Opis projektu
Kurczący się tusz pomaga mechanizmom blokującym wzmocnić praktycznie każdy materiał stosowany w technikach przyrostowych
Eksploatacja różnych komponentów wykonanych z wszelkiego rodzaju materiałów zazwyczaj prowadzi do ich uszkodzenia. Przyczyną jest kruchość materiału i w efekcie pękanie wykonanej z niego struktury. Możliwość projektowania mechanizmów blokujących na poziomie mikroskopowym i niższych może znacznie zwiększyć odporność, wytrzymałość i wydajność materiałów. Okazuje się, że istnieje taki mechanizm, który dodatkowo jest w dużej mierze niezależny od składu materiału. Badania prowadzone w ramach finansowanego przez UE projektu SSTEEL mają przyczynić się do jego opracowania i wykorzystania zarówno do produkcji łopat turbin, jak i do wytwarzania ogniw paliwowych oraz elementów fotowoltaiki. Będzie on łączyć innowacyjne technologie produkcyjne, w tym wykorzystujące światło techniki obróbki przyrostowej, kurczący się tusz, który będzie aktywny w rozdzielczości niższej od rozdzielczości samej drukarki czy szybką konsolidację samoorganizujących się cząstek o rozmiarach mikronowych.
Cel
Brittleness limits the design and lifetime of some polymeric, metallic, and almost all ceramic materials in both structural and functional engineering applications, from the design of plane engine turbine blades to the newest solid-state electrolyte in batteries. This brittleness is intrinsically present in material composition that cannot plastically deform and make them sensitive to any defect introduced during their fabrication or usage.
The goal of this project is to produce small Scale interlocking mechanism for Strong and Tough mEtamatEriaL (SSTEEL) that will provide a material independent solution to brittleness. Interlocking mechanisms provide in theory one of the most efficient way to increase toughness by creating crack blocking compressive stresses in response to tensile stresses. Because a brittle material strength is inversely linked to its size, my team and I first objective will be to develop a new process to form interlocking mechanism based on micron-sized elements using a combination of light-based additive manufacturing, shrinking ink design to access sub-printer resolution, and fragmentation. The second objective will be to implement this mechanism at an even smaller scale using rational material selection, solid state chemistry, and colloidal processing to fabricate an interfacial binder for the elements. The fracture process of SSTEEL sample will span several length scales and a specific task will be to use a combination of image correlation and modelling to fully characterise the existing damaging mechanism and inform the improvement of future designs.
These new structures and concepts developed by my group will promote the development of tough structure for today’s and future structural and functional engineering applications by changing any brittle material to become strong, stiff, deformable, and reliable materials.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego. Klasyfikacja tego projektu została potwierdzona przez zespół projektowy.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego. Klasyfikacja tego projektu została potwierdzona przez zespół projektowy.
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
SW7 2AZ LONDON
Zjednoczone Królestwo