1. yle.fi
  2. Uutiset

"Kahden tehtaan välissä on erinomainen paikka tutkimukselle" – teräksen huippututkimus on keskittynyt Ouluun

Oulun yliopisto on viime vuosina noussut Suomen johtavaksi terästutkimuksen keskukseksi.

teräs
Oululaisen Timegate Instrumentsin valmistma spektrometri -laite.
Materiaalien sisältämiä epäpuhtauksia on analysoitu oululaisen Timegate Instrumentsin kehittämällä spektroskopialaitteella. Samaa laseriin perustuvaa tekniikkaa pyritään jatkossa kehittämään myös sulan teräksen analysointiin.Timo Nykyri / Yle

Raahen ja Tornion terästehtaiden puolivälissä Oulussa tehdään nykyisin arviolta jopa kolme neljäsosaa Suomen terästutkimuksesta.

– Tämä on aivan upea paikka terästutkimukselle, sanoo professori Timo Fabritius, joka johtaa Oulun terästutkimuskeskittymään kuuluvaa metallurgian yksikköä Oulun yliopistossa.

Fabritiuksen mukaan Oulussa on hyvät yhteydet alueen teollisuuteen ja alan yrityksiin.

– Iso osa tutkimuksesta rakentuu yhteistyöhön eurooppalaisten toimijoiden kanssa, Fabritius kertoo.

Euroopan rinnalla tärkeä yhteistyön suunta on myös Kiina, joka on maailmalla merkittävä toimija niin teräksen tuotannossa ja kaupassa kuin alan tutkimuksessakin.

Yksi maailman käytetyimmistä materiaaleista

Teräs on yksi käytetyimmistä materiaaleista silloin, kun tarvitaan suurta lujuutta ja kestävyyttä. Suomessa noin puolet teräksestä käytetään rakentamisessa ja kolmasosa erilaisten koneiden ja laitteiden valmistuksessa.

Myös kierrätysmateriaalina teräs on hyvin yleinen. Suomessakin kierrätykseen saadaan yli 80 prosenttia käytöstä poistetusta teräksestä.

Vaikka terästä on tutkittu jo vuosisatojen ajan, Timo Fabritius vakuuttaa, että sen ominaisuuksien kehittämisessä riittää vielä tutkijoille työsarkaa.

– Ominaisuuksien tutkimuksen lisäksi erittäin suuria haasteita on myös siinä, että teräksen valmistuksen yhteydessä pystytään hillitsemään hiilidioksidipäästöjä.

Tutkimuksen monimuotoisuudesta kertoo sekin, että yliopiston terästutkimuksessa saatua tietoa on hyödynnetty vaikkapa uudenlaisten ralliautojen rakentamisessa.

Perustutkimuksessa etsitään myös keinoja tuottaa kokonaan uudenlaista terästä tutkimalla teräksen raaka-aineita aivan uudelta pohjalta. Perinteisen yrityksen ja erehdyksen sijasta nyt halutaan selvittää, mitä teräksen valmistuksessa tapahtuu atomi- ja molekyylitasolla.

– Vaikka rauta on rautaa, niin kun lähdetään hakemaan materiaaleja, joilla on ultralujuutta, kylmäkestävyyttä tai mitä tahansa ominaisuuksia, meidän on tutkittava, minkälaiset molekylaariset ominaisuudet vaikuttavat teräksen laatuun, sanoo tutkimukseen luonnontieteiden ja fysiikan puolelta osallistuva professori Marko Huttula.

Oulun yliopiston professorit Timo Fabritius ja Marko Huttula terästutkimuksen laboratoriossa.
Professorit Timo Fabritius ja Marko Huttula ovat mukana Oulun yliopiston Centre of Advanced Steels Research, keskuksessa, johon on koottu useita monitieteisiä teräkseen keskittyviä tutkimusryhmiä.Risto Degerman / Yle

Tavoitteena on päästä tilanteeseen, jossa voitaisiin jo ennen terästuotteiden valmistamista etukäteen päättää, millaisia ominaisuuksia valmistettavalta teräkseltä halutaan.

Monitieteinen tutkimusyhteisö

Teräksen tutkimus on keskittynyt Oulun yliopiston teknillisen tiedekuntaan, jossa toimivassa Centre of Advanced Steels Research, CASR:ssä eli terästutkimuskeskuksessa on liki sadan tutkijan monitieteinen tutkimusyhteisö. Mukana on kahdeksan tutkimusryhmää, ja tutkijoita on Oulun lisäksi myös muista Suomen yliopistoista, VTT:stä sekä 30 eri yrityksestä.

Väittelijä Francis Gyakwaa lukee väitöstutkimustaan laboratoriossa.
Francis Gyakwaa on ensimmäinen tohtoriopiskelija, joka väittelee Oulussa EU:n Horizon2020 Marie Sklodowska Curie COFUND – ohjelman ja Oulun yliopiston yhteisrahoittamasta I4FUTURE projektista.Risto Degerman / Yle

Tuorein saavutus tutkimusyhteisössä on perjantain väitöstilaisuus, jossa tohtoriopiskelija Francis Gyakwaa osoitti, että laserin ja siihen liittyvän Raman teknologian avulla voidaan mitata kuumissa materiaaleissa olevia epäpuhtauksia. Raman-spektroskopiateknologiaa on hyödynnetty materiaalien tunnistamisessa muun muassa kaivoksissa.

Väitöstutkimus luo pohjaa sille, että jatkossa teräksen laatua voidaan analysoida jo teräksen valmistusprosessin aikana eikä vasta jälkikäteen valmiista tuotteista.

– Kun haluamme hyvää materiaalia, emme tietenkään halua sellaista terästä, jossa on mukana monia eri aineksia ja se on laadultaan huonoa. Laatu on tärkeää kaikissa tuotteissa, mutta erityisesti terästuotteissa, sanoo Francis Gyakwaa.

Lue seuraavaksi