May 23, 2019   4:55 p.m. Želmíra
Academic information system

Summary of topics offered - Faculty of Materials Science and Technology in Trnava


Basic information

Type of work: Dissertation thesis
Topic: Analýza procesu nitridácie hliníkových práškov v plynnom dusíku.
Title of topic in English: Analysis of nitridation process of Al powders in gaseous nitrogen.
State of topic: approved (prof. Ing. Ľubomír Čaplovič, PhD. - Chairperson of Departmental Board)
Thesis supervisor: Ing. Martin Balog, PhD.
Faculty: Faculty of Materials Science and Technology in Trnava
Supervising department: Institute of Materials - MTF
Max. no. of students: --
Academic year:2019/2020
Proposed by: Ing. Martin Balog, PhD.
External educational institution: Institute of Materials and Machine Mechanics of the Slovak Academy of Sciences
Annotation: Cieľom dizertačnej práce je fundamentálny popis priebehu nitridácie Al práškov v plynnom dusíku. Doktorand bude študovať vplyv veľkosti povrchov Al práškov, vplyv obsahu Mg a Sn, vplyv teploty a času na proces tvorby AlN vrstvy, resp. kompozitnej Al-AlN vrstvy na povrchu atomizovaných Al práškov v priebehu nitridácie. Pomocou rôznych analýz bude detailne popisovať fyzikálno-chemické procesy v jednotlivých štádiách nitridácie Al pórovitých práškových vzoriek, určí kinetiku tvorby AlN vrstvy a aktivačné energie procesov. Druhá časť práce bude zameraná na prípravu Al-AlN kompozitov kvázi-izostatickým kovaním z nitridovaných práškových predkompaktov. Takto pripravený kompozit sa skladá z Al práškových častíc, resp. zŕn, ktoré sú spevnené a stabilizované kontinuálnou sieťou AlN nanokryštalitov. Výsledný kovaný Al-AlN kompozit bude doktorand komplexne charakterizovať z pohľadu mikroštruktúry a mechanických vlastností v závislosti od veľkosti Al častíc a obsahu AlN. Pre štúdium procesu nitridácie bude doktorand využívať metódy termickej analýzy (DTA, DSC, TGA, dilatometria), mikroskopické pozorovania (SEM, TEM), spektrometrické metódy (EBSD, EDS, EELS a WDS), röntgenovú difrakciu (XRD) a testovanie mechanických vlastností (skúška v ťahu, vrubová húževnatosť, DMA). Od doktoranda sa očakáva zvládnutie experimentálnych prác ako je príprava vzoriek využitím práškovo-metalurgických postupov na laboratórnej úrovni, využívanie analýz s interpretáciou výsledkov, ako aj celkové vysvetlenie chemicko-fyzikálnej podstaty procesu nitridácie Al práškov.
Annotation in English: The aim of the dissertation thesis is the fundamental description of the nitridation process of Al powders in gaseous nitrogen. The PhD student will study the effects of Al powder surface area, the effect of Mg and Sn content, the effect of temperature and time on the formation of AlN layer on the surface of atomised Al powder particles during nitridation process. Using various analyzes, the physicochemical processes will be described in detail in the distinct stages of the nitridation of Al porous powder samples. Phd student will determine the kinetics of AlN formation and the activation energy of these processes. The second part of the thesis will focus on the preparation of Al-AlN composites by quasi-isostatic forging from nitrided powder precompacts. The prepared composite consists of Al powder particles - grains which are strengthened and stabilized by the continuous network of AlN nanocrystals. The resulting forged Al-AlN composites will be characterized in terms of microstructure and mechanical properties, depending on the Al powder size and the AlN content. To study the nitridation process, PhD candidate will use the thermal analysis (DTA, DSC, TGA, dilatometry), microscopic observations (SEM, TEM), spectrometric methods (EBSD, EDS, EELS and WDS), X-ray diffraction (XRD) and mechanical testing (tensile test, notched toughness, DMA). The PhD student is expected to master experimental work such as sample preparation using laboratory powder-metallurgical techniques, to utilise the various analysis with interpretation of obtained results as well as a general explanation of the chemical-physical nature of the nitridation process of Al powders.



Limitations of the topic

To sign up for a topic it is necessary to fulfil one of the following restrictions

Limit to study programme
The table shows limitations of study programme, field, track the student has to be enrolled in to be able to register for a given topic.

ProgrammeTrackTrack
D-PMMDxA Advanced Materials and Material Design (in english language)-- not entered -- -- not entered --