BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIPROPILÉN ÉS ÜVEGSZÁLERŐSÍTÉSŰ KOMPOZITJÁNAK DIPLOMAMUNKA

Méret: px
Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIPROPILÉN ÉS ÜVEGSZÁLERŐSÍTÉSŰ KOMPOZITJÁNAK DIPLOMAMUNKA"

Átírás

1 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIPROPILÉN ÉS ÜVEGSZÁLERŐSÍTÉSŰ KOMPOZITJÁNAK HŐMÉRSÉKLETFÜGGŐ, HAJLÍTÓ IGÉNYBEVÉTELŰ KÚSZÁSI TULAJDONSÁGAINAK ELEMZÉSE DIPLOMAMUNKA GELENCSÉR ANDRÁS (LOS93I) KONZULENSEK: DR. VAS LÁSZLÓ MIHÁLY BAKONYI PÉTER 2013

2

3

4

5 TARTALOMJEGYZÉK A DOLGOZATBAN SZEREPLŐ JELÖLÉSEK...6 A DOLGOZATBAN SZEREPLŐ RÖVIDÍTÉSEK BEVEZETÉS ÉS CÉLKITŰZÉS IRODALOM ÁTTEKINTÉS POLIMEREK ÉS KOMPOZITJAIK POLIMEREK HAJLÍTÓVIZSGÁLATA POLIMEREK KÚSZÁSVIZSGÁLATA HAJLÍTÓ IGÉNYBEVÉTELŰ KÚSZÁS POLIMEREK DMA VIZSGÁLATA KÚSZÁSI VISELKEDÉS BECSLÉSE HASONLÓSÁGI ELVEK HASZNÁLATÁVAL CÉLKITŰZÉS FELHASZNÁLT ALAPANYAGOK, GÉPEK ÉS BERENDEZÉSEK A VIZSGÁLATOKHOZ FELHASZNÁLT ALAPANYAGOK A VIZSGÁLATOKHOZ FELHASZNÁLT GÉPEK, BERENDEZÉSEK MÉRÉSI EREDMÉNYEK ÉS KIÉRTÉKELÉSÜK FRÖCCSÖNTÖTT PRÓBATEST ERŐSÍTŐSZÁL TARTAMÁNAK VIZSGÁLATA Száltartalom és szálhossz-eloszlás Szálorientáció KÚSZÁSMÉRÉSEK SZAKÍTÓGÉPEN Mért kúszásgörbék Burgers-modell paraméterei Mestergörbék kézi szerkesztése KÚSZÁSMÉRÉSEK DMA BERENDEZÉSEN Mérések és az azokból meghatározott kúszásgörbék Mestergörbék előállítása ÖSSZEFOGLALÁS SUMMARY IRODALOMJEGYZÉK KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS MELLÉKLETEK

6 A DOLGOZATBAN SZEREPLŐ JELÖLÉSEK Jelölés Mértékegység Elnevezés v [mm/perc] relatív sebesség σ f [MPa] hajlító feszültség σ fb [MPa] hajlító feszültség a tönkremenetelnél σ fm [MPa] maximális hajlító feszültség σ fc [MPa] hajlító feszültség hagyományos alakváltozásnál f [mm] lehajlás ε f [%] nyúlás ε fm [%] maximális nyúlás ε fb [%] nyúlás a tönkremenetelnél E f [MPa] hajlító modulusz F [N] terhelő erő R 1 [mm] nyomófej görbülete R 2 [mm] alátámasztás görbülete h [mm] próbatest vastagsága L [mm] alátámasztási hossz l [mm] próbatest hossza ε x [%] próbatest nyúlása y 0 [mm] futó szál helyét jelölő koordináta y [mm] semleges szál helyét kijelölő koordináta R [mm] hajlítás görbületi sugara ϕ [rad] hajlítás görbülete b [mm] próbatest szélessége f* [mm] határlehajlás F* [N] határhajlító erő F t [N] törőerő ε p [%] pillanatnyi rugalmas deformáció komponens ε k [%] késleltetett rugalmas deformáció komponens ε m [%] maradó rugalmas deformáció komponens τ 2 [s] időállandó tanδ [-] csillapítás képességéhez tartozó veszteségi tényező 6

