Kontakt. Badania naukowe:

Transkrypt

1 Kontakt - tel.: awozniakowski@o2.pl - wydział: Informatyki i Nauki o Materiałach - instytut: Nauki o Materiałach - zakład/katedra: Modelowania materiałów - opiekun naukowy: dr hab. Deniszczyk Józef - rok studiów: II Badania naukowe: 1. Słowa kluczowe: - międzymetaliczne związki i stopy ziem rzadkich, właściwości magneto-kaloryczne, struktura elektronowa, jednocząstkowe obliczenia ab initio, termodynamiczne obliczenia modelowe. - Opis dotychczasowych wyników: Mechanika kwantowa jest podstawą opisu wszelkich zjawisk fizycznych. Rządzące nią prawa pozwalają na wyznaczenie prawdopodobieństwa zaistnienia wybranych procesów. Zdobyte dotychczas doświadczenie w zakresie stosowania jednocząstkowych metod obliczeń kwantowych wykorzystane zostanie w badaniach właściwości elektronowych międzymetalicznych związków ziem rzadkich wykazujących silne właściwości magneto-kaloryczne. Obliczenia jednocząstkowe ab initio dostarczą informacji o zależności struktury elektronowej od składu chemicznego i struktury krystalicznej oraz będą podstawą dla termodynamicznych obliczeń modelowych z zastosowaniem modeli wielociałowych. Projektowane badania obejmują związki i stopy gadolinu: Gd2O3 i Gd6-nYnPd3 (x = 1, 2, 3, 4, 5, 6) oraz szereg związków międzymetalicznych REFe13-xSix (RE jon ziemi rzadkiej). Właściwości wymienionych materiałów predestynują je do zastosowań w magnetycznych urządzeniach chłodzących. Poznanie właściwości elektronowych tych materiałów oraz badania termodynamiczne za pomocą wieloelektronowych modeli kwantowych umożliwią projektowanie nowych materiałów dla zastosowań magneto-kalorycznych. Projektowane badania mają ważne znaczenie w technologii nowych materiałów dla zastosowań w magnetycznych urządzeniach chłodzących pracujących w temperaturze pokojowej. 1 / 9

2 - Wdrożenia: 1) Wdrożenie modułu Wien2k do obliczeń struktur niekolineranych. (Zakład modelowania materiałów UŚ). 2) Wdrożenie systemu monitorowania pracy maszyn na wydziale W3. (Producent konstrukcji stalowych i urządzeń mechanicznych FUGO S.A). 3) Wdrożenie systemu monitorowania pracy maszyn na wydziale W2. (Producent konstrukcji stalowych i urządzeń mechanicznych FUGO S.A). 4) Wdrożenie systemu monitorowania przebiegu operacji produkcyjnych na wydziale W2. (Producent konstrukcji stalowych i urządzeń mechanicznych FUGO S.A). 5) Wdrożenie metody normowania czynności oczyszczania belek konstrukcyjnych na wydziale W3. (Producent konstrukcji stalowych i urządzeń mechanicznych FUGO S.A). 6) Wdrożenie systemu monitorowania pracy maszyn. (Polinord Sp. z.o.o). 7) Wdrożenie metodologii rejestrowania braków produkcyjnych. (Polinord Sp. z.o.o). 2 / 9

3 8) Wdrożenie metodologii obliczania wskaźnika OEE". (Polinord Sp. z.o.o). - Pozostałe prezentacje (konferencje, seminaria, opracowania...) 1) Udział w restrukturyzacji Stoczni Gdynia S.A. W tym udział przy: - Wdrożeniu systemu 5S - Opracowaniu materiałów z zasad normowania. - Opracowaniu narzędzi wykorzystywanych przy optymalizacji produkcji. - Wdrożeniu metod zarządzania prakiem maszynowym. - Prowadzeniu grup procesowych. 2) Udział w restrukturyzacji GRAAL S.A. w tym udział przy: 3 / 9

4 a) Zakład produkcyjny Polinord sp. z.o.o. - Opracowaniu narzędzi planowania produkcji. - Wdrożeniu norm produkcyjnych. - Narzędzi zarządzania parkiem maszynowym, tj. check list, harmonogramu remontów maszyn. b) Zakład produkcyjny Koral sp. z.o.o. - Udział w budowaniu oraz wdrożeniu systemu monitorowania pracy maszyn z raportowaniem sieciowym. 3) Udział w restrukturyzacji FUGO S.A. w tym udział przy: - Prowadzeniu grup procesowych. - Prowadzeniu szkoleń. - Wdrożeniu elementów TPM. 4 / 9

5 - Publikacje: A.Woźniakowski, J.Deniszczyk, K.Szymański Effect of noncollinear magnetic order on the hyperfine interactions in Pt3Fe, Acta Physica Polonica A. - Konferencje/Seminaria: A. Woźniakowski, Władysław Borgieł, J.Deniszczyk Elektronowe i magnetyczne własności szeregu Gd7-xYxPd3 badania teoretyczne, Ogólnopolskie Seminarium Spektroskopii Mössbauerowskiej - OSSM 2010 Warszawa. 5 / 9

6 IX Katowicko-Krakowskie Seminarium Fizyka Fazy Skondensowanej, Rychwałd czerwca A.Woźniakowski, J.Deniszczyk, K.Szymański Effect of noncollinear magnetic order on the hyperfine interactions in Pt3Fe, OSSM Warszawa, Poster. Działalność naukowa w ramach projektu UPGOW 1. Słowa kluczowe: - TPM, produktywność, ekonomia-zarządcza, optymalizacja produkcji i procesów wytwarzania, międzymetaliczne związki i stopy ziem rzadkich, właściwości magneto-kaloryczne, struktura elektronowa, jednocząstkowe obliczenia ab initio, termodynamiczne obliczenia modelowe. - Opis dotychczasowych wyników (cz.i): Prowadzone dotychczas badania miały na celu określenie charakteru uporządkowania magnetycznego w stanie podstawowym związku Pt 3 Fe i wyznaczenie parametrów oddziaływań nadsubtelnych. Przeprowadzono obliczenia ab initio struktury elektronowej dla Pt 6 / 9

