Pracoviště Plzeň

Pracoviště Plzeň

Adresa:

Morseova 1444/4
301 00 Plzeň
Česká republika

Přístrojové vybavení pracoviště lze formálně rozdělit do čtyř oblastí zahrnujících rozbory prvkového a fázového složení, povrchovou analýzu, analýzu mikrostruktury a substruktury a studium korozních, korozně-únavových a tepelně-únavových procesů. Toto rozčlenění je však třeba chápat do jisté míry jako formální, neboť při řešení daných problémů na sebe jednotlivé oblasti navazují a navzájem se doplňují. Rovněž z hlediska personálního se počítá s prolínáním jednotlivých oblastí. Nové pracoviště je koncipováno tak, aby bylo schopné úzce spolupracovat s ostatními interními i externími jednotkami. Tato interdisciplinární kooperace by měla přinášet výrazný synergický efekt a vést ke komplexním výstupům a řešením.

Hlavní cíle

  • Podpora vývoje feritických a martenzitických ocelí s potenciálem aplikace do 650 °C pro neaktivní okruhy jaderných reaktorů GIV a komponenty parních turbín se superkritickými parametry páry
  • Podpora vývoje materiálů na bázi austenitických ocelí a vysoce legovaných niklových slitin, odolných v agresivních prostředích za vysokých teplot a tlaků, pro výrobu komponent jaderných a klasických elektráren s ultra superkritickými bloky.
  • Dokumentace vlivu degradačních mechanismů na vlastnosti konstrukčních materiálů pro komponenty vyšších generací jaderných reaktorů (GIII+,GIV) v neaktivních okruzích.
  • Vývoj nových technologií tavného svařování pro jadernou i klasickou energetikou (ve spolupráci s katedrou materiálu ZČU)

Výzkumné aktivity

  • Podpora vývoje materiálů pro výrobu komponent JE
  • Degradační mechanismy materiálů
  • Vývoj tavného svařování pokročilých materiálů

Přehled zařízení

Laboratoře mezních stavů:

  • Servohydraulické stroje pro zkoušení vysokocyklické a nízkocyklické únavy, sledování šíření trhlin, pro provádění blokových zkoušek s harmonickým zatížením a měnící se střední hodnotou
    • Inova ±400 kN/±2 kNm pro kombinované zatěžování tah-tlak/krut do teploty 800°C
    • Inova ±100 kN pro jednoosé namáhání do teploty 1000°C
    • Inova – pracoviště s dvěma servoválci o kapacitě 10 a 60 kN na T-drážkové upínací desce
  • servoelektrické stroje pro zkoušky lomové houževnatosti, korozního praskání, akcelerované zkoušky tečení, kombinace tečení-únava v prostředí těžkých tekutých kovů, tahové zkoušky za pomalých deformací (Slow Strain Rate Test) v prostředí těžkých tekutých kovů
  • univerzální elektromechanický trhací stroj s bezkontaktním měřením deformace se silovou kapacitou ±250 kN pro zkoušky v tahu, tlaku, 3-bodový ohyb, vysoké teploty do 1100°C s bezkontaktním systém měření deformace
  • elektromagnetický rezonanční stroj pro zkoušení vysokocyklické únavy, iniciaci a sledování šíření trhlin
    • RUMUL – Testronic ±250 kN, vysoké teploty +200 až 900°C
  • elektrodynamický zkušební stroj pro zkoušení malých vzorků a pro zkoušení vysokocyklické a nízkocyklické únavy
    • Instron – Electropuls E10000, kombinované zatěžování tah-tlak/krut
      – Axiální dynamické zatěžování silou ±10 kN, statické předpětí ±7 kN a současně krutový moment ±100 Nm.
      – Frekvenční rozsah pro dynamické zkoušky 0,1-100 Hz.
      – Až 8 měřících zesilovačů pro napájení snímače síly a momentu, snímače dráhy a úhlu natočení a snímače deformace.
      – Environmentální komora pro zkoušky v teplotním rozsahu -150 až 350°C
      – Vysokofrekvenční indukční ohřev vzorků do 5 mm a 800°C na povrchu vzorku.
      – Příslušenství s CCD kamerou pro stanovení křehkolomových vlastností pomocí malých vzorků
  • instrumentované rázové kladivo (450 J/150 J) pro zkoušky rázem v ohybu při teplotách -180 až +300°C, pro dynamické tahové zkoušky, pro zkoušky dynamické lomové houževnatosti
  • tvrdoměr pro měření tvrdosti dle Vickerse, Brinella, Rockwella, Knoopa umožňující sekvence měření a záznam síla-hloubka vtisku
    • InnovaTech – Nemesis 9000, zatížení 10 až 2500 N

a další vybavení pro instrumentaci korozně mechanických zkoušek (pece, průtahoměry, potenciostaty, tenzometry, bezkontaktní zařízení pro 3D analýzu deformací ….)

Chemické laboratoře:

  • Spalovací analyzátor obsahu síry a uhlíku v kovových materiálech
  • Extrakční analyzátor obsahu vodíku, dusíku a kyslíku v kovových materiálech
  • Optický emisní spektrometr s doutnavým výbojem pro analýzu pevných vodivých a nevodivých vzorků s možností tvorby koncentračních profilů
    • HORIBA GD-Profiler 2
  • Potenciostaty pro studium korozních procesů elektrochemickými metodami, vedle metod založených na stejnosměrném a střídavém proudu umožňují i elektrochemickou impedanční spektroskopii a měření elektrochemického šumu

Materiálografické laboratoře:

  • Plně motorizovaný invertovaný metalografický mikroskop s DIC dle Nomarského s analyzátorem obrazu k vyhodnocování podílu fází, velikostí zrn, vměstků, tenkých vrstev,…
  • Stereomikroskop s barevnou kamerou propojený s analyzátorem obrazu
  • Příprava metalografických vzorků (metalografické pily, automatická bruska-leštička a metalografický lis)
  • Profiloměr na principu bezdotykového třírozměrného měření povrchu využívající monochromatického laseru a optických objektivů s přesností ve vertikálním směru až 10 nm a v horizontálním směru až 0,03 µm
    • Měření topografie povrchu, hloubkových profilů, plošné drsnosti,…
  • Automatický mikrotvrdoměr
    • Plně automatizované měřením tvrdosti (výběr zatížení, penetrace, ostření a vyhodnocení tvrdosti)
    • Měření tvrdosti se zatížením 10 až 10000g
    • Software pro měření prokalitelnosti, tenkých vrstev, svarů,…
  • Analytický řádkovací elektronový mikroskop (FEGSEM) s detektory EDX, a EBSD
    • Rastrovací elektronový mikroskop s autoemisní FEG katodou
    • Maximální rozměry vzorku zakládaných přímo do pracovní komory 120x100x50 mm
    • Dopadová energie 0,2 – 30 keV
    • Rozlišení v SE při urychlovacím napětí 30 kV ≤ 1,2 nm
    • Chemická analýza pomocí EDX detektoru
    • Krystalografická analýza pomocí EBSD detektoru se zkušebním zařízením pro mechanické a tepelné zatěžování vzorků „in-situ“ → možnost pozorování strukturních a topografických změn v reálném čase, max. zatěžovací síla 2 000 N, max. teplota exploatace vzorku 600 °C
    • Analýza vodivých i nevodivých vzorků
    • Software umožňující analýzu tenkých vrstev, chemického složení, krystalografie, měření délek, úhlů,…