Materiały dla lotnictwa i transportu

Kontakt:
prof. dr hab. inż. Jarosław Mizera
22 234 87 29
jaroslaw.mizera@pw.edu.pl
Zakład Projektowania Materiałów

Obszar badań zespołu obejmuje projektowanie innowacyjnych rozwiązań materiałowych wykorzystywanych w nowoczesnych konstrukcjach lotniczych oraz transporcie.

Prowadzone prace badawcze mają charakter aplikacyjny i obejmują projektowanie, wytwarzanie, charakterystykę mikrostruktury i właściwości oraz praktyczne wykorzystanie materiałów w sektorze lotniczym i transporcie.
 

Tematyki badawcze

Obróbki powierzchniowe:

  • Wytwarzanie metodą PACVD warstw zawierających TiN na podłożach nanokrystalicznego tytanu;
  • Wytwarzanie metodą hybrydową, łączącą proces PVD i PACVD warstw zawierających NiTi na podłożach nanokrystalicznego/ultradrobnoziarnistego niklu;
  • Wytwarzanie metodą PACVD warstw zawierających CrN na nadstopach niklu np. IN 740, 740H, IN 718 i IN625;
  • Wytwarzanie żaroodpornych warstw z układu Ti-Al-N na stopach tytanu lub Ni-Al-Zr/Hf na stopach niklu
  • Projektowanie nowych barier ceramicznych modyfikowanych pierwiastkami ziem rzadkich np. lantanem na gorące części silników lotniczych;

Techniki przyrostowe i obróbki cieplne, cieplno-chemiczne

  • Druk 3D kompozytów z układu Ti-AlN, wolframu, stopów niklu IN 713C, IN718 i IN625 na gorące części silników lotniczych.
  • Projektowanie po procesowych obróbek cieplnych, cieplno-chemicznych dla elementów turbin silników lotniczych wytwarzanych technikami przyrostowymi;

Odlewanie precyzyjne:

  • Monitorowanie procesu wytwarzania form ceramicznych stosowanych do odlewania części do silników lotniczych metodą termowizji
  • Opracowywanie innowacyjnych składów i optymalizacja właściwości reologicznych mas formierskich stosowanych do wytwarzania form odlewniczych
  • Opracowywanie nowej technologii mycia form odlewniczych i opracowanie składu płynów myjących
  • Opracowywanie nowych rozwiązań konstrukcyjnych i materiałowych mas formierskich i form odlewniczych o podwyższonej wytrzymałości, żaroodporności i gazoprzepuszczalności.
  • Badania materiałowe form odlewniczych po procesie wytapiania wosku, po wypaleniu i po wyżarzeniu
  • Opracowywanie metod szybkiego suszenia materiałów ceramicznych z wykorzystaniem promieniowania IR
  • Badania termowizyjne procesów suszenia i studzenia form odlewniczych
  • Opracowanie płynów myjących do ceramicznych form odlewniczych
  • Opracowywanie zrobotyzowanego stanowiska suszącego do form odlewniczych aparatów kierujących

Odkształcenie plastyczne:

  • Analiza zjawiska niestabilności odkształcenia plastycznego w nadstopach niklu (Inconele) i stopach aluminium,
  • Analiza kształtowalności cienkościennych elementów osiowosymetrycznych wykonanych z nadstopów niklu w procesie formowania obrotowego,
  • Wpływ parametrów obróbki cieplnej na właściwości wytrzymałościowe stopów Inconel 718 i 625,
  • Analiza wpływu odkształcenia plastycznego na ewolucje mikrostruktury oraz tekstury materiałów metalicznych stosowanych w lotnictwie,
  • Opracowanie wytycznych technologicznych procesów obróbki plastycznej z nagrzewaniem laserowym dla nadstopów niklu stosowanych w lotnictwie,
  • Opracowywanie plandek do samochodów ciężarowych typu BUS o zwiększonej wytrzymałości na przecięcie,
  • Opracowanie zabudowy kompozytowej samochodów typu BUS o obniżonym ciężarze i podwyższonej wytrzymałości mechanicznej.
     

