Instytut Inżynierii Materiałowej
Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych
Uniwersytet Śląski w Katowicach

Kompetencje Zespołu obejmują znajomość wielu metod badań z zakresu właściwości materiałów metalicznych, ceramicznych, polimerowych, kompozytowych oraz technologii wytwarzania i obróbki. Interdyscyplinarna kadra Instytutu Inżynierii Materiałowej potrafi ocenić właściwości, jakość i ewentualne uszkodzenia materiałów, a także obsługiwać nowoczesne urządzenia pomiarowe oraz interpretować wyniki badań. W szczególności:
Umiejętność analizy struktury materiałów na poziomie atomowym i makroskopowym.
Obsługa i interpretacja wyników badań właściwości materiałów, w tym metod nieniszczących (NDT).
Znajomość różnych procesów technologicznych (np. odlewanie, spawanie, obróbka skrawaniem, obróbka cieplna).
Umiejętność doboru odpowiednich materiałów do konkretnych zastosowań w różnych dziedzinach inżynierii (np. budownictwo, motoryzacja, elektronika).
Zdolność do identyfikacji i rozwiązywania problemów związanych z materiałami w praktyce inżynierskiej.
Skuteczne przekazywanie wiedzy i współpraca z innymi specjalistami w zespole.
Umiejętność oceny wpływu materiałów na środowisko i projektowania rozwiązań zrównoważonych.

Instytut Inżynierii Materiałowej
Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych
Uniwersytet Śląski w Katowicach
ul. 75 Pułku Piechoty 1A
41-500 Chorzów, Polska
https://us.edu.pl/instytut/iim

TEMATY BADAWCZE I PRACE NAUKOWO-BADAWCZE

• Nowoczesne materiały i technologie łączenia materiałów
• Układy napędowe, silniki, nowe paliwa
• Techniki projektowania i szybkiego prototypowania

USŁUGI

• Doradztwo i analizy
• Ekspertyzy
• Badania
• Prototypowanie

LABORATORIA

Laboratorium mikroskopii elektronowej: skaningowa i transmisyjna mikroskopia elektronowa. Akredytowane przez PCA (ILAC) Laboratorium transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Nr świadectwa akredytacji AB1332, analizy EDS, EBSD. Możliwość analizy morfologii, topografii i mikrostruktury materiałów z wysoką rozdzielczością. Identyfikacja składu chemicznego z rozdzielczością przestrzenną na poziomie submikrometrycznej. Analiza rozkładu pierwiastków w przekroju i na powierzchni próbek. Analiza przełomów i próbek po zrywaniu. Mapowanie orientacji krystalograficznej, analiza granic ziaren, tekstur i faz krystalicznych z wykorzystaniem EBSD. SEM będzie wyposażony w przystawkę do in-situ badań mechanicznych: obserwacja zachowania materiałów pod obciążeniem.

Laboratorium Dyfrakcji Rentgenowskiej: analiza składy fazowego (Akredytowane przez PCA (ILAC) Nr świadectwa akredytacji AB1332), analiza cienkich warstw metodą stałego Kąta Padania (GIXD), analiza naprężeń w materiałach, analiza struktury i stopnia krystaliczności, obliczenia parametrów sieciowych, szacowanie wielkości krystalitów, ekspertyzy dla przemysłu metalurgicznego, ceramicznego, chemicznego, ocena jakości materiałów i produktów, udział w projektach związanych z nowymi materiałami i technologiami.

Laboratorium Analizy Wielkości Cząstek: Pomiar wielkości cząstek w zakresie nano- i mikrometrycznym (DLS), analiza potencjału Zeta i stabilności zawiesin, charakterystyka układów koloidalnych i nanomateriałów, badania kontraktowe i ekspertyzy dla przemysłu chemicznego, kosmetycznego, automotive, wsparcie w rozwoju nowych formulacji, możliwość wspólnych projektów badawczo-rozwojowych.

Laboratorium Mikroskopii Cyfrowej, Obrazowania Powierzchni i Analizy 2D/3D: zaawansowana mikroskopia cyfrowa, pomiary topografii, defektoskopii powierzchni, dokumentacja 2D/3D, profilometria, nieniszcząca analiza powierzchni i struktury materiałów, dokumentacja i pomiary 2D/3D, wysokorozdzielcza analiza defektów, porowatości, powłok, szybka diagnostyka komponentów przemysłowych, charakterystyka powierzchni przed i po procesach (np. obróbka, powlekanie), szkolenia i wsparcie techniczne dla inżynierów.

