OTKA – K143800

Rövid projekt összefoglaló

A fémek felhasználása körülbelül 2020 óta ismét növekszik, és várhatóan 50 éven belül eléri az összes anyag 40%-át. A fémek eredeti, tiszta állapotukban sokkal kisebb szilárdságúak, mint a tulajdonságaikat szerkezeti alkalmazásokhoz javító fémtani eljárások után. Az egyik fémtani eljárás egyszerűen az, hogy a fémre nagy alakváltozást alkalmaznak, amely során a mikroszerkezete finomodik, így a mechanikai teljesítménye növekszik. Ha a deformáció szélsőséges, és nagy hidrosztatikus nyomás alatt történik, a mikroszerkezet nanoméretű szemcsékből épül fel. Megjegyzendő, hogy a fémeken végzett nagynyomású kísérletekért Nobel-díj is létezik (Bridgman, 1946), ami az intenzív képlékeny alakítás (SPD) kutatási terület kiindulópontját jelenti. Napjainkban mintegy 100 SPD eljárást tartunk számon, azonban ipari alkalmazásuk még nem megoldott. Ebben a pályázatban a legjelentősebb SPD eljárást választjuk ki a kutatás és a gyakorlati megvalósítás céljára: a FALEP (súrlódással segített keresztirányú extrúzió) módszert, amely egy elfeledett eljárás (1992), de 2019-ben újra feltalálta egy francia csoport, amelyet e javaslat vezető kutatója vezet. Ez az eljárás nagyon sokoldalú; képes lemezeket előállítani tömbi vagy fémporból, képes különböző fémeket többrétegű lemezekké kötni, vagy akár fémszerkezeteket építeni „additív SPD-vel”. Az új fém hatékonyan felhasználható a tömeg csökkentésére teljesítményveszteség nélkül, orvosi alkalmazásokban protézisek, műtéti eszközök, mikrogépek készítésére és elektromos alkalmazásokhoz. Alapvető tudományos kérdések kerülnek megoldásra a mikroszerkezet változásainak és a két fémfelület közötti kötési feltételek megértéséhez.