KCiMO

Grupa Materiałów Ogniotrwałych

Kierownik grupy:
dr hab. inż. Dominika Madej, prof. AGH ;
Pracownicy:
dr inż. Ilona Jastrzębska; dr inż. Ryszard Prorok; mgr inż. Robert Świerszcz; mgr inż. Sebastian Sado; mgr inż. Karina Warmuz;

GRUPA MATERIAŁÓW OGNIOTRWAŁYCH - czym się zajmujemy ?

Materiały ogniotrwałe to szczególne materiały ceramiczne, bez których nie możliwe byłoby prowadzenie procesów wysokotemperaturowych, jakimi są np. produkcja stali, metali nieżelaznych, cementu czy szkła - podstawowych materiałów budowlanych. Materiały ogniotrwałe są zatem materiałami o znaczeniu strategicznym dla gospodarki światowej. 
Najwięcej materiałów ogniotrwałych zużywa przemysł stalowy (ok. 60% wszystkich produkowanych materiałów ogniotrwałych) i to właśnie automatyzacja procesów hutniczych, jaka zachodziła intensywnie na początku XX w., doprowadziła do intensywnego rozwoju materiałów ogniotrwałych. 
Inni, poza hutnictwem stali, odbiorcy materiałów ogniotrwałych to:
  • odlewnie stopów żelaza
  • metale nieżelazne (np. Cu, Al, Pb)
  • ceramika
  • szkło
  • spalarnie i elektrownie
  • chemia, petrochemia i inne
Ceramika ogniotrwała jest oparta na tlenkach wysokotemperaturowych: MgO, CaO, Al2O3, ZrO2, SiO2 oraz Cr2O3.  Do produkcji materiałów ogniotrwałych wykorzystywane są też substancje nietlenkowe w tym C oraz inne związki beztlenowe takie jak azotki (np. Si3N4) czy węgliki (np. SiC). 
Materiały ogniotrwałe obecnie rozwijają się intensywnie w kierunku opracowania nowych ekologicznych materiałów wspierających zrównoważony rozwój i gospopdarkę zamkniętego obiegu, często wykorzystujących surowce wtórne i z recyklingu; opracowania nowych materiałów o wydłużonym czasie pracy; modyfikacji obecnie stosowanych materiałów w celu polepszenia ich właściwości istotnych z punktu widzenia pracy w wysokich temperaturach. Do tego celu wykorzystywane są nowoczesne techniki badawcze oraz rozwijące się dziś intensywnie nowe technologie informatyczne.
SZCZEGÓŁOWY ZAKRES NASZEJ DZIAŁALNOŚCI I ZAINTERESOWAŃ BADAWCZYCH
1. Surowce pierwotne i z recyklingu do produkcji materiałów ogniotrwałych.
2. Projektowanie nowych i modyfikacja obecnie stosowanych materiałów ogniotrwałych w kierunku podwyższenia ich właściwości wysokotemperaturowych i wydłużenia czasu pracy.
3. Modelowanie mikrostruktury i jej wpływ na właściwości materiałów ogniotrwałych.
4. Ogniotrwałe materiały monolityczne, nowe spoiwa w betonach ogniotrwałych.
5. Synteza nowych materiałów ogniotrwałych różnymi technikami.
6. Zastosowanie nowych technologii IT w materiałach ogniotrwałych w celu zaprojektowania materiałów o wydłużonym czasie pracy.

W badaniach materiałów ogniotrwałych wykorzystujemy różne metody i techniki badawcze, w tym badania:
  • struktury: XRD, HT-XRD, spektroskopia Ramana i FTIR, spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR), spektroskopia Möβbauera
  • mikrostruktury: mikroskopia optyczna i elektronowa
  • właściwości cieplnych: analiza termiczna DTA/TG, EGA, DSC, współczynnik rozszerzalności cieplnej α, współczynnik przewodzenia ciepła λ
  • odpornościowe: odporność chemiczna metodą statyczną i dynamiczną, odporność na wstrząsy temperaturowe
  • właściwości fizyczne: porowatość, nasiąkliwość, gazoprzepouszczalność, rozkład wielkości porów
  • właściwości termomechaniczne: ogniotrwałość pod obciążeniem (RuL), pełzanie przy ściskaniu, wytrzymałość na zginanie w podwyższonej temperaturze
  • właściwości mechaniczne: wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na zginanie, krytyczny współczynnik intensywności naprężeń, energia pękania, moduł Younga m. statyczną (w pomiarze wytrzymałości na zginanie) i m. dynamiczną (m. ultrdźwiękowa i rezonansowa)
WSPÓŁPRACA ZAGRANICZNA
Aktualnie prowadzimy aktywną współpracę z następującymi ośrodkami międzynarodowymi:
  • Vilniaus Gedimino Technikos Universitatis, Termoizoliacijos Mokslo Institutos, Vilno, Litwa
  • Kaunas University of Technology, Litwa
  • VSB-Technical University of Ostrava, Faculty Metallurgy and Materials Engineering, Czechy
  • University of Limoges, Francja
  • RWTH Aachen University, Niemcy
  • Technische Universität Bergakademie, Freiberg, Niemcy
  • Rostock University, Institute of Physics, Physics of New Materials, Niemcy
  • ECREF European Centre for Refractories GmbH, Höhr-Grenzhausen, Niemcy
  • The Wuhan University of Science and Technology, Wuhan, Chiny
  • Central Connecticut State University, New Britain, Connecticut, USA
  • The University of Koblenz, Max-von-Laue Institute of Advanced Ceramic Material Properties Studies, Landau, Niemcy
Bardzo ważne znaczenie ma dla nas ścisła współpraca z przemysłem, bo to właśnie tam pracują materiały ogniotrwałe. W ramach naszej działalności badawczej prowadzimy projekty badawcze krajowe i międzynarodowe, w ramach doktoratów i innych prac badawczych. Poza tym regularnie uczestniczymy w większości konferencji krajowych i światowych w tematyce ceramiki ogniotrwałej, publikujemy wyniki naszych prac w czasopismach o wysokich rozpoznawalności i cytowalności. Jesteśmy otwarci na współpracę.

Zapraszamy osoby zainteresowane tematyką materiałów ogniotrwałych do realizowania z nami interesujących prac badawczych !

LINKI:

Zakłady i instytucje:

Zakłady Magnezytowe ROPCZYCE S.A.: https://ropczyce.com.pl/
ArcelorMittal Refractories Kraków: https://refractories.arcelormittal.com/
PCO Żarów: http://pco.pl/
Górka Cement: http://www.gorka.com.pl/
OZMO - Ostrowieckie Zakłady Materiałów Ogniotrwałych: http://ozmo.com.pl/
INCERMET Sp. z o.o.: http://incermet.pl/ 
Sieć Badawcza ŁUKASIEWICZ - Instytut Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych: http://icimb.pl/gliwice/

Stowarzyszenia:

Stowarzyszenie Producentów Materiałów Ogniotrwałych: http://www.spmo.gliwice.pl/
PRE, Europen Refractories Producers Federation: http://www.pre.eu/
CerameUnie The European Ceramic Industry Association: http://cerameunie.eu/members/sectors/
World Refractories Association: https://www.worldrefractories.org/
Ostatnia aktualizacja: 13 stycznia 2024 przez: dr hab. inż. Dominika Madej, prof. AGH;