Konkurs na stanowisko stypendysty-doktoranta w projekcie badawczym NCN OPUS
„Wieloskalowe badania właściwości mechanicznych nowatorskich powłok z trójskładnikowych borków wolframu osadzonych za pomocą HiPIMS” (please scroll down for English)
BSP-DSP.111.17.2024
Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
MIASTO: Warszawa
STANOWISKO: stypendysta/doktorant
DYSCYPLINA NAUKOWA: inżynieria mechaniczna/materiałowa
TERMIN SKŁADANIA OFERT: 01 wrzesień 2024
SŁOWA KLUCZOWE: powłoki, rozpylanie magnetronowe, supertwarde materiały, przyczepność warstw, własności mechaniczne, modelowanie wieloskalowe, nowoczesne metody pomiarowe
Informacje o projekcie:
Kierownik projektu: dr hab. inż. Tomasz Mościcki
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki
Typ projektu: OPUS, umowa UMO-2022/47/B/ST8/01296
Czas trwania projektu: 33 miesięcy
Instytucja realizująca: Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk
Oczekiwania wobec kandydatów:
1) stopień zawodowy magistra w zakresie nauk technicznych (preferowane dyscypliny: inżynieria mechaniczna lub inżynieria materiałowa),
2) status studenta Szkoły Doktorskiej
3) znajomość metod eksperymentalnych i modelowania teoretycznego w inżynierii materiałowej, w szczególności cienkich warstw
4) znajomość środowiska programu ABAQUS lub ANSYS,
5) motywacja do pracy naukowej,
6) dobra znajomość języka angielskiego w mowie i piśmie
Opis projektu:
Głównym problemem stosowania supertwardej i odpornej termicznie ceramiki w postaci warstw ochronnych jest jej kruchość i trudności z przyczepnością do znacznie bardziej miękkiego podłoża. Ostatnie badania dotyczą elastycznych, a jednocześnie twardych powłok ceramicznych wytworzonych metodą rozpylania magnetronowego. Wśród nich dwuborki wolframu reprezentują nową klasę powłok, które są jednocześnie supertwarde, wytrzymałe i odporne na pękanie. Domieszkowanie WBx metalem przejściowym, takim jak tytan, cyrkon lub tantal, prowadzi do znacznej poprawy właściwości mechanicznych i trybologicznych w porównaniu z borkami niedomieszkowanymi. W tym projekcie szczególne właściwości mechaniczne powłok W-TM-B zostaną uzyskane dzięki zastosowaniu rozpylania magnetronowego z użyciem impulsów o dużej mocy (HIPIMS), które zapewnia odpowiedni bilans energii na osadzonej powierzchni. Ze względu na to, że materiał i sposób jego nanoszenia są nowe, brakuje badań dotyczących właściwości mechanicznych takich pokryć lub są one niewystarczające. W ramach tego projektu kompleksowa analiza numeryczna i eksperymentalna umożliwi zbadanie w różnych skalach właściwości mechanicznych i adhezji powłok W-TM-B. Badania eksperymentalne będą obejmować m.in. nowatorskie metody wytrzymałości mechanicznej, takie jak: ściskanie nanokolumn, zginanie mikrobelek, nanoidentacje i mikrotesty rozciągania. Ponadto zbadane zostaną także: odporność termiczna, odporność na ścieranie oraz inne własności użytkowe naniesionych warstw. Równocześnie, w projekcie, będzie przeprowadzone opracowywanie, implementacja i walidacja modeli numerycznych przewidujących właściwości mechaniczne i zachowanie w trakcie obciążania aż do uszkodzenia powłok w różnych skalach (atomowej, mikroskopowej i makroskopowej). Proponowany interdyscyplinarny projekt skupia się na opracowaniu metod wydajnego wytwarzania materiałów supertwardych i elastycznych oraz ich osadzania w postaci powłok o wysokiej przyczepności. Zaproponowane modele teoretyczne i metody eksperymentalne będą również badane z perspektywy przyszłych zastosowań powłok W-TM-B, szczególnie w obróbce wysokotemperaturowej. Mając na uwadze możliwości zastosowania przemysłowego, odporność na pękanie, elastyczność i przyczepność to najważniejsze własności w kontekście trwałości i długookresowego działania pokrywanych narzędzi. Dlatego konieczne jest stworzenie wieloskalowego modelu opisującego właściwości osadzanych warstw, a także układu powłoka-podłoże.
Zadania doktoranta:
Teoretyczne prace nad własnościami mechanicznymi cienkich warstw w różnych skalach wymiarowych, w tym opracowanie modelu spallacji laserowej z użyciem oprogramowania Abaqus lub Ansys. Aktywny udział w pracach badawczych prowadzonych w ramach projektu, w tym: osadzanie powłok, eksperymentalne badanie właściwości mechanicznych materiałów-TM-B. Analiza wyników, publikacje oraz prezentowanie wyników na konferencjach naukowych. Praca będzie wykonywana pod kierunkiem kierownika projektu.