7 3 Fe w stanie paramagnetycznym (PM), ferromagnetycznym (FM) i antyferromagnetycznym dla konfiguracji spinowych: AFMI typu (1/2,0,0) i AFMII typu (1/2,1/2,0), oraz struktur charakteryzujących się uporządkowaniem niekolinearnym (NC). Obliczenia dla struktur PM, FM, AFMI i AFM II oraz NC zostały wykonane przy użyciu pakietu WIEN2k z zastosowaniem metody linearyzowanych stowarzyszonych fal płaskich (LAPW). Pierwsza część badań miała na celu określenie prawidłowej struktury o uporządkowaniu niekolinearnym. W tym celu wykorzystano opublikowane wyniki badań doświadczalnych przeprowadzonych metodą dyfrakcji neutronowej oraz analizę matematyczną możliwych kombinacji struktur typu (1/2,0,0). Po określeniu prawdopodobnego modelu struktury niekolinearnej przystąpiono do badań właściwych. Pierwszy etap prowadzonych badań z zakresu symulacji struktur elektronowych miał na celu przeprowadzenie analizy energii całkowitej uzyskanych wyników, co pozwoliło na wytypowanie prawdopodobnego stanu podstawowego. W kolejnym etapie symulacji komputerowych wybrano struktury typu FM, AFMI oraz AFMII, a prowadzone w tym zakresie badania umożliwiły wyjaśnienie wpływu anizotropii własności na zmianę gradientu pola elektrycznego. Dla struktur FM oraz AFMI przeprowadzono proces obliczeniowy z zastosowaniem modeli o kierunkach polaryzacji spinowej (100), (010), (001), natomiast dla struktury AFMII z kierunkiem magnetyzacji (100). W chwili obecnej prowadzone badania mają na celu określenie wpływu oddziaływania korelacji kulombowskich na zmianę wartości gradientu pola elektrycznego. Prowadzone w tym zakresie symulacje obejmują struktury: AFMI, AFM II oraz NC. Dla każdej analizowanej struktury magnetycznej wartość parametru oddziaływania korelacyjnego "U" przyjęto w zakresie od 0.13 do 0.4 Ry. Obliczenia dla wyższych wartości parametru U wskazują na niestabilność badanych układów. Prowadzone badania wkraczają w fazę końcową, a obecnie trwa weryfikacja założonej tezy. - Opis dotychczasowych wyników (cz.ii): Badania prowadzone w semestrze zimowy miały na celu jednoznaczne określenie stanu podstawowego związków Pt3Fe. Szereg wykonanych obliczeń z zastosowaniem kilku technik obliczeniowych, (min. LSDA+GGA, LSDA+GGA+U, LSDA+GGA+SO, NCM), jak również wykonana analiza dostępnych w literaturze badań eksperymentalnych pozwoliła na jednoznaczne określenie charakteru badanych związków. Wyniki prowadzonych badań zostały upowszechnione w formie publikacji naukowej oraz prezentacji w formie posteru. Głównym 7 / 9

8 zadaniem realizowanym w trakcie semestru letniego były badania teoretyczne struktury elektronowej i własności magnetycznych szeregu Gd7-xYxPd3. Struktury elektroniczne związków Gd7-xYxPd3 zostały przygotowane w pakiecie obliczeniowym Wien2k w oparciu o pliki strukturalne zawierające dwie formuły chemiczne Gd7-xYxPd3. Badania wstępne obejmowały analizę możliwych wystąpień poszczególnych kombinacji atomów 'pierwiastka X' w grupach atomowych Gd. Wyniki przeprowadzonej analizy jednoznacznie wskazują, ze istnieją trzy pary połączeń obsadzeń atomowych 'pierwiastka X' w grupach Gd, które zmieniają geometryczny opis kryształu, tj. jego grupę przestrzenna oraz symetrie. Tak przygotowane struktury elektroniczne zostały poddane wstępnym badaniom obliczeniowym co pozwoliło na uzyskanie wyników energetycznych poszczególnych struktur w obrębie utworzonych wcześniej kombinacji obsadzeń atomowych. Uzyskane w ten sposób wyniki obliczeń dla poszczególnych obsadzeń atomowych 'pierwiastka X' w grupach Gd, wskazują na degeneracje energetyczną w obrębię poszczególnych kompozycji. Metoda ta pozwoliła na ustalenie kręgu struktur przeznaczonych do kolejnego etapu badań. Kolejnym krokiem w prowadzonym procesie badawczym było wykonanie obliczeń metodami LSDA+GGA oraz LSDA+GGA+U. Wykonane w ten sposób obliczenia pozwoliły na sporządzenie wykresów gęstości poszczególnych obsadzeń stanów elektronowych, dodatkowo wyniki uzyskane metodą LSDA+GGA+U zostały poddane kolejnym symulacją komputerowym z zastosowaniem pakietu XPS-Soft. Uzyskane z procesu symulacyjnego obrazy kształtu linii widma XPS zostały skonfrontowane z wynikami eksperymentalnymi. Wyniki badań, które dotychczas zostały wykonane przedstawiono w formie prezentacji ustnej na wystąpieniu seminaryjnym. 8 / 9

9 9 / 9