Jak wyjaśniła PAP dr inż. Barbara Staniewicz-Brudnik, która wraz z inż. Kazimierą Majewską-Albin, pracowała nad wynalazkiem, swą wyjątkową przydatność opracowane narzędzie zawdzięcza “regularnemu azotkowi boru”, który jest materiałem ściernym. “Jest to materiał bardzo twardy, o twardości jedynie trochę mniejszej od diamentu” – tłumaczyła dr Staniewicz-Brudnik.
Współtwórczyni narzędzia poinformowała, że jako materiału wiążącego ziarna azotku boru naukowcy użyli spoiwa ceramicznego stanowiącego dewitryfikat (tworzywo o drobnoziarnistej strukturze – przyp. PAP) szkła układu wieloskładnikowego. Jest to materiał szkło-krystaliczny, częściowo skrystalizowany. Oprócz niego naukowcy wykorzystali również specjalny wypełniacz i inne dodatki.
“To wszystko dokładnie się waży, miesza, następnie prasuje na zimno w matrycy. Tak przygotowany materiał suszy się i wypala w piecu w temperaturze poniżej 900 stopni Celsjusza. Wysokość temperatury jest bardzo istotna, ponieważ w temperaturze wyższej niż wspomniana zachodzi proces utleniania i następuje częściowa korozja ziarna ściernego” – tłumaczyła rozmówczyni PAP.
Wyjaśniła, że opracowane przez krakowskich naukowców narzędzia z regularnego azotku boru przydaje się zwłaszcza do szlifowania powierzchni w otworach materiałów bardzo trudno obrabialnych np. stopów wysoko-niklowych, które wykorzystuje się m.in. w przemyśle lotniczym.
“Ze stopów tego rodzaju wykonywane są na przykład łopatki turbin samolotowych, które muszą mieć odpowiednią gładkość, aby dobrze pracować” – powiedziała dr Staniewicz-Brudnik. Dodała, że narzędzie ścierne tego typu może być również stosowane do pracy nad materiałami używanymi w medycynie.
“Chodzi przede wszystkim o materiały przeznaczone do użycia jako implanty, które również muszą mieć odpowiednią gładkość (chropowatość). Za pomocą supertwardego narzędzia ściernego może być szlifowana np. główka panewki stawu biodrowego” – mówiła doktor.
Jak zapewniła, opracowanych przez jej zespół narzędzi można używać we wszystkich przypadkach, w których producenci muszą zmierzyć się z materiałami bardzo trudno obrabialnymi. “Takimi, które bardzo trudno jest modyfikować metodami konwencjonalnymi, np. tzw. ściernicami elektrokorundowymi czy ściernicami węglika krzemu” – wyjaśniała dr Staniewicz-Brudnik.
Wcześniej, z konieczności, używano właśnie takich narzędzi ściernych, jednak materiały te bardzo szybko się zużywały. Nienajlepsza była również jakość szlifowanej powierzchni.
Jak tłumaczyła naukowiec, w dotychczas używanych narzędziach stosuje się chłodziwa, w postaci różnego rodzaju olejów. W narzędziach z regularnego azotku boru, opracowanych w krakowskim Instytucie, jako chłodziwo używane są roztwory wodne olejów mineralnych, które łatwo ulegają utylizacji.
Dr Staniewicz-Brudnik przyznała, że naukowcy nad opracowaniem narzędzi z regularnego azotku boru ze spoiwem ceramicznym pracowali wiele lat. Teraz będą je wytwarzali np. dla Politechniki Koszalińskiej, z której otrzymali pierwsze duże zlecenie.
Autor: Źródło: PAP – Nauka w Polsce