />
MOBILITY) a MŠMT (www.msmt.cz) jsou umístěny potřebné informace<br />
k průběžnému a závěrečnému hodnocení Vašich projektů. K případným<br />
dotazům využijte Diskusní fórum na výše uvedeném webu <strong>AIP</strong> ČR.<br />
V průběhu tohoto roku jsme prezentovali Aktivitu MOBILITY<br />
na vybraných tuzemských a zahraničních veletrzích, konferencích<br />
a seminářích, např. na veletrzích HannoverMesse a Vienna Tec.<br />
Prezentaci připravujeme i v roce 2013. Více na webové stránce <strong>AIP</strong><br />
ČR, Archiv, část O Asociaci a Kalendář akcí.<br />
Těším se na setkání s Vámi v průběhu INOVACE <strong>2012</strong>, Týden<br />
výzkumu, vývoje a inovací v ČR ve dnech 4.–7. 12. <strong>2012</strong>. Program<br />
(česky, anglicky) je uveřejněn na naší domovské stránce, základní<br />
informace na stranách 2. a 3. obálky.<br />
Pavel Švejda<br />
generální sekretář <strong>AIP</strong> ČR<br />
Dále uvádíme informace o výsledcích vybraných řešených projektů<br />
v rámci programu Aktivita MOBILITY.<br />
Vysoce pevné slitiny pro vysoké teploty<br />
Česko-rakouská spolupráce, projekt MOBILITY 061104<br />
Prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc., Masarykova univerzita, CEITEC<br />
Prof. Peter Franz Rogl, Universität Wien<br />
Projekt byl řešen v letech 2011–<strong>2012</strong> a jeho cílem bylo studium<br />
základních fyzikálních vlastností vybraných uspořádaných<br />
Lavesových fází (sloučenin) typu XM 2<br />
, skládajících se z tranzitivních<br />
prvků X a M, (kde M mohou být p-prvky Si a Ge).<br />
Intermetalika, založená na Lavesových fázích tranzitivních kovů,<br />
mají velmi atraktivní technologické a fyzikální vlastnosti s vysokým<br />
potenciálem pro širokou škálu aplikací, z nichž jmenujme alespoň<br />
vysokou kapacitu pro uchovávání vodíku, dobré magnetické vlastnosti,<br />
supravodivost, vysokou teplotu tání, vysokou stabilitu struktury<br />
a stabilitu fází, vysokou pevnost, odolnost proti oxidaci a výborné<br />
creepové vlastnosti.<br />
Nejvážnějším technologickým problémem, brzdícím aplikaci<br />
těchto intermetalik pro užití za vysokých teplot, je jejich malá plasticita<br />
při pokojové teplotě. Rozsáhlý výzkum byl věnován objasnění<br />
příčin této křehkosti a způsobům jejího odstranění.<br />
Většina Lavesových fází má vysoké teploty tání, nízkou hustotu<br />
a vysokou odolnost proti oxidaci, tedy vlastnosti vhodné pro použití<br />
těchto materiálů v konstrukcích používaných při vysokých teplotách.<br />
Na druhé straně mají Lavesovy fáze jednu společnou nevýhodu,<br />
kterou je jejich křehkost za nízkých teplot a to až do teplot<br />
stovek stupňů Celsia. To nepříznivě ovlivňuje obrobitelnost a další<br />
technologické postupy při použití těchto materiálů. Je tedy žádoucí,<br />
najít cesty k odstranění křehkosti těchto fází za nízkých teplot<br />
bez ztráty atraktivních vlastností těchto fází při vysokých teplotách.<br />
Standardním postupem k odstranění křehkosti za nízkých teplot je<br />
přidání třetího prvku a tvorba ternární slitiny, avšak možností vytvářet<br />
ternární slitiny je mnoho. Proto je třeba vytvořit dobrý teoretický<br />
základ pro porozumění základním vlastnostem binárních a ternárních<br />
Lavesových fází, který by umožnil se zaměřit na omezený<br />
počet systémů místo nákladné výroby a testování mnoha náhodně<br />
vybraných kandidátů.<br />
V řízeném fúzním reaktoru jsou teplotní gradienty mezi plazmou<br />
a okolním materiálem stěny vystaveny intenzivní nukleární radiaci.<br />
Proto technologie výroby takových zařízení představuje výzvu pro<br />
