Centrum Materiałów Funkcjonalnych
Centrum
Centrum Materiałów Funkcjonalnych
Nasza działalność
W Centrum Materiałów Funkcjonalnych prowadzone są prace nad technologiami wytwarzania innowacyjnych materiałów nowej generacji, w szczególności:
- nowe materiały i technologie dla energoelektroniki, energetyki, transportu i medycyny
- nanokompozyty magnetycznie miękkie dla wysokoczęstotliwościowego przetwarzania dużych mocy
- amorficzne i nanokrystaliczne dławiki filtrów dla poprawy jakości energii elektrycznej
- materiały amorficzne i nanokrystaliczne pod kątem zastosowania do specjalnych przekładników prądowych dla liczników energii elektrycznej, energetyki i transportu
- stojany amorficzne i nanokrystaliczne dla wysokoobrotowych silników elektrycznych oraz pomp wspomagania serca
- technologia wytwarzania spoiw twardych w szczególności dla przemysłu chłodniczego i samochodowego
- technologie przyrostowe – nowe rozwiązania dla energoelektroniki
- materiały magnetokaloryczne dla techniki schładzania magnetycznego
- technologia wytwarzania metalowych, ceramicznych i polimerowych kompozytów i bio-kompozytów na potrzeby przemysłowe i medyczne
- wytwarzanie nitów stykowych
- absorbery promieniowania elektromagnetycznego
Nowoczesny park maszynowy
Centrum materiałów funkcjonalnych dysponuje nowoczesnymi urządzeniami do syntezy materiałów, jak również do ich pełnej charakteryzacji, poczynając od struktury, właściwości fizycznych, magnetycznych, termicznych aż po określenie parametrów czysto aplikacyjnych. Bazę badawczo-technologiczną stanowią urządzenia, w których wykorzystano najnowszą myśl techniczną, i przez to są one często unikatowe w skali całego kraju.
Wytwarzanie zaawansowanych materiałów
Mamy możliwość wytwarzania materiałów, korzystając z różnych technik, m.in.: topienia indukcyjnego i łukowego, mielenia oraz odlewania metodą melt-spinning. W celu weryfikacji poprawności procesu topienia otrzymane stopy poddajemy analizie składu chemicznego przy użyciu czterokanałowej mikrosondy rentgenowskiej wyposażonej w spektrometry ebsd i eds (electron backscatter diffraction and energy dispersive spectroscopy).
Doradztwo techniczne i technologiczne
Oferujemy również usługi doradztwa w zakresie budowy urządzeń technologicznych i technologii odlewania taśm amorficznych metodą szybkiego schładzania oraz wytwarzania z tych taśm rdzeni z zastosowaniem odpowiednio dobranej obróbki cieplnej lub cieplnomagnetycznej. Przeprowadzamy też ekspertyzy materiałowe dotyczące w szczególności materiałów magnetycznie miękkich.
Produkcja
W ramach produkcji małotonażowej oferujemy:
- stopy wyjściowe oraz cienkie taśmy odlewane metodą melt-spinning o zróżnicowanym składzie chemicznym
- rdzenie amorficzne i nanokrystaliczne o właściwościach predestynujących je do różnego rodzaju zastosowań
- spoiwa amorficzne na bazie Cu oraz Ni
- nity stykowe
Usługi
- pomiary właściwości magnetycznych materiałów magnetycznie miękkich i twardych
- usługi metalurgiczne (odlewanie stopów o zadanym składzie chemicznym, odlewanie taśm amorficznych)
- laserowe cięcie i grawerowanie tworzyw sztucznych
- wykonywanie zgładów metalograficznych
- pomiarów właściwości magnetycznych materiałów magnetycznie miękkich i twardych
- prac badawczych i ekspertyz dotyczących rozwijanej tematyki
R&D
Laboratoria
Laboratorium Zaawansowanych Materiałów Magnetycznych
Laboratorium Zaawansowanych Materiałów Magnetycznych zajmuje się prowadzeniem prac badawczych, w tym przede wszystkim rozwijaniem technik pomiarowych właściwości magnetycznych materiałów magnetycznych m.in. nanokompozytów, materiałów nanokrystalicznych i amorficznych magnetycznie miękkich, materiałów magnetycznie twardych.
