EN  |  BG

За контакти
тел: (+359 2) 46-26-375
факс: (+359 2) 46-26-202
Адрес
София 1574
ул. "Шипченски проход" 67


Проекти

Проекти в областта на материалознанието, екологията, ядрената сигурност, корабната хидродинамика.
 

Към проекти със собствена страница

Текущи проекти

Реализирани проекти

Тема на проекта:Национален център по мехатроника и чисти технологии
Период на изпълнение:2018 - 2023 г.
Ръководител:Институт по обща и неорганична химия – БАН (водеща организация)
Анотация:Постигaне на качествено ново ниво на познанието в няколко взаимно припокриващи се икономически сегмента – мехатроника и чисти технологии – чрез развитието на специфични научни методи и инструменти за постигане на интелигентен дизайн, планиране и експлоатация на материалните ресурси, енергийните системи и мехатронни компоненти. Създаване на устойчив Център за върхови постижения с интердисциплинарен характер, който да заеме достойно място в европейската научна карта; Тясно взаимодействие с центровете за компетентност; Активнo търсене на връзки с бизнеса за осъществяване на ефективна иновационна и развойна дейност, насочена към повишаване на конкурентоспособността на българската икономика; Възпитаване на ново поколение млади учени, които да бъдат подготвени за пазарно-ориентирана наука; Изграждане на регионални и международни партньорства, мрежи и програми с научни и технологични центрове за гарантиране на международна разпознаваемост и кохерентност с постиженията на световната наука.
Очаквани Резултати:Изграждане на национален Център за върхови научни постижения в приоритетната област „Мехатроника и чисти технологии”; Осъществяване и практическо приложение на иновативни и международно значими научни изследвания, което осигурява изграждането на разпознаваем Център; Създаване на условия за прозрачна кариера на изследователите и професионално изграждане на студентите, водещи до създаване на висококвалифицирани специалисти за нуждите на съвременните наука и индустрия и привличане на български учени от чужбина; Осигуряване на иновативни технологични и мехатронни решения в подкрепа на българската индустрия чрез трансфер на знания и иновации; Изграждане на мултидисциплинарни екипи за научни изследвания и реализиране на дългосрочно сътрудничество с водещи европейски партньори, което ще гарантира значителна международна видимост и научна свързаност на Центъра и участието му в пан-европейските инфраструктурни мрежи в областта на мехатрониката и чистите технологии; Превръщане на иновацията в катализатор на обществения прогрес и на растежа на икономиката посредством разпространение на постигнатите научноизследователски резултати; Постигане на ефективност и дългосрочно развитие на центъра чрез предвидените схеми за управление и плановете за осигуряване на разнообразни и устойчиви източници на финансиране.
Финансирща организация:Оперативна програма „Наука и образование за интелигентен растеж“ 2014-2020 с финансовата подкрепа на Европейския фонд за регионално развитие.
Тема на проекта:Изследване на HELP механизма на водородно окрехкостяване чрез използване на съвременни високопроизводителни хибридни компютърни архитектури: моделни симулации и експерименталното им валидиране
Период на изпълнение:17.12.2019-17.12.2022
Ръководител:доц. д-р Ивайло Христов Кацаров
Анотация:Водородното окрехкостяване (ВО) е най-разрушителният и непредсказуем, и същевременно най-слабо познатият, механизъм на разрушаване, на който са подложени структурните компоненти. Присъствието на водород води до значителна деградация на механичните свойства и оттам до загуба на структурна цялост на обширни области в металите и сплавите. Всички метали в някаква степен са податливи на ВО. Въпреки че вредният ефект на H върху механичните свойства на металите и сплавите е обширно проучван в продължение на почти 100 години, механизмите, които отговарят за водородното окрехкостяване, все още не са добре разбрани и има значителни разногласия в научната литература дори по отношение на процесите причиняващи ВО в прости, номинално чисти метали. В научната литература се предлагат множество механизми на окрехкостяването. Механизмите с най-солидна експериментална и теоретична основа са Hydrogen-enhanced decohesion (HEDE) и Hydrogen enhanced localised plasticity (HELP). Смята се, че HEDE се предизвиква от отслабване на междуатомните кохезиионни сили в местата с концентрация на Н. HELP предполага, че водородното окрехкостяване е резултат от повишената подвижност на дислокациите вследствие присъствието на водород. В рамките на HELP, процесът на разрушаване е по-скоро силно локализиран процес на пластично разрушаване, отколкото окрехкостяване. За разлика от HEDE, HELP е подкрепен с експериментални наблюдения показващи повишена мобилност на дислокациите и формиране на локализирани ивици на приплъзване (localised shear bands) в близост до върха на пукнатини в опитни образци с увеличено водородно съдържание. Въпреки това, физическите процеси които стоят зад увеличената дислокационна мобилност все още не са добре изучени. По-задълбоченото разбиране на HELP механизма налага по-детайлно изучаване отколкото може да бъде осигурено от феноменологията. Основната цел на това предложение е да осигури по-задълбочено изучаване на HELP механизма на ВО чрез интегриране на моделиране, използващо най-съвременни многомащабни (multiscale) методи и експериментални техники, подходяащи за изследване на процесите на окрехкостяване. Това ще доведе до идентификация на режими и микроструктури, устойчиви на ВО и потенциално ще повлияе на проектирането на нови стомани и сплави за инженерни приложения. Ние ще използваме Fe за моделна система.
