Opracowanie technologii otrzymywania kompozytów gradientowych o geometrii rurowej do transportu substancji agresywnych

Numer: TANGO-V-A/0004/2021-00
Program/Konkurs: TANGO
Jednostka finansująca: NCBR
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Waldemar Kaszuwara
Czas realizacji: 14.11.2021 do 15.01 2023

Opis:

Projekt zakłada implementację do praktyki przemysłowej opracowanej autorskiej metody wytwarzania gradientowych materiałów kompozytowych przeznaczonych na elementy o kształcie rury do transportu substancji agresywnych w podwyższonych temperaturach.

Zakłada się rozwój technologii żelowego odlewania odśrodkowego kompozytowych mas lejnych0, w stopniu umożliwiającym jej wdrożenie w skali przemysłowej.

Zaplanowane w projekcie rozwiązania pozwolą na uzyskanie rur kompozytowych Al2O3-Ni charakteryzujących się podwyższoną, w stosunku do ceramiki, odpornością na pękanie i doskonałą odpornością chemiczną powierzchni wewnętrznej.

Głównym aspektem przemawiającym za zastosowaniem tej technologii jest możliwość formowania pełnego kształtu wyrobu w jednej operacji. Opracowana technologia umożliwia formowanie rur w trakcie procesu, w którym cząstki pod wpływem siły odśrodkowej, upakowują się w wolnych przestrzeniach, przy obniżonych współczynnikach tarcia, co praktycznie ogranicza naprężenia własne w kształtce do minimum. Naprężenia własne negatywnie wpływają na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne kształtek, gdyż ich relaksacja powoduje odkształcenie i pękanie wyrobów. W rezultacie uzyskuje się sztywny odlew kompozytowy odznaczający się wysoką wytrzymałością mechaniczną oraz obecnością gradientu fazy metalicznej w materiale. Metoda odlewania odśrodkowego pozwala na wytworzenie tulei z gradientem udziału fazy metalicznej na przekroju ścianki.

Obecnie na rynku polskim nie wykorzystuje się żelowego odlewania odśrodkowego do formowania rur mimo, że podstawy teoretyczne są znane od wielu lat. Rozwijana technologia bazuje na opatentowanej przez autorów wniosku metodzie wytwarzania gradientowych materiałów kompozytowych ceramika-metal.

Projekt jest realizowany na WIM PW przy współpracy z Wydziałem Chemicznym PW, Centrum Zarządzania Innowacjami i Transferem Technologii i Wydziałem Inżynierii Mechanicznej WAT.