7 T m [ o C] olvadási hőmérséklet T g [ o C] üvegesedési hőmérséklet J(t) [-] kúszási érzékenység A DOLGOZATBAN SZEREPLŐ RÖVIDÍTÉSEK Röv. Magyar elnevezés Angol elnevezés PE Polietilén Polyethylene PVC Polivinilklorid Polyvinylchloride PP Polipropilén Polypropylene GF Üvegszál Glass Fiber DMA Dinamikus Mechanikai Analízis Dynamic Mechanical Analysis FRP Szálerősített polimer kompozit Fiber Reinforced Plastic ATP Amorf termoplasztikus polimerek Amorphous thermoplastic polymers GTE Gyengén térhálós elasztomerek Weakly Crosslinked Elastomer ESC Környezeti terhelésből származó törés Environment Stress Cracking PC Polikarbonát Polycarbonate ABS Akrilnitril-butadién-sztirol kopolimer Acrylonitrilebutadiene-styrene PPS Polifenilén-szulfid Polyphenylene sulphide POM Poli-oximetilén Polyoxymethylene WLF Williams-Landell-Ferry egyenlet Williams-Landell-Ferry Equation PPE Propilénkoetilén Propylene-co-ethylene TTS Hőmérséklet Idő hasonlósági elv Time Temperature Superposition TSS Feszültség Idő hasonlósági elv Time Stress Superposition PA Poliamid Polyamide TTSSP Idő-hőmérséklet-feszültség hasonl. elv Time Temperature Stress Superposition SIM Lépcsős izoterm módszer Stepped Isothermal Method HDPE Nagysűrűségű polietilén High Density Polyethylene 7

8 1. Bevezetés és célkitűzés A XX. században a polimertechnika hatalmas fejlődésen ment keresztül, ami az új évezredben tovább folytatódott. Az új technológiák, mint pl. a számítástechnika, az elektrotechnika, az autóipar, vagy a légi közlekedés olyan követelményeket állítottak fel, amelyeket a hagyományos szerkezeti anyagokkal már nem lehetett kielégíteni. Ennek köszönhető, hogy a mindennapi életben is egyre gyakrabban találkozhatunk ezekkel az anyagokkal. A polietilén (PE) és a polivinilklorid (PVC) mellett a harmadik legelterjedtebb szintetikus polimer a polipropilén (PP). Sztereoreguláris felépítésű (térbelileg szabályozott), ennek köszönheti kitűnő szilárdságát, magas hőállóságát [1]. Kedvező tulajdonságai miatt egyre nagyobb mennyiséget gyártanak belőle és egyre nagyobb a felhasználási területe a tömegműanyagoktól a műszaki műanyagokig. Alkalmazzák az autóiparban, háztartási eszközök előállításánál vagy csomagolóanyagként is. Mivel széles körben elterjedt, ezért roppant fontos ismernünk a polipropilén mechanikai sajátosságait. Az alkatrészek méretezését jelentősen nehezíti, hogy a polimerek tulajdonságai nagyban függnek külső tényezőktől, mint pl. a hőmérséklet, a páratartalom, a terhelés módja, nagysága és időtartama. A polimerek időfüggő mechanikai viselkedése abban nyilvánul meg, hogy az anyagban gerjesztés hatására kúszás, illetve feszültségrelaxáció lép fel, de ezzel magyarázható a hiszterézis jelensége is [2]. Ezért fontos, hogy a polimerek mechanikai viselkedésének időfüggését több vizsgálati módszer alapján határozzuk meg. Az így kapott eredmények összevetésével pontosabb képet kaphatunk a vizsgált anyag sajátosságairól, de akár a mérési eljárások megfelelőségéről, pontosságáról is. A polimer anyagokból készült termékeket állandó terhelőerő esetén nem megengedett maximális feszültségre, hanem időfüggő, maximális megengedett deformációra kell méretezni [3]. A kompozitok ipari alkalmazásokban való térhódítása miatt az anyagok kompozitjainak a vizsgálata is szükséges, mivel a szálerősített kompozit viselkedése merőben eltérő és a felhasználási területe is más lehet. A beépített szerkezeti elemek jelentős része a használat során konstans erőhatásnak van kitéve, ezért fontos, hogy a polimerek kúszási tulajdonságairól minél több információ álljon rendelkezésre. A rövididejű vizsgálatokból becslést adhatunk az anyag hosszútávú viselkedésére. Célul tűztem ki az erősítetlen polipropilén és az üvegszállal (GF) erősített polipropilén kompozit próbatesteken különböző hőmérsékleti szinteken rövididejű, hárompontos hajlító 8