Очаквани Резултати:Основните цели на проектното предложение са да доведе до по-задълбочено разбиране на целия комплекс от физични явления, които участват в предизвиканата от водорода локализирана пластичност в Fe. Предложеният проект има за цел да използва и да развие най-съвременни методи в областта на численото моделиране на HELP механизма на ВО. Тази цел ще бъде постигната чрез разработване на многомащабна(multiscale) моделна рамка, която ще даде възможност за извличане и разпространение на информация, отнасяща се до критични микроструктурни характеристики от нано ниво до мезо диапазона. Тъй като както теоретичните така и експерименталните изследвания в Fe показват, че влиянието на водорода върху редуцирането на еластичните взаимодействия между дислокациите е пренебрежимо малко, екранирането е малко вероятен механизъм на HELP в Fe, В това изследване ние предлагаме да бъде изучено влиянието на атмосферата от водородни атоми формирана около дислокациите върху тяхното поведение. Нашите очаквания са, че вследствие високата Н мобилност, поради ефектите на квантово тунелиране, дифузията на Н атоми води до редуциране на енергията на формиране на двойките извивки и увеличена мобилност на дислокациите. В предложеното изследване ние ще моделираме движението на дислокациите съвместно с водородната дифузия, като вземем предвид и ядрените квантови ефекти. Това ще ни позволи да добием фундаментална информация за мобилността на дислокациите в Fe при различни водородни концентрации и механични условия. Комбинация от фрактография и TEM изследвания на микроструктурата показват, че разтвореният водород подпомага локализирането на приплъзването (slip localisation) и развитието на интензивни ивици на приплъзване (slip bands), служещи като места за иницииране на разрушаване. Все още не е добре разбрано как предизвиканата от водорода повишена дислокационна мобилност води до локализиране на пластичните деформации и формиране на ивици на приплъзване на макро ниво. Един възможен механизъм] предполага, че ивиците на приплъзване се зараждат в резултат от локална реорганизацията на дислокациите и образуване на сплитания и клетъчна дислокационна структура. В такава клетъчна структура ще съществуват области, в които се индуцира по-голямо съпротивление за преминаването на мнозинството от дислокации и същевременно позволяват на определени дислокации да преминат лесно. Предполага се че ивиците на срязване в материал, който се деформира в резултат на активиране на няколко системи от мобилни дислокации, се инициират от такъв аномален регион, където деформацията се дължи на активиране на единствена система от мобилни дислокации (single slip). Предложеният проект има за цел да доведе до едно по-дълбоко разбиране на механизмите, които водят до реорганизация на дислокациите, образуване на сплитания и клетъчна структура в Fe в присъствие на H. Дислокационни сплитания или клетъчни стени се формират ако дислокациите от две системи, движещи се по пресичащи се равнини, са обект на привличащи еластични взаимодействия и при контакт образуват здраво съединение (junction) помежду си. Пресичането на две такива дислокации води до формиране на съединение ако реакцияата доведе до редуциране на тоталната енергия на системата.Ние ще изследваме ролята на H върху реакциите между доминиращите мобилни дислокации от две пресичащи се системи в Fe. Едно възможно редуциране на енергията на реакцията би довело до създаване (или повишаване на здравината) на съединения между дислокациите при повишена концентрация на H и така до нарастване на вероятността за образуване на сплитания и клетъчна структура.
