Badaniami nad polepszeniem właściwości termicznych i mechanicznych ceramiki szklanej stosowanej w kompozytach ściernych zajął się w swojej rozprawie doktorskiej mgr inż. Sebastian Węgrzyk. Wnioski z tej pracy mogą mieć wpływ na dalszy rozwój technologii obróbki ściernej.

Obrona odbyła się we wtorek (30 stycznia 2024 r.) na Wydziale Mechanicznym Politechniki Koszalińskiej. Komisji doktorskiej przewodniczył dziekan wydziału, prof. dr hab. inż. Waldemar Kuczyński. Tytuł rozprawy brzmi: „Modyfikacja właściwości termicznych i mechanicznych matrycy ceramicznej w kompozytach ściernych na bazie tlenku glinu i azotku boru”. Funkcję promotora pełniła dr hab. inż. Daniela Herman, emerytowana profesor Politechniki Koszalińskiej. Praca została przygotowana w ramach dyscypliny Inżynieria mechaniczna (dziedzina nauk inżynieryjno-technicznych).

Rozprawa wpisuje się w nurt badań związanych z poszukiwaniem rozwiązań technologicznych dotyczących doskonalenia właściwości mechanicznych i termicznych ceramicznych kompozytów ściernych. Chodzi o zapewnienie dwóch głównych właściwości tych kompozytów: odporności na zużycie i wysokiej porowatości. Chodzi także o jeszcze jedną ważną cechę: odpowiednią przewodność cieplną. Nadmierna ilość ciepła powstającego podczas procesu szlifowania utrudnia bowiem proces obróbki materiałów - szczególnie tych, które są trudnoskrawalne.

Jak wyjaśnił doktorant, motywacją do podjęcia badań jest rosnące zainteresowanie modyfikacją właściwości ceramiki szklanej wykorzystywanej w kompozytach ściernych przygotowanych na bazie tlenku glinu i azotku boru.

Doktorant zaproponował poprawę właściwości mechanicznych i cieplnych poprzez modyfikację spoiwa szklanokrystalicznego (w odpowiedni sposób przeprowadzony proces krystalizacji szkła i wprowadzenie do układu tlenku metalu przejściowego).

W celu weryfikacji zaproponowanych zmian przeprowadzono dwuetapowe prace badawcze. W pierwszym (rozpoznawczym etapie) autor określił optymalny udział modyfikatora więźby szklanej. W drugim przeprowadził badania spoiwa bazowego bez modyfikatora oraz spoiwa z modyfikatorem.

Przeprowadzone badania potwierdziły skuteczność modyfikacji: właściwości mechaniczne i termiczne ceramiki szklanej, jak i kompozytów z jej udziałem uległy podwyższeniu. Uznano też, że zaproponowana innowacja może usprawnić proces technologii obróbki ściernej.

Warto dodać, że znaczna część wyników badań została opublikowana w renomowanych międzynarodowych pismach: „Ceramics International”, „Journal of the European Ceramic Society” oraz „Journal of Non-Crystalline Solids”. Opublikowane artykuły mają już cytowania.

Praca uzyskała pozytywną opinię recenzentów. Byli nimi: dr hab. inż. Witold Habrat, profesor Politechniki Rzeszowskiej; dr hab. inż. Janusz Musiał, profesor Politechniki Gdańskiej i prof. dr hab. inż. Zbigniew Pędzich z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.

Recenzenci podkreślili trafność podjętej tematyki badawczej. Uznali, że prace badawcze zostały zaplanowane w kompetentny sposób, a uzyskane wyniki pracy mogą mieć istotne znaczenie naukowe i utylitarne w zakresie dalszego rozwoju technologii obróbki ściernej.

Podczas publicznej obrony recenzenci pytali doktoranta o szczegóły przeprowadzonego eksperymentu, ale też o metody interpretacji uzyskanych informacji. W rezultacie komisja doktorska przyjęła publiczną obronę rozprawy doktorskiej.

Ostateczną decyzję o nadaniu stopnia doktora podejmie Senat Politechniki Koszalińskiej. 

Zdjęcia: Adam Paczkowski/Politechnika Koszalińska