Mahdieh Safyari

Dr. Mahdieh Safyari väitteli tohtoriksi Institute for Materials Research -instituutissa, Tohoku-yliopistossa, Japanissa. Hän on kehittänyt kansainvälisen tutkimusuran Itävallassa (AIT) ja Suomessa (LUT-yliopisto – Mechanics of Materials -ryhmä), jossa hän on työskennellyt tutkijana ja tohtorintutkijana.

Hänelle on myönnetty erittäin kilpailtuja rahoituksia, mukaan lukien Suomen Akatemian tutkimusrahoitus (Academy Research Fellowship) sekä Itävallan tiedesäätiön FWF-ESPRIT-apuraha. Hän tekee aktiivista yhteistyötä teollisuuden ja kansainvälisten kumppaneiden kanssa ratkaistakseen käytännön insinöörihaasteita ja edistääkseen vedyn teknologioihin liittyvien materiaalien kehitystä.

Tutkimuksen painopiste

Hänen tutkimuksensa perustuu edistyneiden ja tavanomaisten metalliseosten fysikaaliseen metallurgiaan, ja siinä painotetaan erityisesti:

• mikrorakenteen kehittymisen ymmärtämistä prosessoinnin aikana
• mikrorakenteen vaikutusta materiaalien ominaisuuksiin
• metallien suunnittelua, jotka ovat vahvempia, luotettavampia ja kestävämpiä sekä ympäristön kannalta kestävämpiä

Lisäksi tavoitteena on kehittää materiaaleja, jotka kestävät vaativia olosuhteita, kuten:

• vetypitoiset ympäristöt (vedyn haurastuminen)
• korkeat ja matalat lämpötilat
• korroosiiviset olosuhteet
• korkea paine
• syklinen kuormitus ja väsymisrasitus
• kuluminen ja muut ääriolosuhteet

Hän yhdistää työssään:

• kehittyneet kokeelliset menetelmät
• simulointimenetelmät, kuten:
  • faasikenttämallinnus
  • elementtimenetelmä (FEM)
  • termodynaamiset ja kinetiikkamallit (esim. CALPHAD)
  • vedyn diffuusio- ja sitoutumismallit
  • tiheysfunktionaaliteoria (DFT) atomitason ymmärrykseen
• digitaaliset ja tekoälypohjaiset työkalut

Näiden avulla hän nopeuttaa uusien metalliseosten kehitystä ja optimointia.

Keskeiset tutkimusalueet

• Materiaalit vetypitoisiin ympäristöihin ja vedyn haurastuminen
• Kestävät ja kierrätettävät metallit, joilla pienempi CO₂-jalanjälki ja energiankulutus
• Hitsausmetallurgia ja liitosten mikrorakenne sekä kestävyys kuormituksessa
• Additiivinen valmistus (AM) ja virheiden vaikutus ominaisuuksiin
• Perinteiset ja kehittyneet valmistusprosessit (valssaus, lämpökäsittely, muokkaus, valaminen, solidifikaation hallinta, laser-pohjainen 3D-tulostus ja DED-menetelmät)
• Digitaaliset työnkulut ja tekoälypohjainen materiaalien optimointi
• Korroosio ja materiaalien heikkeneminen vaativissa ympäristöissä, mukaan lukien akkujärjestelmät
• Vedyn tuotanto ja kuljetusjärjestelmät sekä infrastruktuurimateriaalit
• Ammoniakkipohjaiset energiajärjestelmät (tuotanto, varastointi, kuljetus ja käyttö)

• Fossiilivapaan teräksen ja vähähiilisten teollisuusjärjestelmien kehittäminen.

   

  Materiaalijärjestelmät

• Hänen tutkimuksensa kattaa laajan kirjon metallisia materiaaleja:
• Teräkset: vähähiiliset teräkset, korkealujuusteräkset (AHSS), ruostumattomat teräkset (austeniittiset, ferriittiset, martensiittiset, duplex- ja saostuskarkaistut), sekä monivaiheiset teräkset (DP, CP, TRIP, bainiittiset), mangaaniteräkset sekä työkaluteräkset
• Kevytmetallit: alumiini-, magnesium- ja titaaniseokset
• Edistyneet seokset: nikkelipohjaiset seokset ja korkeaentrooppiset seokset

• Metallimatriisikomposiitit: kuten hiilikuituvahvisteiset alumiini- ja teräsmateriaalit

   

  Tieteellinen lähestymistapa

  Hänen työnsä keskeinen teema on yhteys: prosessi → mikrorakenne → ominaisuudet. Tätä kehystä käytetään materiaalien suunnittelun perustana. Lähestymistapa mahdollistaa:

• älykkäämmän, fysiikkaan perustuvan materiaalisuunnittelun
• nopeamman siirtymisen laboratoriotuloksista teollisiin sovelluksiin
• sillan rakentamisen perustutkimuksen ja käytännön insinööriratkaisujen välillä