Финансирща организация:Фонд Научни Изследвания към МОН на Република България
Тема на проекта:ИЗСЛЕДВАНЕ НА АМПЛИТУДНО - ЧЕСТОТНИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА СЕИЗМИЧНИТЕ СИГНАЛИ, СЪЗДАВАНИ ОТ ПОВЪРХНОСТНИ ИЗТОЧНИЦИ
Период на изпълнение:28.09 2019 г. до 28.09 2021 г.
Ръководител:Доц. д-р Димитър Димитров
Анотация:Понастоящем, основното внимание на учените работещи в областта на сеизмичните колебания е насочено към изучаване на тези от тях, които са предизвиквани от процеси, възникнали в даден хипоцентър в Земята, земни свличания, вулканични изригвания или сблъсък с космически обекти. Значително внимание в тази област се отделя и на изследванията в областите на сеизмичната механика и сеизмичното инженерство, които целят намаляване на сеизмичния риск при строителството на различни обекти и съоръжения. В достъпните литературни източници практически отсъстват задълбочени изследвания на закономерностите на разпространението и на измененията на амплитудно честотните характеристики на сеизмичните сигнали създавани от повърхностни източници. Същевременно нараства интересът към подобни изследвания поради значителното повишаване на потребностите от разнообразни сеизмични сензори за регистриране на хора, транспортна техника и други източници на подобни колебания. Въпреки отсъствието на задълбочени теоретични изследвания по посочената тема, съществуват редица изследвания на характеристиките на сеизмичните сензори за регистриране на колебания от повърхностни източници. Основни типове сензори използвани за тази цел са сеизмическите сензори за ъглови колебания (Igel. Et. al. 2015, Lee et.al. 2009, Van Driel et. al. 2012). Експериментално е потвърден факта, че тяхното използване дава възможност ефективно да се определя градиента на сеизмическото поле и по този начин да се намали броя на точките за наблюдение при запазване на качеството на данните (Muyzert et. al. 2012), а също да се изключи пространственото наслагване на сеизмичните сигнали (т.нар. аляйсинг) (Muyzert et. al. 2012, Vassalo et. Al., 2010). Някои изследвания (Li and Vander Baan,2015 и 2017, Reinwald et. al. 2106) доказват възможностите за съвместно използване на данни от датчиците за линейни и ъглови колебания за повишаване на точността на определяне на положението на източниците на сигнали при микросеизмически изследвания. Пряко отношение към темата на заявения проект имат някои публикации (Barak et. Al., 2014, Edme and Muyzert 2013 и 2014), в които експериментално е доказано селективно по-високата чувствителност на датчиците за ъглови колебания към вълните, разпространяващи се в горния слой на земната повърхност. В посочените работи даденото свойство е използвано за филтрация на т.нар. повърхностни вълни (ground roll), които са се разглеждали като шумове на измерванията. В предлагания проект тези граничните вълни са целеви и избирателността на датчиците за ъглови движения спрямо вълни от този тип е средство за увеличаване на отношението сигнал/шум при измерване на параметрите на такива вълни. Естествено, резултатите от проекта биха дали възможност и за реципрочното им използване – познаването на амплитудно честотните характеристики на колебанията предизвикани от повърхностни източници биха могли да се използват за тяхното филтриране при наблюдения и изследвания на сеизмични колебания предизвикани от други източници. Трябва да се отбележи, че повечето полеви изследвания посочени по-горе, са изпълнени с използване на електрохимически датчици за ъглови колебания, подобни на тези които се предполага да бъдат използвани в настоящия проект. В рамките на проекта, за планираните изследвания от руска страна ще бъдат разработени и изготвени сензори от следващо поколение, с 10-15 Db по-чувствителни от използваните преди аналози. Научните основи за създаване