Laboratorium Wytwarzania Materiałów Funkcjonalnych, Konstrukcyjnych i Biomateriałów
R&D
Grupy Badawcze
Grupa Badawcza Amorficznych i Nanokrystalicznych Materiałów Magnetycznie Miękkich
Kontakt
Lider Grupy Badawczej: dr hab. Łukasz Hawełek
tel. 32 23 80 484
Grupa Badawcza Materiałów Polimerowych i Biomateriałów
Kontakt
Lider Grupy Badawczej: dr inż. Andrzej Hudecki
tel. 32 23 80 484,
Grupa Badawcza Technik Odlewania, Rozpylania Gazowego i Druku 3D
Kontakt
Lider Grupy Badawczej: dr inż. Marcin Karpiński
tel. 32 23 80 240
Wytwarzanie
Produkcja
Sekcja Produkcji Małotonażowej
Kontakt
Lider Grupy Badawczej: dr inż. Marcin Karpiński
tel. 32 23 80 240
oFERTA
Produkty i usługi Centrum
Nity stykowe
materiały stykowe: Ag, Cu, AgNi10, AgCdO10, AgSnO10, Ag/Cu, AgNi10/Cu, AgCdO10/Cu, AgSnO10/Cu
Dławiki filtrów
amorficzne i nanokrystaliczne dławiki filtrów dla poprawy jakości energii elektrycznej,
Stojany
stojany amorficzne i nanokrystaliczne dla wysokoobrotowych silników elektrycznych oraz pomp wspomagania serca
Materiały amorficzne i nanokrystalincze
stopy wyjściowe wytwarzane metodą topienia indukcyjnego i łukowego, spiekania plazmowego, mielenia
Taśmy amorficzne
odlewane metodą melt-spinning
Badania
badania w laboratorium akredytowanym
pozostałe badania
3D dla energoelektroniki
wytwarzanie przyrostowe
Infrastruktura
Wyposażenie
- temperatura ciekłego stopu: do 2000°C,
- bezdotykowy system pomiaru temperatury topionego materiału,
- możliwość topienia wsadu w atmosferze ochronnej. Możliwość stosowania tygli ceramicznych lub grafitowych.
VIM-LAB 2,5-20
- masa wsadu: 0,7-2,5kg,
- maksymalne podciśnienie: 10 x 5-5 mbara.
VIM-LAB 50-60
- masa wsadu: 10-50kg,
- maksymalne podciśnienie: 10 x 5-3 mbara.
- masa wsadu: 5-20g,
- max. temperatura ciekłego stopu: 3500°C,
- natężenie prądu łuku: 3-180A,
- atmosfera ochronna: argon o wysokiej czystości,
możliwość topienia pierwiastków wysoce reaktywnych.
Półprzemysłowy melt spinner o wysokiej wydajności (IMN) – nowa linia
- wydajność: do 50 kg/cykl,
- max. prędkość obrotowa bębna: 2000 obr./min,
- max. szerokość taśmy: 20 mm,
- unikatowa zasada działania oparta o podawanie ciekłego metalu na dolną powierzchnię metalowego bębna,
- proces odlewania sterowany komputerowo.
Półprzemysłowy melt spinner o wysokiej wydajności (IMN)
- wydajność: do 2 kg/cykl,
- max. prędkość obrotowa bębna: 1300 obr./min,
- max. szerokość taśmy: 20 m.
Melt spinner laboratoryjny (IMN)
- wydajność: do 500 g/cykl,
- max. prędkość obrotowa bębna: 1300 obr./min,
- max. szerokość taśmy: 20 mm.
- prędkość obrotowa: do 600 obr./min.
Atomizer do wytwarzania proszków metali wysokiej jakości na drodze indukcyjnego topienia oraz rozpylania gazem: proszków sferycznych, wysokiej czystości, o niskiej zawartości tlenu, azotu i wodoru.
Laboratoryjny piec pionowy do obróbki cieplno–magnetycznej (IMN)
- max. temperatura obróbki: 600°C,
- max. natężenie pola magnetycznego: poprzecznego – 160 kA/m, podłużnego – 5 kA/m,
- max. średnica rdzenia: 70mm,
- sterowanie procesem obróbki: ręczne lub automatyczne,
- umożliwia obróbkę cieplną rdzeni w poprzecznym lub podłużnym polu magnetycznym albo bez pola,
- obróbka w atmosferze ochronnej,
- możliwość równoczesnej obróbki rdzeni o łącznej masie do 3kg.
Laboratoryjny piec poziomy do obróbki cieplno–magnetycznej (IMN)
- max. temperatura obróbki: 650°C,
- max. natężenie pola magnetycznego: 160 kA/m,
- szybkość chłodzenia: 5-40°C/min,
- sterowanie procesem obróbki: ręczne lub automatyczne,
- umożliwia obróbkę cieplną rdzeni w poprzecznym lub podłużnym polu magnetycznym albo bez pola.