Oferta badawcza

  • Analiza chemiczna z wykorzystanie fluorescencyjnego spektrometru rentgenowskiego (XRF)
  • Analiza fazowa, tekstury krystalicznej i naprężeń własnych z wykorzystaniem dyfraktometru rentgenowskiego (XRD)
  • Badania mikrostruktury przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM)
  • Badania właściwości wytrzymałościowych materiałów gęstych i porowatych z uwzględnieniem form odlewniczych
  • Otrzymywanie i badania właściwości ceramicznych mas lejnych (w tym formierskich) dla przemysłu lotniczego
  • Badania właściwości reologicznych płynów
  • Badania do gazo – przepuszczalności materiałów porowatych w zakresie 50 - 1550⁰C
  • Analiza wielkości cząstek proszków
  • Badania napięcia powierzchniowego płynów
  • Badania termowizyjne procesów suszenia i stygnięcia materiałów ceramicznych i kompozytowych
     

Infrastruktura badawcza

Urządzenia do charakterystyki materiałów

  • Obserwacje mikroskopowe
    • Mikroskop świetlny Nikon Epiphot 200
    • Mikroskop świetlny Carl Zeiss Axio Scope wyposażony w moduł jasnego pola (BF),  ciemnego pola (DF), kontrast dyferencyjny (DIC) oraz dyferencyjny interferencyjny kontrast w polaryzacji kołowej (DIC-R)
  • Degradacja materiałów
    • Potencjostat AutoLab PGSTAT 302N z modułem do badań impedancyjnych
    • Komora solna do badań cyklicznych ClimaCORR Test Cabinet CC 400-FL firmy VLM
  • Badania twardości
    • Twardościomierz Falcon 500

Precyzyjne wymiarowanie 3D

  • Skaner 3D "ATOS for Education" firmy Gom

Badania termowizyjne

  • Kamera termowizyjna FLIR T1020

Urządzenia do druku 3D

  • Drukarka 3D do metalu EOS M 100 firmy EOS
  • Przesiewacz laboratoryjny LPzE-2e Ø200 mm firmy Multiserw-Morek
  • Piaskarka kabinowa Vario Basic firmy Renfert GmbH Company
  • Piec komorowy Nabertherm N11/HR firmy Nabertherm

Urządzenia do charakterystyki proszków i płynów (grupa Materiały w przemyśle wydobywczym)

  • Analizator wielkości cząstek Horiba LA-950
  • Przesiewacz sitowy Retsch A200 Control
  • Reometr Anton Paar MC102
  • Pomiar napięcia powierzchniowego płynów – Tensjometr D-MT1A (POLON-IZOT)
  • Badania mętności płynów – Turbidymeter  TurbiDirect_4a
  • Urządzenie do badania gęstości nasypowej proszków

Inne

  • Piec komorowy Czylok do 1600°C
  • Stanowisko do badania gazo-przepuszczalności materiałów ceramicznych
  • Stanowisko do suszenia materiałów promieniami IR

Projekty

Współpraca krajowa

  • Instytut Podstawowych Problemów Techniki, Warszawa
  • Wydział Mechatroniki i Lotnictwa, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
  • Katedra Nauki o Materiałach, Politechnika Rzeszowska
  • Wydział Metali Nieżelaznych, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków
  • Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa
  • Arcelormittal
  • Przedsiębiorstwo Innowacyjne Odlewnictwa, SPECODLEW Sp. z o.o.
  • Pratt&Whitney Rzeszów
  • CPP Polska Sp. z o.o.
  • Specodlew Sp. z o.o.
  • Miro Trans Robert Mirowski
     

Współpraca międzynarodowa

  • Osaka University, Japonia
  • Institut National Des Sciences Appliquées, Lyon, Francja
  • Ecole des Mines de Saint-Étienne, Francja
     

Kontakt

prof. dr hab. inż. Jarosław Mizera
22 234 87 29
jaroslaw.mizera@pw.edu.pl
Zakład Projektowania Materiałów