на такива датчици са заложени в някои разработки на членове на екипа на руските партньори работите (Zaitsev et. al, 2015, Anikin et. al. 2018). В същото време използването на нискочестотни молекулярно-електронни датчици за линейни движения ще позволи значително да се допълни изследваната картина на вълновото поле от повърхностните източници на сигнали, както и да се създават многовекторни приемници и системи. Успоредно с това се предвижда голям брой тестове и изследвания да се проведат и с разработваните в ИМСТЦХА – БАН ненасочени и линейни сеизмични сензори, като данните се съпоставят с резултатите от тестовете със сензорите на руския партньор. Основна цел на проекта е да се получат нови знания за особеностите на възникване и разпространяване на сеизмичните колебания от повърхностни източници, както и за вида на амплитудно честотните им характеристики и за тяхното измененията в процеса на разпространението им при различни условия. Съпътстващи цели на проекта са разработването на математически модел на разпространението на създаваните от различни типове повърхностни източници сеизмични колебания в конкретни условия, създаването на методика за провеждане на експерименти, създаване на усъвършенствани сензори и на тестов стенд за провеждане на полевите изпитвания, събиране, обработване и систематизиране на получените данни, публикуване на резултатите в реферирани издания. Съпътстваща цел на проекта е и развитието на партньорските отношения между учени от двете държави, особено в областта на предвиденото от руска страна създаване на измервателен комплекс с използването на адаптивни, самообучаващи се системи, способни да определят типа на източника на повърхностния сигнал, посоката от която идва вълната и разстоянието до точката на възбуждане. Евентуалното участие на българските участници в създаването и/или в тестването и определяне на условията за използване на този комплекс е самостоятелна цел с важно за българската наука значение. Основната хипотеза при провеждане на изследванията е, че целите на проекта могат да се постигнат чрез използването на усъвършенствани сеизмични ненасочени и линейни сензори създавани от ИМСТЦХА – БАН и молекулярно-електронни датчици за ъглови колебания и линейни премествания, създавани от руският партньор. В теоретичен план базови хипотези за изследването са, че поради малката си амплитуда практически интерес представлява разпространението на разглежданите сеизмични колебания в относително близка зона (до няколко километра), както и че в радиус от няколко метра амплитудно честотните им характеристики са относително еднородни. Една от целите на провежданите експерименти ще е проверката на тези хипотези, които ще са в основата на създаването на математически модел на разпространението на сеизмичните колебания от разглеждания тип.
Очаквани Резултати:Очаква се в резултат на проекта да се създаде адекватен модел на процеса на разпространение и изменение на амплитудно честотните характеристики на сеизмичните колебания, предизвиквани от различни типове повърхностни източници, както и създаване на нови технически средства и методологии – сеизмични сензори, тестов стенд, специализиран софтуер и апробирана методика, свързани с изследванията при създаване на сеизмични сензори за нуждите на редица отрасли (класическа сеизмология, сеизмична механика, сеизмично инженерство, системи за предупреждения и охрана и др.). Предвижда се публикуване на резултатите в международни реферирани издания.
Финансирща организация:ФНИ към МОН на Република България, договор № КП-06-РУСИЯ/23 от 28.09.2019 г.
Тема на проекта:НОВИ ТЕХНОЛОГИИ ЗА БЕЗРАЗРУШИТЕЛЕН КОНТРОЛ НА КОМПОЗИТНИ МАТЕРИАЛИ ИЗПОЛЗВАНИ В АВИОКОСМИЧЕСКАТА ИНДУСТРИЯ
Период на изпълнение:28.09 2019 г. до 28.09 2021 г.
Ръководител:Проф. Н. Л. Георгиев, д.т.н.
