Łukasiewicz - Krakowski Instytut Technologiczny posiada dwa tomografy komputerowe, dla prześwietlania próbek laboratoryjnych oraz całych elementów. Urządzenia są obsługiwane przez ekspertów i są na bardzo wysokim poziomie naukowo - badawczym. Tomografy służą do badania wad w materiałach, porowatości w powłokach, elementach ceramicznych, które są wykorzystywane w zaawansowanej inżynierii materiałowej. Instytut posiada ponad 10 letnie doświadczenie w obsłudze tych urządzeń jak i w interpretacji danych pochodzących z tych urządzeń. tomograf laboratoryjny, podstawowe parametry: X-ray tube: nanofocus® min. rozmiar plamki < 1,0 µm, 180 kV / 15 W tomograf do badań przemysłowych, podstawowe dane: microfocus® 300 kV/500 W focal spot size: 3 – 200 µm X-ray tube: macrofocus® 450 kV/4500 W focus 1 (at max. power): 2.5 mm @ 900 W focus 2 (at max. power): 5.5 mm @ 4500 W

The tests at high temperature are essential to investigate degradation mechanism at high temperature using different gas mixtures. The materials used in space are often exposed at high temperature, harsh conditions. Therefore, the institute propose the following tests of the materials: • Static air oxidation up to T = 1000 oC • Enforced air oxidation up to T = 1000 oC (reconstruction of a tube furnace required) • Steam oxidation in pure water steam with a different flow rate (2 – 40 ml/min), T = 1000 oC, • Aggressive conditions (H2S – Ar up to 1%, T > 300 oC) other sulphur based gases • Hot corrosion experiments • Aggressive conditions (Cl2 – Ar up to 1%, T > 300 oC) • CO2 – Ar up to 1000 oC • Other gas mixtures on request (Ar - 5 – 10% H2) • Coating development (diffusion coating) All the unexposed and the exposed materials are given a full spectrum of analyse using high spec machines: SEM, SEM-FEG,EDS, XRD.

Badania związane z nanoszeniem powłok PVD oraz charakterystyką tych powłok przy użyciu dostępnych urządzeń: scratch tester (do 30 N), micoindentation tester i innych. Analizy otrzymanych wyników wraz z pełną interpretacją procesów zachodzących w powłoce, wytwarzanie własnych warstw ochronnych jak i trudnościeralnych powłok na bazie tlenków, azotków, tworzenie systemów multilayer coatings. Przeprowadzenie badań: toczenia, ścierania, szlifowania, polerowania w celu nadania odpowiednich właściwości związanych z wytrzymałością powłoki na działanie czynników zewnętrznych. Pełna analiza pod względem fazowym, chemicznym jak i mikrostrukturalnym przy użyciu SEM/EDS oraz XRD.

Instytut posiada ponad 70 letnie doświadczenie w tworzeniu odlewów różnego rodzaju, od bardzo skomplikowanych kształtów do prostych detali. Współpracuje w wieloma odlewalniami w Polsce, co powoduje że posiada możliwości zaimplementowania swoich rozwiązań w przemyśle jak również może przez to być dostawca rozwiązań dla przemysłu kosmicznego, gdzie materiały odlewane o skomplikowanych kształtach są wymagane. Instytut w przeszłości współpracował i współpracuje nadal z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) realizując projekt związany z ultralekkimi materiałami na bazie magnezu oraz prowadząc analizy przy użyciu tomografu komputerowego. Instytut posiada szereg narządzi do modelowania procesów odlewniczych, właściwości materiałów odlewanych (MagmaSoft, Ansys), gdzie poprzez prędkość studzenia można otrzymać rożną strukturę materiału a przez to różne dopasowane właściwości. Jednostka jaką jest KIT ma możliwości wytwórcze pojedynczych elementów, tzw. prototypów, które z biegiem czasu mogą być wytwarzane na skalę przemysłową.

Urządzenie HPHT znajdujące się w IZTW składa się z prasy hydraulicznej o wysokim nacisku wyposażonej w toroidalną komorę Bridgmana, systemu oporowego nagrzewania wsadu oraz komputerowego systemu sterowania (Rys. 1). W aparaturze tej, w wyniku odkształcania plastycznego specjalnej kapsuły (ang. „gasket” - Rys. 2), uzyskuje się stan naprężeń bliski hydrostatycznemu ściskaniu materiału (Rys. 3). Spiekanie materiałów prowadzi się pod wysokim ciśnieniem (do 8 GPa ) i w wysokiej temperaturze (do 2400 °C) przez krótki okres czasu, zazwyczaj wynoszący tylko kilkadziesiąt sekund (Rys. 4-5). Pod wpływem równoczesnego działania ciśnienia i temperatury spiekanie następuje znacznie szybciej niż w przypadku metod bezciśnieniowych. Krótki czas trwania procesu przyczynia się do ograniczenia rozrostu ziarna, który jest istotny w przypadku spiekania nanomateriałów. Materiały otrzymane metodą HPHT charakteryzują się wysokim stopniem zagęszczenia (do ok. 99.9 %), izotropią właściwości oraz niekiedy zupełnie innym składem fazowym w stosunku do tego samego materiału spiekanego swobodnie, z powodu odmiennych warunków termodynamicznych procesu. Parametry procesu • maksymalny nacisk prasy: 2500 t • zakres ciśnienia: ~4 – 8 GPa • zakres temperatury spiekania: 20 – 2400 °C • maksymalna prędkość nagrzewania: ~100 °C/s • wymiary próbki (po spiekaniu): ~φ 14 mm x 4 mm • czas trwania typowego procesu: 30 – 120 s Typowe zastosowania • spiekanie materiałów supertwardych na bazie polikrystalicznego diamentu (PCD) lub polikrystalicznego regularnego azotku boru (PcBN) stosowanych w szczególności na narzędzia skrawające (Rys. 6-7) • spiekanie nanoproszków, kompozytów ceramicznych, materiałów wysokotopliwych i wiele innych • synteza nowych materiałów, faz metastabilnych itp. • badania właściwości materiałów w warunkach HPHT

Parametry: • Maksymalna temperatura spiekania: 2400 °C (pomiar temperatury procesu przy użyciu pirometru lub termopary) • Szybkość grzania w zakresie od 5 do 400 °C/min. • Maksymalna siła nacisku w zakresie od 2 do 50 kN. • Możliwość zastosowania różnych zestawów narzędzi do spiekania próbek o średnicy 10, 20 i 30 mm. • Możliwość prowadzenia procesu spiekania w warunkach próżni o wartości 5x10-1 mbar lub w atmosferze ochronnej azotu lub argonu • Możliwość programowania ilości impulsów, czasu trwania impulsów oraz czasu trwania przerwy pomiędzy impulsami Zalety i zastosowanie: • Zwiększenie aktywności spiekania szerokiej gamy materiałów • Obniżenie temperatury oraz skrócenie czasu spiekania szerokiej gamy materiałów w porównaniu do konwencjonalnego procesu prasowania na gorąco. • Kształtowanie materiałów bez potrzeby przeprowadzenia wstępnego prasowania, dogęszczania izostatycznego oraz suszenia. • Materiały o osnowie tlenków. • Materiały o osnowie azotków. • Materiały o osnowie węglików. • Ceramika Sialonowa. • Materiały cermetalowe. • Materiały metalowe.