Zirkoniové slitiny s vyšším obsahem příměsových prvků
| Thesis title in Czech: | Zirkoniové slitiny s vyšším obsahem příměsových prvků |
|---|---|
| Thesis title in English: | Zirconium alloys with higher content of alloying elements |
| Key words: | slitiny zirkonia|fázové transformace|mikrostruktura |
| English key words: | zirconium alloys|phase transformations|microstructure |
| Academic year of topic announcement: | 2024/2025 |
| Thesis type: | dissertation |
| Thesis language: | |
| Department: | Department of Physics of Materials (32-KFM) |
| Supervisor: | RNDr. Jana Šmilauerová, Ph.D. |
| Author: | |
| Advisors: | RNDr. Petr Harcuba, Ph.D. |
| Guidelines |
| 1) Vypracování rešerše dostupné literatury se zaměřením na α + β a metastabilní β slitiny zirkonia.
2) Návrh a příprava vhodných slitin. 3) Podrobná charakterizace vybraných slitin – fázové transformace, vývoj fázového složení a související mikrostrukturní změny během lineárního ohřevu a izotermického žíhání. 4) Spolupráce na měření korozní odolnosti vybraných materiálů. 5) Měření mechanických vlastností. 6) Popsání vlivu chemického a fázového složení na vlastnosti studovaných Zr slitin. 7) Sepsání disertační práce. |
| References |
| S. Banerjee and P. Mukhopadhyay: Phase transformations: Examples from titanium and zirconium alloys. Elsevier, 2007.
D. A. Porter and K. E. Easterling: Phase transformations in metals and alloys. CRC Press, 2009. M. Hillert: Phase Equilibria, Phase Diagrams and Phase Transformations. Cambridge University Press, 2007. D. O. Northwood and D. T. Lim: Phase transformations in zirconium and its alloys. Canadian Metallurgical Quarterly, 18: 441-467, 1979. A. Veverková et al. Novel α+β Zr alloys with enhanced strength. Materials, 14: 418, 2021. A. Veverková et al. Sequence of phase transformations in metastable β Zr–12Nb alloy studied in situ by HEXRD and complementary techniques. Journal of Materials Research and Technology 23: 5260-5269, 2023. Další literatura dle doporučení vedoucí. |
| Preliminary scope of work |
| Zirkonium a jeho slitiny se vyznačují vysokou pevností, nízkým modulem pružnosti, vynikající korozní odolností a dobrou biokompatibilitou. Díky této kombinaci vlastností nacházejí tyto materiály uplatnění v biomedicíně i v chemickém průmyslu. Zirkonium má rovněž velmi nízký účinný průřez pro záchyt termálních neutronů. Toho se využívá v jaderné energetice, kde se zirkonium a jeho slitiny uplatňují jako konstrukční materiály. Ve většině aplikací se tradičně používají nízkolegované slitiny zirkonia. Přidáním většího obsahu příměsových prvků se však otevírají nové možnosti optimalizace mechanických a fyzikálních vlastností zirkoniových slitin s využitím fázových transformací a souvisejících změn v mikrostruktuře.
Cílem této práce je vývoj a studium slitin zirkonia s vyšším obsahem příměsových prvků, konkrétně α+β a metastabilních β slitin. Navzdory vysokému aplikačnímu potenciálu jsou slitiny zirkonia s vyšším obsahem příměsí prozkoumány jen v omezeném rozsahu. Tato práce se tedy zaměří na studium vlivu chemického složení (tj. typu a množství příměsí) na probíhající fázové transformace, výslednou mikrostrukturu, vytvrditelnost a korozní odolnost. Podrobné znalosti mechanismů fázových transformací a jejich souvislosti s mechanickými a fyzikálními vlastnostmi zirkoniových slitin jsou klíčové pro optimalizaci této kategorie slitin pro využití v praxi. Téma disertační práce je součástí výzkumu na školicím pracovišti, který probíhá s významnou grantovou podporou. Školicí pracoviště disponuje veškerým vybavením pro experimentální studium kovových materiálů, jež jsou předmětem disertační práce. |