Анотация:Нарастващото използване на композитните материали, особено във високотехнологични области като авиокосмическата индустрия, енергетиката, безпилотните системи и пр. е сериозно предизвикателство пред съществуващите технологии за техния безразрушителен контрол. Главната причина за това е факта, че поради голямото затихване в редица композитни материали ултразвуковите, инфрачервените, радиографичните, индукционните технологии за контрол са недостаъчно ефективни. Това важи най вече за високопорестите композитни материали на базата на пенополиуретан, стъкловлакна, кевлар и др., използвани за изработване на редица авиационни детайли, топлоизолационни системи, устройства на безпилотни летателни апарати и пр. Една от възможните технологии за решаване на проблема с безразрушителен контрол в тези случаи е чрез свръхвисокочестотна диагностика. Пионери в това отношение са учените от Московския държавен технически университет „Н.Е.Бауман”, създатели на холографски подповърхностен радар, работещ в диапазона до 6.8 гигахерца. По настоящем те работят за изследване на възможностите за безразрушителен контрол на композитни материали чрез свръхвисокочестотни излъчвания в други честотни диапазони, вкл. и този от 24 гигахерца. Институтът по металознание, съоръжения и технологии с Център по хидро- и аеродинамика „Академик Ангел Балевски“ при Българската академия на науките (ИМСТЦХА-БАН) има богат опит в разработването и тестването на радари, работещи в диапазони от 24 гигахерца. Същевременно, ИМСТЦХА-БАН разполага с богат набор от съоръжения за производство на редица композитни материали пенополиуретан, стъкловлакна, топло и шумоизолационни материали и др. Основна цел на проекта е да се получат нови знания, в резултат на които да се разработят нови технологии за безразрушителен контрол на композитни материали чрез използване и доразвиване на радиолокационните методи за подповърхностно сондиране и чрез създаване на специализиран софтуер за отчитане на нееднородностите на средата за разпространение. Допълнителна цел на проекта е тези технологии да се сравнят с най разпространените използвани в момента и да се предложи използването им в авиокосмическата и други индрустии на двете държави. Съпътсваща цел на проекта е развитието на партньорските отношения между учени от двете държави и публикуване на резултатите в реферирани научни издания. За създаване на посочените нови технологии, наред с другото се предвижда и използване на невронна мрежа за обработване на информацията главно с цел постигане на висока разделителна способност. За прилагане на този подход е необходимо да се познава обемното разпределение на електрическите свойства на композитния материал, което може да се базира на математически модел (използващ примерно метода на Гаус-Нютон), подкрепен с данни от експериментални изследвания (определящи затихвнето на съответното свръхвисокочестотно колебание в някои основни типове композитни материали от посочения тип). Предвижда се руската и българската страна да координират дейностите си, като българската страна разработи математически модел на затихването на колебания от гигахерцов диапазон (24 гигахерца) при разпространение в основни типове композитни материали на базата на порести и влканести структури, да изработи отделни образци от тях, да изгради експериментална установка и да проведе апробация на модела чрез тестове. Руската страна ще проведе собствени изпитвания и ще развие софтуерния продукт за обработване на радиолокационната информация и за провеждане на дефектоскопия. Част от експериментите ще бъдат съвместни или ще се дублират за верификация на данните в страната – партньор.
Очаквани Резултати:Очаква се в резултат на проекта да се предложи нова технология за безразрушителен контрол за нуждите на българските авиоремонтни заводи, на енергийни дружества, на производителите и ползвателите на безпилотни апарати и пр. Тази технология би могла да се използва самостоятелно или в съчетание с останалите технологии за безразрушителен контрол за нуждите на входящ, изходящ и текущ контрол на компоненти от посочения клас композитни материали. Предвижда се публикуване на резултатите в международни реферирани издания.
Финансирща организация:ФНИ към МОН на Република България, договор № КП-06-РУСИЯ/22 от 28.09.2019 г.
Тема на проекта:ФАЗОВИ ПРЕВРЪЩАНИЯ, СВЪРЗАНИ С TRIP-ЕФЕКТИ ВЪВ ВИСОКОЛЕГИРАНИ ЖЕЛЕЗНИ И КОБАЛТОВИ СУПЕР СПЛАВИ
Период на изпълнение:декември 2017 – декември 2020 г
Ръководител:Доц. д-р Стоян Пършоров, проф. дфн Петър Петров
Анотация:Проектът се отнасят до високолегирани сплави, т.н. TRIP (Transformation Induced Plasticity) сплави на желязна и кобалтова основа с ниска енергия на дефектите в подреждането. Целта е: Да се изследват температурните и деформационни зависимости на TRIP-ефекта на γ→ε→α превръщането през стадиите на деформационно мартензитообразуване. Да се получат данни и оцени влиянието на повърхностна обработка с високоенергийни източници, като електронно-лъчево въздействие, върху TRIP-ефектите в тези сплави. Ще се проверят следните хипотези: Възможност за повишаване на максималната склонност към деформационното мартензитообразуване посредством TRIP-ефекта чрез намаляване на ЕДП при легиране на аустенита с азот в определени концентрационни граници и възможност за повишаване на работните свойства и корозионната устойчивост на кобалтовите супер сплави.