9 igénybevételű kúszásvizsgálatok elvégzését és a mért adatok alapján hosszú idejű kúszási viselkedést leíró mestergörbék szerkesztését és ezek összehasonlítását hőkamrás szakítógépen, különböző hőmérsékleti szinteken végzett, hajlító igénybevételű kúszásvizsgálatok eredményeivel. A feldolgozástechnika logikáján alapuló csoportosítás legjellemzőbb tulajdonságfüggvényét a dinamikus mechanikai analízis (DMA) adja [1]. 9

10 2. Irodalom áttekintés Ebben a fejezetben a polimerekről és polimer kompozitok mechanikai tulajdonságairól, ezen belül is főképp az időfüggő vizsgálatok szükségességéről lesz szó. Az irodalom feldolgozás részét képezik a különféle igénybevételű kúszásvizsgálatok áttekintése, elsősorban a polimer anyagok hajlító igénybevétel hatására bekövetkező deformációjának vizsgálata Polimerek és kompozitjaik Polimereknek nevezzük általában a szerves kémia hosszúláncú vegyületeit, makromolekuláit. A makromolekulák sok tízezer, elsődleges kémiai kötéssel egymáshoz kapcsolódó ismétlődő egységből, azaz monomerekből állnak. A polimer, mint gyűjtőfogalom azonban egyre jobban tágul. A kémia fejlődésével egyre több óriásmolekulából álló szerkezetet tudunk leírni, amik elsődleges kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. Ezeket az anyagokat is polimereknek nevezzük. Ide tartoznak a természetes polimerek (fehérje, cellulóz, gyanták, stb.) és elasztomerek (természetes kaucsuk, poliizoprén, stb.), műanyagok (PE, PP, PVC) és a térhálós gyanták (epoxi, poliészter, fenoplasztok) is [4]. A harmadik legnagyobb mennyiségben előállított szintetikus polimer a polipropilén, a hétköznapi életben is jelentős teret hódított el magának. A PP hőre lágyuló polimer, részbenkristályos szerkezettel. Molekulaszerkezetét az 1. ábra mutatja be. Viszonylag olcsó alapanyag, ezért is vált tömegtermékké. A műanyag féltermékek piacán a tömegpolimerek jelen vannak annak ellenére, hogy a mechanikai és tribológiai terhelhetőségük korlátozott. Rendelkeznek azonban olyan előnyökkel, mint pl. a polipropilén, aminek a vegyszerállósága kitűnő. 1. ábra A Polipropilén molekulaszerkezete [5] Fő jellemzői közé tartozik a jó hegeszthetőség, jó megmunkálhatóság, elektromos szigetelőképesség nedves közegben is és az alacsony ár. Fő műszaki tulajdonságai között megemlíthető az alkalmazási hőmérsékleti tartomány (-20 o C-tól +90 o C-ig), a keménység 10

