KBTX10-22-12

Projektförslag för kandidatarbete inom inst. Kemi och kemiteknik och Biologi och bioteknik

 

Atomistisk modellering av oxid-metallgränsytor på MgAl-legeringar

 

Bakgrund  

Magnesiumlegeringar är viktiga inom flera industrier där man efterfrågar både korrosionståliga samt lätta material för att exempelvis minska bränsleåtgång i fordon. Dessa material består till största del av magnesium, Mg, men legeras med bl.a. aluminium för att öka dess högtemperaturegenskaper samt små mängder av så kallade reaktiva element (t.ex. Y, Zr, Ce och Hf). I kontakt med syre bildas en oxid på ytan av dessa legeringar som ett skydd mot ytterligare oxidation och korrosion. Effekten av reaktiva element på oxidtillväxten och dess egenskaper är sedan länge välkända men själva mekanismen är omdebatterad.

 

 

Problembeskrivning  

För att kunna studera effekten av små tillsatser av reaktiva element på oxid-metallgränsytan behöver vi först studera själva metall-oxidgränsytan utan tillsatser. Målet med projektet är att modellera olika metall-oxidgränsytor och analysera dess egenskaper, relevanta för vidare studier av reaktiva elementeffekter användandes av kommersiell DFT (eng. density functional theory – sv. täthetsfunktionalteori)-mjukvara.

 

Genomförande /Viktiga moment/teknikinnehåll 

 

1a. Litteraturstudie – legeringar, oxidation, reaktiva element

1b. Introduktion till det kvantkemiska beräkningsprogrammet (Materials Studio – CASTEP)  

2. Modellering av oxid-metallgränsytor

3. Analys av de beräknade ytorna med bl.a. egenskrivna MATLAB-koder.

 

Speciella förkunskapskrav: Grundläggande kvantmekanik, MATLAB-programmering, gärna Teoretisk Kemi alt. annan introduktion till kvantkemiska/mekaniska beräkningsmetoder

 

Möjlig målgrupp: KF, F

 

Gruppstorlek: 4-6 studenter 

 

Förslagsställare/kontaktperson/huvudhandledare: Dr. Vedad Babic

Övriga handledare: Prof. Itai Panas

Sidansvarig Publicerad: on 03 nov 2021.