Очаквани Резултати:Ще се създаде модел на механизма на уякчаване, свързван с микроструктурните параметри и енергията на дефектите в подреждането, при прилаганите на външни деформационни въздействия. Ще се се получат експериментални данни за ролята на легиращите елементи за постигането на максимална склонност към деформационно мартензитообразуване. Ще се изследват TRIP- ефектите в стомана, позната като стомана на Заке и Паркер. Ще се изследва възможността за определяне на параметрите, дефиниращи фазовите превръщания. Ще се получат конкретни данни и ще се оцени влиянието на повърхностна обработка с високоенергийни източници, като електронно-лъчево въздействие, върху TRIP-ефектите в сплавите с ниска енергия на дефектитев подреждането. Ще се получат конкретни оригинални данни относно връзката между TRIP-ефектите в кобалтови супер сплави и продължителната и електрокорозионната им устойчивост в симулиращи биологични разтвори. Ще се устанви ролята на криогенните обработки въху TRIP- ефектите и структурата и енергията на дефектитев подреждането на изследваните супер сплави.
Финансирща организация:ФНИ към МОН на Република България, договор ДН 17/2017
Тема на проекта:Изграждане и развитие на Център за компетентност “Квантова комуникация, интелигентни системи за сигурност и управление на риска” (Quasar)”
Период на изпълнение:2018 - 2023
Ръководител:• Институт по роботика "Св. Ап. и Ев. Матей" при БАН
Анотация:В рамките на проекта ще бъде изграден Център за компетентност (ЦК), който ще обедини материалните, техническите и човешките ресурси на 8 организации (3 института на Българската академия на науките и 4 университета, както и една неправителствена организация). Подобен ЦК, обединяващ посочената в заглавието му тематика, отсъства както в ЕС, така и в България. По тази причина ЕК и НАТО определят квантовата комуникация заедно с роботиката като хипертехнологии на 21 век. Това е ясно изразена ниша, която чрез капацитета на партньорите ще стане водещо направление с мултидисциплинарна важност.
Очаквани Резултати:В рамките на проекта ще бъде създаден обединен лабораторен комплекс, оборудван със съвременна апаратура, който ще ни позволи през следващите 10 години и след това да провеждаме висококачествени научни изследвания, да разработваме нови продукти и прототипи, обекти на интелектуалната собственост като предлагаме и услуги в сферата на ИКТ и приоритетно в роботиката. Научните области на проектното предложение са комуникационните технологии, изкуствения интелект, сензориката и роботиката, предаване на информация по нетрадиционни канали и създаване на модели за събития, явления и процеси, представляващи риск за антропогенната среда. Преодоляването на прекъсването на радиовълните и радиокомуникациите при крупни земетресения, атомни или ядрени аварии, изригвания на вулкани или в бедствени ситуации включително тероризъм може да се преодолее чрез квантовата комуникация на сплетени фотони в континиума пространство-време.
Финансирща организация:BG05M2OP001-1.002 „Изграждане и развитие на центрове за компетентност“
Тема на проекта:Синтез и охарактеризиране на наномодифицирани покрития върху метали на база преходни и редкоземни оксиди и изследване на корозионната им устойчивост
Период на изпълнение:декември 2016 – декември 2018 г.
