Mechanické vlastnosti ultrajemnozrnných materiálů na bázi hořčíku

• Thesis title in Czech: Mechanické vlastnosti ultrajemnozrnných materiálů na bázi hořčíku
• Thesis title in English: Mechanical properties of ultrafine-grained magnesium-based materials
• Key words: Ultrajemnozrnné materiály, hořčíkové slitiny, mechanické vlastnosti, tlakové zkoušky
• English key words: Ultrafine-grained materials, magnesium alloys, mechanical properties, compression tests
• Academic year of topic announcement: 2017/2018
• Thesis type: project
• Department: Department of Physics of Materials (32-KFM)
• Supervisor: RNDr. Jitka Stráská, Ph.D.

Guidelines

1. Seznámení se s problematikou ultrajemnozrnných hořčíkových materiálů a jejich využitím v průmyslu i lékařství.
2. Příprava vzorků pro vybrané experimentální metody (např. měření tahových a tlakových zkoušek, měření mikrotvrdosti) a provedení experimentů.
3. Vyhodnocení naměřených dat.
4. Práce se může stát podkladem pro navazující bakalářskou práci.

References

1. Gottstein G.: Physical foundations of materials science, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2004.
2. M. Gupta, N. M. L. Sharon: Magnesium, magnesium alloys and magnesium composites, John Wiley & Sons, 2011.
3. R. Z. Valiev, T. G. Langdon: Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement, Progress in Materials Science 51 (2006) 881–981.
4. A. P. Zhilyaev, T. G. Langdon: Using high-pressure torsion for metal processing: Fundamentals and applications, Progress in Materials Science 53 (2008) 893-979.

Preliminary scope of work

Ultrajemnozrnné materiály, které se obvykle připravují intenzivní plastickou deformací, se vyznačují lepšími mechanickými vlastnostmi, především zvýšenou pevností, v porovnání s konvenčně připravenými materiály.
Jeden z nejslibnějších a v poslední době často používaných způsobů přípravy těchto materiálů je metoda tzv. equal-channel angular pressing (ECAP), při které lze opakovaným protlačováním vzorku dvěma na sebe kolmými kanály téhož příčného průřezu dosáhnout vysoké uložené deformace, která vede k podstatnému zjemnění zrna. K dalším moderním metodám přípravy jemnozrnného materiálu patří protlačování (extruze), torze za vysokých tlaků (HPT), kruhové kování atd. Všechny tyto technologické postupy mají společné vytvoření velkého množství poruch v materiálu, který je v silně nerovnovážném stavu. Ultrajemnozrnné kovy a patří do třídy moderních materiálů, které mají celou řadu strukturních aplikací a mnoho unikátních vlastností, kterými se výrazně liší od hrubozrnných materiálů.
Cílem této práce je studovat vybrané vlastnosti ultrajemnozrnných hořčíkových slitin, které mají potenciál k použití v průmyslu, ale i medicíně jako dočasné biodegradabilní implantáty.

Preliminary scope of work in English

Ultrafine-grained materials prepared usually by severe plastic deformation are characterized by better mechanical properties (especially higher strength) in comparison with materials prepared by conventional techniques.
One of the most promising SPD techniques is the equal channel angular pressing (ECAP) in which multipass pressing of the specimen allows to reach very high total strains and high grain refinement in the material. Other modern processing techniques have been developed in the last years to produce fine-grain structure, in particular extrusion, high pressure torsion, swageing, etc. The common feature of all these techniques is the introduction of a large number of crystal defects in the material which are in a non-equilibrium state. Metals and alloys with fine grains have proven to be promising classes of novel materials with a wide variety of possible structural applications and many unique properties which are superior to those of their coarse grained counterparts.
The objective of this project is to investigate properties of ultrafine-grained magnesium based alloys which could be used in industry or in medicine for temporary biodegradable implants.