​Eftersom projektet precis har börjat, har tester inte börjat ännu men en analys kan se ut exempelvis så här. Dessa Toblerone-liknande små bitar är från ett skärverktyg och visar små partiklar i materialet volframkarbid. Bilden är tagen med hjälp av ett svepelektronmikroskop.​​
Bil​d: Philipp Hoier

Big Data förbättrar analyser av material

​Genom att undersöka en metall eller ett keramiskt materials struktur ända ner på atomnivå är det lättare att förstå och påverka olika materials egenskaper. Men vad ska man leta efter och var? I ett nytt projekt kombinerar professor Uta Klement analyser av Big Data med sitt expertområde materialkaraktärisering. I stället för att leta efter en nål i en höstack tar hon hjälp av datan och hittar avvikelserna, det som behöver undersökas i detalj.
Professor Uta Klement leder en forskargrupp som kallas yt- och mikrostrukturteknik. Hon undersöker metaller och olika keramiska materials egenskaper. Det kan röra sig om nano-material, olika typer av beläggningar eller avancerade stål och superlegeringar. Genom att förstå materialens struktur och uppbyggnad går det att uppnå mer hållbara produktionsprocesser och mer hållbara produkter. Dels går det att använda mindre material, dels att använda materialet mer effektivt och längre. 

Ett exempel är nya termiska barriärbeläggningar som gör det möjligt att ha högre förbränningstemperaturer i gasturbiner i till exempel flygmotorer, vilket skulle förbättra effektiviteten och resultera i lägre utsläpp.

I ett nytt projekt, som handlar om att förbättra slipbarheten av återvunnet stål, samarbetar Uta Klement med en grupp forskare och kombinerar för första gången analyser av big data med materialkarakterisering. Hon berättar vilka fördelar det medför.

– Våra materialanalyser är ofta inte baserade på en teori utan på ett antagande. I industrin samlar man dock in mycket data vid materialbearbetning. Genom att analysera dessa data kan vi få tips om vad vi ska leta efter i mikrostrukturen. Våra materialvetenskapliga kunskaper hjälper till att tolka datan och därefter kan vi utföra exakta undersökningar istället för att leta efter "nålen i höstacken".

Att veta vad man letar efter är särskilt viktigt i forskningsområden som likt Uta Klement zoomar in på en liten bit av ett material med hjälp av elektronmikroskopi och andra kompletterande tekniker. Att ta hjälp av data kan bli ett genombrott. Det kan bli ett generiskt tillvägagångssätt, säger Uta Klement. 

– Ny och förbättrad karaktäriseringsteknik och möjligheten att tolka resultaten gör att vi kan öka vår kunskap och producera nya och bättre produkter med bättre egenskaper och med bättre utnyttjande av våra resurser. Indirekt är detta viktigt för oss alla.


FAKTA
Uta Klement är professor i materialvetenskap med inriktning på elektronmikroskopi. Hon är avdelningschef för Material och tillverkning på Chalmers institution för industri- och materialvetenskap och leder dessutom forskargruppen Yt- och mikrostrukturteknik. Hon sitter också i styrelsen för Chalmers Venture. 
Läs mer om projektet ”Slipbarhet av återvunnet stål: vevaxlar” i Chalmers forskningsdatabas. Projektet leds av Peter Krajnik​ som är biträdande professor i tillverkningsteknik. I projektet medverkar även Philipp Hoier och Amir Malakizadi.


Text och foto: Nina Silow

Publicerad: on 16 maj 2018. Ändrad: to 17 maj 2018