Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2010-1/23 ZAKLJUČNO POROČILO O REZULTATIH RAZISKOVALNEGA PROJEKTA A. PODATKI O RAZISKOVALNEM PROJEKTU 1. Osnovni podatki o raziskovalnem projektu Šifra projekta L2-9308 Naslov projekta Multifunkcionalni kompoziti na osnovi intermetalnih spojin Al - Mg - Ti,ojačenih s keramičnimi delci Vodja projekta 4968 Varužan Kevorkijan Tip projekta L Aplikativni projekt Obseg raziskovalnih ur 4.245 Cenovni razred D Trajanje projekta 01.2007 - 12.2009 Nosilna raziskovalna organizacija 1520 Zasebni raziskovalec Varužan Kevorkijan Raziskovalne organizacije - soizvajalke 106 Institut "Jožef Stefan" 206 Inštitut za kovinske materiale in tehnologije 719 IMPOL, industrija metalnih polizdelkov d.o. o. Družbeno- ekonomski cilj 06. Industrijska proizvodnja in tehnologija 2. Sofinancerji1 1. Naziv IMPOL, industrija metalnih polizdelkov d.o. o. Naslov Partizanska 38, 2310 Slovenska Bistrica 2. Naziv Naslov 3. Naziv Naslov B. REZULTATI IN DOSEŽKI RAZISKOVALNEGA PROJEKTA 3. Poročilo o realizaciji programa raziskovalnega projekta2 V raziskovalni hipotezi projektne naloge smo predpostavili, da je kompozite na osnovi različnih intermetalnih spojin (AlFe3, AlFe, Al3Fe, AlTi3, AlTi, Al3Ti, Mg2Si in Mg2Sn), ojačenih s keramičnimi delci (TiC, TiB2) možno uspešno izdelovati s postopkom reakcijskega sintranja in/ali reakcijske infiltracije. Predpostavili smo tudi, da bo intermetalne spojine AlFe3, AlFe, Al3Fe, AlTi3, AlTi, Al3Ti, Mg2Si in Mg2Sn možno pripraviti iz elementov, kar bi bil postopek najprimernejši za industrijsko uporabo. Cilj je bil razvoj naslednji vrst kompozitov: (i) z AlFe3, AlFe, Al3Fe, AlTi3, AlTi, Al3Ti, Mg2Si in Mg2Sn intermetalno matriko, diskontinuirno ojačeno s keramičnimi delci (TiC, TiB2) in (ii) s kovinsko matriko iz aluminijevih ali magnezijevih zlitin, diskontinuirno ojačeno z zmresjo delcev intermetalnih spojin (AlFe3, AlFe, Al3Fe, AlTi3, AlTi, Al3Ti, Mg2Si in Mg2Sn) in TiC ali TiB2. Tovrstne kompozite smo želeli uporabiti kot monolitni inženirski material ali kot t.i. vezno plast v triplastnih makro-kompozitih kot so npr. bimetalni kompoziti Al-Fe, Al-Ti in Al-Mg. Zlasti so nas zanimale visokotemperaturne kubične in heksagonalne intermetalne spojine magnezija (kot npr. Mg2Si in Mg2Sn ) s tališčem med 715 in 1085 °C, ki so razvojna novost in so od pomena za razvoj novih magnezijevih zlitin in tudi lahkih sestavljenih materialov. Omenjene spojine smo izbrali zato, ker imajo tališče nad tališčem magnezija in aluminija in so za razliko od ostalih intermetalnih spojin magnezija na osnovi redkih zemelj ipd. cenejše ter zato bolj primerne za masovno uporabo. Zanimalo nas je, ali je tovrstne intermetalne spojine magnezija možno sintetizirati iz elementov ter v nadaljevanju pripraviti kompozite s postopkom infiltracije ali sintranja pri atmosferskem tlaku. Eno ključnih vprašanj se je glasilo, v kolikšni meri je s spreminjanjem pogojev sinteze (temperatura, čas, morfologija vhodnih reaktantov) možno vplivati na morfologijo nastalih intermetalnih faz in lastnosti kompozitov? V primeru makro-kompozitov, nas je zanimala njihova priprava s postopkom proti- smerne infiltracije, ki je od precejšnjega pomena za sofinancerja tega aplikativnega projekta, saj omogočajo načrtovanje novih proizvodnih postopkov pri izdelavi kompozitov. Poleg priprave različnih kompozitnih, so nas seveda zanimale tudi mehanske lastnosti tovrstnih materialov oz. kompozitnih struktur, kar smo preučevali s standardnimi metodami merjenja natezne in upogibne trdnost, trdote ter žilavosti pri sobni temperaturi. Raziskave smo zaokrožili z korozijskimi preizkusi, pri čemer smo korozijo spremljali na različne načine (metoda izgubljanja mase, potenciodinamske metode, meritev linearne polarizacijske upornosti). V prvem delu raziskav smo sintetizirali intermetalne spojine Al3Fe, AlFe3, TiAl, Ti3Al, TiAl3, Mg2Si in Mg2Sn iz elementov in jih v nadaljnjem delu uporabili za pripravo kompozitov. Kompozite smo pripravljali z reaktivnim sintranjem hladno izostatsko stisnjenih tablet in z infiltracijop poroznih predoblik pri normalnem pritisku. Sintrali in infiltrirali smo v vakuumski peči v zaščitni atmosferi Ar+4% H2. Sintrane in inflitrirane vzorce smo razrezali in del le-teh uporabili za mikrostrukturno analizo, ki smo je izvajali s pomočjo vrstičnega elektronskega mikroskopa (SEM-EDS). Del vzorcev smo zdrobili in opravili rentgensko prašno analizo ter identificirali prisotne faze. Merjenje trdote po Vickersu in natezni preizkus smo izvajali pri sobni temperaturi. Prelomno žilavost smo ugotavljali z metodo vtiskovanja, tudi pri sobni temperaturi. Dobljene rezultate smo pojasnili na osnovi strukturnih in mikrostrukturnih značilnosti testnih vzorcev kompozitov. Ugotovili smo, da je spojine Al-Fe (AlFe3, AlFe, Al3Fe), Al-Ti (AlTi3, AlTi, Al3Ti), MgSi in Mg2Sn možno uspešno sintetizirati iz elementov z največ 3-5% stranskih produktov (neželenih faz ali ne reagiranih reaktantov). Linijske spojine (kot so npr. Al3Fe, Al3Ti, Mg2Si, Mg2Sn) nam je uspelo pripraviti s celo manj kot 1% stranskih produktov (neželenih faz ali ne reagiranih reaktantov).Izdelane intermetalne spojine smo lahko mleli (npr. v planetarnem mlinu) do želene morfologije (npr. rutinsko do prahov z d50<5 pm). Iz laboratorijsko pripravljenih prahov intermetalnih spojin smo s postopkom sintranja ali infiltracije pri atmosferskem tlaku izdelali naslednje kompozite: (i) kompozite s kovinsko matrico (Al, Mg) diskontinuirno ojačene z delci intermetalnih spojin in keramične ojačitvene faze (TiC, TiB2), in (ii) kompozite z matrico na osnovi izbrane intermetalne spojine diskontinuirno ojačene s keramičnimi delci (TiC, TiB2). Uspešno smo izdelali tudi makro-kompozite Al-Fe, Al-Ti in Al-Mg z vezno plastjo na osnovi intermetalnih spojin ojačenih s keramičnimi delci. V primeru makro- kompozitov smo izhajali iz treh vrst poroznih (ca. 85% T.G.) predoblik iz komercialnih prahov AlFe (predoblika A), AlTi (predoblika B) ter Mg2Si (predoblika C) z dodatki keramične ojačitve (5-20 vol% TiB2). Predobliki A in B smo nato infiltrirali s talino litega železa, nato pa še z druge strani z raztaljeno Al zlitino tako, da smo ustvarili tri-plastni kompozit lito železo - intermetalna vezna plast na osnovi AlFe ali AlTi ojačena z delci TiB2 - aluminijeva zlitina. Predobliko C smo proti-smerno infiltrirali z raztaljeno Al zlitino in nato še z druge strani z raztaljeno Mg zlitino. Iz dobljenega tri-plastnega valja smo izdelali vzorce za optično in elektronsko mikroskopijo (prečni presek tri-plastne strukture), oz. pripravili epruvete za mehanske preiskave in korozijske preiskuse.Identično je potekala tudi proti-smerna infiltracija poroznih predoblik z Al in Mg talino, pri čemer smo predobliko najprej do polovice infiltrirali s talino iz Al zlitine, ki ima višje tališče, in nato še s talino iz Mg zlitine z nižjim tališčem. Poudarek pri raziskavi je bil na preučevanju (optična mikroskopija, SEM, EDS, WDS, EBSD, TEM, XRD, meritve trdote) na faznih mejah med posameznimi plastmi (lito železo - vezna plast - aluminijeva zlitina oz. aluminijeva zlitina - vezna