výzkum vyvinout a zkonstruovat komponenty schopné spolehlivého<br />
provozu ve vysoce radioaktivním prostředí, tj. vývoj radiačně málo<br />
aktivovatelných materiálů a komponent. Tantal a vanad jsou kovy<br />
radiačně málo aktivovatelné, a tedy je pozornost výzkumu zaměřena<br />
na ně i jako na potenciální materiály pro stěny fúzních reaktorů.<br />
Proto byl vybrán pro studium v tomto projektu systém Si-Ta-V.<br />
Výzkum byl založen na výpočtech tvorné energie na základě teorie<br />
funkcionálu hustoty (ab initio) a na experimentech provedených<br />
nejlepší současnou technikou studia krystalové struktury a fázových<br />
rovnovah. Kombinace prediktivní teorie a experimentů vyso-<br />
ké kvality poskytla možnost vytvořit základní pohled na závislosti<br />
fyzikálních parametrů těchto materiálů a umožnila vytvořit spolehlivou<br />
databázi materiálových parametrů. Ačkoliv základní strukturní<br />
principy tvorby Lavesových fází jsou známy, zůstává otevřena ještě<br />
řada otázek, které brání vytvoření jednotného konceptu pro návrh<br />
slitin s požadovanými vlastnostmi. V experimentální části projektu<br />
byly získány přesnější údaje o teplotní stabilitě a krystalové struktuře,<br />
o přítomných strukturních defektech a obsazení mřížkových<br />
poloh jakož i o rozsahu koncentrační oblasti homogenity sloučenin.<br />
Výsledky byly shrnuty do inovovaného fázového diagramu s důrazem<br />
na oblast existence Lavesovy fáze, kde jsou odstraněna zastaralá<br />
a nekonzistentní data.<br />
V teoretické části bylo použito programu pro výpočty ab initio<br />
metodou funkcionálu hustoty pro výpočty základních stavů tří<br />
základních struktur Lavesových fází, C14, C15 a C36. Relaxací<br />
struktury a minimalizací celkové energie v závislosti na objemu byl<br />
vypočten rovnovážný objem a vnitřní souřadnice pro nemagnetické,<br />
případně vybrané antiferomagnetické a feromagnetické fáze.<br />
Vypočtené tvorné energie byly porovnány s kalorimetrickými údaji,<br />
včetně dat pro čisté fáze. Z vypočtených elastických konstant byly<br />
vypočteny elastické vlastnosti Lavesových fází. Dále byly počítány<br />
metodou ab initio energie tvorby těchto fází a jejich vibrační vlastnosti<br />
nutné pro získání spolehlivých realistických fázových diagramů.<br />
Pro modelování fázových rovnovah s cílem získat soubor termodynamických<br />
dat pro popis experimentálních fázových diagramů<br />
byla použita metoda CALPHAD.<br />
Spojení experimentálního a teoretického přístupu umožnilo získat:<br />
a) Spolehlivé fázové diagramy v oblasti stability Lavesových fází.<br />
Diagramy získané experimentálně byly korelovány s výpočty<br />
na bázi ab initio dat.<br />
b) Experimentálně opatřené detaily o fázové stabilitě a magnetických<br />
základních stavech byly doplněny ab initio daty o metastabilních<br />
a případně stabilních nízkoteplotních fázích.<br />
c) Stupeň nestability odvozený z dat vypočtených ab initio může<br />
upozornit na možnost stabilizace fází legováním.<br />
d) Vzhledem k těsné interakci teorie a experimentu, získané výsledky<br />
představují konzistentní data o vlastnostech materiálů<br />
pro budoucí technologické aplikace.<br />
Pro výše uvedené úkoly bylo použito experimentálních technik,<br />
které jsou k dispozici na spolupracujících pracovištích.<br />
Na pracovišti Masarykovy univerzity v Brně je to zejména<br />
nové zařízení na termickou analýzu fi rmy Netzsch, umožňující<br />
příloha ip&tt 4/<strong>2012</strong> – transfer technologií<br />
V
Change language