Nazwa Projektu: Badanie możliwości wytworzenia nowych jednofazowych stopów wysokiej entropii metali ogniotrwałych przy użyciu topienia łukowego

Akronim Projektu: MINIATURA 7

Budżet Projektu: 48 620 PLN

Czas trwania projektu: 04.10.2023 - 03.10.2024

Kierownik Projektu: dr Tomasz Stasiak

Opis Projektu:

Stopy o wysokiej entropii (z angielskiego High Entropy Alloys (HEAs)) są stopami metali co najmniej czterech pierwiastków w proporcjach zbliżonych do równomolowych (zazwyczaj między 5 a 35 at %). Celem projektu jest zbadanie stopów o wysokiej entropii na bazie metali ogniotrwałych, które powinny krystalizować w strukturze regularnie przestrzennie centrowanej i wykazywać wysoką wytrzymałość mechaniczną w wysokich temperaturach. Ponadto według literatury wiele stopów o wysokiej entropii wykazuje wysoką odporność radiacyjną. Powoduje to, że stopy HEA na bazie pierwiastków ogniotrwałych mogą być potencjalnymi kandydatami do zastosowań w przemyśle jądrowym, szczególnie w reaktorach IV generacji oraz w reaktorach fuzyjnych, w których temperatury pracy i zniszczenie radiacyjne będą znacznie większe niż w obecnie eksploatowanych reaktorach. Opublikowane wyniki dotyczące cienkich powłok Cr-Hf-Mo-Ta-W przygotowanych poprzez metodę rozpylania magnetronowego wykazały strukturę regularnie przestrzennie centrowaną i wysoką twardość. W tym projekcie stopy z układu Cr-Hf-Mo-Ta-W zostaną wytworzone przy użyciu topienia łukowego które umożliwi wytworzenie próbek objętościowych o masie około 20 g i porównanie do wyników dotyczących cienkich powłok. Ponadto niektóre pierwiastki z układu Cr-Hf-Mo-Ta-W będą zastąpione na dalszym etapie badań przez Nb, V i Zr. Po wytworzeniu próbek zostaną przeprowadzone ujednorodniające obróbki termiczne. Struktura i mikrostruktura będą zbadane przy użyciu dyfraktometrii rentgenowskiej (XRD) oraz skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) wraz analizą składu chemicznego metodą spektroskopii dyspersji energii (EDS). Pomiary twardości będą prowadzone po różnych obróbkach termicznych. Trzy najbardziej obiecujące stopy będą zbadane przy użyciu statycznej próby rozciągania w temperaturze pokojowej i w wysokich temperaturach. Uzyskane wyniki pozwolą wstępnie scharakteryzować stopy HEA na bazie metali ogniotrwałych i wybrać najbardziej obiecujące próbki do dalszych badań.