plast - magnezijeva zlitina) in na mejah medfaznih reakcij oz. reakcijskih produktov s poudarkom na preiskavah vmesne vezne plasti na osnovi infiltrirane predoblike ter mehanskih lastnostih (prelomna in upogibna trdnost, žilavost) tri-plastnega kompozita, zlasti vezne faze ojačene s keramičnimi delci. Infiltracija poroznih predoblik izdelanih iz delcev intermetalnih spojin in keramične ojačitve z Al oz. Mg talino je potekala spontano, pri atmosferskem tlaku. Izjema je sistem Mg2Si-TiB2, kjer infiltracija z Mg ni bila možna (najverjetneje zaradi slabe omočljivosti predoblik s talino). Pogoji infiltracije: ih pri 700-900 °C v zaščitni atmosferi Ar + 4% H2..Vzporedno z infiltracijo je prihajalo med poroznim skeletom predoblike (inifltrandom) in talino (infiltrantom) do različnih kemijskih reakcij in nastanka številnih sekundarnih faz. Izjema so predoblike na osnovi Mg2Si-TiC in Mg2Sn, kjer pri (sicer spontani ter popolni) infiltraciji vzorcev ni prihajalo do kemijskih sprememb. Sintranje (1h pri 1020-1200°: v zaš čitni atmosferi Ar + 4% H2) intermetalnih spojin pri atmosferskem pritisku je bilo uspešno le ob dodatku keramične ojačitve (TiC, TiB2). Vzorci sintrani brez keramične ojačitve so izkazovali od 10% do 15% poroznosti. Pri dodatku TiC ali TiB2 k tem spojinam pa smo uspešno dobili goste vzorce z več kot 95% teoretične gostote. Gostota infiltriranih vzorcev pa je povsod presegala 95%. Sintranje je potekalo kot reakcijsko, ob nastanku različnih sekundarnih faz. Konkretno, v sistemu Al-Ti smo ugotovili prisotnost Al2Ti4C2, Ti3AlC in AlTi2 ter prisotnost neznane Al-Ti-C faze. V sistemu Mg2Si-TiC pa je med sintranjem prihajalo do nastanka Ti3SiC2 in TiSi2 faz. Zbrani eksperimentalni rezultati v celoti potrdili raziskovalno hipotezo. Mehanske lastnosti (HV, natezna trdnost, prelomna žilavost) vzorcev kompozitov so funkcija: načina izdelave (infiltracija, sintranje),vrste matrice (kovinska, intermetalna), vrste ojačitve (keramična ojačitev, intermetalni delci), in vrste, morfologije ter deleža sekundarnih faz. Primerjava mehanskih lastnosti različnih kompozitov je pokazala, da so natezna trdnost, modul elastičnosti in trdota praviloma višji v sintranih kompozitih, prelomna žilavost pa v infiltriranih, s kontinuirno kovinsko fazo. Kompoziit infiltrirani z aluminijevimi zlitinami so imeli boljše mehanske lastnosti od neojačenih zlitin (z izjemo prelomne žilavosti); enako velja za kompozite infiltrirane z magnezijevimi zlitinami. Sintrani kompoziti pa so bili z izboljšano natezno trdnostjo in trdoto, vendar praviloma zs precej poslabšano prelomno žilavostjo. Najboljšo prelomno žilavost smo ugotovili v infiltriranem Mg-Sn-Mg2Sn kompozitu, s karakteristično mikrostrukturo sestavljeno iz zvezne Mg2Sn faze (v obliki t.i. »kitajskih črk«) prežete z Mg matriko. Vsi trije korozijski testi (metoda izgubljanja mase, potenciodinamske metode, meritev linearne polarizacijske upornosti) so potrdili, da je korozijska obstojnost v slani vodi boljša v infiltriranih in slabša v sintranih vzorcih. Med infiltrirnimi so korozijsko bolj obstojni kompozit na osnovi aluminija. Korozijsko najmanj obstojna intermetalna spojina med preučevanimi je Mg2Sn, najbolj pa AlTi, AlTi3, AlFe in AlFe3. Zato je Mg2Sn faza primerna le za ojačitev, kjer je obdana z Al ali Mg zlitino, in ne kot matrika. Mg2Si je primeren za oboje. Enako velja za AlTi, AlTi3, AlFe in AlFe3. . 4. Ocena stopnje realizacije zastavljenih raziskovalnih ciljev3 Ocenjujemo, da znaša stopnja realizacije projektno zastavljenih raziskovalnih ciljev ca. 90% ter, da smo z zbranimi eksperimentalnimi rezultati praktično v celoti realizirali raziskovalno hipotezo. Uspešno smo in v celoti sintetizirali vse predvidene intermetalne spojine (AlFe3, AlFe, Al3Fe, AlTi3, AlTi, Al3Ti, Mg2Si in Mg2Sn) ter s postopkom sintranja, infiltracije in proti-smerne infiltracije pri atmosferskem tlaku izdelali vse tri vrste kompozitov navedenih v projektni dokumentaciji: (i) kompozite z AlFe3, AlFe, Al3Fe, AlTi3, AlTi, Al3Ti, Mg2Si in Mg2Sn intermetalno matriko, diskontinuirno ojačeno s keramičnimi delci (TiC, TiB2), (ii) kompozite s kovinsko matriko iz aluminijevih ali magnezijevih zlitin, diskontinuirno ojačeno z zmesjo delcev intermetalnih spojin (AlFe3, AlFe, Al3Fe, AlTi3, AlTi, Al3Ti, Mg2Si in Mg2Sn) in TiC ali TiB2 ter (iii) makro-kompozite Al-Fe, Al-Ti in Al-Mg z vezno plastjo na osnovi intermetalnih spojin ojačenih s keramičnimi delci. Sintetizirali smo iz elementov in preučili lastnosti visokotemperaturnih spojin magnezija: kubičnega Mg2Si in heksagonalnega Mg2Sn, ter iz obeh pripravili kompozite s postopkom infiltracije ali sintranja pri atmosferskem tlaku. S spreminjanjem pogojev sinteze (temperatura, čas, morfologija vhodnih reaktantov) smo načrtno vplivali na morfologijo nastalih intermetalnih faz in lastnosti kompozitov ter tako dosegli projektno zastavljene cilje. Na vzorcih kompozitov smo v skladu s projektno dokumentacijo izvedli metalografske in mehanske preiskave ter korozijske teste. Dosegli smo tudi enega izmed ključnih aplikativnih ciljev projektne naloge - eksperimentalno potrdili možnost izdelave multifunkcionalnih kompozitnih materialov na osnovi intermetalnih spojin ojačenih s keramičnimi delci, z enostopenjskimi postopki kot so sintranje in infiltracija, primernimi za industrijsko proizvodnjo. 5. Utemeljitev morebitnih sprememb programa raziskovalnega projekta4 Sprememb programa raziskovalnega projekta ni bilo. 6. Najpomembnejši znanstveni rezultati projektne skupine5 Znanstveni rezultat 1. Naslov SLO Sintranje in karakterizacija kompozitov na osnovi TiAl3, ojačanih z delci B4C, TiC in TiB2 ANG Pressureless sintering and characterization of B4C, TiC and TiB2 particle reinforced TiAl3 matrix composites Opis SLO Z reakcijskim sintranjem smo pripravili kompozitne materiale (>95% teoretične gostote) na osnovi spojine TiAl3 ojačane z anorganskimi delci 10- 50 vol% B4C in TiC ter 10-30 vol% TiB2. Med temperaturno obdelavo vzorcev na osnovi sistemov TiAl3-B4C in TiAl3-TiC je zgoščevanje potekalo s tvorbo vmesnih faz, v sistemu TiAl3 -TiB2 pa z difuzijo tekočega Al. V vzorcih TiAl3-TiB2 z več kot 30 vol% TiB2 je takšno zgoščevanje bilo nepopolno, zato so vzorci porozni. Mehanske lastnosti (natezna trdnost pri sobni temperaturi) so najboljše v vzorcih s 50 vol% B4C in TiC. ANG Dense (>95% of theoretical density) TiAl3-based composites reinforced with 10-50 vol. % of B4C or TiC and 10-30 vol.% of TiB2 particles were successfully prepared by pressureless reaction sintering. In the case of reactive systems (TiAl3-B4C and TiAl3-TiC), densification proceeds via formation of various secondary bonding phases, whilst in non-reactive system (TiAl3-TiB2) the process seems to proceed by infiltration of molten aluminium into pores. The superior room temperature tensile properties were observed in TiAl3-B4C and TiAl3-TiCsamples with 50 vol. % of ceramic particles. Objavljeno v Kevorkijan Varužan, Škapin Srečo D., Sintranje in karakterizacija kompozitov na osnovi TiAl3, ojačanih z delci B4C, TiC in TiB2, Materiali in tehnologije 43 (2009) 3, 123-128. Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 22747943 2. Naslov SLO Reakcijsko sintranje kompozitov TiAl-TiC in Ti3Al-TiC pri atmosferskem tlaku ANG Pressureless reactive sintering of TiAl-TiC and Ti3Al-TiC composites Opis SLO Z reakcijskim sintranjem, ob dodatku Ti in Al prahu, smo pripravili goste kompozitne materiale na osnovi spojin TiAl in Ti3Al, ojačanih s TiC delci. Med sintranjem TiAl oz. Ti3Al in TiC reagirata, pri čemer nastajajo vezne sekundarne faze Al2Ti4C2 in Ti3AlC. Dodana elementa Al in Ti omogočita reakcijsko sintranje v tekoči fazi in tvorbo sekundarnih veznih faz na osnovi Ti-Al-C. Mehanske lastnosti (natezno trdnost in trdoto) smo merili pri sobni temperaturi. Izboljšanje natezne trdnosti in Vickersova trdota sta sorazmerni, raztezek pa obratno sorazmeren povečanju vsebnosti TiC v kompozitih. ANG TiAl and Ti3Al based composites reinforced with TiC particles were successfully prepared by pressureless reaction sintering. Densification was promoted by reactions between TiAl or Ti3Al and TiC leading to the formation of Al2Ti4C2 and Ti3AlC phases. The addition of Al and Ti promotes liquid reaction sintering and the formation of Ti-Al-C bonding phases. The tensile properties and Vickers hardness of composite samples were measured at room temperature. The improvement in tensile properties and Vickers hardness was found to correlate with the amount of TiC reinforcement in the matrix. Objavljeno v Kevorkijan Varužan, Škapin Srečo D., Reakcijsko sintranje kompozitov TiAl- TiC in Ti3Al-TiC pri atmosferskem tlaku, Materiali in tehnologije 43 (2009) 5, 239-244 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 758442 3. Naslov SLO Priprava in preizkušanje prototipnih kompozitov Mg2Si-Mg-TiC/TiB2 in Mg2Si-TiC/TiB2 ANG Preparation and testing of prototype Mg2Si-Mg-TiC and Mg2Si-TiC/TiB2 composites Opis SLO Kompozite Mg-Mg2Si-TiC, zgoščene do >95 % T.G., smo izdelali po postopku reakcijske infiltracije pri atmosferskem tlaku predoblik, stisnjenih iz prahov Mg2Si in TiC. Keramične kompozite Mg2Si-TiC/TiB2, zgoščene do >97 % T.G., smo izdelali z reakcijskim sintranjem pri atmosferskem tlaku tablet, stisnjenih iz prahov Mg2Si in TiC ali TiB2. Rezultati nateznega preizkusa so pokazali, da imajo kompoziti Mg-Mg2Si-TiC veliko boljše mehanske lastnosti kot magnezijeve zlitine, medtem ko vzorci Mg2Si-TiC/TiB2 združujejo visoko trdoto (9-10 GPa) in nizko specifično maso (2.2.-2.5 g/cm3). ANG Mg-Mg2Si-TiC composites with continuous magnesium matrix densified to >95 % T.D. were fabricated by pressureless reactive infiltration of performs made from Mg2Si and TiC powders. Mg2Si-TiC/TiB2 ceramic composites densified to >97 % T.D. were prepared by pressureless reactive sintering of tablets made from Mg2Si and TiC or TiB2 powders. The results have shown that Mg-Mg2Si-TiC composites are with tensile properties superior to that of conventional magnesium alloys while Mg2Si-TiC/TiB2 samples combined high hardness (9-10 GPa) and low density (2.2. -2.5 g/cm3). Objavljeno v Kevorkijan varužan, Škapin Srečo D., Priprava in preizkušanje prototipnih kompozitov Mg2Si-Mg-TiC/TiB2 in Mg2Si-TiC/TiB2, Materiali in tehnologije 43 (2009) 6, 309-313 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 23199015 4. Naslov SLO Multifunkcionalni kompoziti na osnovi intermetalnih spojin Al-Mg-Ti, ojačeni s keramičnimi delci ANG Multifunctional Aluminum-Magnesium-Titanium-Based Intermetallic Compounds Reinforced with Ceramic Particles Opis SLO Ključni razvojni izzivi predstavljeni v omenjenem delu, so: izdelava komponent iz kompozitov na osnovi intermetalnih spojin AlFe, TiAl in Mg ojačenih s keramičnimi delci s postopkom reakcijskega sintranja, izdelava tri-plastnih kompozitov Al-Fe, Al-Ti in Al-Mg z vezno plastjo na osnovi intermetalnih spojin ojačenih s keramičnimi delci, in izdelava komponent iz kompozitov na osnovi intermetalnih spojin Al-Mg-Ti s postopkom reakcijske infiltracije. Ključna novost v našem pristopu je proti-smerna infiltracija kot postopek izdelave makro-kompozitov oz. večplastnih kompozitov keramika-kovina. ANG The key development challenges include the production of composite components based on AlFe, TiAl and Mg reinforced with ceramic particles by reactive sintering; the production of the three-layer composites Al-Fe, Al-Ti and Al-Mg with a binding layer based on intermetallic alloys reinforced with ceramic particles; and the production of the composite components based on the intermetallic alloys Al-Mg-Ti with reactive infiltration. The key novelty of our approach is the reverse-flow infiltration, used as a procedure for producing macro-composites or multi-layer, ceramic-metal composites. Objavljeno v V. Kevorkijan, Multifunctional Aluminum-Magnesium-Titanium-Based Intermetallic Compounds Reinforced with Ceramic Particles, American Cearmic Society Bulletin, Vol.86, No.7, 2007, 9301-9310. Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 11593750 5. Naslov SLO Uporaba intermetalnih spojin Al-Ti in Al-Fe pri razvoju mikrostrukture in izboljšanju mehanskih lastnosti Al zlitin ANG The use of the intermetallic alloys Al-Ti and Al-Fe in the development of the microstructure and to improve the mechanical properties of Al alloys. Opis SLO Raziskali smo učinkovitost uporabe intermetalnih spojin Al-Ti in Al-Fe pri razvoju mikrostrukture in izboljšanju mehanskih lastnosti Al zlitin. Ugotovili smo, da imajo Al-Ti in Al-Fe vključki velik vpliv na rast Al zrn in omogočajo proizvodnjo Al zlitin z bolj uniformno in finozrnato mikrostrukturo, kar tudi občutno izboljša mehanske lastnosti. ANG We studied the efficiency of using the intermetallic alloys Al-Ti and Al-Fe in the development of the microstructure and to improve the mechanical properties of the Al alloys. We found that the Al-Ti and Al-Fe inserts have a large influence on the growth of the Al grains, allowing the production of Al alloys with a more uniform and fine-grained microstructure, which also significantly improves the mechanical properties. Objavljeno v I. Naglič, A. Smolej, M. Doberšek, Remelting of aluminium with the addition of AlTi5B1 and AlTi3C0,15 grain refiners, Metalurgija (Sisak), 2008, 47, 2, 115-118. Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 673962 7. Najpomembnejši družbeno-ekonomsko relevantni rezultati projektne skupine6 Družbeno-ekonomsko relevantni rezultat 1. Naslov SLO Sinteza in karakterizacija intermetalnih spojin in kompozitov na osnovi TiAl, Ti3Al in TiAl3 ojačenih s keramičnimi delci ANG Sinthesys and characterization of intermetalic compounds and composites based on TiAl, Ti3Al in TiAl3 reinforced with ceramic particles Opis SLO Osvojili smo postopek priprave vhodnih prahov (TiAl, Ti3Al in TiAl3) iz elementov ter v nadaljevanju razvili postopek sintranja kompozitov z matrico na osnovi TiAl, Ti3Al in TiAl3 ojačano s keramičnimi delci pri atmosferskem tlaku. Postopek, ki je precejšnja novost, omogoča enostavno in poceni pripravo gosto sintranih (>95% T.G.) vzorcev z 10-50 vol.