11 (70 MPa golyónyomásos, H961/30), a szakítószilárdság (30 MPa), a szakadási nyúlás (150%), a hajlító szilárdság (37 MPa), a hajlító modulusz (1,4 GPa) [1, 5]. A szerkezeti anyagok terhelése nagyon ritkán azonos a tér minden irányába. Legtöbb esetben ismerjük azokat az erővonalakat, amelyek mentén az adott alkatrész terhelése érvényesül. Ez a tény vezetett oda, hogy a beépítendő anyagokat az adott irányokba megerősítsük nagyobb szilárdságú erősítőanyagokkal. Az így erősített anyagokat kompozitoknak, vagy társított polimereknek nevezzük. A polimer kompozitok a legkorszerűbb szerkezeti anyagok családjába tartoznak. Többfázisúak és összetettek. Erősítőanyagból (jellemzően szálerősítésből) és beágyazó anyagból állnak, amit mátrixnak hívunk. Az erősítőanyagot nagy szilárdág és legtöbbször nagy rugalmassági modulusz, míg a mátrixot kisebb szilárdság, de jóval nagyobb szívósság jellemzi. Fontos feltétel, hogy e között a két összetevő között kitűnő adhéziós kapcsolat álljon fenn, ami a nagy igénybevétel esetén se szűnjön meg [1]. A mechanikai tulajdonságok javítása érdekében egyre elterjedtebben alkalmaznak kompozitokat. Mindkét alkotónak fontos feladata van: a nagymerevségű szálak veszik fel a mechanikai terhelést, míg a szívós mátrix biztosítja a szálak helyzetét, gátolja az egymáshoz képesti elmozdulásukat. Az erősítőanyagok lehetnek üveg-, szén-, nagyszilárdságú aramid (Kevlár), de akár természetes, vagy természetes eredetű, illetve ásványi eredetű szálak is. Az alkalmazott szálak lehetnek folytonosak, vagy abból gyártott szőtt, kötött vagy fonatolt lapszerkezetek. Lehetnek ezen felül rövid szálak, szálkötegek, illetve ezekből előállított szabálytalan szerkezetű lapok. Fröccsöntött kompozit anyagok esetében rövid (4-5 mm) szálakból szokás kiindulni, de megjelent a hosszúszálas (20-30 mm) fröccsöntés is. A legnagyobb mennyiségben az üvegszálakat használják [2, 4]. Az üveg, mint szerkezeti anyag a szilikátok családjába tartozik: szilícium-oxidokból (SiO 2 ) áll, ezek adják az üvegek %-át, de fém oxidokat is tartalmaznak. Ezek az oxidok együtt egyetlen óriásmolekulává egyesülnek. Ezért az üveg is polimernek tekinthető. Ezt igazolja az üveg olvadék viszkózusan folyó ömledék jellege is. Ebből az ömledékből húzhatóak a nagyszilárdságú elemi szálak. Az ezekből képzett rovingok nagyságrendileg elemi szálat tartalmaznak. Az elemi szálak átmérője átlagosan µm. Fontos megemlíteni, hogy az üvegszálak felületét kezelni (írezni) kell. Egyrészt védeni kell a feldolgozás során keletkező sérülésektől, másrészt biztosítani kell a megfelelő adhéziós kapcsolatot az üvegszál és a mátrix között [1]. A statisztikák 7 millió tonnára becsülik a szálerősítésű műanyagok piacát, az üvegszál felhasználás ebből 2,2 millió tonnát tesz ki. A piaci részesedés nagyjából egyforma Európa, 11