Ръководител:Гл. ас. д-р Станчо Иванов Йорданов
Анотация:Основната цел на проекта е синтезирането и охарактеризирането на многослойни нанопокрития получени чрез зол-гел метод върху различни видове стомани, като активна среда. Обект на изучаване са нанопокритията от SiO2, TiO2, ZrO2 модифицирани с редкоземни оксиди, оксиди на преходните елементи и нанодиаманти. Микроструктурата и нанохарактеристиките на получените покрития ще бъдат изследвани с помощта на гама от съвременни методи – XPS, SEM, TEM, методът – „солена мъгла”, и др. Паралелно ще бъдат изследвани основните свойства на нанопокритията. Изследванията са пионерни преди всичко по отношение на съставите на нанопокритията. Научните приноси на подобно изследване ще обхващат изясняването на редица неустановени до сега взаимовръзки между условията на получаване на нанопокритията и техните структурни характеристики, както и зависимостта на свойствата от тези характеристики. Успешното получаване на устойчиви покрития ще има ясен и значим приложен принос към развитието на нанотехнологиите. Непосредствен резултат от изследванията е разширяването на областите на компетентност и умения на колектива, като към опита му в областта на синтеза на керамика и стъкла, ще се прибавят и нови знания в едно модерно направление - получаването на нанопокрития върху стомани с разширяване знанията върху многослойните покрития. Актуалността на подобна разработка се определя от все по-широкото изследване на нанопокритията във всички области на науката и техниката, както и от съществуващите проблеми при получаване на стабилни нанопокрития. Новополучените покрития ще допринесат за развитието във фундаменталната област на науката. Изграждането на междуинституционално партньорство ще даде възможност за устойчиво бъдещо развитие на изследвания в различни области на материалознанието.
Очаквани Резултати:
Финансирща организация:ФНИ към МОН на Република България
Тема на проекта:Структурообразуване на композитно покритие от хром с нанодиаманти върху спечени железни прахове и алуминиеви сплави
Период на изпълнение:декември 2016 – декември 2018 г.
Ръководител:Доц. дтн Нели Гидикова - Самичковски
Анотация:Спечени материали от железен прах и алуминиеви сплави са електрохимично покрити с хром, модифициран с нанодиамантени частици (ND). Изследвано е влиянието на концентрацията на диамантените наночастици в електролита и параметрите на електролизния процес върху характеристките на получения легиран хромиран слой: дебелина, микроструктура, добив на метал, разпределението на Cr, C и Fe по дълбочина на покритието. Паралелно с това са изследвани контролно някои химични и механични свойства на получените композитни покрития. Тези резултати са представени в редица публикации и доклади на членовете на колектива [1-7]. Дадена е също заявка за патент, рег.No 112323/20.06.2016. Остават обаче няколко въпроса от фундаментален характер, чието изясняване ще внесе яснота в теорията, респ. практиката на нанотехнологията на електрохимичното металоотлагане, а именно: • Каква е ролята на ND при електрохимичното хромиране в частност и при метализиране изобщо. Диамантените наночастици участват ли във фазо- и структурообразуването на композитното покритие и установяване на зависимостта на този факт от условията на електроотлагане. • Електрохимичното отлагане в присъствието на ND специфичен процес ли е, т.е. зависи ли от конкретната двойка метали (матрица и покриващ метал) или има общовалиден характер. За решаването на тези въпроси, които са основната тема на проекта, е необходимо: 1. Получаване на покрития от хром, модифицирани с нанодиамантени частици върху спечени материали от железен прах и алуминиеви сплави; 2. Изследване на фазо-и структурообразуването на покритията чрез методите на сканиращата електронна микроскопия (SEM), трансмисионна електронна микроскопия (TEM), рентгенодифракционен анализ (XRD), енергийно дисперсионна спектрометрия (EDS), рентгенова фотоелектронна спектроскопия (XPS). 3. Създаване на методика за изследване на химичния и фазов състави на покритието чрез неговото отделяне от основния материал. По този начин ще се определи състоянието на въглерода в матрицата и в покритието, което според нас е твърде важно за разбиране на положителното влияние на диамантените частици върху свойствата на покритието.