% keramične ojačitve. Sintrani kompoziti imajo veliko večjo natezno trdnost, modul elastičnost in mikrotrdoto v primerjavi z infiltriranimi. Obratno je pri prelomni žilavosti, ki je večja v infiltriranih vzorcih kompozitov. ANG We mastered the procedure for preparing the TiAl, Ti3Al and TiAl3 powders from the elements and later developed the procedure for sintering composites with a matrix based on TiAl, Ti3Al and TiAl3 reinforced with ceramic particles under atmospheric pressure. The procedure is highly innovative, allowing a simple and cheap preparation of densely sintered (>95% T.G.) samples with 10-50 vol. % of ceramic reinforcement. The sintered composites have better tensile properties and an increased microhardness. However, the fracture toughness is greater in the case of the infiltrated composite samples. Šifra F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin Objavljeno v Kevorkijan Varužan, Škapin Srečo D., Fabrication and characterization of TiAl/Ti3Al-based intermetallic composites (IMCs) reinforced with ceramic particles, Arch. Mater. Sci. Eng., 2008, vol. 29, no.4, 168-183. Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 13436950 2. Naslov SLO Sinteza in karakterizacija spojine Mg2Si in različnih kompozitov na osnovi Mg2Si izdelanih s sintranjem in infiltracijo pri atmosferskem tlaku ANG The synthesis and characterisation of the Mg2Si alloy and the composites based on Mg2Si produced by pressureless sintering and infiltration. Opis SLO Razvili smo postopek pridobivanja spojine Mg2Si iz elementov, primeren za pilotsko oz. industrijsko proizvodnjo. Iz izdelanih Mg2Si prahov smo pripravili dve vrsti kompozitov: (1) Mg2Si-TiC oz. Mg2Si-TiB2 in (2) kompozite z matriko na osnovi Mg, diskontinuirno ojačane z Mg2Si in TiC delci. Kompozite z Mg2Si matriko smo izdelali s sintranjem pri atmosferskem tlaku, kompozite z Mg matriko pa z infiltracijo. Ugotovili smo, da sintrani kompoziti zagotavljajo visoko trdnost in trdoto, infiltrirani kompoziti pa izboljšano prelomno žilavost. ANG We developed a procedure for obtaining the Mg2Si alloy from elements appropriate for either pilot or industrial production. We prepared two types of composites from the produced Mg2Si powders: (1) Mg2Si-TiC or Mg2Si-TiB2 and (2) the composites with an Mg-based matrix discontinuously reinforced with Mg2Si and TiC particles. We produced composites with an Mg2Si matrix with sintering under atmospheric pressure and composites with an Mg matrix using infiltration. The sintered composites ensure high strength and hardness, while the infiltrated have an improved fracture toughness. Šifra F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin Objavljeno v Kevorkijan Varužan, Development of Mg2Si-Mg-TiC and Mg2Si-TiC/TiB2 composites for lightweight apllications, Aluminium 2009, vol. 85, 12, 53-58 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 13648150 3. Naslov SLO Sinteza in karakterizacija spojine Mg2Sn in različnih kompozitov na osnovi Mg2Sn izdelanih s sintranjem in infiltracijo pri atmosferskem tlaku ANG The synthesis and characterisation of the Mg2Sn alloy and the composites based on Mg2Sn produced with pressureless sintering and infiltration. Opis SLO Eksperimentalno smo potrdili, da je postopek sinteze iz elementov, ki smo ga uspešno uporabili za pripravo številnih drugih binarnih intermetalnih spojin učinkovit tudi za pripravo spojine Mg2Sn. V primeru sinteze Mg2Sn je bilo možno s prebitkom magnezija nivo nečistoč v spojini znižati pod 0.2%. Tudi v tem primeru se je izkazalo, da je s spreminjanjem vrste matrike (Mg2Sn v sintranih in Mg ali Al v infiltriranih) možno v precejšnji meri vplivati na kombinacijo mehanskih lastnosti, s spreminjanjem sestave in deleža diskontinuirne ojačitve pa na posamezne lastnosti v kombinaciji. ANG Experiments approved that the synthesis from elements, successfully applied for the preparation of some other binary intermetallic alloys, is also effective for the preparation of the Mg2Sn alloy. In addition, with a surplus of magnesium, the reduction of the level of impurities to below 0.2% was achieved. Finally, the mechanical properties of sintered and infiltrated composites were successfully tailored by changing the type of the matrix (Mg2Sn in the sintered samples, and Mg or Al in the infiltrated samples), as well as the volume fraction and morphology of the discontinuous reinforcement. Šifra F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin Objavljeno v Kevorkijan Varužan, Škapin Srečo D., Sinteza in karakterizacija kompozitov na osnovi intermetalnih spojin FE-Al, Ti-Al, Mg-Si in Mg-Sn ojačanih s keramičnimi delci. V: Jenko Monika (ur.). 17. konferenca o materialih in tehnologijah, 16-18. november 2009, Pororož. Program in knjiga povzetkov, 2009,66. Tipologija 1.12 Objavljeni povzetek znanstvenega prispevka na konferenci COBISS.SI-ID 13605142 4. Naslov SLO Razvoj cenovnega postopka sintranja titan-aluminidnih kompozitov, ojačenih s keramičnimi delci ANG Development of cost effective sintering procedure for titanium aluminide composites reinforced with ceramic particles Opis SLO Razvili smo postopek sintranja titan-aluminidnih kompozitov ojačenih s keramičnimi delci, ki omogoča pripravo gosto sintranih vzorcev pri atmosferskem tlaku, kar je precejšnja tehnološka novost, ki bo omogočila industrijsko proizvodnjo teh materialov. ANG We developed a procedure for sintering titanium-aluminium composites reinforced with ceramic particles, allowing the preparation of thickly sintered samples under atmospheric pressure. This procedure is a significant technological innovation that will allow industrial production of these materials. Šifra F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin Objavljeno v Kevorkijan Varužan, Pressureless sintering of dense titanium aluminide based composites reinforced with ceramic particles, Aluminium, 2009, vol. 85, 4, 82-86. Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 13353238 5. Naslov SLO Priprava in karakterizacija prototipnih Mg2Si-TiC in Mg2Si-TiB2 kompozitov ANG Synthesis and characterisation of prototype Mg2Si-TiC and Mg2Si-TiB2 composites Opis SLO V delu opisujemo pripravo in karakterizacijo Mg2Si-TiC in Mg2Si-TiB2 kompozitov s poudarkom na razvoju metod infiltracije in sintranja pri atmosferskem pritisku, študiju mikrostrukture in njenem vplivu na izboljšanje mehanskih lastnosti (natezni preizkus, prelomna žilavost, trdota) na nivoju prototipnih vzorcev. ANG In the report we describe the preparation and characterisation of the Mg2Si- TiC and Mg2Si-TiB2 composites, emphasizing the development of the methods for infiltration and sintering under atmospheric pressure, the study of the microstructure and its influence on the improved mechanical properties (tensile test, resistance to fracture, hardness) at the level of prototype samples. Šifra F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin Objavljeno v Kevorkijan Varužan, Pressureless reaction sintering and testing of prototype Mg2Si-TiC and Mg2Si-TiB2 composites, Metall (Berl. West), 2009, 63, 9, 233-236 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 13607958 8. Drugi pomembni rezultati projetne skupine7 Del rezultatov tretjega leta izvajanja