Mikrostrukturní stabilita a výsledné mechanické vlastnosti nízkolegované Mg-Zn-Gd slitiny připravené rychlou solidifikaci

• Název práce v češtině: Mikrostrukturní stabilita a výsledné mechanické vlastnosti nízkolegované Mg-Zn-Gd slitiny připravené rychlou solidifikaci
• Název v anglickém jazyce: Microstructure stability and resulting mechanical properties of a dilute Mg-Zn-Gd alloy prepared by rapid solidification
• Klíčová slova: hořčíkové slitiny|rychlá solidifikace|mikrostruktura|mechanické vlastnosti
• Klíčová slova anglicky: magnesium alloys|rapid solidification|microstructure|mechanical properties
• Akademický rok vypsání: 2022/2023
• Typ práce: bakalářská práce
• Ústav: Katedra fyziky materiálů (32-KFM)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Daria Drozdenko, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 13.03.2023
• Datum zadání: 14.03.2023
• Datum potvrzení stud. oddělením: 08.11.2023
• Konzultanti: prof. RNDr. Kristián Mathis, Ph.D., DrSc.

Zásady pro vypracování

1. Studium vybrané odborné literatury a zpracování stručné rešerše na téma mikrostruktura a mechanické vlastnosti Mg slitin připravených rychlou solidifikací.
2. Komplexní charakterizace mikrostruktury Mg slitin pomocí světelné a elektronové mikroskopie.
3. Provádění deformačních testů při pokojové teplotě v tlaku a tahu.
4. Pozorování vývoje mikrostruktury v závislosti na tepelném zpracování.
5. Diskuse dosazených výsledků a zpracování bakalářské práce.

Seznam odborné literatury

[1] P. Kratochvíl, P. Lukáč, B. Sprušil: „Úvod do fyziky kovů I“, SNTL Alfa, Praha 1984.
[2] P. Dobroň: „Štúdium mechanických a fyzikálnych vlastností nových, konštrukčných materiálov na báze horčíka metódou akustickej emisie“, Ph.D práce, Praha 2007.
[3] J.-F. Nie: Precipitation and hardening in magnesium alloys, Metall. Mater. Trans. A 43 (2012) 3891-3939. https://doi.org/10.1007/s11661-012-1217-2
[4] D. Drozdenko, M. Yamasaki, K. Máthis, P. Dobroň, P. Lukáč, N. Kizu, S.-i. Inoue, Y. Kawamura: “Optimization of mechanical properties of dilute Mg-Zn-Y alloys prepared by rapid solidification”, Materials & Design 181 (2019) 107984.
[5] D. Drozdenko, M. Yamasaki, K. Máthis, P. Dobroň, S.-i. Inoue, Y. Kawamura: “Revealing the Microstructural Aspects of the Corrosion Dynamics in Rapidly Solidified Mg-Zn-Y Alloys Using the Acoustic Emission Technique”, Materials 14(24) (2021) 7828.
[6] K. Fekete, D. Drozdenko, P. Cejpek, P. Dobroň, J. Veselý, M. Yamasaki, Y. Kawamura: “Thermal stability of the microstructure of rapidly solidified ribbon-consolidated Mg97.94Zn0.56Y1.5 alloy”, Materials Characterization 183 (2022) 111618.
Další literatura dle potřeby.

Doporučené přednášky NFPL307 a NFPL120.

Předběžná náplň práce

Hořčíkové (Mg) slitiny jsou hojně využívány v strojírenském a dopravním (leteckém a automobilovém) průmyslu, z důvodu vynikajícího poměru pevnosti k hmotnosti. Kromě toho mají Mg slitiny, s použitím biokompatibilních legujících prvků, velký potenciál pro bio-aplikace, z důvodu jejich nízkého modulu pružnosti blížícího se modulu pružnosti lidských kostí.
Příprava materiálů má výrazný vliv na jejich finální vlastnosti. Například použitím metody rychlé solidifikace lze dosáhnout vylepšené vlastnosti (vyšší pevnost a tažnost) Mg slitin v porovnání se slitinami připravenými konvenčními metodami (např. litím, protlačováním nebo válcováním).
Práce je zaměřena na získávání nových poznatků ohledně vlivu legujících prvků na mikrostrukturu a na výsledné mechanické a korozní vlastnosti Mg-Zn-(Gd/Nd) slitin, připravených rychlou solidifikací. Podrobná charakterizace mikrostruktury v základním stavu a v závislosti na jejím tepelném zpracování bude provedena pomocí optické a skenovací elektronové mikroskopie. Aktivita jednotlivých deformačních mechanismů v průběhu mechanického namáhání v tahu a tlaku bude monitorována metodou akustické emise.
Získané výsledky přispějí k pochopení vlivu legujících prvků na vlastnosti Mg slitin a pomohou vyvinout novou generaci hořčíkových slitin s vysokou pevností a tažností s potenciálním využitím v dopravním průmyslu či biomedicíně.