Detail projektu

Dvoufázové slitiny se zvláštními vlastnostmi založené na nanodvojčatění

Období řešení: 01.01.2019 — 31.12.2021

Zdroje financování

Grantová agentura České republiky - Standardní projekty

- plně financující (2019-01-01 - 2021-12-31)

O projektu

V rámci navrhovaného projektu plánujeme design a přípravu nových multikomponentních slitin s hierarchickým uspořádáním, které vykazují vysokou odolnost vůči mechanickému namáhání a porušovaní v široké škále teplot. Těchot vyjímečných vlastností bude dosaženo díky přítomnosti a vzájemnému uspořádání dvou rozdílných fází z nichž jedna vykazuje vysokou pevnost ale nízkou houževnatost a druhá naopak vysokou houževnatost díky schopnosti tvořit dvojčatění se vzdálenosti pouhých několika atomových vrstev - tzv. nanodvojčatění. Místo časově a finančně náročného experimentálního testování navrhujeme využití teoretických metod, konkrétně kombinaci kvantově-mechanických výpočtů a termodynamického modelování metodou CALPHAD pro návrh fází vykazující nanodvojčatění díky nízké energii vrstevných chyb. Průběžně budou navržené slitiny připravovány experimentálně s pomocí metod práškové metalurgie. Teoretická předpověď a experimentální měření mechanických vlastností navržených slitin jsou rovněž plánovány v rámci tohoto projektu.

Popis anglicky
In the proposed project, design and experimental verification is planned of new multicomponent alloys with hierarchical ordering, which can exhibit a high resistance to mechanical loading and fracture toughness in wider temperature scale. This extraordinary performance will be achieved by presence and mutual ordering of two different phases, which one of them exhibits high strength but low ductility and the other one exhibits high ductility due to ability to create twins in few atomic layers, so called nanotwinning. Time consuming and demanding experiments will be supported by theoretical methods employment, in particular a combination of quantummechanical approaches and thermodynamic CALPHAD modelling for prediction of phases exhibiting nanotwinning due to low energy of stacking fault. Simultaneously, the proposed alloys will be prepared by means of powder metallurgy methods. Theoretical prediction and experimental determination of mechanical properties are also intended.

Klíčová slova
Mechanické legování; multicomponentní slitiny; nanodvojčatění; ab-initio simulace

Klíčová slova anglicky
Mechanical alloying; multi-component alloys; nanotwinning; ab-initio simulations;

Označení

19-22016S

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Dlouhý Ivo, prof. Ing., CSc. - hlavní řešitel

Útvary

Ústav materiálových věd a inženýrství
- příjemce (05.04.2018 - nezadáno)

Výsledky

MORAVČÍK, I.; JAN, Č.; DE ALMEIDA GOUVÊA, L.; ČUPERA, J.; GUBÁN, I.; DLOUHÝ, I. Nitrogen Interstitial Alloying of CoCrFeMnNi High Entropy Alloy through Reactive Powder Milling. ENTROPY, 2019, vol. 21, no. 4, p. 1-7. ISSN: 1099-4300.
Detail

PAPEŽ, P.; ZELENÝ, M.; FRIÁK, M.; DLOUHÝ, I. The effect of spin-polarization, atomic ordering and charge transfer on the stability of CoCrNi medium entropy alloy. MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS, 2023, vol. 304, no. -, p. 127783 (- p.)ISSN: 0254-0584.
Detail

ZELENÝ, M.; ZEMEN, J.; VEIS, M.; KRÁL, D.; STRAKA, L.; HECZKO, O. Electron Localizations in Alloy Exhibiting Nanotwinning. Proceedings. MDPI, 2019. p. 1-2. ISSN: 2504-3900.
Detail

MORAVČÍKOVA DE ALMEIDA GOUVÊA, L.; MORAVČÍK, I.; OMASTA, M.; VESELY, J.; ČÍŽEK, J.; MINÁRIK, P.; ČUPERA, J.; ZÁDĚRA, A.; JAN, V.; DLOUHÝ, I. High-strength Al0.2Co1.5CrFeNi1.5Ti high-entropy alloy produced by powder metallurgy and casting: A comparison of microstructures, mechanical and tribological properties. MATERIALS CHARACTERIZATION, 2020, vol. 159, no. 110046, p. 1-16. ISSN: 1044-5803.
Detail

MORAVČÍK, I.; HADRABA, H.; LI, L.; DLOUHÝ, I.; RAABE, D.; LI, Z. Yield strength increase of a CoCrNi medium entropy alloy by interstitial nitrogen doping at maintained ductility. SCRIPTA MATERIALIA, 2020, vol. 178, no. 178, p. 391-397. ISSN: 1359-6462.
Detail