Warunki zatrudnienia:
1) Forma zatrudnienia: stypendium,
2) Budżet przewidziany na stypendium w projekcie 5000 zł/miesiąc
3) Czas trwania stypendium: 33 miesięcy,
4) Status doktoranta Szkoły Doktorskiej
Termin przyjmowania zgłoszeń:
1 wrzesień 2024
Termin rozstrzygnięcia konkursu:
15 września 2024
Przystępując do konkursu należy przedłożyć:
1) List motywacyjny,
2) Życiorys naukowy wraz listą publikacji,
3) Odpis dyplomu magisterskiego,
4) Kopia legitymacji Szkoły Doktorskiej lub zaświadczenia o przyjęciu do Szkoły Doktorskiej (kandydaci na pierwszy rok studiów)
5) Oświadczenie o treści:
"Wyrażam zgodę na przetwarzanie danych osobowych zawartych w mojej ofercie pracy na potrzeby niezbędne do przeprowadzenia procesu rekrutacji prowadzonego przez IPPT PAN z siedzibą w Warszawie, ul. A. Pawińskiego 5B, zgodnie z art. 13 ust. 1 i 2 rozporządzenia (UE) 2016/679 Parlamentu i Rady z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w zakresie przetwarzania danych osobowych i swobodnego przepływu tych danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46 / WE (RODO)”
Informacje o projekcie:
Dr hab. inż. Tomasz Mościcki Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Regulamin przyznawania stypendiów naukowych NCN w projektach finansowanych ze środków NCN
https://www.ncn.gov.pl/sites/default/files/pliki/uchwaly-rady/2022/uchwala124_2022-zal1.pdf
Open competition for the Assistant-PhD Student position in the National Science Centre funded project:
Multiscale studies of the mechanical properties of innovative ternary tungsten borides coatings deposited with HiPIMS
INSTITUTION: Institute of Fundamental Technological Research (IPPT PAN)
CITY: Warsaw
POSITION: PhD student
SCIENTIFIC DISCIPLINE: mechanical/material engineering
DATE OF ANNOUNCEMENT: 01 September 2024
KEY WORDS: coatings, magnetron sputtering, superhard materials, film adhesion, mechanical properties, multiscale modelling, modern measurement methods
Project information:
Project leader: PhD. Tomasz Mościcki prof. IPPT PAN
Source of funding: National Science Centre
Project type: OPUS, agreement OPUS UMO-2022/47/B/ST8/01296
Project duration: 33 months
Implementing institution: Institute of Fundamental Technological Research Polish Academy of Sciences
Expectations towards candidates:
1) Master's degree in technical sciences (preferred disciplines: mechanical engineering or materials engineering),
2) Status of a doctoral student at the Doctoral School
3) knowledge of experimental methods and theoretical modelling used in materials science,
4) knowledge of the ABAQUS or ANSYS program environment,
5) motivation for scientific work,
6) good command of spoken and written English.
Project description
The main problem of using super-hard and thermally resistant ceramics as protective layers is their brittleness and difficulties with adhesion to a much softer substrate. The last research reports on flexible hard ceramic coatings prepared by magnetron sputtering. Among them tungsten diborides represent a new class of coatings which are simultaneously super-hard, tough and resistant to cracking. Alloying of WBx with transition metal like titanium, zirconium or tantalum leads to considerable improvement of mechanical and tribological properties compared to undopped borides. In this project these special mechanical properties of W-TM-B coatings will be obtained thanks to the use of High Power Impulse Magnetron Sputtering (HIPIMS) which provide the suitable balance of energy at deposited surface. Due to the fact that a material and its method of deposition are new, there is a lack of studies on mechanical properties of such coatings or they are insufficient. In this project the comprehensive numerical and experimental analysis will allow to investigate at various scales the mechanical properties and adhesion of W-TM-B coatings. Experimental studies will consist of novel mechanical strength methods like: nanopilar compressing and cantilever bending, nanoidentation, and micro tensile tests. In addition, thermal resistance, wear resistance and other functional properties of the applied coatings will be tested experimentally. At the same time in the project, the development, implementation and validation of numerical models predicting mechanical properties and the deformation behaviour up to coatings damage will be performed for different scales: atomistic, microscopic and macroscopic one. The proposed interdisciplinary project focuses on developing methods for efficient fabrication of superhard and flexible materials and their deposition on substrates as a coatings with high adhesion. The theoretical models and experimental methods will also be used from the perspective of future applications of W-TM-B coatings, particularly in high temperature machining. Having in mind the possible industrial application, the crack resistance, flexibility and adhesion are one of the most crucial issues in the context of durability and long-term performance of super-hard coatings. Therefore, it is necessary to create a multi-scale model describing properties of deposited layers and the coating-substrate system also.
PhD student’s tasks:
Theoretical studies on the mechanical properties of thin films on various dimensional scales, including the development of a laser spallation model using Abaqus or Ansys software. Participation in experiments throughout the project, including: deposition of coatings, experimental study of the mechanical properties of W-TM-B materials.
Analysis of results, publications and presentation of results at scientific conferences. The work will be performed under the supervision of the project manager.
Conditions of employment:
1) Type of employment: fellowship,
2) Budget allocated for the scholarship in the project 5000 PLN/month
3) Time span: 33 months,
4) PhD student status of Doctoral School
Deadline:
September 1, 2024
Result of the competition:
September 15, 2024
The documents:
1) Motivation letter,
2) CV with list of publications,
3) Copy of Master diploma,
4) copy of the Doctoral School ID card or certificate of admission to the Doctoral School (candidates for the first year of studies)
5) Statement as follows:
"I agree to the processing of personal data contained in my job offer for the needs necessary to carry out the recruitment process conducted by IPPT PAN with headquarters in Warsaw, ul. A. Pawińskiego 5B, according to art. 13 para. 1 and 2 of Regulation (EU) 2016/679 of the Parliament and of the Council of 27 April 2016 on the protection of individuals with regard to the processing of personal data and the free movement of such data and the repeal of Directive 95/46 / EC (RODO)"
Contact:
PhD. Tomasz Mościcki prof. IPPT Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Regulations for awarding NCN research scholarships in projects financed by the National Science Center
https://www.ncn.gov.pl/sites/default/files/pliki/uchwaly-rady/2022/uchwala124_2022-zal1.pdf