Efterlyser bättre samarbete smeder emellan

Presentation

Levente Vitos, professor i tillämpad material­fysik och chef för enheten för egenskaper vid KTH.
Levente Vitos, professor i tillämpad material­fysik och chef för enheten för egenskaper vid KTH.
Att få gehör för, och införa, moderna kvantmekaniska verktyg i industriell stålforskning, är något av en utmaning för professor Levente Vitos, som förfogar över en verktygslåda som märkbart skulle höja svensk stålindustris konkurrenskraft.
– Med en högre grad av nyfikenhet kan vi göra underverk, säger Levente Vitos.

I årtusenden har metaller och legeringar varit avgörande för samhällsutvecklingen. Så även idag. Därför fortsätter sökandet efter nya och specialanpassade legeringar.
– Idag lutar sig stålutveckling fortfarande mot den ackumulerade kunskapsmassa som industrin samlat på sig över århundranden. Denna pragmatiska metod leder till förbättrad prestanda men misslyckas ofta, i brist på teoretisk kunskap, med att identifiera optimala lösningar, säger Levente Vitos, professor i tillämpad materialfysik vid Kungliga Tekniska Högskolan (KTH).
För att lyfta materialdesign till en mer hållbar och intelligent nivå, betonar Levente Vitos att utvecklingsfokus måste förflyttas djupare in i materialen, ända ner på atomnivå. Först här kan förståelsen för hur partiklar de facto interagerar med varandra avslöjas och grunden till en kontrollerad förädling läggas.
– Idag har datorstödd kvantmekanik baserad på täthetsfunktionalteori, Density Functional Theory (DFT), mognat till en nivå som skapar möjligheter för banbrytande datorbaserade experiment.
Hittills har DFT-verktygslådan inte minst bidragit till att teoretiskt kunna beskriva komplexa höghållfasta superlegeringar (plasticitet i stål, se diagram) och högentropilegeringar (HEA). Detta visar på kvantfysikens viktiga roll för att bättre kunna förstå materialegenskaper och producera konkurrenskraftigt stål.
I takt med att materialforskarna utökat DFT-teorins tillämpningsområden, och presenterat användbara verktyg för utveckling av stål och legeringar, har ledande svenska stålföretag visat sitt intresse och börjat lukta på möjligheterna. Men, som oftast, är det lite av en kamp att få ett brett genomslag.
För att föra skutan framåt, och skapa praktiskt användning av banbrytande kvantteorier, krävs en högre grad av ömsesidigt förtroende, välmenade ansträngningar från både akademiska och industriella sidor samt samordnade projekt baserade på en gemensam intressegrund.
– Jag är övertygad om att det skulle gagna stålindustrin stort att öppna sina dörrar ytterligare och orientera sig mer välkomnande till ett ännu starkare samarbete. Med gemensamma krafter skulle vi kunna effektivisera utvecklingsarbetet, minimera tid och kostnad och behålla konkurrenskraften på högsta internationella nivå, avslutar Levente Vitos.

Diagrammet illustrerar plasticitet i stål beräknad utifrån kvantteorin.
Diagrammet illustrerar plasticitet i stål beräknad utifrån kvantteorin.
KTH – Institutionen för Materialvetenskap
Institutionen för Materialvetenskap ansvarar för forskning och undervisning inom allt från konstruktionsmaterial till avancerade material som aluminiumlegeringar, rostfritt stål, verktygsstål, högtemperaturmaterial, zirkoniumlegeringar, kompositmaterial, högtemperatursupraledare, magnetostriktiva material, högentropilegeringar och minnesmetaller. Undervisningen omfattar grundläggande kurser i materialvetenskap, men också avancerade kurser i fasomvandlingar, termodynamik, mekaniska egenskaper, keramiska material, korrosion, legeringsdesign och materialval.
www.met.kth.se

www.met.kth.se
Publicerad: 07 juni, 2016