12 Ázsia és az USA között, de Dél-Amerika is 3% részesedéssel rendelkezik (2. ábra). Legnagyobb felhasználási területek: építőipar, hajóépítés, közlekedés. A feldolgozás módját tekintve Európában a kézi laminálás, az SMC-préselés és a szórásos eljárás a jelentős, de más területek is zárkóznak fel, pl. az autógyártásban alkalmazott technológiák (üvegszál-paplannal illetve hosszú szállal erősített termoplasztok) [6]. 2. ábra A világ egyes térségeinek részesedése a világ üvegszál-felhasználásából (Zárójelbe írt szám a várható éves növekedési ütemet jelzi) [7] 2.2. Polimerek hajlítóvizsgálata A hajlítóvizsgálat egy széles körben alkalmazott, alacsony költségű eljárás, aminek segítségével könnyen meghatározhatók a polimerek és szálerősített polimer kompozitok (FRP) mechanikai tulajdonságai. Ennek magyarázata, hogy a próbatestek előkészítése viszonylag egyszerű, a vizsgálat elvégzése sem bonyolult. Más mechanikai elemzéseknél jelentkező kivitelezési nehézségek (próbatest befogásának problémája, kihajlás elkerülése) a hajlítóvizsgálatok során általában nem lépnek fel. A vizsgálatokat hasáb alakú próbatesteken végzik, és az anyag hajlítószilárdságát, valamint hajlítómoduluszát határozzák meg. A módszer előnyös tulajdonságai miatt gyakran alkalmazzák gyártásközi minőségellenőrzésre vagy kész termékek mechanikai tulajdonságainak vizsgálatára, elemzésére. FRP anyagok vizsgálata esetén azonban a hajlítás során a szerkezetben fellépő összetett feszültségi állapot (hajlítás és nyírás) miatt nehéz a hajlító jellemzőkből közvetlenül meghatározni az irányfüggő mechanikai tulajdonságokat [8]. Polimerek hajlító tulajdonságainak meghatározását a DIN EN ISO 178 szabvány [9] tartalmazza. A szabványban szereplő fogalmakat az 1. táblázat mutatja be. 12

13 Megnevezés Mértékegység v relatív sebesség mm/perc σ f hajlító feszültség MPa σ fb hajlító feszültség a tönkremenetelnél MPa σ fm maximális hajlító feszültség MPa σ fc hajlító feszültség hagyományos alakváltozásnál MPa f lehajlás mm ε f nyúlás % ε fm maximális nyúlás % ε fb nyúlás a tönkremenetelnél % E f hajlító modulusz MPa 1. táblázat ISO 178 szabvány fogalmak [9] A vizsgált próbatest tulajdonképpen egy hasáb, amit hárompontos hajlításnak (3. ábra) vetünk alá. A 3 pontos hajlítási vizsgálaton kívül alkalmaznak 4 pontos hajlítást is az anyagok vizsgálatára. Ez egy különleges vizsgálat, ugyanis a próbatest alsó éle ebben a szakaszban tiszta húzásra van igénybe véve, és a tönkremenetel is nagy valószínűséggel ebben a szakaszban valósul meg [10]. A próbatest két széle alátámasztott, és középen kapja a terhelést. Állandó vizsgálati sebességgel történik a deformáció addig, amíg a próbatest eltörik, vagy amíg egy meghatározott lehajlási értéket el nem ér. Ez alatt az idő alatt mérjük a próbatestre kifejtett erőt. 3. ábra Hárompontos hajlítás vázlata, nyomatéki és nyíróerő ábrája [11] A vizsgáló berendezésnek meg kell felelnie az ISO 5893 szabványnak, és más követelményeket is ki kell elégítenie. A vizsgálati sebesség tartománya mm/perc közé 13

14 kell essen. A vizsgálati berendezést az ISO 178-as szabvány határozza meg, amit a 4. ábra mutat. Az ábrán F a terhelő erő, R 1 a nyomófej görbülete, R 2 az alátámasztás görbülete, h a próbatest vastagsága, L az alátámasztási hossz és l a próbatest hossza. A megjelenített teljesítmény és a valós teljesítmény közötti eltérés nem lehet 1%-nál nagyobb, valamint a megjelenített alakváltozási érték és a tényleges alakváltozási érték közötti eltérés szintén nem lehet 1%-nál nagyobb. 4. ábra A hajlító berendezés elvi felépítése [9] A hajlításra igénybevett próbatest nyúlására az 5. ábra alapján az (1) összefüggés írható fel [11]: 5. ábra A hajlításra igénybevett rúd részlete [11] ( R + y0 y) dϕ R dϕ y0 y ε x = =, (1) R dϕ R ahol y 0 a futó, y pedig a semleges szál helyét kijelölő koordináta (R a hajlítás görbületi sugara, ϕ a hajlítás görbülete). A polimerek egyik jellegzetes sajátossága, hogy a húzó és nyomó rugalmassági moduluszaik nem egyeznek egymással. Az 5. ábrán látható rúd alsó részében 14

