Nigdy więcej nie spojrzymy na ceramikę w ten sam sposób!
W projekcie "Materiały oddzielające − obliczeniowe i eksperymentalne badania wieloskalowe" (Incems) zamierzano badać właściwości wielofunkcjonalnej ceramiki przy wykorzystaniu powłok międzykrystalicznych w skali nanometrycznej (IGF). Powłoki takie można znaleźć na granicy ziaren w materiałach polikrystalicznych. Podejście to polegało na przebadaniu i dostosowaniu właściwości materiału, wpływających na jego zachowanie się podczas ekspozycji w innych środowiskach, polach elektrycznych i po poddaniu go naprężeniom mechanicznym. Wykorzystując do tego celu modelowanie komputerowe, finansowane przez UE konsorcjum analizowało stabilność, strukturę i kompozycję powłok międzykrystalicznych (IGF) oraz starało się zidentyfikować w jakich warunkach formowane są takie przejściowe powłoki. Zamierzano także proponować strategie, umożliwiające modyfikację tych powłok lub ich eliminację przy pomocy obróbki cieplnej. Jest to ważne, w przypadkach potrzeby optymalizacji odporności elektrycznej i mechanicznej, w celu osiągnięcia dobrej charakterystyki pracy oraz trwałości urządzeń. Wykorzystując do tego celu polikrystaliczny materiał SrTiO3 (STO), naukowcy byli w stanie skutecznie badać interfejsy ceramiczne, oraz osiągnąć pewną weryfikację krytycznych eksperymentów. Zestawy polikrystalicznych materiałów SrTiO3 o różnych mikrostrukturach i kompozycjach syntetyzowane były w kontrolowanych warunkach, a ich interfejsy scharakteryzowane zostały przy użyciu różnych metod obrazowania o wysokiej rozdzielczości. Ważnym rezultatem działalności projektu Incems, w oparciu o teorię, było pomyślne zestawienie i uruchomienie niezbędnych teoretycznych i obliczeniowych sposobów podejścia do zapewnienia postępu prowadzonych prac. Najważniejszymi niespodziewanym rezultatem było odkrycie, iż w materiałach STO nie zachodzi formowanie powłok międzykrystalicznych IGF. Działalność skoncentrowana została na różnych sposobach podejścia do syntezy, by można było określić warunki przetwarzania zapewniające formowanie i wytłumianie powłok IGF. Eksperymenty prowadzone w tym zakresie miały na celu uzupełnianie interfejsów przy użyciu bikryształów, co rozszerzało możliwości określania warunków koniecznych do formowania powłok IGF. Eksperymenty z atomistyczną symulacją przy użyciu bikryształów zapewniły rozszerzone zrozumienie mocnych stron i słabości empirycznych potencjałów międzyatomowych, zastosowanych w interfejsach STO.Osiągnięte postępy i odkrycia projektu rozpowszechnione zostały poprzez prezentacje na międzynarodowych konferencjach naukowych oraz publikacje ogłaszane w międzynarodowych czasopismach. Synergistyczne prace oraz prognostyczne modele komputerowe opracowane przez partnerów Incems zrealizowane zostały pomyślnie, w aspekcie realizacji ostatecznego celu; czyli prognostycznego wieloskalowego modelowania funkcjonalnych materiałów ceramicznych z kontrolowanym interfejsem powłok. Przeprowadzone prace stwarzają podstawę do dalszych prac zmierzających do zoptymalizowania istniejących i opracowania nowych urządzeń ceramicznych i ich zastosowań.
