Zakład Materiałów Funkcjonalnych powołany został w lutym 2021 roku. Skupia swą uwagę na materiałach funkcjonalnych w kontekście ich specyficznych właściwości mechanicznych, cieplnych, elektrycznych oraz uznania ich jako materiałów przyszłościowych z perspektywą wielu nowych zastosowań.
Prace badawcze Zakładu obejmują projektowanie, wytwarzanie, analizę właściwości, struktur oraz procesów degradacyjnych materiałów funkcjonalnych. Istotna część badań dotyczy kompozytów, materiałów gradientowych, a także nanomateriałów. Badania prowadzone przez pracowników Zakładu mają charakter utylitarny i interdyscyplinarny, wiążący zagadnienia naukowe nie tylko z dziedziny inżynierii materiałowej, ale także chemii, fizyki i inżynierii mechanicznej. Dużym atutem Zakładu jest wykorzystanie szerokiej gamy zaawansowanych metod badawczych takich jak: spektroskopia dielektryczna, mikroskopia elektronowa, mikroskopia sił atomowych, badania emisji akustycznej oraz szereg metod kalorymetrycznych.
Większość prowadzonych prac badawczych realizowana jest we współpracy z polskimi i zagranicznymi ośrodkami badawczymi: Universite de Bordeaux, Technische Universitat Dresden, Warszawski Uniwersytet Medyczny, Universidade do Minho, Universidade de Aveiro.
Obecnie realizowany jest projekt finansowany w ramach programu IDUB Einsteinium, w ramach którego Zakład gościć będzie profesora wizytującego prof. dr Jae-Ho Jeon z Korea Institute of Materials Science.
Tematyka prac naukowo-badawczych prowadzonych w Zakładzie Materiałów Funkcjonalnych:
- Projektowanie i wytwarzanie materiałów ceramicznych (konstrukcyjnych i funkcjonalnych) oraz kompozytów z udziałem materiałów ceramicznych:
- dobór i optymalizacja parametrów procesu technologicznego spiekania materiałów proszkowych;
- badanie wpływu parametrów konsolidacji poszczególnych materiałów na właściwości wybranych spieków;
- badanie i analiza wpływu domieszek podstawieniowych i nadmiarowych na właściwości funkcjonalne ceramiki i kompozytów dwufazowych o osnowie ceramicznej i polimerowej;
- charakterystyka wytworzonych materiałów (badania mikrostruktury, analiza rozkładu wielkości ziaren, rentgenowska analiza fazowa i strukturalna, badania właściwości fizycznych m.in. właściwości elektryczne, dielektryczne, piezoelektryczne, termiczne, optyczne, mechaniczne (np. gęstość, moduł Younga, twardość, odporność na kruche pękanie);
- zastosowanie symulacji numerycznej i modelowania matematycznego do prognozowania właściwości ceramiki i warstw ceramicznych;
- zastosowanie chemometrii w analizie danych eksperymentalnych;
- sprawdzeniu możliwości praktycznego zastosowania opracowanego materiału do budowy przetworników.
- Technologia, budowa i właściwości warstw tlenkowych wytworzonych na materiałach metalowych i przeznaczonych do zastosowań biomedycznych:
- dobór i optymalizacja parametrów modyfikacji powierzchni materiałów metalowych w zakresie technik elektrochemicznych, termicznych, chemicznych;
- badanie wpływu domieszkowania wytworzonych warstw na ich właściwości;
- charakterystyka wytworzonych materiałów - badania mikrostruktury, rentgenowska analiza fazowa i strukturalna, badania właściwości mechaniczne - moduł Younga, twardość, zużycie, adhezja i kohezja powłok);
- badania odporności korozyjnej warstw ceramicznych.
- Wykorzystanie zjawiska emisji akustycznej, jako metody identyfikacji procesów korozyjnych:
- opracowanie metody identyfikacji procesów korozyjnych zbiorników jednostek pływających i złączy spawanych;
- opracowanie zasad i procedur monitorowania procesów korozyjnych z wykorzystaniem tej metody;
- badania sygnału akustycznego pochodzące z procesów korozyjnych zachodzących w metalowych materiałach w różnych środowiskach i temperaturach;
- oceny sygnałów emisji z degradacji korozyjnej konkretnych rodzajów materiałów i uszkodzeń korozyjnych.
Aparatura:
- Stanowisko do elektrochemicznej modyfikacji powierzchni;
- Potencjostat-Galwanostat ATLAS 0531 Electrochemical Unit & Impedance Analyzer- umożliwia pomiar krzywych chrono-volt-amperometrycznych oraz widm impedancji układów elektrochemicznych.
Dostępna aparatura:
- mikroskopy świetlne, elektronowe i biologiczne,
- tomograf komputerowy,
- nanoindenter,
- mikroskop sił atomowych,
- tensjometr optyczny.