Piec wysokotemperaturowy typu HT 1800 (Linn High Therm GmbH)
- wymiary komory pieca: 110mm x 170mm x 160mm,
- umożliwia kontrolowane grzanie i chłodzenie materiałów w zakresie: 100-1820°C,
- zastosowanie odpowiedniej atmosfery redukującej pozwala na prowadzanie procesów z materiałami silnie korodującymi oraz z materiałami wybuchowymi i łatwopalnymi,
- możliwa praca bez atmosfery ochronnej,
- w piecu zainstalowano dodatkowo układ pozwalający na wygrzewanie materiałów w ultra czystej atmosferze ochronnej.
Piec próżniowy do obróbki cieplnej (Czylok)
- temperatura obróbki: 200-1300°C,
- max. średnica próbki: 30mm,
- sterowanie procesem obróbki: automatyczne,
- z obróbką w podciśnieniu rzędu 5×10-5 mbar,
- możliwa obróbka w atmosferze ochronnej.
Dwukomorowy układ do obróbki cieplnej i cieplno-magnetycznej IZO
- temperatura obróbki: do 1100°C,
- atmosfera: ochronna argon, azot lub powietrze,
- wymiary komór: 600mm x 1000mm x 500mm.
Spektrofotometr UV-Vis (ThermoFisher Scientific Evolution™ 220)
Urządzenie do badania zjawiska magnetycznej hipertermii (D5 Series Automatic Driver G2 z przystawką D5 Calorimetry CoilSet (nanoScale Biomagnetics SL))
Linia składa się z 20 kuźniarek formujących nity stykowe lite oraz bimetalowe o kształcie kulistym, wypukłym, trapezowym, stożkowym. Wykonujemy materiały stykowe w następujących gatunkach: Ag, Cu, AgNi10, AgCdO10, AgSnO10, Ag/Cu, AgNi10/Cu, AgCdO10/Cu, AgSnO10/Cu.
- promieniowanie: Cu Kα (lampa o mocy 600W),
- goniometr: typu pionowego, promień: 150mm, zakres kątowy: -3 do 145°(2θ),
- optyka: szczelina Sollera: 2,5°, filtr: Ni Kβ (folia),
- detektor: punktowy scyntylacyjny, paskowy półprzewodnikowy D/teX Ultra.
- promieniowanie: Mo Kα (lampa o mocy 2,4kW),
- goniometr: typu pionowego, romień: 300 mm, zakres kątowy: 3 do 160°(2θ),
- optyka: szczelina Sollera: 5°,
- szczeliny dywergencyjne: zmienne w sposób automatyczny,
- monochromator na wiązce ugiętej: grafitowy (002),
- detektor: punktowy scyntylacyjny.
- pomiary: DTA, DSC, DSC-CpTemperatura pracy: -150 do 1500°C,
- atmosfera: próżnia wstępna i atmosfera argonu,
- pojemność tygli (PtRh,Al2O3): max. 85ml,
- szybkości nagrzewania/studzenia (K/min): 0,1-50,
- praca w trybie: izotermicznym i/lub liniowego nagrzewania/studzenia,
- identyfikacja i analiza przemian fazowych zachodzących w stanie stałym i ciekłym,
- określenie wartości temperatur charakterystycznych przemian fazowych,
- określenie zależności ciepła właściwego od temperatury,
- określenie ciepła (entalpii) przemian fazowych w stanie stałym i ciekłym,
- określenie parametrów kinetycznych przemian fazowych zachodzących w stanie stałym i ciekłym
- wyznaczanie temperaturowej zależności własności termofizycznych metali, stopów i materiałów ceramicznych, użytecznych w komputerowej symulacji – ważnych w praktyce odlewniczej – procesów krzepnięcia i stygnięcia odlewów.
- pomiary: DTA – TG, DSC-TG, DSC-Cp, tg,
- temperatura pracy: RT-1650°C/ RT-1200°C,
- atmosfera: próżnia, argon/ próżnia, argon, argon+para wodna,
- szybkości nagrzewania/studzenia (K/min): 0,001-50,
- max. masa próbki: 35g,
- rozdzielczość TG: 0,1µg,
- rozdzielczość DSC: < 1µW.
- zakres temperatur: -1000 do 500oC,
- tempo grzania: do 20 K/min,
- częstotliwości pomiarowe: od 0,01 do 100Hz,
- tryby pomiarowe: 8N – tryb wysokiej rozdzielczości, 24N – tryb wysokiej siły,
- umożliwia pomiar właściwości mechanicznych i lepkosprężystych takich materiałów jak termoplasty, tworzywa termoutwardzalne, elastomery, ceramika czy metale.