Очаквани Резултати:
Финансирща организация:ФНИ към МОН на Република България
Тема на проекта:Разработване на нов подход за структурен дизайн и охарактеризиране на аморфни и нанокристални метални пени
Период на изпълнение:декември 2016 – декември 2019 г
Ръководител:Проф. дтн Людмил Дренчев
Анотация:Формирането на метални стъкла (метални материали с аморфна структура) става, когато металната стопилка чрез охлаждане се превръща в твърдо тяло без да кристализира. Полученото аморфно тяло има структура, пряко онаследена от течността. За първи път метално стъкло е получено в Caltech от W. Klement, Willens и Duwez през 1960 използвайки сплавта Au75Si25. Металните стъкла биха имали твърде ограничено приложение, ако тяхното получаване е възможно само при екстремни условия. От съществено значение е да се създадат такива състави на сплавите и методи за получаване, които да направят възможно получаването на аморфни материали от разтопени сплави при сравнително ниски скорости на охлаждане и в големи размери. От изключителна важност е да се изследват принципите и физичните явления, които участват при формирането на обемните метални стъкла. Освен състава на сплавите, създаването на аморфни метални композити е другият начин за подобряване на свойствата на металните стъкла. Различни аспекти на тази тема са във фокуса на съвременното металознание. Главната цел на този проект е създаването на математични модели и софтуерни продукти за числени симулации, които да допринесът за по-дълбокото разбиране на целия комплекс от физични явления, участващи във формирането на структурата на аморфните метални материали и по-специално аморфните метални пени. Ще бъдат търсени ефективни инструменти за контрол на структурата, съответно свойствата, на такива материали. Тази цел ще бъде постигната чрез реализацията на следните задачи: 1. Математично описание на химичното взаимодействие между компонентите на стъклоформиращите сплави и търсене на принципите за избор на състав, осигуряващ широк интервал между температурата на застъкляване Tg и първата температура на кристализация Tx; 2. Моделиране на движението на газови мехури във високовискозна течност; 3. Разработване на математичен модел на еласто-пластичното поведение на аморфните метални пени и изучаване подобряването на пластичността на аморфните метални материали поради въвеждане на втора фаза (нанокристална или газова); 4. Модификация на съществуващото и конструиране и изработка на ново уникално оборудване за получаване на аморфни метални пени с контролирана (включително градиентна) пореста структура; 5. Определяне на основните механични качества на хомогенно структурираните аморфни метални пени; 6. Експериментални и теоретични изследвания насочени към получаването и охарактеризирането на структурно и функционално градиентни аморфни метални пени. Фундаменталният характер на изследванията в предлагания проект се обуславя от: - Създаването на експериментално потвърдени модели на формиране на структурата и определяне на свойствата на базата на структурните характеристики; - Разработване на специално оборудване и нов метод за получаване на хомогенно или градиентно структуриране аморфни метални пени. Подобни резултати не са публикувани досега, но разглежданата тема е важна и положителните резултати ще допринесат за развитието не само научно-изследователската дейност, но и научно-приложната такава.
Очаквани Резултати:
Финансирща организация:ФНИ към МОН на Република България
Тема на проекта:Теоретично и експериментално изследване на кристализацията на метална сплав с въведени в нея наночастици
Период на изпълнение:декември 2016 – декември 2018 г
Ръководител:Доц. д-р Валентин Манолов
Анотация:Предлагат се изследвания на кристализацията на сплав AlSi, в която са въведени наночастици (НЧ). Използвани са два вида наночастици TiN и SiC. Те се характеризират с температури на топене, значително превишаващи температурата на течната сплав. Установено е, че след въвеждане те се разпределят хомогенно в стопилката. Когато започне охлаждането и температурата се понижи под ликвидуса, в стопилката се зараждат зародиши, върху които нараства твърда фаза. Присъствието на НЧ води до увеличение на броя на зародишите и съответно на зърната, които се образуват около тях. Това променя и параметрите на дендритите, които изграждат зърната. Изследването на описания процес ще се осъществи чрез разработване на едномерен и тримерен математичен модел. В тях са включени уравнения за топлообмен, кристализация и дифузия на легиращия елемент в зоната между нарастващите дендрити. Едномерния модел е по-опростен вариант с еднородна температура, зависеща само от времето. Тримерният модел дава възможност да се изследва поведението на сплавта в различни точки от тримерната област. Той се решава за съответните микрообеми в тези точки. Моделите ще бъдат решени числено с използване на подходящи схеми. Ще бъдат определени: температурната зависимост от времето, скоростта на охлаждане, преохлаждането, скоростта на отделяне на твърдата фаза, изменението на радиуса на дендритните разклонения, разстоянието между вторичните оси или средния размер на зърната и разпределението на концентрацията на легиращия компонент без и с НЧ.
Очаквани Резултати:
Финансирща организация:ФНИ към МОН на Република България