15 húzás, míg a felső részében nyomás az igénybevétel. Eltérő húzó- és nyomó rugalmassági modulusz esetén a nyúlások és feszültségek alakulását a 6. ábra mutatja. 6. ábra Nyúlások és feszültségek a hajlított tartó keresztmetszetében eltérő moduluszok esetén [11] Az y 0 koordináta helyét a (2) képlettel tudjuk leírni [12]. 1 y0 = h (2) Eh 1+ E Látható, hogy ha a két rugalmassági modulusz megegyezik, abban az esetben a semleges szál a test geometriai középvonalán helyezkedik el [12]. A hajlító feszültséget a (3) összefüggéssel számíthatjuk [9]: 3FL σ f =, (3) 2 2bh ahol F a terhelő erő, L az alátámasztási hossz, b a próbatest szélessége és h a próbatest magassága. Az alátámasztási távolságot a próbatest vastagságának 16-szorosában szokás megadni [9]. L = ( 16 ± 1) h (4) A nyúlást az (5) kifejezés szerint tudjuk számítani [9]. 6 fh ε f = (5) 2 L Az eddig tárgyalt hajlítási igénybevételnél jelentkező mechanikai viselkedések leginkább a homogén anyagokra jellemzőek. A polimerek kúszási tulajdonságai nagymértékben függenek az anyag molekulaszerkezetétől, molekulatömegétől és az oldalláncok sűrűségétől is. A molekulatömeg és a láncsűrűség növelése a kúszási hajlandóságot rontja, ellenállóbbá teszik az anyagot. A részbenkristályos és aromás polimerek a kúszással szemben ellenállóbbak, ami a molekulaláncok rendezettségéből, kristályosságából adódik [13]. 15 ny

16 A gyártástechnológiától függően a késztermékekben a molekulaláncok elhelyezkedése nem egyenletes. Fröccsöntés során a technológia sajátosságaiból adódóan kialakul az úgynevezett mag-héj szerkezet (7. ábra). Befröccsöntéskor az anyag behatol a szerszámtérbe, és elkezdi annak kitöltését. Az ömledék érintkezésbe kerül a hideg szerszámfallal, ezért hűlni kezd, sebessége csökken, áramlása lelassul illetve meg is szűnik és egy héjréteget képez. Ebben a rétegben a molekulaláncok a folyásiránnyal megegyezően orientálódnak. Az ömledék belsejében (a magban) azonban a nyomás miatt tovább halad az áramlás, itt a molekulák nem tudnak a folyásirányban elhelyezkedni, kisebb mértékű orientáció alakul ki [14, 15]. A héjréteg vastagsága a fröccsöntési paraméterek megváltoztatásával befolyásolható. Kis fröccssebesség és hosszú kitöltési idő mellett a héj vastagsága növekszik, a fröccssebesség növelésével, rövid kitöltési időt alkalmazva a héj vastagsága csökken. Az ömledék hőmérséklete is hatással van erre a rétegre: alacsony hőmérsékletnél vastagabb, míg magasabb ömledékhőmérséklet esetén vékonyabb réteg alakul ki [16, 17]. 7. ábra Fröccsöntött termékek vastagsága mentén kialakuló mag-héj szerkezet [18] A viszkoelasztikus anyagok jellemző tulajdonsága, hogy a kis rugalmassági moduluszaik miatt rendkívül deformábilisak. Ezért a nagy deformáció miatt előfordulhat, hogy hajlító igénybevételű vizsgálatoknál az anyag f lehajlása olyan értéket érhet el, ami miatt már a klasszikus számítási összefüggések már nem lesznek érvényesek. Túl nagy lehajlás esetén már jelentős szerephez jutnak a nyíróerők, a testre ható reakcióerők iránya is megváltozik, valamint a próbatest terhelt alakja is jelentősen eltér a kiindulási állapottól. Ha az f az L alátámasztási távolság 10%-át meghaladja, akkor már nem érvényesek a Navier feltételek, valamint a szabványban meghatározott számítási összefüggések sem alkalmazhatóak. Ezért a mérési diagramot csak egy bizonyos lehajlás értékig vesszük figyelembe, amíg a számítási összefüggések érvényesek. Ezt a lehajlást nevezik határlehajlásnak (f*), amit az alátámasztási távolság 10%-ában határozunk meg (6). 16