- temperatura pracy: do 1600°C,
- max. wymiar próbki: ф12mm x 50mm (średnica x długość),
- szybkości nagrzewania/studzenia (K/min): 0,1-50,
- pomiar realizowany w atmosferze ochronnej,wyznaczanie charakterystyk rozszerzalności termicznej materiałów w postaci stałej, proszkowej oraz ciekłej,
- wyznaczanie punktu topienia materiałów, punktu mięknięcia, punktu spiekania oraz punktu zeszklenia badanych materiałów.
- skomputeryzowany system do pomiaru pętli histerezy materiałów magnetycznie twardych typu: AlNiCo, ferrytowych, materiałów ziem rzadkich (np. samar-kobalt, neodym-żelazo-bor itp.),
- możliwość pomiaru próbek o różnych kształtach bez konieczności wyznaczania pola przekroju poprzecznego,
- umożliwia wyznaczanie parametrów magnetycznych takich jak: remanencja, koercja i maksymalna energia,
- komputerowa analiza otrzymanych danych, min. krzywa demagnetyzacji i pętla histerezy,
- możliwość przeprowadzania pomiarów w temperaturze do 150°C.
- badanie charakterystyk dynamicznych materiałów magnetycznie miękkich,
- parametry mierzone: indukcja magnetyczna Bm; remanencja Br; pole koercji Hc; straty mocy w rdzeniu Ps; przenikalność magnetyczna μ,
- zakres częstotliwości: 10Hz-400kHz/10Hz-20kHz,
- typy wzbudzeń: sinusoidalny, trójkątny, prostokątny, liniowo malejący,
- zakres temperatur: -150 do 350°C,
- kształt próbek:pierścienie (фw 15-50mm, фz 20-100mm), pierścienie ze szczeliną powietrzną, paski.
- badanie charakterystyk dynamicznych materiałów magnetycznie miękkich,
- parametry mierzone: indukcja magnetyczna Bm; remanencja Br; pole koercji Hc; straty mocy w rdzeniu Ps; przenikalność magnetyczna μ,
- zakres częstotliwości: 10Hz-400kHz/10Hz-20kHz,
- typy wzbudzeń: sinusoidalny, trójkątny, prostokątny, liniowo malejący,
- zakres temperatur: -150 do 350°C,
- kształt próbek:pierścienie (фw 15-50mm, фz 20-100mm), pierścienie ze szczeliną powietrzną, paski.
- parametry mierzone: indukcja magnetyczna Bm; remanencja Br; pole koercji Hc; straty mocy w rdzeniu Ps; przenikalność magnetyczna μ,
- zakres częstotliwości: 10Hz-1MHz,
- typy wzbudzeń: sinusoidalny, trójkątny, prostokątny.
- badania charakterystyk częstotliwościowych zespolonej przenikalności magnetycznej materiałów magnetycznie miękkich,
- wyznaczanie częstotliwości granicznej stosowalności tych materiałów w oparciu o kryterium Snoeka,
- zakres częstotliwości: 40 Hz-110 MHz,
- wymiary mierzonych rdzeni toroidalnych: średnica wewnętrzna ≥ 5 mm; średnica zewnętrzna ≤ 20 mm; wysokość ≤ 8,5 mm.
- zakres temperatur : -100 do +250oC (stabilizacja temperatury do 0,1oC),
- zakres częstotliwości: 10-2 Hz do 3*109 Hz dla przenikalności elektrycznej, 106 Hz do 109 Hz dla przenikalności magnetycznej,
- tryby pomiarowe: częstotliwościowy, temperaturowy, czasowy oraz w zewnętrznym polu elektrycznym,
- umożliwia pomiar przenikalności elektrycznej, przenikalności magnetycznej oraz przewodnictwa stałoprądowego w funkcji temperatury i częstotliwości,
- wykorzystywany do badania dynamiki molekularnej cieczy, szkieł, ciekłych kryształów, kryształów plastycznych i materiałów ceramicznych oraz śledzenia procesów krystalizacji i reakcji chemicznych.
Secotom 15
Secotom 15 to przecinarka stołowa o wysokich parametrach eksploatacyjnych, w których udanie połączono najnowszą technologię cięcia precyzyjnego z wszechstronnością zastosowań i łatwością obsługi. Przecinarka Secotom pozwala na precyzyjne i bez odkształceń plastycznych cięcie metali, materiałów ceramicznych i kompozytowych, węglików spiekanych, elementów elektronicznych, kryształów, materiałów biologicznych, minerałów itp.
