Nový profesor na RUB: věda o materiálech pro letectví!

Nový profesor na RUB: věda o materiálech pro letectví!

Prof. Dr. Alexander Kauffmann působí od 1. května 2025 na katedře materiálových věd na Fakultě strojního inženýrství Porúří univerzity v Bochumi. Jeho výzkum se zaměřuje na zlepšování materiálů, které musí odolávat extrémním podmínkám, zejména v leteckém průmyslu.

Kauffmann dříve pracoval v Karlsruhe Institute of Technology (KIT), kde zkoumal kovové a intermetalické materiály se zlepšenou pevností při vysokých teplotách a zvýšenou odolností proti tečení. Jeho práce zahrnovala i chování materiálů při teplotách blízkých absolutní nule. K optimalizaci materiálových vlastností použil metody cross-scale charakterizace a simulace.

Výzkum vysoce výkonných materiálů

Na Ruhr University Bochum bude Kauffmann plynule pokračovat ve svém předchozím výzkumu. Důraz je kladen zejména na superslitiny pro vysoké provozní teploty, které jsou nezbytné u moderních leteckých motorů, jako je motor F119 od Hewlett-Packard nebo M88-2 od SNECMA. Tyto motory využívají nejmodernější materiály a technologie, které zajišťují efektivní výkon v extrémních teplotách.

Více než 50 % materiálu v moderních motorech se skládá z vysokoteplotních slitin, jako je Nimonic80 nebo Inconel, které jsou vylepšeny výrobními procesy, jako je technologie vakuového tavení. Kauffmannovým cílem je zvýšit účinnost systémů přeměny energie, zejména ve vztahu k letadlovým turbínám. Důraz je zde kladen také na vhodnost materiálů pro vodík a vodu obsahující atmosféry a také na jejich recyklovatelnost.

Technologické výzvy a vývoj

Dalším důležitým aspektem Kauffmannova výzkumu je odolnost materiálů vůči termomechanickým napěťovým cyklům, jaké se vyskytují například v záložních elektrárnách. Stále plánuje vyvíjet materiály s tvarovou pamětí a materiály pro lékařské technologie. Tyto technologie by také mohly posunout aplikaci inovativních materiálů v jiných oblastech.

Kauffmann zdůrazňuje, že Porúří univerzita v Bochumi má důležité výzkumné prostředí v oblasti materiálové vědy. Úzké propojení mezi syntézou, zpracováním a charakterizací materiálů v této instituci mu umožní dosáhnout jeho ambiciózních cílů.

Inovativní materiály jsou v leteckém průmyslu zásadní. Vývoj nových intermetalických sloučenin by měl například zvýšit měrnou pevnost a tepelnou vodivost a zároveň zlepšit odolnost proti oxidaci a korozi. Slibné výsledky vykazují sloučeniny titanu a hliníku, které se používají při teplotách až 982 °C.

Kombinace extrémních požadavků a nutnosti úspory hmotnosti vede také k použití kompozitních materiálů s keramickými a uhlíkovými matricemi. Tyto materiály nabízejí nejen vysokou teplotní odolnost, ale také lehkost, která je pro moderní motory nezbytná.

Kauffmannova akademická kariéra je stejně působivá jako jeho výzkum. Vystudoval materiálové vědy na Technické univerzitě v Drážďanech a pracoval jako výzkumný asistent na několika prestižních institucích, než se ujal své nové role na Ruhr University. Letecký průmysl klade nejen vysoké nároky na materiály, ale je také hybatelem technologických inovací, v jejichž výzkumu bude Kauffmann a jeho kolegové pokračovat.

Ruhr University Bochum a Stroj MFG zdůrazňují zásadní roli, kterou hraje materiálový výzkum v letectví, a zdůrazňují, jak může Kauffmannova práce pomoci splnit nadcházející potřeby tohoto odvětví.