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FP6

INCEMS — Risultato in breve

Project ID: 13862
Finanziato nell'ambito di: FP6-NMP
Paese: Germania

La ceramica non sarà più la stessa!

Le ceramiche sono materiali duri composti da molti cristalliti formati diversamente, spesso chiamati grani. Grazie alla loro multifunzionalità, si utilizzano variazioni in molti prodotti high-tech che esulano dalla ceramica tradizionale.
La ceramica non sarà più la stessa!
Il progetto Incems (Interfacial materials - computational and experimental multi-scale studies) ha studiato le proprietà della ceramica multifunzionale con film intergranulari di scala nanometrica (IGF). Si trovano nei bordi di grano nei materiali policristallini. L'approccio prevedeva l'esame e l'adattamento delle proprietà del materiale che influenzano il comportamento causato da esposizione ad altri ambienti, campi elettrici e stress meccanici.

Usando la modellazione computazionale, il consorzio finanziato dall'UE ha analizzato la stabilità, la struttura e la composizione di IGF per cercare di identificare in che condizioni si formano gli IGF transienti. Puntava anche a offrire strategie per modificarli o eliminarli con trattamento termico. È importante per ottimizzare la resistenza elettrica e meccanica per un buon rendimento e per la durata dei dispositivi.

Usando il materiale policristallino SrTiO3 (STO), i ricercatori sono riusciti a studiare efficacemente le interfacce ceramiche e hanno ottenuto una convalida sperimentale solida e critica. Serie di materiali policristallini SrTiO3 con diverse microstrutture e composizioni sono state sintetizzate in condizioni controllate e le relative interfacce sono state caratterizzate usando diversi metodi di imaging ad alta risoluzione.

Un importante risultato delle attività teoriche di Incems è la capacità di creare e rendere operativi gli approcci teorici e computazionali necessari per far procedere il lavoro. Il risultato dello studio più importante e imprevisto è stato scoprire la mancanza di prove della formazione di IGF nei materiali STO. Le attività si sono poi concentrate sulla variazione dell'approccio alla sintesi per determinare le condizioni di trattamento per la formazione e soppressione di IGF.

Gli esperimenti in questo senso hanno cercato di integrare le interfacce con l'uso di biocristalli, estendendo le possibilità di determinare le condizioni di formazione IGF. Gli esperimenti di simulazione atomistica usando biocristalli hanno consentito di comprendere meglio i punti di forza e i punti deboli dei potenziali interatomici empirici applicati alle interfacce STO.

I progressi e i risultati del progetto sono stati condivisi con presentazioni nel corso di conferenze scientifiche internazionali e pubblicazioni in riviste internazionali referate.

Il lavoro sinergico e i modelli computazionali predittivi sviluppati dai partner Incems hanno raggiunto l'obiettivo finale: una modellazione multiscala predittiva dei materiali ceramici funzionali con interfaccia controllata. Il lavoro condotto offre una base per il lavoro futuro atto a ottimizzare i dispositivi e le applicazioni ceramici esistenti e a svilupparne di nuovi.

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