Környezetbiztonságos és újrahasznosítható nanokompozitok anyagtu-dományi alapokon történő fejlesztése, valamint a társadalmi hatások elemzése (TEAM2)

Projektterv: projektlépések, tevékenységek és projektelemek

A tervezett kutatási téma célja a napjainkban használt, környezetre káros és/vagy kritikus elemeket tartalmazó, illetve költséges, gyenge tulajdonságú forraszanyagok helyettesítésére alkalmas új kompozit anyagok, illetve további területeken használható, újszerű kompozit anyagok fejlesztése. A környezetre káros, ólom tartalmú forraszötvözetek alkalmazását az Európai Unió direktívák bevezetésével erőteljesen korlátozza, alkalmazásukat néhány kivételes esettől eltekintve tiltja. Az EU az ólom tartalmú ötvözetek alkalmazásának további szigorítását tűzte ki céljául, aminek megfelelően a közeljövőben az ilyen forraszötvözetek alkalmazását teljes mértékben tiltani fogja. Az ólomtartalmú forraszötvözetek helyettesítésére számos olyan ötvözet lett kifejlesztve, melyek kisebb-nagyobb mértékben tartalmaznak az EU által kritikus elemnek minősített komponens(ek)et (In, Sb, Ge, Ga, vagy Mg). A legfrissebb Európai Uniós gazdaságpolitikai irányelvek értelmében az EU fenntarthatósági szempontok miatt a kritikus elemek alkalmazásának nélkülözését propagálja. Ez a törekvés indokolja a közelmúltban kifejlesztett egyes ólommentes forraszötvözetek kiváltására alkalmas forraszanyagok fejlesztését.

A tervezett kutatómunka hosszú távú céljai között szerepel egyrészt a kritikus elemeket tartalmazó forraszötvözetek helyettesítésére alkalmas forraszanyagok kifejlesztése. A kutatás továbbá kiterjed az alacsony hőmérsékleteken alkalmazott, SAC (Sn, Ag, Cu) alapú, többalkotós ötvözetcsaládok, és a magas hőmérsékleten alkalmazott, Au alapú, binér ötvözetcsaládok (Au-Sn, Au-Si, Au-Ge) helyettesítésére alkalmas forraszanyagok fejlesztésére. Az alacsony hőmérsékletű SAC ötvözetek kiváltását a forrasztási hibák gyakori megjelenése, az ötvözetek magas olvadási hőmérséklete - és így a szűk technológiai ablak-, valamint ciklikus hőterheléssel szembeni gyenge ellenállása indokolja. A költséges, magas hőmérsékletű forraszötvözetek kiváltásának gazdasági és fenntarthatósági okai vannak. Az innovatív forraszanyagok megfelelő tulajdonságok biztosítása érdekében a projekt során a kompozit és nanokompozit anyagcsoportok fejlesztésével és alkalmazhatóságának vizsgálatával foglalkozunk.
A kutatómunka nem korlátozódik a forrasz nanokompozitok fejlesztésére. Hosszú távú céljaink között szerepel további, egyéb területen alkalmazható kompozit anyagok/anyagcsoportok fejlesztése és alkalmazhatóságuknak vizsgálata is. A kutatás így az újszerű kompozit és nanokompozit anyagok fejlesztésének és alkalmazhatóságának széleskörű kiaknázását veszi célba. Az újszerű kompozit anyagok fejlesztésén és vizsgálatán túl a kutatómunka kiterjed az új forraszanyagok újrahasznosításának és ezek felhasználásakor keletkező hulladékok környezetkímélő feldolgozási módszereinek vizsgálatára, az elhasznált termékekből való visszanyerésük lehetőségeinek vizsgálatára, eljárás-technikai alapvizsgálatok elvégzésére a forrasztással készített termékekből a forraszanyag visszanyerésére, az új anyagok alkalmazásának és elterjedésének gazdasági, fenntarthatósági, jogi, továbbá szabványosítási kérdéseinek tanulmányozására is.

A kutatási terv megvalósításához szakmai hátteret biztosítanak a Miskolci Egyetem korábbi, illetve jelenleg is aktív, forraszanyagok fejlesztésével és vizsgálatával kapcsolatos TÁMOP és Robert Bosch projektek, illetve a kompozit anyagok kutatásával kapcsolatos K+F és TÉT projektek. Jelen projekt célja az ismertetett kutatási téma kiterjesztése, valamint nemzetközi szintre emelése a korábbi kutatások eredményeire alapozva. A kutatást az ötvözet-tervezés, forrasztás, kompozit-gyártás, határfelületi jelenségek, nanotechnológia, szerkezetvizsgálat, újrahasznosítás, gazdasági és jogi aspektusok, valamint egészségügyi és környezetvédelmi szakterületek Európa elismert szaktekintélyeivel és intézményeivel tervezzük megvalósítani. Ezen célok megvalósításához nemzetközi szinten is elismert kutatási csapatot, megfelelően működő menedzsmentet, valamint kiterjedt kapcsolatrendszert tervezünk kiépíteni.

A projekt végrehajtásának alátámasztottsága és az intézményre és környezetére (ágazati, területi és vonzáskörzeti) gyakorolt innovatív és ösztönző hatása

A kiválasztott kutatási témának számos előzménye van, melyek szakdolgozatok, PhD disszertációk nemzetközi kutatási projektek, valamint az elért eredményeket ismertető hazai- és nemzetközi publikációk formájában érhetőek el. Ugyanakkor a téma kutatása korántsem tekinthető befejezettnek, hiszen a nanoanyagok előállítása, „viselkedésének”, tulajdonságainak megismerése napjaink egyik legaktuálisabb kutatási területe világszerte. A kutatás elsősorban anyagfejlesztésre irányul, amely a későbbiekben a technológia fejlesztését is generálhatja, javítva ezzel az érintett ipari partnerek státuszát, versenyhelyzetét. A BSc, MSc, PhD hallgatók bevonása – a felsőoktatási koncepciókkal összhangban – elősegíti a kutatásra való nevelést, felkészíti őket az alkalmazott kutatásban, innovációban való proaktív részvételre. A hallgató így „élesben” sajátíthatja el a projektszemlélet és a mérnöki gondolkodásmód alapjait. Az egyetem ezzel a versenyképes felsőoktatás részeként minőségi, alkalmazható tudással rendelkező, a versenyszféra kihívásaira felkészült hallgatókat képezhet. A fiatal kutatók bevonása a kutatási projektek szakmai, adminisztrációs és menedzselési folyamataiba szintén elősegíti a projektorientált kutatásmenedzselési szemlélet kialakulását, fejlődését.

Az ipari, vállalati igények megismerése, az akadémiai kutatási témákhoz kapcsolása révén a régió innovációs rendszerei dinamikusabbá válnak, és nagyobb mértékben járulnak hozzá mind Magyarország, mind az Európai Unió versenyképességének növeléséhez, a fenntartható tudásgazdasághoz.

A Miskolci Egyetem sokrétű képzési profiljának, oktató-kutató bázisának köszönhetően, interdiszciplináris kutatói teamek kialakításával a projekt megvalósítása során a kutatási eredmények hasznosíthatóságának környezet, társadalmi és gazdasági aspektusai egyaránt vizsgálhatóak és figyelembe vehetőek.

Gantt diagram

Frissítve: 2015.05.16. 14:05