Tegramin 25
Szlifierko-polerka Tegramin oferuje nowatorskie rozwiązania, aby poprawić wyniki preparatyki i ułatwić pracę z różnorodnymi materiałami. Wytrzymała i sztywna konstrukcja zapewnia wysoką jakość preparatyki i niezawodną pracę. Automatyczna kontrola procesu gwarantuje wysoką powtarzalność wyników. Urządzenie to dzięki zastosowaniu nowoczesnych ściernic pozwala na preparatykę materiałów o twardości od 30 do 2000HV.
Cito Press 10
Prasa CitoPress-10 jest zaawansowaną, elektrohydrauliczną, jednocylindrową, programowalną prasą od inkludowania na gorąco materiałów o średnicy do 20mm. Urządzenie oferuje całkowitą kontrolę procesu oraz bazę metod inkludowania.
- wymiary robocze stołu elektromagnetycznego: 200mm x 500mm,
- skok wrzeciennika ściernicy: 0,01mm-0,1mm (skok jednostronny, automatyczny),
- prędkość przesuwu stołu: do 800 mm/min,
- obroty wrzeciennika: 2000 obr./min.
- najwyższej klasy przemysłowe źródło laserowe CO2,
- oprogramowanie ApS-Ethos (CAM) pozwalające na importowanie projektów z popularnych programów CAD,
- maksymalna głębokość cięcia w tworzywach sztucznych: 12mm,
- możliwość cięcia taśm metalicznych o grubości: do 40µm.
- max. energia: 5000 Ws/10000 Ws,
- max. napięcie: 2000V,
- max. prąd: 25000A.
- umożliwia cięcie taśm amorficznych na pasy o szerokości: 4 , 5, 10, 25, 40, 50mm.
- urządzenie służy do produkcji elementów składowych rdzeni magnetycznych specjalnej konstrukcji,
- maksymalna szerokość taśmy: 14mm,
- długość ciętych odcinków taśmy: 30-5000mm,
- wydajność: do 1500 cięć/h.
- urządzanie służy do zabezpieczenia mechanicznego rdzeni magnetycznych,
- medium: żywica termoutwardzalna,
- ciśnienie robocze: 20-5000 mbar w trybie suchym i mokrym,
- wymiary komory: ø700 x 800mm.
- powierzchnia robocza: Ø189mm, 189 x 280mm 92 x 600mm,
- twardość ciętego materiału (maksymalna): 2000HV,
- chłodzenie: powietrze/ciecz.
Zrealizowane prace
Współpraca z przemysłem
We współpracy z przemysłem zrealizowaliśmy projekty, których wyniki mają realne przełożenie na wyniki biznesowe naszych partnerów.
Niektóre z nich to:
- doprowadzenie do fazy produkcji i ciągłej sprzedaży spoiw twardych na bazie Ni wytwarzanych na bazie opracowanej w Instytucie technologii z wykorzystaniem ultraszybkiego schładzania ciekłego stopu na powierzchni wirującego walca.
- opracowanie i wdrożenie technologii wytwarzania nanokrystalicznych stopów magnetycznie miękkich o podwyższonej indukcji magnetycznej jako zamiennik stali krzemowej.
- uruchomienie produkcji transformatorów do nagrzewnic indukcyjnych.
- uruchomienie seryjnej produkcji przetwornic statycznych dla lokomotyw elektrycznych z zastosowaniem nowej generacji transformatorów z materiałów amorficznych.
- uruchomienie produkcji zasilaczy SPS-100MN-24.5 z wykorzystaniem rdzeni z materiałów magnetycznie miękkich.
- przetwornice DC/AC o mocy do 2kW pracującej na częstotliwości 50kHz i zasilanej napięciem 220V z wykorzystaniem rdzeni z materiałów magnetycznie miękkich.
- opracowanie i wdrożenie technologii wytwarzania amorficznych rdzeni magnetycznie miękkich jako zamiennik klasycznych stopów P50.
- uruchomienie produkcji pomiarowych przekładników prądowych opartych na rdzeniach nanokrystalicznych o klasach dokładności 0,2 0,2S 0,5 0,5S.
- opracowanie i wdrożenie technologii wytwarzania nanokrystalicznych rdzeni jako zamienników klasycznych materiałów typu P80.
Pobierz
Do pobrania
Oferta || Offer
materiały amorficzne i nanokrystaliczne, rdzenie magnetycznie miękkie, luty twarde, aparatura
PL || EN
Our expertise
presentation of research areas, technologies and their application to industries and businesses
EN
3D and SLM technology
alloy design and SLM technology development for innovation-driven industries
EN
Skontaktuj sie z nami
