Centrum Mikroskopii Elektronowej dla Inżynierii Materiałowej

Tematyka badawcza realizowana w ramach grupy związana jest z zastosowaniem zaawansowanych metod i technik mikroskopowych (LM, SEM i TEM) w badaniach strukturalnych materiałów konstrukcyjnych i obejmuje głównie zagadnienia takie jak:

1. Ilościowa charakteryzacja mikrostruktury materiałów metodami analitycznej mikroskopii elektronowej, także w skali atomowej:
   • Analiza mikrostruktury i pomiar parametrów mikrostruktury z wykorzystaniem różnych metod obrazowania i metod dyfrakcyjnych.     
     • Analiza mikrostruktury z rozdzielczością w skali atomowej z wykorzystaniem obrazów STEM-HAADF z korekcją aberracji sferycznej.
2. Mapy orientacji i mapy fazowe w nanoobszarach:
   • Analiza dyfrakcyjna: Selektywna dyfrakcja elektronów (SAED); Dyfrakcja zbieżnej wiązki (CBED); Mikro- i nanodyfrakcja (μD, NBD). Precesja dyfrakcji elektronów (PED).    
   • Identyfikacja faz w materiałach wielofazowych i wielowarstwowych metodami dyfrakcyjnymi i spektroskopowymi wspomaganymi programami komputerowymi.    
   • Wysokorozdzielcza mikroskopia elektronowa (HRTEM).  
3. Analiza składu chemicznego faz (jakościowa i ilościowa) metodami spektroskopowymi:
   • Energii charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego (EDX) wraz z możliwością zbierania map rozmieszczenia pierwiastków w skali atomowej.   
   • Spektrometria strat energii elektronów (EELS).
   • Mapy rozmieszczenia pierwiastków  z wykorzystaniem filtra energii elektronów (EFTEM).
4. Analiza struktury elektronowej w nanoobszarach metodą obrazowania spektralnego EELS:
   • Mapy stanów wiązania i utlenienia.
   • Mapy szczytów rezonansu plazmonowego (zarówno powierzchniowego i objętościowego).
5. Przemiany fazowe i interakcji międzyfazowe w nanomateriałach:
   • Wpływ wymiaru na właściwości termodynamiczne nanomateriałów
   • Kinetyka przemian fazowych w parach eutektycznych
   • Diagramy fazowe nanocząstek stopów binarnych
   • Procesy dyfuzyjne w układach nanometrycznych
   • Kinetyka krystalizacji amorficznych warstw indukowana metalem (metal-induced crystallization)
   • Morfologia wieloskładnikowych nanocząstek
   • Metastabilne fazy w nanomateriałach: wytworzenie i stabilność temperaturowa
   • Zwilżalność w układach nanometrycznych
6. Tomografia elektronowa (HAADF, EFTEM, EDX) i tomografia FIB-SEM do rekonstrukcji trójwymiarowych obrazów mikro- i nanostruktury materiałów, metrologia.
   • Zastosowanie uczenia maszynowego oraz sztucznej inteligencji w tomografii oraz mikroskopii elektronowej.

Tematyka badawcza grupy związana jest z badaniami strukturalnymi materiałów konstrukcyjnych, takich jak:

1. Materiały dla energetyki i lotnictwa:
   • Nadstopy niklu.
   • Stopy tytanu i aluminium.
   • Stopy na osnowie faz międzymetalicznych (intermetale).   
   • Stopy do pracy w ekstremalnych warunkach (stopy wolframu, stale/stopy ODS).
   • Stale i staliwa.
   • Półprzewodnikowe i polimerowe materiały termoelektryczne.
2. Materiały gradientowe i wielowarstwowe:
   • Funkcjonalne materiały gradientowe.   
   • Materiały wielowarstwowe: odporne na erozję i zużycie przez tarcie; materiały żaroodporne.
3. Nanomateriały
   • Nanocząstki metali i stopów binarnych.
   • Układy nanometrycznych warstw.
   • Hybrydowe nanocząstki, m.in. zawierające fazę ciekłą.
4. Inne materiały
   • Nanomateriały    
   • Nowoczesne materiały ceramiczne   
   • Złożone związki międzymetaliczne CMA   
   • Kompozyty metalowo-ceramiczne
   • Nowoczesne materiały magnetyczne (materiały GMR o gigantycznym magnetooporze)  
   • Polimery