1. Wprowadzenie W rozwijających się ostatnio na świecie intensywnych badaniach nad nowoczesnymi materiałami jakimi są np. stale Crofer22APU, znaczący udział mają nowoczesne techniki badawcze, takie jak techniki mikroskopowe czy nowoczesne systemy analizy wagowej połączone z jednoczesną analizą gazów. Techniki te dzięki zastosowaniu najnowocześniejszych rozwiązań technicznych umożliwiają symulację procesów technologicznych a dzięki serii zabezpieczeń symulację warunków ekstremalnych (atmosfery zawierające parę H2O, związki siarki, tlenki węgla) osiągalnych do tej pory jedynie w wybranych ośrodkach na świecie. Prezentowana praca zawiera kompleksowe badania utleniania w wysokiej temperaturze oraz obserwacje mikrostruktury przy zastosowaniu mikroskopu SPM (Skanning Probe Microscope) próbek stali Crofer22APU − materiału coraz częściej stosowanego na świecie na interkonektory w ogniwach paliwowych typu SOFC.
2. Metodyka badawcza i materiały do badań 2.1 Kinetyka utleniania (badania TG/DTA) Analiza termiczna to zespół różnych metod laboratoryjnych, wykorzystywanych do badania wpływu temperatury na właściwości fizyczne substancji. Analiza ta polega na pomiarze wybranej właściwości fizycznej substancji w funkcji czasu lub temperatury, przy czym temperatura zmienia się w ściśle określony (zadany i kontrolowany) sposób. Szczególnym zagadnieniem jest wykorzystanie metod analizy termicznej w procesach odlewniczych, w których znajomość wpływu temperatury na właściwości fizyczne substancji (materiałów formierskich i odlewanych stopów) decyduje o jakości gotowych wyrobów (strukturze wewnętrznej), natomiast struktura wewnętrzna odlewanego materiału ma wpływ na właściwości mechaniczne. Identyfikacja i analiza przemian strukturalnych, zachodzących podczas topnienia i krzepnięcia stopów oraz wyznaczenie właściwości termofizycznych mogą być wykorzystane do stworzenia bazy danych, niezbędnej do komputerowej symulacji procesów krzepnięcia stopów odlewniczych [3]. Rozdzielanie (separacja) złożonych przemian fazowych oraz określenie kinetyki przemian fazowych w stanie ciekłym i stałym, w aspekcie ustalenia sekwencji zmian mikrostruktury w procesach topnienia i krzepnięcia, znajduje zastosowanie w weryfikacji teoretycznych modeli krzepnięcia stopów oraz w pracach dotyczących produktów termicznego rozkładu żywic i emitowanych w procesie pirolizy form odlewniczych toksycznych związków, takich jak amoniak, cyjanowodór. Wyniki badań uzyskane metodami termicznymi mogą również stanowić uzupełnienie i rozszerzenie metalograficznych obserwacji struktury dzięki identyfikacji przemian fazowych zachodzących w stanie ciekłym i stałym oraz ich ilościowej interpretacji, wykorzystującej wartości udziałów objętościowych faz - produktów zachodzących przemian fazowych.
156
Małopolskie Centrum Innowacyjnych Technologii i Materiałów