17 f * = 0, 1 L (6) Ha a próbatest ennél a lehajlás értéknél nagyobb lehajlásnál törik el, vagy egyáltalán el sem törik, akkor az ehhez a határlehajláshoz tartozó határhajlító erőből (F*) számított nyomatékkal számíthatjuk a határhajlító feszültséget. Ha a próbatest a határlehajlás értékének elérése előtt tönkremegy, akkor a törési ponthoz tartozó F t törőerő segítségével határozzuk meg a hajlítószilárdságot. A határhajlító feszültség segítségével összehasonlíthatjuk a kis modulusszal rendelkező anyagokat, míg a hajlítószilárdsággal az anyagok teherbírását jellemezhetjük [1]. Erővezérelt hajlítás esetén a próbatestre ható gerjesztés állandó erőnövelési sebességgel történik az idő függvényében, amíg az útvezérelt hajlítás esetén a gerjesztés állandó sebességű keresztfej elmozdulással történik az idő függvényében. Mindkét esetben a gerjesztést lineárisan változtatjuk, azonban a gerjesztésekre adott válaszok jelentős eltéréseket mutatnak (8. ábra). ERŐVEZÉRELT ÚTVEZÉRELT GERJESZTÉS a. b. VÁLASZFÜGGVÉNY c. d. 8. ábra Erő- (a) és útvezérelt hajlítás (b) gerjesztése, illetve az ezekre adott nyúlás- (c) és feszültségválasz (d) függvények A 8/a ábrán az erővezérelt hajlítás gerjesztés függvénye, a 8/b ábrán az útvezérelt hajlítás gerjesztés függvénye látható, amíg a 8/c ábrán az erővezérelt hajlítás gerjesztésére adott válaszfüggvény, illetve a 8/d ábrán az útvezérelt hajlítás gerjesztésére adott válaszfüggvény figyelhető meg. 17

18 Az ipari forradalom idején használt anyagvizsgáló gépek, berendezések erővezérelt gépek voltak. Például a gőzgépek esetében nagy nyomás segítségével munkahengereket működtettek, amik a keresztfejet, illetve befogókat mozgatták. A modern vizsgáló berendezések működési elve ettől eltérő: elektromos léptető motorok által működtetett golyósorsók forgó mozgása alakul alternáló mozgássá. Ebben az esetben az útvezérelt hajlítás megvalósítása az egyszerűbb [19] Polimerek kúszásvizsgálata Az időfüggő vizsgálatok esetében két fő esetet különböztethetünk meg, amiket a 9. ábra szemléltet. Ezek a kúszás (9/b és 9/d ábra) és a feszültségrelaxáció (9/a és 9/c ábra). Kúszás: a polimer anyag egy σ 0 feszültségugrásra szintén ugrásszerű deformációváltozással reagál, majd annak ellenére, hogy a terhelést állandó értéken tartjuk, a deformáció tovább nő. A feszültségrelaxáció pedig azt jelenti, hogy az állandó értéken tartott deformáció mellett csökken az anyagban ébredő feszültség [2]. Feszültségrelaxáció Kúszás GERJESZTÉS a. b. VÁLASZFÜGGVÉNY c. d. 9. ábra Hosszútávú viselkedésre jellemző relaxáció (a, c) és kúszás (b, d) [20] Feszültségrelaxációs vizsgálatoknál (9/a ábra) az anyag feszültsége az időben folyamatosan csökken (9/c ábra), miközben a relatív nyúlás az időben állandó értékű. Ennek analógiája a 9/b és 9/d ábra, ahol állandó feszültség terhelés (9/b ábra) hatására a relatív 18

