Jak wodór wpływa na mikrostrukturę stali i co decyduje o jej odporności na degradację? Odpowiedzi na te pytania poszukiwał dr inż. Łukasz Poloczek podczas stypendium naukowego na Politechnice w Ankonie. Badania prowadzone w ramach programu KMM-VIN Research Fellowship-Multi-functional Materials Network koncentrowały się na mechanizmach kruchości wodorowej – jednego z istotnych wyzwań związanych z wykorzystaniem wodoru w przemyśle.
Dr inż. Łukasz Poloczek, Lider Obszaru pełniący funkcję Kierownika Grupy Badawczej Symulacje Procesów Technologicznych w Łukasiewicz – GIT, odbył miesięczny staż naukowo-badawczy na Università Politecnica delle Marche – Faculty of Engineering w Ankonie (Włochy). Stypendium zostało zrealizowany w ramach programu KMM-VIN Research Fellowship- Multi-functional Materials Network.
Tematyka badań wpisuje się w jeden z kluczowych kierunków współczesnych badań nad materiałami przeznaczonymi do pracy w środowisku wodorowym. Wodór, ze względu na swoje właściwości, może przenikać do struktury metalu, wpływając na jego mikrostrukturę i właściwości mechaniczne, a w określonych warunkach prowadzić do rozwoju kruchości wodorowej. Zrozumienie mechanizmów tego zjawiska ma istotne znaczenie dla projektowania bezpiecznych i trwałych materiałów dla gospodarki wodorowej.
Podczas stażu analizowano wpływ wodoru na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne stali, ze szczególnym uwzględnieniem procesów dyfuzji wodoru oraz jego oddziaływania z poszczególnymi składnikami mikrostruktury. Istotnym elementem prac było również określenie mechanizmów odpowiedzialnych za inicjację i propagację pęknięć.
Zakres badań obejmował próby mechaniczne prowadzone w atmosferze wodoru w temperaturze do 500°C, z wykorzystaniem zaawansowanego symulatora procesów termomechanicznych Gleeble 3800-GTC. Pozwoliło to na odwzorowanie warunków oddziaływania wodoru na materiał oraz ocenę zmian jego zachowania mechanicznego w podwyższonej temperaturze.
Badania mechaniczne uzupełniono szczegółową analizą mikrostruktury z wykorzystaniem skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej (SEM i TEM) oraz dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych (EBSD). Zastosowanie komplementarnych metod badawczych umożliwiło analizę zmian zachodzących w strukturze materiału oraz identyfikację mechanizmów związanych z powstawaniem i rozwojem uszkodzeń.
Celem badań było pogłębienie wiedzy na temat mechanizmów degradacji stali pod wpływem wodoru oraz identyfikacja czynników wpływających na ich odporność na kruchość wodorową. Wyniki tego typu prac mogą stanowić podstawę do opracowywania i doboru materiałów przeznaczonych do zastosowań w środowisku wodorowym, a także wspierać rozwój technologii zwiększających ich trwałość i bezpieczeństwo eksploatacji.
Realizacja stażu była również okazją do wymiany wiedzy i doświadczeń z międzynarodowym środowiskiem naukowym oraz nawiązania współpracy w obszarze badań nad materiałami pracującymi w środowisku wodorowym. Takie kontakty wzmacniają potencjał badawczy Łukasiewicz – GIT i otwierają przestrzeń do realizacji kolejnych wspólnych przedsięwzięć naukowo-badawczych, odpowiadających na wyzwania związane z rozwojem gospodarki wodorowej.