MORAVČÍK, I.; GAMANOV, Š.; MORAVČÍKOVA DE ALMEIDA GOUVÊA, L.; KOVACOVA, Z.; KITZMANTECH, M.; NEUBAUER, E.; DLOUHÝ, I. Influence of Ti on the Tensile Properties of the High-Strength Powder Metallurgy High Entropy Alloys. Materials, 2020, vol. 13, no. 3, p. 0-18. ISSN: 1996-1944.
Detail

MORAVČÍKOVA DE ALMEIDA GOUVÊA, L.; KOVACOVA, Z.; JAN, V.; SPOTZ, Z.; KITZMANTEL, M.; NEUBAUER, E.; DLOUHÝ, I. Effect of sintering temperature on the microstructure and properties of powder metallurgy Hf0.5Nb0.5Ta0.5Ti1.5Zr refractory high-entropy alloy. In Metal 2019. 1st edition, 2019. Brno: Tanger Ltd., 2019. p. 1486-1491. ISBN: 978-80-87294-92-5.
Detail

MORAVČÍK, I.; HORNÍK, V.; MINÁRIK, P.; LI, L.; MICHAELA, J.; RAABE, D.; LI, Z. Interstitial doping enhances the strength-ductility synergy in a CoCrNi medium entropy alloy. Materials Science and Engineering A, 2020, vol. 781, no. 139242, p. 1-14. ISSN: 0921-5093.
Detail

MORAVČÍK, I.; KUBÍČEK, A.; MORAVČÍKOVA DE ALMEIDA GOUVÊA, L.; ADAM, O.; KAŇA, V.; POUCHLÝ, V.; ZÁDĚRA, A.; DLOUHÝ, I. The Origins of High-Entropy Alloy Contamination Induced by Mechanical Alloying and Sintering. Metals, 2020, vol. 10, no. 9, p. 1-15. ISSN: 2075-4701.
Detail

MORAVČÍKOVÁ DE ALMEIDA GOUVÊA, L.; KOVACOVA, Z.; KITZMANTEL, M.; NEUBAUER, E.; JAN, V.; DLOUHÝ, I. Influence of Hot Pressing Sintering Temperature on the Properties of Low-Density Al0.5NbTa0.8Ti1.5V0.2Zr Refractory High-Entropy Alloy. Materials Science Forum, 2021, vol. 1016, no. 1016, p. 940-945. ISSN: 1662-9752.
Detail

MORAVČÍK, I.; PEIGHAMBARDOUST, N.; MOTALLEBZADEH, A.; MORAVČÍKOVA DE ALMEIDA GOUVÊA, L.; LIU, C.; PRABHAKAR, J.; DLOUHÝ, I.; LI, Z. Interstitial nitrogen enhances corrosion resistance of an equiatomic CoCrNi medium-entropy alloy in sulfuric acid solution. MATERIALS CHARACTERIZATION, 2021, vol. 172, no. 110869, p. 1-10. ISSN: 1044-5803.
Detail

MORAVČÍKOVÁ DE ALMEIDA GOUVEA, L.; MORAVČÍK, I.; POUCHLÝ, V.; KOVÁČOVÁ, Z.; KITZMANTEL, M.; NEUBAUER, E.; DLOUHÝ, I. Tailoring a Refractory High Entropy Alloy by Powder Metallurgy Process Optimization. Materials, 2021, vol. 14, no. 19, p. 1-21. ISSN: 1996-1944.
Detail

Cizek, J.,Dukovsky, D., Musalek, R.,Medricky, J., Tesar, T., Lukac, F., Chraska, T. Suspension Spraying Tip: High Molecular Weight Solvent. JOURNAL OF THERMAL SPRAY TECHNOLOGY, 2021, vol. 30, no. 5, p. 1148-1158. ISSN: 1059-9630.
Detail

MORAVČÍK, I.; ZELENÝ, M.; DLOUHÝ, A.; HADRABA, H.; MORAVČÍKOVÁ DE ALMEIDA GOUVEA, L.; PAPEŽ, P.; FIKAR, O.; DLOUHÝ, I.; RAABE, D.; LI, Z. Impact of interstitial elements on the stacking fault energy of an equiatomic CoCrNi medium entropy alloy: theory and experiments. SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS, 2022, vol. 23, no. 1, p. 376-392. ISSN: 1468-6996.
Detail

Abdoshahi N., Dehghani M., Ruban A.V., Friák M., Šob M., Spitaler J. Holec D. On the energetics of the cubic-to-hexagonal transformations in TiAl plus Mo alloys. Acta materialia, 2022, vol. 240, no. 2022, p. 118268 ( p.)ISSN: 1359-6454.
Detail

KAMARÁD, J.; FRIÁK, M.; KAŠTIL, J.; SCHNEEWEISS, O.; ŠOB, M.; DLOUHÝ, A. Effect of high pressure on magnetic properties of CrMnFeCoNi high entropy alloy. JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS, 2019, vol. 487, no. -, p. 165333 (- p.)ISSN: 1873-4766.
Detail

Odpovědnost: Dlouhý Ivo, prof. Ing., CSc.