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