1 / 31

Anyagtechnológiák

Anyagtechnológiák. 1 . Az anyagtechnológiák általános áttekintése. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029. Szent István Egyetem. Typotex Kiadó. Óbudai Egyetem. Szerző: Borossay Béla (borossay.bela@bgk.uni-obuda.hu). Technológia ( τεχνολογια).

mahala
Download Presentation

Anyagtechnológiák

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Anyagtechnológiák 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029 Szent István Egyetem Typotex Kiadó Óbudai Egyetem Szerző:Borossay Béla(borossay.bela@bgk.uni-obuda.hu) Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  2. Technológia (τεχνολογια) • A technológia görög szó, jelentése mesterségtan.Műveletek sorrendjét jelenti, melyek hatására valamilyen előre eltervezett eredmény születik. • A technológiák jellemzésénél mindig feltehető a kérdés: „Miből, mit gyárt, milyen célra?” • A „Hogyan kell csinálni?” kérdésre adott válasz maga a technológia. • Az anyagtechnológia az alapanyagok előállításával és feldolgozásával foglalkozó tudományág. Például a nyersvasgyártás: Előkészített ércből folyékony nyersvasat… Acél- illetve öntvénygyártás céljára… 2 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  3. A kőkorszaktól a „polimer korszakig” BIOANYAGOKnövényitermés vázállatikültakaró szerves POLIMEREKtermészetes alapúhőre lágyuló elasztomermesterséges alapúhőre keményedő természetes mesterséges KOMPOZITOKbevonat,szemcsés, szálas, réteges FÉMEKvasötvözetekacélok öntöttvasaknem vasfémekkönnyűfémek egyéb fémek KERÁMIÁKoxidos kristályos amorfnem oxidosegyatomos vegyület szervetlen 3 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  4. A kerámiák Műszaki kerámiák • Közepes, ill. nagy szilárdság és hőállóság, jó korrózióállóság • Nagy ridegség, kis alakíthatóság, rossz hő- és villamos-vezetőképesség • Az alapanyag előállítása általában a formaadással együtt történik A kerámiák a kőkorszaktól a nanotechnológiák koráig elkísértek bennünket Karbon szálak Üveg megmunkálása 4 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  5. Miért a fémek? • Jól alakíthatók, jó elektromos- és hővezetők • Szilárdságuk és szívósságuk széles tartományban változtatható • Érceikből állíthatók elő, de újra feldolgozhatók, nem terhelik a környezetet Jégtörésre alkalmas 16000 tonnás tankhajó A fémek 50 000 éve szolgálják az embert Vasércbánya távlati képe Kirunában (Svédország) (Forrás:LKAB prospektus) 5 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  6. Az acéltermelés alakulása évente 6 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  7. A világ legnagyobb acéltermelői Az európai sorrend: Oroszország, Ukrajna • Kína • India (2010) • Brazília 7 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  8. Az alumínium termelés alakulása Az alumínium tömeges előállítása csak azután vált lehetségessé, amikor már megfelelő mennyiségű villamos energia állt rendelkezésre. 8 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  9. Hol gyártják a legtöbb alumíniumot? Európában Norvégia vezet, de valamennyi fejlett ország jelentős alumíniumiparral rendelkezik. • Kína • Oroszország • Kanada 9 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  10. A réztermelés éves alakulása A réztermelés az elektronika fejlődésével kapott új lendületet 10 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  11. Hol állítják elő a legtöbb rezet? Európában Oroszországban és Lengyelországban állítanak elő jelentős mennyiséget • Chile • Peru • USA 11 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  12. Ha 1 évi termelés 1 m magasan állna… 12 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  13. A fémek újra feldolgozhatók A fémek teljes mértékben újra feldolgozhatók, így a környezetre a hulladékuk is veszélytelen. Az újra feldolgozott fém tulajdonságai teljesen azonosak az eredeti, ércből nyert fém tulajdonságaival. A leggyakrabban használt fémek esetén a metallurgiai folyamatba visszavezetett hányad korunkban 30-50%. Érc Metallurgia Megszilárdítás Alakítás Válogatás, osztályozás Használat Összegyűjtés Hulladék Ezzel a nagyon előnyös tulajdonsággal sem a kerámiák, sem a polimerek nem rendelkeznek. 13 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  14. Polimerek • Jó kémiai ellenállás, kis sűrűség, jó alakíthatóság • Rossz hő- és elektromos vezetőképesség, alacsony alkalmazhatósági hőmérséklet • Az alapanyag előállítása a formaadással együtt történik 1907-ben szabadalmaztatták az első mesterséges polimert 14 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  15. A polimerek elterjedése Napjainkban a leggyorsabban növekvő mennyiségben előállított anyagok. Az ábra a térfogatokat hasonlítja össze. Mivel a polimerek sűrűsége kb. egy nagyságrenddel kisebb mint az acélé, tömegben kifejezve ma is mintegy ötször annyi acélt gyártanak, mint polimert. 