Pracownia badań powierzchni materiałów: Materiały krystaliczne (np.: metaliczne, półprzewodniki). Metoda nanoindentacji oferuje możliwość pomiaru własności mechanicznych (moduł Younga, nanotwardość) warstwy powierzchniowej materiału. Precyzyjne pomiary mechanicznych właściwości materiałów w skali nano- i mikrometrycznej. Wyznaczanie twardości, modułu sprężystości (Younga), odporności na odkształcenia plastyczne. Mapowanie rozkładu właściwości mechanicznych w skali lokalnej. Badania cienkich warstw, powłok, nanostruktur, biomateriałów i kompozytów.

Pracownia analiz termicznych: DSC - Analiza przemian fazowych w materiałach stałych, cieczach i polimerach. Wyznaczanie temperatury topnienia, krzepnięcia, zeszklenia, krystalizacji. Pomiar zmian entalpii i ciepła przemian fazowych. Charakterystyka procesów endotermicznych i egzotermicznych. Badania stabilności termicznej materiałów. Analiza czystości związków chemicznych.

Laboratorium badań materiałów monokrystalicznych: (metale i ich stopy oraz kompozyty z udziałem faz monokrystalicznych – materiały na elementy turbin, układu wydechowego , układu hamulcowego, materiały półprzewodnikowe na czujniki i do innych zastosowań elektronicznych) – metody rentgenowskiej topografii dyfrakcyjnej do badania struktury defektowej, metoda Bonda precyzyjnego pomiaru parametrów sieciowych.

Laboratorium Technologii Proszkowych i Addytywnego Wytwarzania Metali (planowane uruchomienie IV kwartał 2025 r.) Wyposażone w gazowy atomizer do wytwarzania proszków stopów lub czystych metali oraz przemysłową drukarkę LPBF 3DLabs. Umożliwi projektowanie składu proszku, wytwarzanie wsadów niestandardowych stopów i bezpośredni druk 3D elementów o złożonej geometrii. Laboratorium oferuje badania charakterystyki proszku (rozkład wielkości cząstek, morfologia, czystość) oraz walidację mikrostruktury i własności mechanicznych wydruków.

Laboratorium Rentgenowskiej Dyfrakcji Monokryształów
Precyzyjna charakterystyka monokrystalicznych odlewów (w tym nadstopów) metodami dyfrakcji Laue oraz topografii rentgenowskiej. Umożliwia nieniszczącą ocenę orientacji krystalograficznej, jakości struktury i obecności defektów w elementach turbin lotniczych i przemysłowych. We współpracy z Politechniką Rzeszowską oferujemy wykonanie prototypowych odlewów monokrystalicznych łopatek turbosprężarek oraz wirników w technologii kierunkowo krystalizowanej (DS) lub γ TiAl, wraz z pełnym pakietem badań rentgenowskich i metalograficznych.

Pracowania badań Polimerowych Materiałów Funkcjonalnych: analizy spektroskopowe – pozwalające na identyfikację i określenie składu materiału (technika spektroskopii w podczerwieni FTIR), techniki termiczne - pozwalające określić przemiany zachodzące w badanych materiałach i ich stabilność (skaningowa kalorymetria różnicowa),badania wytrzymałościowe - pozwalające na określenie odporności materiału (statyczna próba rozciągania, zgniatania), badania sorpcyjne - pozwalające określić porowatość i powierzchnię właściwą materiału (SBET) w tym katalizatorów, sorbentów.
Laboratorium Materiałów magnetycznych: metody magnetyczne (metale, stopy, kompozyty) Laboratorium wyposażone w magnetometr SQUID zintegrowany oraz układ PPMS (Physical Property Measurement System). Pomiar momentu magnetycznego w zakresie temperatur od kilku kelwinów do 400 K oraz pól magnetycznych do 7 T. Charakterystyka materiałów magnetycznych: krzywe M-H i M-T, analiza histerezy, koercji, remanencji. Identyfikacja przejść fazowych i temperatur przejścia nadprzewodnikowego. Pomiary materiałów słabo namagnesowanych, cienkich warstw, nanostruktur. Badania nadprzewodników: efekt Meissnera, stany mieszane, zachowanie wirów. Możliwość pomiarów oporu elektrycznego, efektu Hall’a.