projekta s področja sinteze in karakterizacije spojine Mg2Sn in različnih kompozitov na osnovi Mg2Sn so večinoma še v postopku objave (trije izvirni znanstveni članki). Zato jih navajamo kot druge pomembne rezultate projektne skupine. Iz Mg2Sn, ki smo ga sintetizirali iz elementov ter zmleli v prah s povprečno velikostjo delcev pod 5^m, smo izdelali različne vrste kompozitov: (i) Mg2Sn-TiC in Mg2Sn-TiB2, (ii) Mg-Mg2Sn in Al-Mg2Sn, ter (iii) Mg-Mg2Sn-TiC, Mg-Mg2Sn-TiB2, Al-Mg2Sn-TiC in Al-Mg2Sn-TiB2. Kompozite Mg2Sn-TiC in Mg2Sn-TiB2 smo izdelali z sintranjem pri atmosferskem tlaku, vse ostale pa z infiltracijo poroznih predoblik z Mg oz Al talino. S spreminjanjem vrste matrike (Mg2Sn v sintranih in Mg ali Al v infiltriranih) je bilo možno vplivati na kombinacijo mehanskih lastnosti, s spreminjanjem sestave in deleža diskontinuirne ojačitve pa na posamezne lastnosti v kombinaciji. Ugotovili smo, da so v primeru Mg-Mg2Sn in Mg-Mg2Sn-TiC ter Mg-Mg2Sn-TiB2 ti vplivi najizrazitejši in sicer zaradi razvoja značilne morfologije Mg2Sn faze v stiku z Mg. Mg2Sn v Mg matriki preide v zvezno linijsko fazo, ki spominja na kitajsko pisavo, zato omenjeno morfološko značilnost Mg2Sn tudi imenujejo »the Chinese script«. Medsebojna prepletenost linijskega Mg2Sn z Mg matrike privede do znatnega izboljšanja prelomne žilavosti, ob istočasnem izboljšanju trdnosti in trdote, zlasti v vzorcih ojačanih s TiC ali TiB2. Za razliko od tega, v Al matriki ne prihaja do spreminjanja morfologije Mg2Sn in zato tudi ne do izboljšanja prelomne žilavosti teh kompozitov. Sintrani Mg2Sn-TiC in Mg2Sn-TiB2 kompoziti so, podobno kot v primeru Mg2Si, imeli višjo trdnost in trdoto kot pa infiltrirani Mg-Mg2Sn, Al-Mg2Sn, Mg-Mg2Sn-TiC, Mg-Mg2Sn-TiB2, Al- Mg2Sn-TiC in Al-Mg2Sn-TiB2. Obratno pa velja za prelomno žilavost in raztezek, ki sta pa bili boljši v infiltriranih vzorcih kompozitov. 9. Pomen raziskovalnih rezultatov projektne skupine- 9.1. Pomen za razvoj znanosti9 SLO_ Med najpomembnejše rezultate projekta vsekakor sodi razvoj postopkov sintranja kompozitov izdelanih iz zmesi prahov intermetalnih spojin Al-Fe (AlFe3, AlFe, Al3Fe), Al-Ti (AlTi3, AlTi, Al3Ti), MgSi in Mg2Sn in keramičnih prahov (TiC, TiB2) pri atmosferskem tlaku. V literaturi so zaenkrat poročali o pripravi tovrstnih kompozitov le s postopkom vročega stiskanja, kar je s stališča industrijske uporabe drago ter s precejšnjimi omejitvami glede geometrije in produktivnosti. Uspešno sintranje Mg2Si in Mg2Sn pri atmosferskem tlaku z dodatkom TiC in TiB2 pa sodi med povsem nove razvojne dosežke, ki odpirajo možnost priprave sestavljenih materialov z novimi kombinacijami lastnosti (zlasti v primeru Mg2Si) kot so npr. povečana natezna trdnost in prelomna žilavost pri sobni in povišani temperaturi. Drug pomemben prispevek je razvoj lastnosti kompozitov na osnovi intermetalnih spojin Al-Fe, Al-Ti, Mg2Si in Mg2Sn, ki smo ga dosegli z načrtnim spreminjanjem njihove zgradbe ter sestave. Zgradbo kompozitov smo spreminjali tako, da smo enkrat kot matrico uporabili sintrane intermetalne spojine, ki smo jih ojačili s keramičnimi delci; drugič pa različne Al in Mg zlitine, ki smo jih ojačili z zmesjo delcev intermetalnih spojin ter TiC oz. TiB2. V obeh primerih smo izhajali iz podobnih sestav, le da smo prvič stisnjene tablete sintrali, drugič pa jih infiltrirali z Al oz. Mg talino. Na ta način smo izdelali številne vzorce gosto sintranih kompozitov z intermetalno matrico (IMC), diskontinuirno ojačeno s keramičnimi delci (TiC, TiB2) ter kompozitov s kovinsko matrico (MMC), diskontinuirno ojačeno z zmesjo delcev intermetalnih spojin in TiC oz. TiB2. Tako zagotovljena makro in mikrostrukturna raznolikost vzorcev nam je v nadaljevanju omogočila sistematično preučevanje vpliva spreminjanja zgradbe in sestave kompozitov na izbrane mehanske lastnosti (natezna trdnost, modlu elastičnosti, raztezek, mikrotrdota, prelomna žilavost) ter načrtovanje optimalnih kombinacij lastnosti (npr. natezne trdnosti in prelomne žilavosti) sestavljenih materialov. Med pomembnejše projektne dosežke prištevamo tudi uspešno sintezo prahov intermetalnih spojin Al-Fe (AlFe3, AlFe, Al3Fe), Al-Ti (AlTi3, AlTi, Al3Ti), MgSi in Mg2Sn. Omenjene spojine smo uspešno sintetizirati iz elementov z največ 3-5% stranskih produktov (neželenih faz ali ne reagiranih reaktantov). Skupino t.i. "linijskih" spojin (kot so npr. Al3Fe, Al3Ti, Mg2Si, Mg2Sn) nam je uspelo pripraviti s celo manj kot 1% stranskih produktov (neželenih faz ali ne reagiranih reaktantov). Morfologijo delcev smo uspešno spreminjali z mletjem. ANG The most important results of the project certainly include the development of the procedures for sintering the composites made from a mixture of powders of the intermetallic alloys Al-Fe (AlFe3, AlFe, Al3Fe), Al-Ti (AlTi3, AlTi, Al3Ti), MgSi and Mg2Sn, and the ceramic powders (TiC, TiB2) under atmospheric pressure. So far the reference literature has only reported on the preparation of such composites by using the procedure of hot pressing, which is expensive with regard to industrial use and limited with respect to geometry and productivity. However, the successful sintering of Mg2Si and Mg2Sn under atmospheric pressure with the additives TiC and TiB2 is a completely new development, making it possible to prepare composite materials with new property combinations (especially in the case of Mg2Si) such as an increased tensile strength and resistance to fracture at room temperature or elevated temperatures. Another important contribution is the development of the properties of the composites based on the intermetallic alloys Al-Fe, Al-Ti, Mg2Si and Mg2Sn that we achieved by a well-planned altering of their structure and composition. We first altered the structure of the composites by using sintered intermetallic alloys reinforced with ceramic particles as the matrix, and later by using different Al and Mg alloys reinforced with a mixture of intermetallic-alloy particles and with TiC or TiB2. Both cases were based on a similar composition; however, in the first case we sintered pressed tablets and in the second case we infiltrated them with an Al or Mg melt. In this way we made numerous samples of densely sintered composites with an intermetallic matrix (IMC) discontinuously reinforced with ceramic particles (TiC, TiB2), and the composites with a metal matrix (MMC) discontinuously reinforced with a mixture of intermetallic-alloy particles and with TiC or TiB2. Such diversity of macro- and microstructures of the samples later allowed us to systematically study the effects of the altered structure and composition of the compounds on the chosen mechanical properties (tensile strength, elasticity modulus, elongation, micro-hardness, resistance to fracture) and to plan optimum property combinations (e.g., tensile strength and resistance to fracture) of the composite materials. Another of the important project results was the successful synthesis of powders of the intermetallic alloys Al-Fe (AlFe3, AlFe, Al3Fe), Al-Ti (AlTi3, AlTi, Al3Ti), MgSi and Mg2Sn. We successfully synthesised these alloys by using the elements with 3-5% of side products at the most (unwanted phases or unreacted reactants). We managed to prepare a group of so-called line compounds (such as Al3Fe, Al3Ti, Mg2Si, Mg2Sn) with even less than 1% of side products (unwanted phases or unreacted reactants). We successfully altered the morphology of the particles by milling. 