Prejsť na obsah
Výskum

Názov laboratória: Laboratórium termofyzikálnych meraní a výpočtov
Fakulta: Materiálovotechnologická fakulta STU so sídlom v Trnave
Ústav: Spoločné laboratórium Ústavu materiálov, Ústavu aplikovanej informatiky, automatizácie a mechatroniky a Ústavu integrovanej bezpečnosti
Kontaktná osoba: doc. RNDr. Mária Behúlová, CSc., doc. Ing. Roman Čička, PhD.
Kontakt: +421 906 068 439, +421 918 646 047
e-mail: maria.behulova@stuba.sk, roman.cicka@stuba.sk

 

Charakteristika laboratória:

Laboratórium termofyzikálnych meraní a výpočtov vzhľadom na komplexnosť inštalovaného prístrojového a softvérového vybavenia predstavuje unikátne pracovisko v strednej Európe určené na meranie, výpočet a analýzu termofyzikálnych vlastností širokého spektra materiálov do teploty 2000 °C. Základné vybavenie laboratória tvoria nasledujúce prístroje: simultánny termoanalyzátor NETZSCH STA 409, dilatometer NETZSCH DIL 402 C, laser flash analyzátor NETZSCH LFA 427, diferenciálny kompenzačný kalorimeter DSC PerkinElmer a spektrálny analyzátor Solartron 1260, doplnené o databázy a softvéry na výpočet termodynamických rovnováh stabilných a metastabilných fáz, termofyzikálnych a fyzikálnych vlastností, fázových transformácií a chemických vlastností širokého spektra materiálov (ThermoCalc, DICTRA a JMatPro) a tiež špecializované softvéry na numerickú simuláciu správania sa materiálov v technologických procesoch zvárania, tvárnenia a tepelného spracovania materiálov (SYSWELD, DEFORM).

Vysokoteplotný simultánny termoanalyzátor NETZSCH STA 409 so Skimmerom a hmotnostným spektrometrom umožňuje simultánnu DTA/DSC a termogravimetrickú analýzu materiálov v teplotnom rozsahu od 25 °C do 2000 °C. Súčasné meranie hmotnostných a tepelných efektov v rovnakých podmienkach včítane identifikácie uvoľňovaných plynov umožňuje získať rozsiahle a veľmi presné údaje, potrebné k charakterizovaniu fyzikálno-chemických javov, ktoré prebiehajú v meranej vzorke počas definovaného teplotného režimu. Merania môžu byť realizované vo vákuu alebo v inertnom, či reaktívnom prostredí. Zariadenie umožňuje stanoviť napr. teploty fázových transformácií, tepelné kapacity, entalpie fázových premien, zmeny hmotnosti, teplotnú stabilitu, oxidáciu, teploty skelného prechodu, teploty rozkladu, kinetiku reakcií a pod.

Dilatometer NETZSCH DIL 402 C umožňuje skúmať rozmerové zmeny vzoriek v závislosti od teploty a času pri definovanom teplotnom režime ohrevu a ochladzovania materiálu v teplotnom intervale od -160 °C do 2000 °C. Na základe meraní je možné stanoviť lineárny a objemový koeficient teplotnej rozťažnosti, závislosť hustoty od teploty, teploty fázových transformácií, teploty glazovateľnosti, teploty spekania, vplyv prísad a pod.

Laser flash analyzátor NETZSCH LFA 427 je určený na meranie tepelnej difuzivity rôznych druhov materiálov (tuhých, kvapalných, práškových, vláknových, laminovaných) v teplotnom rozsahu od 20 °C do 2000 °C. Merania sú realizované v ochrannej atmosfére alebo vo vákuu. Na základe známych hodnôt špecifickej tepelnej kapacity a hustoty je možné následne určiť koeficient tepelnej vodivosti materiálu. Pri aplikáciii diferenčnej metódy umožňuje prístroj taktiež meranie tepelnej kapacity.

Spektrálny analyzátor Solartron 1260 s príslušenstvom slúži na modulárnu a impedančnú spektroskopiu materiálov a rozhraní. Umožňuje meranie širokého spektra elektrických a dielektrických parametrov kovových a nekovových materiálov (konduktivity, rezistivity, impedancie, komplexnej permitivity) pri rôznych frekvenciách elektrického prúdu.

Prístrojové a softvérové vybavenie laboratória:

  • NETZSCH STA 409  CD/7/403/5/G - simultánny termoanalyzátor s hmotnostným spektrometrom pre teploty 20 °C až 2000 °C,
  • NETZSCH DIL 402 C/7/G+C75 - vysokoteplotný dilatometer pracujúci v rozsahu -160 °C až 2000 °C,
  • NETZSCH LFA 427/7/G - laser flash analyzátor pre určenie tepelnej difuzivity materiálov v intervale teplôt 20 °C až 2000 °C,
  • Solartron 1260 s príslušenstvom - spektrálny analyzátor pre modulárnu a impedančnú spektroskopiu materiálov a rozhraní,
  • DEFORM - programový systém pre numerickú simuláciu procesov tvárnenia a tepelného spracovania materiálov,
  • SYSWELD – softvér pre modelovanie a simuláciu tepelných a napäťovo-deformačných stavov materiálov v procesoch tepelného spracovania a zvárania so zahrnutím fázových transformácií,
  • JMatPro - softvér pre výpočet materiálových vlastností multikomponentných zliatin s termo-dynamickými databázami (Al, Fe, Mg, Ti a Ni zliatiny, materiály pre spájkovanie),
  • ThermoCalc a DICTRA - softvér pre výpočet fázových rovnováh databázy termodymanických dát (minerály a karbidy, roztoky a čisté látky, ocele/liatiny Fe, zliatiny Al a ľahké zliatiny, keramické systémy).

 

Fotografie: