Granty
Prawie 650 tys. zł dla dr inż. Jakuba Kawałko na realizację projektu w ramach finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki konkursu SONATA 17.
Czas trwania: 2022-07-11 – 2025-07-10
Lider projektu: ACMiN AGH
Kierownik projektu AGH: dr inż. Jakub Kawałko
Wartość projektu dla AGH: 648 447.00 PLN
W planowanym projekcie badane będą możliwości kontroli rozkładu charakteru granic międzyziarnowych w bioresorbowalnych stopach cynku poprzez zastosowanie iteracyjnej obróbki termomechanicznej. Badany będzie wpływ mikrostruktury granic międzyziarnowych na mikroskopowe właściwości mechaniczne – aktywację poślizgu po granicach ziaren i systemów akomodacji przy niskiej prędkości odkształcenia, a także na właściwości makroskopowe: wytrzymałość na rozciąganie, czułość na prędkość odkształcenia i twardość. Binarne stopy cynku z dodatkami litu, miedzi i magnezu poddane będą iteracyjnej obróbce polegającej na zadawaniu niewielkich zgniotów poprzez walcowanie w temperaturze pokojowej lub temperaturze ciekłego azotu w celu ograniczenia poślizgu po granicach ziaren i inicjowania bliźniakowania w drobnych ziarnach, w połączeniu z niskotemperaturowym wyżarzaniem rekrystalizującym. Celem takiej procedury będzie wprowadzenie do materiału jak największej liczby granic specjalnych, tzn granic miejsc koincydentnych (CSL – coincidence site lattice) czyli granic o obniżonej energii wynikającej z lepszego dopasowania sieci krystalicznych dwóch sąsiadujących ziaren niż ma to miejsce w przypadku granic „przypadkowych”. Głównym elementem projektu będą badania mikromechaniczne in-situ prowadzone w komorze mikroskopu skaningowego (SEM). Badania z wykorzystaniem stolika tensometrycznego w SEM w połączeniu z obrazowaniem EBSD pozwolą na przeanalizowanie aktywacji systemów poślizgu dyslokacyjnego (analiza Schmid factor i Slip trace analysis – śladów poślizgu), oraz poślizgu po granicach ziaren i mechanizmów akomodacji w różnych reżimach prędkości odkształcenia. Granice ziaren będą ponadto analizowane z wykorzystaniem techniki nano-SIMS, co pozwoli na uzyskanie informacji o segregacji pierwiastków stopowych do różnych typów granic oraz występowania w tych granicach mikrowydzieleń i powiązania tych informacji z dezorientacjami granic oraz ich właściwościami mikromechanicznymi. Dodatkowa analiza powierzchni próbek po testach rozciągania wykonana za pomocą mikroskopu sił atomowych (AFM) umożliwi oszacowanie stopnia odkształcenia poprzez poślizg po granicach ziaren poprzez analizę różnic w wysokościach ziaren na powierzchni odkształconej próbki. Drugim elementem badań mikromechanicznych będą testy ściskania nanokolumn i zginania mikrobelek z wykorzystaniem nanoindentera in-situ w SEM. Do wytworzenia mikro-próbek do testów mechanicznych w tym kroku wykorzystanie zostanie system FIB – zogniskowanej wiązki jonów, pozwalający na precyzyjne wycinanie preparatów z wcześniej ustalonego obszaru o określonej mikrostrukturze. Testy odkształcenia w mikroskali w połączeniu z informacją o orientacjach krystalograficznych pozwolą na określenie krytycznych naprężeń ścinania aktywowanego poślizgu dyslokacyjnego w przypadku podczas ściskania nanokolumn. Zginanie mikrobelek zawierających pojedynczą granice międzyziarnową pozwoli na powiazanie energii aktywacji poślizgu po granicy z jej mikrostrukturą i dezorientacją.
Kontakt: