See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8850
ETF8850 "Isesobituvad adaptiivsed tribomaterjalid mineraalide baasil (1.01.2011−31.12.2014)", Maksim Antonov, Tallinna Tehnikaülikool, Mehaanikateaduskond.
ETF8850
Isesobituvad adaptiivsed tribomaterjalid mineraalide baasil
Self-organisation of minerals based adaptive tribomaterials
1.01.2011
31.12.2014
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.12. Protsessitehnoloogia ja materjaliteadusT152 Komposiitmaterjalid2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).100,0
AsutusRollPeriood
Tallinna Tehnikaülikool, Mehaanikateaduskondkoordinaator01.01.2011−31.12.2014
PerioodSumma
01.01.2011−31.12.201110 200,00 EUR
01.01.2012−31.12.201210 200,00 EUR
01.01.2013−31.12.201310 200,00 EUR
01.01.2014−31.12.201410 200,00 EUR
40 800,00 EUR

Triboloogia ja pinnauurimistehnoloogiad on uuringute võtmesuundadeks kõikides tootmisharudes. On tähtis kasutada odavad ja kergesti kättesaadavad lähtematerjalid komposiitide valmistamiseks. Üheks võimaluseks on kasutada loodusmaterjalid, näiteks mineraalid (basalt, graniit, liiv jne) komposiitmaterjalide tugevdusfaasina. Basalti kiud on rohkem kui 20 korda odavam võrreldes laialt kasutatava volfram karbiidiga (sama maht). Mineraalidel on küllaltki suur kõvadus, elastsusmoodul, korrosiooni ja kulumiskindlus. Antud uuringu eesmärgiks on madala omahinnaga adaptiivsete isesobitavus mehhanismiga toimivate tribokomposiitmaterjalide arendamine mis on mõelnud tööstuslikuks rakendamiseks domineerivate abrasiivse ja löögikoormustega. Hüpoteesiks on see, et on võimalik arendada sünergiat basalti ja Hadfield terase vahel ühes komposiitmaterjalis et saavutada kulumiskindlus, töövõime, kasutamise lihtsus ja madal hind võrreldes laialt kasutatava WC-Co materjaliga. Me pakume kasutada kiirleekpihustussüsteemi, mis võimaldab kiiresti kuumutada basalti ja terasepulbri temperatuurini mis on 10-20% madalam kui metallfaasi sulatustemperatuur ja pihustada need alusmaterjalile suure kiirusega, mis koos eelneva töötlusega disintegraatoris soodustab kokkusulamist. Kaasaegsed uurimismeetodid (SEM, EDS, STM, AFM, TEM, FIB, XRD, nanoscratch, nanoindentation, etc) võetakse kasutusele et optimiseerida adaptiivsed materjalid isesobitavus mehhanismi abil. Uuring on põhjendatud tõhusate tööstuslikke vajadustega tribomaterjalide järele milliste tähtsamaks omaduseks on kõrge vastupidavus abrasiivse kulumisele ja löögikoormusele vastu, ja mis leiab peatset rakendamist.
Tribology and surface technology as “key technologies” are of utmost importance for all branches of industry. To produce less expensive materials, using easily available (not scarce) constituents is of primary importance. One of the options is application of natural materials i.e. minerals (basalt, granite, silica, sillimanite etc) as a reinforcing phase in composites. Basalt fibre is more than 20 times cheaper than conventional tungsten carbide of the same volume. Minerals have enough high hardness and modulus of elasticity while somehow sufficient toughness, resistance against aggressive environments and wear. The objective of the research is to develop novel cost-efficient adaptive tribocomposite exploiting self-organisation for industrial applications suffering from severe abrasive and impact wear. The hypothesis is that it is possible to combine the outstanding properties of basalt and Hadfield steel to make composite material of superior wear resistance that is comparable or even overcoming that of conventional hard metals (WC-Co) in performance capabilities, ease of use and cost. We propose to use HVOF coating spraying technology that enables rapid heating of basalt and manganese steel powders to temperature10-20% lower than melting point of steel (1100-1240C) and shouting them onto the substrate at high speed that being combined with prior mechanical activation provide sufficient bonding. Concurrent methods of surface study (SEM, EDS, STM, AFM, TEM, FIB, XRD, nanoscratch, nanoindentation, etc) will be applied to optimise the tribological performance of proposed highly adaptive material through initiation of self-organisation mechanism. The research is driven by the strong industrial need for cost-efficient material enabling wear protection and significant resistance to impact and new basalt-Hadfield steel composite will find immediate application.
Basaldi jääkide jahvatamise tehnoloogia on väljatöötatud. Basalti sisaldavad tribomaterjalid on valmistatud kiirleekpihustamismeetodiga. On läbiviidud tribokatsetused erinevate meetoditega ja on leitud režiimid, millega basaldi lisamine võimaldab saavutada kõrgemat kulumiskindlust. On leitud, et basaldi osakeste suurust komposiitmaterjalis tuleb vähendada ja tuleb arendada alternatiivsed meetodid komposiitmaterjalide saamiseks või pinnete omaduste parandamiseks. On valmistatud SiO2- NiP komposiitmaterjalid ja polümeermatriksi baasil komposiitmaterjalid armeeritud basaldiga. On leitud, et basalt võib täita ka maatriksi rolli. Tööstuslikud keraamilised komposiitmaterjalid basaldi lisandiga ja madala paagutustemperatuuriga on valmistatud ja katsetatud kuumerosioonseadmega. On pakutud kiirmeetod basalt – alumiinium komposiitkihi tekitamiseks ja selle katsetamiseks. On leitud, et basaldi pulbri lisamine viib tribokontakti kandevõime tõstmisele. On leitud, et hapnik ja kulumismasina inerts mõjutavad isesobitavusmehhanismi. On valmistatud tööriist habraste komposiitmaterjalide purunemisprotsessi uurimiseks. On alustatud koostööd kahe tuntud Ukraina basaldi uurimisgruppidega. Toimus koostöö TriboFilm projektiga (Tartu Ülikool, 2012-2014), kus nanoosakeste abil parandati pind isesobitavusmehhanismi abil. Tulemused olid esitatud rahvusvahelistel konverentsidel Eestis ja välismaal. Toimus koostöö TTÜ intellektuaalomandi spetsialistiga. Kaks patenditaotlust (Seade komposiitmaterjalide purunemismehhanismi uurimiseks, Katseseade materjalide abrasiivkulumise uurimiseks) on juba Patendiametis.