Ali Osamah Ihsan

Új típusú, a mechanikai tulajdonságok és a megmunkálóképesség javítását célzó CVD bevonati receptúrák kidolgozása és vizsgálata

Pannon Egyetem

Vegyészmérnöki és Anyagtudományok Doktori Iskola

Gyurika István Gábor

egyéni

PhD

1.Előzmények A forgácsoló eszközök, valamint a képlékeny alakítástechnikában használt – elsősorban sajtoló és kovácsoló – szerszámok esetén mechanikai tulajdonságnövelés céljából különböző bevonatokat alkalmaznak. Ezen tulajdonságnövelések hatására bővülő alkalmazási háttér mellett az utóbbi időben egyre jelentősebb célként fogalmazódik meg az eszközök élettartamának növelése is. Manapság az egyik leggyakrabban alkalmazott bevonatolási technológia a CVD eljárás. A kémiai gőzfázisú leválasztáson alapuló eljárás segítségével néhány század milliméter vastagságú bevonatok segítségével hatékonyan lehet növelni a különböző mechanikai tulajdonságokat. A CVD eljárással készített bevonatok hatékonysága megkérdőjelezhetetlen, azonban számos területen szükséges a további fejlesztés az új bevonati receptúrák kidolgozása, illetve a már meglévő összetételek alkalmazási tartományainak kiterjesztése területén. 2.Kutatás célja A kutatás fő célja a különböző alakadó és forgácsoló szerszámok mechanikai tulajdonságainak javítása érdekében új CVD bevonati receptúrák összeállítása, a CVD bevonatolási folyamat paramétereinek vizsgálata és optimalizálása, valamint a jelenlegi korszerű CVD bevonati összetételek alkalmazhatóságának kiterjesztésével kapcsolatos kutatások megvalósítása. A kutatás részét képezi az új összetételek anyagszerkezeti hátterének kutatása, a kifejlesztett új CVD összetételek hatékonyságának részletes elemzése, vizsgálata, továbbá a CVD receptúrákon belül az egyes összetevők mechanikai tulajdonságnövelő hatásának kutatása is. A vizsgálatok eredményeként új, a jelenlegieknél jobb műszaki tulajdonságokat hordozó CVD bevonati összetételek előállítása a cél, továbbá olyan komplex matematikai modell megalkotása, melynek alapján előre becsülhetővé válik a bevonati receptúrákat képező alkotók változásának mechanikai tulajdonságokra, alkalmazható bevonatolási hőmérsékletre, bevonatvastagságra vonatkozó hatásai. További cél olyan tudományok dokumentáció megalkotása, amely a kutatási eredmények által kapott új CVD bevonati receptúrák alkalmazhatóságát és jellemző tulajdonságait foglalja össze. 3.Elvégzendő feladatok, azok időigényei • Irodalmi áttekintés. Szakirodalmi adatok feldolgozása a forgácsoló és képlékeny alakító szerszámok bevonatolási technológiáinak területén. (időigény: kb. 8 hónap). • Új CVD bevonati összetételekkel kapcsolatos alapkutatások megvalósítása (időigény: kb. 6 hónap). • Kísérlettervezés, kísérletek előkészítése (időigény: kb. 8 hónap) • Kísérletek elvégzése, mérési adatok feldolgozása (időigény: kb. 10 hónap) • Matematika modellek létrehozása, algoritmusok készítése. (időigény: kb. 8 hónap) • Eredmények visszaellenőrzése, dokumentálás (időigény: kb. 8 hónap) 4.Szükséges berendezések A kutatásokhoz szükséges berendezések részben a Pannon Egyetem tanszékein, részben a kooperációs partnereknél (kiemelten Büttner Kft.) megtalálható. 5.Várható eredmények Új CVD bevonati receptúrák megalkotása. matematikai modellek a bevonati összetételek alkotóinak százalékos változásaival kapcsolatos hatások előre becslése érdekében. CVD bevonati eljárásokkal kapcsolatos új tudományos ismeretek. A kutatási téma előzményei: A kiírásban szereplő jövőbeli kutatás alapját egy 2020-ban induló kutatás-fejlesztési pályázat adta, melynek témája új CVD bevonati receptúrák kidolgozása, az új összetételek mechanikai tulajdonságnövelő hatásának részletes vizsgálata, elemzése. A kutatásban a Pannon Egyetem Műszaki Tudományok Kutató-Fejlesztő Központján belül a gépészeti fejlesztések oldaláról a Géptan Intézeti Tanszék, anyagvizsgálati területről az Anyagmérnöki Intézeti Tanszék vesz részt, míg a kutatások ipari partnereként megjelenő Büttner Kft. részéről a CVD bevonati receptúrákat évtizedek óta kutató Dr. Szabó András számít kutatási felelősnek (a témában egyik releváns cikke: Reinar Grün, Andreas Szabo: Hartstoffbeschichtung mit Puls-Plasma-CVD-Technik. JOT Journal für Oberflachentechnik, vol. 41, 2001). A kutatások első fázisában részletes elemzés valósul meg, melynek eredményeképpen ismertté válnak a jelenlegi CVD bevonati receptúrák fejlesztési lehetőségeinek irányvonalai. Ezen irányvonalak alapján kísérletterv kerül összeállításra új típusú CVD összetételek megalkotása céljából. Az új bevonati receptúrák kidolgozása mellett a kutatóknak lehetőségük lesz a pályázat keretén belül egy új megközelítéssel kifejlesztésre, megtervezésre és előállításra kerülő CVD bevonatoló berendezés esetén vizsgálni a bevonati hőmérsékletek és a kialakítható bevonati vastagságok hatásait, határait. Következő fázisban az új bevonati összetételek részletes vizsgálata valósul meg, melynek során megvizsgálásra kerülnek az összetételek mechanikai tulajdonságjavító hatásai. A kutatás ezen fázisának szerves részét képezi az összetételeket alkotó elemek százalékos mennyiségének változásaival kapcsolatos vizsgálatok, így megismerve ezen alkotók változásának mechanikai tulajdonságokra vetített hatását. A fent említett kutatási fázisok megvalósításához tehát egy komplett kutató-fejlesztő csapat állt össze, melynek eredményeképpen PhD téma kiírásához megfelelő tudományos háttér, a Pannon Egyetem részéről megfelelő szintű laborháttér, a pályázat okán pedig megfelelő mértékű pénzügyi háttér is rendelkezésre áll.

2021-09-01

2025-05-14

fokozatot szerzett

Új típusú, a mechanikai tulajdonságok és a megmunkálóképesség javítását célzó CVD bevonati receptúrák kidolgozása és vizsgálata

Investigation of New Composition CVD Coating Formulations in Terms of Mechanical Properties and Cutting Efficiency

2025-07-01 10:00

2025-07-07