Ime strani: ARRSProjekti / 2017 / Selektivna plazemska oksidacija zlitin FeCrAl za podaljšanje obratovalne dobe žarilnih svečk za dizelske motorje

Selektivna plazemska oksidacija zlitin FeCrAl za podaljšanje obratovalne dobe žarilnih svečk za dizelske motorje


Nazaj na seznam za leto 2017


Oznaka in naziv projekta

L2-8181 - Selektivna plazemska oksidacija zlitin FeCrAl za podaljšanje obratovalne dobe žarilnih svečk za dizelske motorje
L2-8181 - Selective plasma oxidation of FeCrAl alloys for extended-lifetime of glow plugs for diesel engines

Logotipi ARRS in drugih financerjev

© Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije

Projektna skupina

Vodja projekta: doc. dr. Janez Kovač

Vsebinski opis projekta

Uporaba žarilne svečke v dizelskem motorju je omejena z življenjsko dobo grelnega upora v tem elementu. Običajno je grelni upor izdelan iz žice, ki je iz visokotemperaturno obstojne Fe-Cr-Al zlitine, ki je med delovanjem segreta na temperaturo 1200°C. Premer žice je 0.15–0.35 mm in temperature tališča je 1300–1425 °C. Pri visokih temperaturah se na površini žice tvori zaščitna plast alfa-Al2O3, katera zaradi kemične inertnosti in dobrih zapornih lastnosti preprečuje difuzijo atomov v okolico in iz nje. Zaradi mehanskih napetosti, termičnih šokov in različnih raztezkov oksidne plasti ter kovinske podlage nastanejo razpoke in pore v zaščitni Al2O3 plasti, ki začne odstopati. Pri tem nastane nova oksidna plast. Ko se po določenem času v žarilni svečki porabi kisik, prav tako se porablja zaloga aluminija v grelni žici, se začne oksidna plast tanjšati. Material žice začne propadati, kar vodi do okvare svečke.

Naš predlog za rešitev problema evaporacije Al pri visoki temperaturi in podaljšanje dobe obratovanja grelne žice je izvedba nanokompozitne homogene Al-oksidne zaščitne plasti na Fe-Cr-Al zlitini s postopkom selektivne plazemske oksidacije. Po našem vedenju takšna rešitev opisanega problema še ni bila predlagana. Oksidna plast pripravljena s plazemsko oksidacijo bi zaradi svoje mikrostrukture in homogene debeline imela bistveno boljše adhezijske lastnosti in bila manj občutljiva na kemične poškodbe pri visoki temperaturi

Faze projekta

1.leto:

1M-2M: Postavitev in adaptacija plazemskega reaktorja za prototipno obdelavo žarilnih žic (IJS) 1M-2M: Zaščita plazemskega reaktorja pred visoko napetostjo in RF/UV sevanjem (IJS)

1M-6M: Pregled relevantne strokovne literature in zaščitene intelektualne lastnine o oksidaciji Fe-CrAl zlitin, o izboljšavah žarilnih svečk (IJS, AET, NTF, SF)

2M-12M: Aplikacija dvofazne plazemske obdelave modelnih materialov (žic, ploščic, kristalov Fe-Cr, Cr-Al, Fe-Cr-Al…); uporaba različnih plinov, H2, O2, H2O, Ar; določanje optimalnih parametrov obdelave (plazemski način, moč, gostota delcev…) (IJS)

1M-12M: Karakterizacija površin in oksidnih plasti referenčnih in plazemsko obdelanih materialov (IJS), Priprava zlitin in žic s prevlekami obogatenimi z Al in z drugimi reaktivnimi elementi (Ti, Zr) z melt spining metodo (NTF, IJS)

2.leto:

13M-24M: Aplikacija dvofazne plazemske obdelave modelnih materialov (žic, ploščic); uporaba različnih plinov, H2, O2, H2O, Ar; določanje optimalnih parametrov obdelave (plazemski način, moč, gostota delcev…) (IJS), Modifikacija sestave materiala žarilne žice (NTF), Adaptacija tehnologije spajanja (FS) plazemsko oksidiranih grelnih žic v grelne svečke, Študij hitrosti oksidacije in difuzijskih procesov v grelnih žicah in modelnih zlitinah v kontrolirani atmosferi (IJS, AET, NTF),Izdelava prototipnih žarilnih svečk s plazemsko obdelanimi žicami pri industrijskem partnerju (AET), Izvedba trajnostnih testov prototipnih žarilnih svečk pri industrijskem partnerju (AET), Karakterizacija materialov po trajnostnem testu (IJS, AET)

3.leto:

25M-36M: Nadaljevanje z fino optimizacijo plazemske obdelave (IJS), modifikacijo materiala (NTF), adaptacijo tehnologije spajanja (FS) in testiranja prototipnih svečk (AET)

25M-30M: Analiza vpliva polnilnega materiala (MgO + dodatki) v svečkah na žarilne žice po plazemski obdelavi (AET, IJS)

25M-36M: Zaščita intelektualne lastnine z 1 ali 2 mednarodnima patentnima prijavama (vsi partnerji), Objava 2-4 znanstvenih člankov o plazemski oksidaciji zlitin Fe-Cr-Al, izboljšanih lastnostih žarilnih svečk v uveljavljenih revijah s področja obdelav površin (vsi partnerji)

30M-36M: Objava strokovnih publikacij in seznanitev potencialnih kupcev o novi tehnologiji in izboljšanih izdelkih (AET)

Bibliografske reference


Nazaj na seznam projektov po letih