9.2. Pomen za razvoj Slovenije10 SLO_ Železovi aluminidi (AlFe, Al3Fe, AlFe3), titanovi aluminidi (TiAl, Ti3Al, TiAl3) in izbrane intermetalne spojine magnezija (Mg2Si in Mg2Sn) ojačani s keramičnimi delci sodijo v zelo perspektivno skupino sodobnih inženirskih materialov primernih za najrazličnejše aplikacije. Komercialna uporabnost teh kompozitnih materialov, kjer tvorijo intermetalne spojine matrico ojačeno s keramičnimi delci ali nastopajo kot diskontinuirna ojačitev v kovinski matrici na osnovi Al in Mg zlitin, je odvisna predvsem od razvoja praktične in zadosti konkurenčne metode njihove priprave in načrtnega doseganja izbranih lastnosti in kombinacij lastnosti, ki jih drugi materiali ne zagotavljajo pod konkurenčnimi pogoji. Zato ocenjujemo, da projektni rezultati prispevajo k praktični uporabi multifunkcionalnih kompozitov na osnovi intermetalnih spojin v industriji, predvsem skozi uspešen razvoj ustreznih postopkov izdelave končnih produktov (sintranje in infiltracija pri atmosferskem tlaku), ki v enem koraku poskrbijo za doseganje načrtovanih lastnosti in želene geometrije izdelka. Osvojena znanja so na razpolago za krepitev konkurenčnost slovenskih podjetij s področja proizvodnje in predelave lahkih kovinskih in kompozitinih materialov: pri razvoju novih, visoko konkurenčnih Mg in Al zlitin, predvsem za nadomeščanje najdražjih vrst legirnih elementov (redke zemlje) z intermetlnimi fazami kot so Mg2Si in Mg2Sn in pri razvoju zlitin s posebnimi lastnostmi za najzahtevnejše tržne niše (strojegradnja, letalstvo, vojaška industrija); pri razvoju novih vrst lahkih kompozitov z intermetalno matrico; pri razvoju novih lahkih materialov (Mg2Si, delno tudi Mg2Sn); pri razvoju novih aplikacij za odpadni aluminij nižjega kakovostnega razreda, onesnažen z visoko vsebnostjo železa (za pripravo Al-Fe spojin); razvoju novih znanj, predvsem s področja razvoja mikrostrukture sestavljenih materialov ter vpliva zgradbe in sestave kompozitov na njihove mehanske lastnosti. Nadaljnja uporabnost je pri razvoju gnetnih magnezijevih in aluminijevih zlitin odpornih proti lezenju pri povišanih temperaturah. Kompoziti na osnovi intermetalnih magnezijevih zlitin ojačenih s keramičnimi delci bi lahko bili tudi zelo zanimiv material za transportno industrijo, zlasti zato, ker so raziskave potrdile, da je končne izdelke na osnovi teh materialov možno izdelati v eni sami proizvodni operaciji (reakcijsko sintranje oz. reakcijska infiltracija).. ANG_ Iron aluminides (AlFe, Al3Fe, AlFe3), titanium aluminides (TiAl, Ti3Al, TiAl3) and the selected intermetallic magnesium alloys (Mg2Si in Mg2Sn) reinforced with ceramic particles are considered to be very promising modern engineering materials suitable for various applications. The commercial applicability of these composite materials, where intermetallic alloys form a matrix reinforced with ceramic particles, or form a discontinuous reinforcement of the metal matrix based on Al or Mg alloys, depends mainly on the development of a method that should be practical and competitive enough to allow us to prepare the concerned materials and plan the formation of the selected properties and property combinations that other materials cannot exhibit under competitive conditions. For this reason we believe that the project results contribute towards a practical use of multi- functional composites based on intermetallic alloys in the industry, mainly through a successful development of the appropriate procedures for producing end products (sintering and infiltration under atmospheric pressure) allowing both the expected properties and the desired geometry of a product. The acquired knowledge is available to the Slovenian companies that wish to increase their competitiveness in the area of producing and processing light metallic materials and composite materials - more precisely for the following purposes: developing new, highly competitive Mg and Al alloys mainly to replace the most expensive types of alloying elements (rare earths) with intermetallic phases such as Mg2Si and Mg2Sn, and developing alloys with specific properties for the most demanding market niches (machine manufacturing, aviation, military industry); developing new types of light composites with an intermetallic matrix; developing new light materials (Mg2Si and partly Mg2Sn); developing new applications for low-quality waste aluminium contaminated with a high-level iron content (for the preparation of Al-Fe alloys); developing new skills, mainly with respect to the microstructure of composite materials and the influence of the composites' composition and structure on their mechanical properties. Our project achievements can find further use in the development of easily mouldable Mg and Al alloys resistant to deformation at increased temperature. The composites based on intermetallic Mg alloys reinforced with ceramic particles can also be interesting for the transport industry, especially as the research has proved that the end products based on these materials can be produced in a single production operation (reactive sintering or reactive infiltration). 10. Samo za aplikativne projekte! Označite, katerega od navedenih ciljev ste si zastavili pri aplikativnem projektu, katere konkretne rezultate ste dosegli in v kakšni meri so doseženi rezultati uporabljeni Cilj F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin Zastavljen cilj €>DA ONE Rezultat Dosežen 6 Uporaba rezultatov 1 Uporabljen bo v naslednjih 3 letih 6 F.02 Pridobitev novih znanstvenih spoznanj Zastavljen cilj €>da NE Rezultat I Dosežen 6 Uporaba rezultatov 1 Uporabljen bo v naslednjih 3 letih 6 F.03 Večja usposobljenost raziskovalno-razvojnega osebja Zastavljen cilj ©DA NE Rezultat Dosežen 6 Uporaba rezultatov Delno 6 F.04 Dvig tehnološke ravni Zastavljen cilj ;©DA NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih 6 Uporaba rezultatov 1 Delno 6 F.05 Sposobnost za začetek novega tehnološkega razvoja Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih 6 Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih 6 F.06 Razvoj novega izdelka Zastavljen cilj da One Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih 6 Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih 6 F.07 Izboljšanje obstoječega izdelka Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 Dosežen 6 Uporaba rezultatov 1 Delno 6 F.08 Razvoj in izdelava prototipa Zastavljen cilj DA NE Rezultat 1 Dosežen bo v naslednjih 3 letih 6 Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih 6 F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj da One Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih 6 Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih 6 F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj