Nový profesor na RUB: veda o materiáloch pre letectvo!

Nový profesor na RUB: veda o materiáloch pre letectvo!

Prof. Dr. Alexander Kauffmann pôsobí od 1. mája 2025 na Katedre materiálovej vedy na Fakulte strojného inžinierstva Ruhrskej univerzity v Bochume. Jeho výskum sa zameriava na zlepšovanie materiálov, ktoré musia odolávať extrémnym podmienkam, najmä v leteckom priemysle.

Kauffmann predtým pracoval na Karlsruhe Institute of Technology (KIT), kde skúmal kovové a intermetalické materiály so zlepšenou pevnosťou pri vysokých teplotách a zvýšenou odolnosťou proti tečeniu. Jeho práca zahŕňala aj správanie sa materiálov pri teplotách blízkych absolútnej nule. Na optimalizáciu materiálových vlastností použil krížovú charakterizáciu a simulačné metódy.

Výskum vysokovýkonných materiálov

Na Ruhr University Bochum bude Kauffmann plynule pokračovať vo svojom predchádzajúcom výskume. Pozornosť sa sústreďuje najmä na superzliatiny pre vysoké prevádzkové teploty, ktoré sú nevyhnutné v moderných leteckých motoroch, ako je motor F119 od Hewlett-Packard alebo M88-2 od SNECMA. Tieto motory využívajú najmodernejšie materiály a technológie, ktoré zaisťujú efektívny výkon v extrémnych teplotách.

Viac ako 50 % materiálu v moderných motoroch tvoria vysokoteplotné zliatiny ako Nimonic80 alebo Inconel, ktoré sú vylepšené výrobnými procesmi, ako je technológia vákuového tavenia. Kauffmannovým cieľom je zvýšiť účinnosť systémov premeny energie, najmä vo vzťahu k leteckým turbínam. Dôraz je kladený aj na vhodnosť materiálov pre atmosféru s obsahom vodíka a vody, ako aj na ich recyklovateľnosť.

Technologické výzvy a vývoj

Ďalším dôležitým aspektom Kauffmannovho výskumu je odolnosť materiálov voči cyklom termomechanického namáhania, aké sa vyskytujú napríklad v záložných elektrárňach. Stále plánuje vyvíjať materiály s tvarovou pamäťou a materiály pre medicínsku techniku. Tieto technológie by mohli posunúť aj uplatnenie inovatívnych materiálov v iných oblastiach.

Kauffmann zdôrazňuje, že Ruhr University Bochum má dôležité výskumné prostredie v oblasti materiálovej vedy. Úzke prepojenie medzi syntézou, spracovaním a charakterizáciou materiálov v tejto inštitúcii mu umožní dosiahnuť jeho ambiciózne ciele.

Inovatívne materiály sú v leteckom a kozmickom priemysle kľúčové. Vývoj nových intermetalických zlúčenín by mal napríklad zvýšiť špecifickú pevnosť a tepelnú vodivosť a zároveň zlepšiť odolnosť proti oxidácii a korózii. Sľubné výsledky vykazujú zlúčeniny titánu a hliníka, ktoré sa používajú pri teplotách do 982 °C.

Kombinácia extrémnych požiadaviek a potreby úspory hmotnosti vedie aj k použitiu kompozitných materiálov s keramickými a uhlíkovými matricami. Tieto materiály ponúkajú nielen odolnosť voči vysokej teplote, ale aj ľahkosť, ktorá je pre moderné motory nevyhnutná.

Kauffmannova akademická kariéra je rovnako pôsobivá ako jeho výskum. Študoval vedu o materiáloch na Technickej univerzite v Drážďanoch a pred nástupom do novej funkcie na Univerzite v Porúri pracoval ako výskumný asistent na niekoľkých prestížnych inštitúciách. Letecký priemysel kladie nielen vysoké nároky na materiály, ale je aj hnacou silou technologických inovácií, v ktorých výskume bude Kauffmann a jeho kolegovia pokračovať.

Ruhr University Bochum a Stroj MFG zdôrazniť rozhodujúcu úlohu, ktorú hrá materiálový výskum v letectve, a zdôrazniť, ako môže Kauffmannova práca pomôcť splniť nadchádzajúce potreby odvetvia.