Laboratorium Badań Korozyjnych: test w obojętnej mgle solnej (NSS) zgodnie z normą PN-EN ISO 9227 lub ASTM B117 (badania akredytowane lub nieakredytowane; Nr akredytacji PCA: 1332), aparatura: Komora solna firmy KÖHLER AUTOMOBILTECHNIK Model HK 400 (pojemność 400 litrów) i komora CC1000iP firmy Ascott (pojemność 1000 litrów).

Pracownia Badań Elektrochemicznych: techniki woltamperometryczne (CV, LSV), chronoamperometria (CA), chronopotencjometria (CP), elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna (EIS) - (materiały przewodzące i półprzewodzące: ceramika, metale, polimery, kompozyty), zestawy do badań elektrochemicznych Potencjostat/Galwanostat Autolab/PGSTAT 30 i Autolab/PGSTAT12 firmy Metrohm/Eco Chemie o zakresie częstotliwości 1 mHz – 1 MHz, zestaw do badań elektrochemicznych Potencjostat/Galvanostat PARSTAT 2273 firmy Princeton Applied Research.

Laboratorium Zaawansowanych Metod Elektrochemicznych: techniki woltamperometryczne (CV, LSV), chronoamperometria (CA), chronopotencjometria (CP), elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna (EIS) - (materiały przewodzące i półprzewodzące: ceramika, metale, polimery, kompozyty), wszechstronny system do analiz elektrochemicznych Solartron ModuLab XM ECS z Potencjostatem/Galwanostatem VersaSTAT 4 firmy Princeton Applied Research o zakresie częstotliwości 10 Hz – 1 MHz.

Pracownia badań ferroelektrycznych piro i piezoelektrycznych materiałów ceramicznych: Badania właściwości dielektrycznych w funkcji temperatury i częstotliwości, badania impedancyjne, badania prądów piroelektrycznych i prądów termicznie stymulowanej depolaryzacji, wyznaczanie temperaturowych charakterystyk przewodnictwa stało i zmiennoprądowego, wyznaczanie współczynników piezoelektrycznych metodą rezonansu-antyrezonansu, badania krzywej histerezy elektrycznej.

Pracownia tribologii i badań eksploatacyjnych dysponuje trzema testerami: T-17, z węzłem tarcia (trzpień-płytka) Norma ASTM F 732, amplituda: do 40 mm, obciążenie: do 165 N, T-01M z węzłem tarcia (trzpień-tarcza, kula-tarcza) Norma ASTM G99 oraz DIN 50324, prędkość poślizgu do 1 m/s, obciążenie do 100 N,T-05 z węzłem tarcia (rolka-klocek) Norma ASTM D 2714, D 3704, D 2981 i G 77, prędkość poślizgu do 5 m/s, obciążenie do 3150 N, Stanowisko automatycznego smarowania – umożliwia smarowanie mgłą olejową węzła tarcia, nastawa czasu w zakresie 0,01 s-100 h, Dualscope MP40 - grubościomierz przeznaczony do pomiarów grubości powłok nieferromagnetycznych i nieprzewodzących prądu elektrycznego na stali, żeliwie oraz nieprzewodzących prądu elektrycznego na podłożu nieferromagnetycznym, Norma ASTM B244 /11/ , ASTM B499 /12/, dokładność w zakresie 0-50 μm: 0,25 μm, dokładność w zakresie 50-800 μm: 0,5 %, dokładność w zakresie 800-1200 μm: <2 %.

Pracownia pomiarów chropowatości i struktury geometrycznej powierzchni 2D/3D: profilografometr stykowy Form TalySurf Series 2 50i - przeznaczony do wyznaczania parametrów chropowatości 2D, Norma ISO 21920-2.2021, profilografometr stykowy Intra 3D - przeznaczony do skanowania systematycznego struktury geometrycznej powierzchni 3D, Norma ISO 21920-2.2021y.

Pracownia badań właściwości mechanicznych: statyczna próba rozciągania i ściskania, Urządzenie: maszyna wytrzymałościowa Instron.

Laboratorium badań mikromechanicznych, odporności na zarysowanie i zużycie: Metoda: badania twardości, scratch-test (test zarysowania warstw i powłok), badania tribologiczne w układzie kula-tarcza, Urządzenia: Micro Combi Tester MCT³, TRN Tribometer.

Pracownia metalograficzna: przygotowania próbek do badań metalograficznych, szlifowanie i polerowanie mechaniczne, polerowanie chemiczne, polerowanie elektrolityczne, inkludowanie w żywicach przewodzących i nie przewodzących na gorąco i zimno.