da One Rezultat 6 Uporaba rezultatov I 6 F.11 Razvoj nove storitve Zastavljen cilj DA J NE Rezultat 1 Dosežen bo v naslednjih 3 letih 6 Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih 6 F.12 Izboljšanje obstoječe storitve Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih 6 Uporaba rezultatov Uporabljen bo v naslednjih 3 letih 6 F.13 Razvoj novih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj da One Rezultat Dosežen 6 Uporaba rezultatov 1 Delno 6 F.14 Izboljšanje obstoječih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj DA ©NE Rezultat 6 Uporaba rezultatov 1 6 F.15 Razvoj novega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj da One Rezultat 1 6 Uporaba rezultatov 1 6 F.16 Izboljšanje obstoječega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj da One Rezultat 6 Uporaba rezultatov 6 F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso Zastavljen cilj da One Rezultat 6 Uporaba rezultatov 6 F.18 Posredovanje novih znanj neposrednim uporabnikom (seminarji, forumi, konference) Zastavljen cilj da One Rezultat 6 Uporaba rezultatov 6 F.19 Znanje, ki vodi k ustanovitvi novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj DA NE Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih 6 Uporaba rezultatov 1V celoti 6 F.20 Ustanovitev novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj DA J NE Rezultat 1 Dosežen bo v naslednjih 3 letih 6 Uporaba rezultatov 1 Delno 6 F.21 Razvoj novih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj da One Rezultat 6 Uporaba rezultatov 6 F.22 Izboljšanje obstoječih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj da One Rezultat 6 Uporaba rezultatov 6 F.23 Razvoj novih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj da One Rezultat 1 6 Uporaba rezultatov 1 6 F.24 Izboljšanje obstoječih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj da One Rezultat 1 6 Uporaba rezultatov 1 6 F.25 Razvoj novih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj oJ da One Rezultat 1 6 Uporaba rezultatov 6 F.26 Izboljšanje obstoječih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj da One Rezultat 6 Uporaba rezultatov 6 F.27 Prispevek k ohranjanju/varovanje naravne in kulturne dediščine Zastavljen cilj Oda One Rezultat 6 Uporaba rezultatov 1 6 F.28 Priprava/organizacija razstave Zastavljen cilj da One Rezultat 1 6 Uporaba rezultatov 6 F.29 Prispevek k razvoju nacionalne kulturne identitete Zastavljen cilj Oda One Rezultat 6 Uporaba rezultatov 6 F.30 Strokovna ocena stanja Zastavljen cilj da One Rezultat 6 Uporaba rezultatov 1 6 F.31 Razvoj standardov Zastavljen cilj da One Rezultat 1 6 Uporaba rezultatov 1 6 F.32 Mednarodni patent Zastavljen cilj oJ da One Rezultat 6 Uporaba rezultatov 6 F.33 Patent v Sloveniji Zastavljen cilj DA O NE Rezultat 6 Uporaba rezultatov 1 6 F.34 Svetovalna dejavnost Zastavljen cilj da One Rezultat i 6 Uporaba rezultatov i 6 F.35 Drugo Zastavljen cilj oJ da One Rezultat 6 Uporaba rezultatov 6 Komentar Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin s področja priprave in karakterizacije kompozitnih materialov z matrico na osnovi intermetalnih spojin aluminija, magnezija in titana, ki je bila zastavljena kot cilj je v celoti dosežena. Enako velja za pridobitev novih znanstvenih spoznanj, ki so objavljena v mednarodnih revijah-rezultati 3. lete projekta (priprava in karakterizacija kompoziotv na osnovi Mg2Sn) pa bodo objavljeni v l. 2010-2011 (en članek je že sprejet v objavo, ostali so v postopku recenzije). Uspešna realizacija projekta je zagotovila sposobnost za začetek novega tehnološkega razvoja na področju vlečenih in stiskanih polizdelkov za posebne namene. Razvoj teh novih izdelkov ter razvoj in izdelava prototipov bodo zaključeni predvidoma v naslednjih treh letih. Pri razvoju novih znanj s področja projektne naloge smo že od začetka načrtovali vključitev teh dosežkov in znanj v dejavnost novega podjetja ("spin off"). Impol je v ta namen že l. 2006 ustanovil novo podjetje Impol R in R d.o.o. ter sodeloval kot soustanovitelj podjetja Alureg-PIN d.o.o. - podjetniškega inkubatorja za lahke kovinske in kompozitne materiale. Projekt je v tem smislu prispeval prestižna nova znanja, ki vodijo k ustanovitvi novega podjetja specializiranega za proizvodnjo lahkih kompozitnih materialov. Vodja raziskovalnega projekta (dr. Varužan Kevorkijan) je aktualni direktor Impol R in R in Alureg-PIN (funkcijo opravlja zaenkrat nepoklicno-zaradi statusa zasebnega raziskovalca). 11. Samo za aplikativne projekte! Označite potencialne vplive oziroma učinke vaših rezultatov na navedena področja Vpliv Ni vpliva Majhen vpliv Srednji vpliv Velik vpliv G.01 Razvoj visoko-šolskega izobraževanja G.01.01. Razvoj dodiplomskega izobraževanja O O o o G.01.02. Razvoj podiplomskega izobraževanja O o o o G.01.03. Drugo: o o o o G.02 Gospodarski razvoj G.02.01 Razširitev ponudbe novih izdelkov/storitev na trgu O O O © G.02.02. Širitev obstoječih trgov o o (*> o G.02.03. Znižanje stroškov proizvodnje o o o o G.02.04. Zmanjšanje porabe materialov in energije O o O o G.02.05. Razširitev področja dejavnosti o o o G.02.06. Večja konkurenčna sposobnost O o o © G.02.07. Večji delež izvoza o o o G.02.08. Povečanje dobička o o o G.02.09. Nova delovna mesta o ® o o G.02.10. Dvig izobrazbene strukture zaposlenih O O O G.02.11. Nov investicijski zagon o o o G.02.12. Drugo: o o o o G.03 Tehnološki razvoj G.03.01. Tehnološka razširitev/posodobitev dejavnosti O O O G.03.02. Tehnološko prestrukturiranje dejavnosti O O O G.03.03. Uvajanje novih tehnologij o o o G.03.04. Drugo: o o o o G.04 Družbeni razvoj G.04.01 Dvig kvalitete življenja o ® o o G.04.02. Izboljšanje vodenja in upravljanja © o o o G.04.03. Izboljšanje delovanja administracije in javne uprave © O O O G.04.04. Razvoj socialnih dejavnosti © o o o G.04.05. Razvoj civilne družbe © o o o G.04.06. Drugo: o o o o G.05. Ohranjanje in razvoj nacionalne naravne in kulturne dediščine in identitete © O O O G.06. Varovanje okolja in trajnostni razvoj O O ® O G.07 Razvoj družbene infrastrukture G.07.01. Informacijsko-komunikacijska infrastruktura © O O O G.07.02. Prometna infrastruktura © o o o G.07.03. Energetska infrastruktura © o o o G.07.04. Drugo: o o o o G.08. Varovanje zdravja in razvoj zdravstvenega varstva © O O O G.09. Drugo: o o o o Komentar Rezultati projekta imajo velik potencialni vpliv na področje gospodarskega razvoja: na razširitev Impolove ponudbe novih izdelkov/storitev na trgu in širitev obstoječih trgov, področja dejavnosti, konkurenčne sposobnosti, deleža izvoza in povečanje dobička. Veliko vplivajo tudi na tehnološki razvoj: tehnološko razširitev/posodobitev Impol-ove dejavnosti in uvajanje novih tehnologij. Ne vplivajo pa v v veliki meri na razvoj visokošolskega izobraževanja, čeprav, po uspešno zaključenem projektu, v novonastalih podjetjih Impol R in R in Alureg-PIN že načrtujemo angažiranje mladih raziskovalcev prav za področje kompozitov. Vpliv rezultatov na ostalih področjih je majhen. 12. Pomen raziskovanja za sofinancerje, navedene v 2. točki11 1. Sofinancer IMPOL, industrija metalnih polizdelkov d.o. o. Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: 52.410,00 EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: 25,00 % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. Reakcijsko sintranje kompozitov TiAl-TiC in Ti3Al-TiC pri atmosferskem tlaku, Matriali in tehnologije 43(2009) 5, 239- 244. A.01 2. Priprava in preizkušanje prototipnih kompozitov Mg2Si-Mg- TiC/TiB2 in Mg2Si-TiC/TiB2, Materiali in tehnlogije 43(2009) 6, 309-313 A.01 3. Sinteza in karakterizacija intermetalnih spojin in kompozitov na osnovi TiAl, Ti3Al in TiAl3 izdelnih s postpkom sintranja in inflitracije pri atmosferskem tlaku, Aluminium, 2009, vol. 85, 4, 82-86. F.01 4. Sinteza in karakterizacija spojine Mg2Si in različnih kompozitov na osnovi Mg2Si izdelanih s postokom sintranja in infiltracije pri atmosferskem tlaku, Aluminium 2009, vol. 85, 12, 53-58. F.01 5. Sinteza in karakterizacija kompozitov na osnovi Mg2Sn V: Jenko Monika (ur.). 17. konferenca o materialih in tehnologijah, 16-18. november 2009, Portorož. Program in knjiga povzetkov, 2009, 66. F.01 Komentar Mnenje Impol d.d.-sofinancerja projekta L2-9308 je v celoti pozitivno. Ocenjujemo, da so bili doseženi vsi pogodbeno določeni cilji, pri čemer so nekateri cilji bili celo preseženi. Sprememb programa raziskovalnega projekta ni bilo. Pridobljena nova znanja so dokazljivo objavljiva v mednarodnih revijah, kar potrjujejo letošnje objave rezultatov izvajanja projektnih aktivnosti. Sofinancer je sicer, kot zasebno podjetje, veliko bolj zainteresiran za aplikacijo kot za objave. Rezulate 3. leta izvajanja projekta smo že poslali v objavo in bodo objavljena predvidoma v l. 2010. Ocena Rezultati projekta imajo velik potencialen pomen za sofiancersko organizacijo. Imol se vse bolj usmerja v dodelavo polizdelkov s katero želi pridobiti nove kupce in, skupaj s povečanim tržnim deležem v transportnem segmentu - zlasti letalski industriji, zagotoviti svojim izdelkom višjo dodano vrednost. Kompozitni materiali, ki smo jih razvili in preučevali v tem projektu, so potenacilano zelo zanimivi za tovrstne aplikacije. Zato bo Impol v nadaljevanju, skupaj s sodelavci na projektu, preučil možnost uporabe multifunkcionalnih kompozitov na osnovi intermetalnih spojin Al-Mg-Ti v tovrstnih novih proizvodnih programih namenjenih predvsem tržnim nišam in specializiranim kupcem s posebnimi zahtevami, kjer bi Impol rad vse bolj nastopal kot razvojni dobavitelj izdelkov z višjo dodano vrednostjo. 2. Sofinancer Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. 2. 3. 4. Komentar Ocena 3. Sofinancer Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 5 1 2 3 4. 5. Komentar Ocena C. IZJAVE Podpisani izjavljam/o, da: • so vsi podatki, ki jih navajamo v poročilu, resnični in točni • se strinjamo z obdelavo podatkov v skladu z zakonodajo o varstvu osebnih podatkov za potrebe ocenjevanja, za objavo 6., 7. in 8. točke na spletni strani http://sicris.izum.si/ ter obdelavo teh podatkov za evidence ARRS • so vsi podatki v obrazcu v elektronski obliki identični podatkom v obrazcu v pisni obliki • so z vsebino zaključnega poročila seznanjeni in se strinjajo vsi soizvajalci projekta Podpisi: Varužan Kevorkijan in podpis vodje raziskovalnega projekta zastopnik oz. pooblaščena oseba RO Kraj in datum: Maribor 6.4.2010 Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2010-1/23 1 Samo za aplikativne projekte. Nazaj 2 Napišite kratko vsebinsko poročilo, kjer boste predstavili raziskovalno hipotezo in opis raziskovanja. Navedite ključne ugotovitve, znanstvena spoznanja ter rezultate in učinke raziskovalnega projekta. Največ 18.000 znakov vključno s presledki (približno tri strani, velikosti pisave 11). Nazaj 3 Realizacija raziskovalne hipoteze. Največ 3.000 znakov vključno s presledki (približno pol strani, velikosti pisave 11). Nazaj 4 Samo v primeru bistvenih odstopanj in sprememb od predvidenega programa raziskovalnega projekta, kot je bil zapisan v predlogu raziskovalnega projekta. Največ 3.000 znakov vključno s presledki (približno pol strani, velikosti pisave 11). Nazaj 5 Navedite največ pet najpomembnejših znanstvenih rezultatov projektne skupine, ki so nastali v času trajanja projekta v okviru raziskovalnega projekta, ki je predmet poročanja. Za vsak rezultat navedite naslov v slovenskem in angleškem jeziku (največ 150 znakov vključno s presledki), rezultat opišite (največ 600 znakov vključno s presledki) v slovenskem in angleškem jeziku, navedite, kje je objavljen (največ 500 znakov vključno s presledki), izberite ustrezno šifro tipa objave po Tipologiji dokumentov/del za vodenje bibliografij v sistemu COBISS ter napišite ustrezno COBISS.SI-ID številko bibliografske enote. Navedeni rezultati bodo objavljeni na spletni strani http://sicris.izum.si/. PRIMER (v slovenskem jeziku): Naslov: Regulacija delovanja beta-2 integrinskih receptorjev s katepsinom X; Opis: Cisteinske proteaze imajo pomembno vlogo pri nastanku in napredovanju raka. Zadnje študije kažejo njihovo povezanost s procesi celičnega signaliziranja in imunskega odziva. V tem znanstvenem članku smo prvi dokazali... (največ 600 znakov vključno s presledki) Objavljeno v: OBERMAJER, N., PREMZL, A., ZAVAŠNIK-BERGANT, T., TURK, B., KOS, J.. Carboxypeptidase cathepsin X mediates ß2 - integrin dependent adhesion of differentiated U-937 cells. Exp. Cell Res., 2006, 312, 2515-2527, JCR IF (2005): 4.148 Tipopologija: 1.01 - Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID: 1920113 Nazaj 6 Navedite največ pet najpomembnejših družbeno-ekonomsko relevantnih rezultatov projektne skupine, ki so nastali v času trajanja projekta v okviru raziskovalnega projekta, ki je predmet poročanja. Za vsak rezultat navedite naslov (največ 150 znakov vključno s presledki), rezultat opišite (največ 600 znakov vključno s presledki), izberite ustrezen rezultat, ki je v Šifrantu raziskovalnih rezultatov in učinkov (Glej: http://www.arrs.gov.si/sl/gradivo/sifranti/sif-razisk- rezult.asp), navedite, kje je rezultat objavljen (največ 500 znakov vključno s presledki), izberite ustrezno šifro tipa objave po Tipologiji dokumentov/del za vodenje bibliografij v sistemu COBISS ter napišite ustrezno COBISS.SI-ID številko bibliografske enote. Navedeni rezultati bodo objavljeni na spletni strani http://sicris.izum.si/. Nazaj 7 Navedite rezultate raziskovalnega projekta v primeru, da katerega od rezultatov ni mogoče navesti v točkah 6 in 7 (npr. ker se ga v sistemu COBISS ne vodi). Največ 2.000 znakov vključno s presledki. Nazaj 8 Pomen raziskovalnih rezultatov za razvoj znanosti in za razvoj Slovenije bo objavljen na spletni strani: http://sicris.izum.si/ za posamezen projekt, ki je predmet poročanja. Nazaj 9 Največ 4.000 znakov vključno s presledki Nazaj 10 Največ 4.000 znakov vključno s presledki Nazaj 11 Rubrike izpolnite/prepišite skladno z obrazcem "Izjava sofinancerja" (http://www.arrs.gov.si/sl/progproj/rproj/gradivo/), ki ga mora izpolniti sofinancer. Podpisan obrazec "Izjava sofinancerja" pridobi in hrani nosilna raziskovalna organizacija - izvajalka projekta. Nazaj Obrazec: ARRS-RPROJ-ZP/2010 v1.00 56-D6-A6-03-9F-94-72-B1-1A-3A-E5-72-ED-C5-DD-D9-EF-9F-18-8B