15 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  16. A világ kőolajtermelése Millió hordó/nap 1 hordó=169 liter A kitermel kőolaj ötödrészéből lesz polimer, a többiből energiát termelnek. A föld kőolajkészlete kb. 50 évre elég. 16 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  17. A műanyagok életútja A polimerek csak részlegesen dolgozhatók fel újra, így hulladékuk többnyire csak elégetéssel hasznosítható. Újabban előírásokat vezetnek be, hogy országonként a termelt energia mekkora hányadának kell polimer elégetéséből származni. Az újra feldolgozás során polimerek kémiai bontása – monomerré alakítani, majd újra polimert létrehozni belőle – nem lehetséges. A polimerek természetes lebomlása nagyon lassú folyamat. energia kőolaj monomerek elégetés polimerek Polimer tartalmú hulladék használat Hulladéklerakó kőolaj 200 millió év 17 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  18. Kompozit anyagok • Több komponensből tudatosan felépített szerkezetű anyagok. Eredő tulajdonságaikkal egyik alkotóelemük sem rendelkezne önállóan • Az előre gyártott komponensek „összedolgozásával”, a formaadással együtt történik az előállításuk. Szemcse szilárdítású kompozit Réteges szerkezet Szálas erősítés 18 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  19. A technológiák felosztása 1. ALAPANYAGGYÁRTÓTECHNOLÓGIÁK 1. ALAPANYAGGYÁRTÓTECHNOLÓGIÁK 1. ALAPANYAGGYÁRTÓTECHNOLÓGIÁK Elsődleges Másodlagos termelőtenyésztő malomipar: búza > liszt textilipar: gyapjú > fonal, stb… MEZŐGAZDASÁGI kerámiaipar: agyag > tégla homok > üveg bányászatikitermelő IPARI petrolkémia: olaj > benzin olaj > polimerek alapanyagai kohászat: érc > fémötvözet FELDOLGOZÓTECHNOLÓGIÁK 19 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  20. A technológiák felosztása 2. FELDOLGOZÓTECHNOLÓGIÁK • Kerámiák – az alapanyag előállításával együtt történik a formaadás • Polimerek – a formaadás közben történik a polimerizáció, poliaddició vagy polikondenzáció • Kompozit anyagok – az egyes komponensek előállítása a saját anyagcsoportjukra jellemző technológiával történik • Fémes anyagok – több lépésben, egymásra épülő technológiákkal történik az alakadás Fémes anyagok alakadó technológiái 20 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  21. A technológiák felosztása Fémes anyagok alakadó technológiái Elsődleges alakadó technológiák Az olvadt állapotban előállított ötvözet megszilárdítása Álötvözetek készítése (porkohászati technológiák) Kohászati technológiák Másodlagos alakadó technológiák Szilárd állapotban alakadás általános célra: Rúd, lemez, profil, cső gyártása Harmadlagos alakadó technológiák Szilárd állapotban alakadás speciális célra: Konkrét alkatrész, vagy előgyártmány készítése Gépipari technológiák 21 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  22. A technológiák felosztása Fémes anyagok elsődleges alakadó technológiái 22 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  23. A technológiák felosztása Fémes anyagok másodlagos alakadó technológiái 23 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  24. A technológiák felosztása Fémes anyagok harmadlagos alakadó technológiái A konkrét alkatrésznek meg kell felelnie a funkciójának, és gazdaságosan gyárthatónak kell lennie. Fémes anyagok szerkezetváltoztató technológiái 24 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  25. A technológiák felosztása Fémes anyagok szerkezetváltoztató technológiái 25 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  26. Technológia <-> anyagtulajdonságok Anyag (tulajdonság) • Kémiai összetétel • Szerkezet • Feszültségállapot Az alkatrészhez a megfelelő anyagot az alkatrésszel szemben támasztott követelmények, és az anyag tulajdonságait összevetve választjuk ki. TECHNOLÓGIA Alkatrész (elvárások) • Feleljen meg a funkciójának • Érje meg adott valószínűséggel a tervezett élettartamát • Legyen gazdaságosan gyártható A technológia alkalmazása során az anyag tulajdonságai akkor is változhatnak, ha a technológiának nem ez volt a célja! 26 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  27. Technológia <-> anyagtulajdonságok Acélok melegalakítása során szerkezetük megváltozik, ezért tulajdonságaik is változnak. Az alkatrész tulajdonságait alapvetően az alakítás befejező hőmérséklete, és a lehűlés sebessége határozza meg. Ezen kívül hatással lesz a tulajdonságokra a darab mérete, az alakváltozás mértéke, és annak térbeli eloszlása is. 27 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  28. Technológia <-> anyagtulajdonságok A fémek hidegalakítás hatására az alakítás mértékének megfelelően monoton függvény szerint növelik a szilárdságukat, keményednek. Ezt tekinthetjük hasznos hatásnak (nagyobb szilárdságú anyagot/alkatrészt akarunk gyártani), de lehet előnytelen is, hiszen azt jelentheti, hogy egy bizonyos mértékű alakváltozásánál nagyobbat nem tudunk létrehozni. 28 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  29. Technológia <-> anyagtulajdonságok A forgácsolás során (például nagyoló esztergálás) is változnak a tulajdonságok. A forgács leválási helyén nagymértékű hidegalakítást szenved az anyag. Ez természetesen kis térfogatban megy végbe, de bizonyos esetekben befolyásolja a további technológiákat, de akár a kész alkatrész minőségére is hatással lehet. 29 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  30. Technológia <-> anyagtulajdonságok A hegesztő eljárások során helyi olvadás történik, egyúttal az olvadt zóna melletti anyagrészek is felhevülnek. A dermedési folyamat, és a különböző hőmérsékletű részek különböző sebességű lehűlése következtében rendkívül változatos szerkezetek alakulnak ki a fémekben a hőhatásövezetben. A hegesztési technológiák helyes tervezésének előfeltétele az anyagok viselkedésének pontos ismerete. 30 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

  31. Gondoljuk át még egyszer… Melyek az egyes anyagcsoportok előnyös és hátrányos tulajdonságai? Mivel foglalkozik az anyagtechnológia tudományág? Miben különbözik alapvetően a fémek és a többi anyag feldolgozásának technológiája? Melyik anyagcsoportnál tudjuk a technológiákkal a legváltozatosabbá tenni a késztermék tulajdonságait? 31 Anyagtechnológiák – 1. Az anyagtechnológiák általános áttekintése- TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029

More Related