19 nyúlás időbeli változását (9/d ábra) vizsgáljuk. Fontos, hogy a hosszútávú vizsgálatok alatt a mérési körülmények állandó értéken legyenek, különösen igaz ez a hőmérsékletre és a páratartalomra. Ezen kívül befolyásoló tényezők lehetnek a kémiai reakciók és a fizikai öregedés is [20]. Kúszásvizsgálatokat lehet szakítógépen, DMA berendezésen vagy egyszerű mérőkeret segítségével vizsgálni. Az igénybevétel lehet húzás (10/a ábra), nyomás (10/b ábra), nyírás (10/c ábra), csavarás (10/d ábra), lehajlás (10/e ábra), illetve három- és négypontos hajlítás (10/f és 10/g ábra). A kúszás vizsgálatához használt anyagvizsgáló berendezést az igénybevétel fajtájától, nagyságától, valamint a beállítani kívánt külső állapottényezőktől (hőmérséklet, páratartalom, nyomás) függően tudjuk megválasztani. 10. ábra Kúszásvizsgálatok igénybevételei [21] A kúszás egy olyan az időben változó deformáció, amelyik függ a hőmérséklettől, páratartalomtól és a terheléstől. A bevezetőben már említettem, hogy a polimerek mechanikai tulajdonságai nagyban függnek ezektől a körülményektől, ezért fontos, hogy a polimer kúszásának tulajdonságairól minél pontosabb képet kapjunk. A hétköznapi életben is találkozhatunk ezzel a jelenséggel, gondoljunk csak a jól megpakolt könyvespolcra, de a műszaki életben is számos olyan tönkremeneteli formával találkozhatunk, amelyek a kúszás jelenségére vezethetőek vissza. Olyan alkatrészek esetében, ahol a terhelés hosszú időn keresztül állandó, elképzelhető olyan mértékű deformáció is, ami negatívan befolyásolhatja az adott alkatrész képességét arra, hogy eredeti funkcióját betölthesse. Az ilyen szerkezeti elemeknél fontos a megengedett deformációra való méretezés. Forgó gépalkatrészek, például ventilátorlapátok, turbinalapátok esetén a lapátok a forgásból származó terhelések, azaz a centrifugális erő hatására megnyúlnak. Ennek köszönhetően hozzáérhet az állórészhez, ami 19

20 súrlódással és hőképződéssel járhat és az anyag tönkremeneteléhez vezethet. Komoly anyagi, rosszabb esetben emberre nézve egészségkárosító hatása is lehet egy ilyen tönkremenetelnek. Az ilyen esetek elkerülése végett az adott alkatrészeket meghatározott üzemóra után ki kell cserélni, ezért elengedhetetlen, hogy az adott alkatrész kúszási viselkedését ismerjük. A 11. ábrán egy teljes élettartamot felölelő kúszásgörbét, illetve a kúszási deformációsebesség ábrái láthatóak, amelyeket Ogonna, Edith és Obinna [22] nigériai kutatók szerkesztettek meg. a. b. 11. ábra Teljes élettartamot felölelő kúszásgörbe (a) és kúszási deformációsebesség (b) [22] A 11. ábra I. szakaszában elsődleges kúszás játszódik le. Az alakváltozási sebesség az idővel csökken. A fémeknél a diszlokációsűrűség nő, a diszlokációs cellaméret csökken az idővel, polimereknél az I. szakasz a gyors felterhelés utáni deformációváltozás megnyugvásával magyarázható. A II. szakaszban másodlagos kúszás van folyamatban, ahol fémeknél a keményedési és a megújulási folyamatok egyensúlyban vannak, míg polimereknél a deformáció kvázi-lineárisan, állandósultan nő. A III. szakaszban harmadlagos kúszás indul meg, ami a felgyorsult tönkremenetelt jelzi előre. A fémekre és a kerámiákra alacsony hőmérsékleten jellemző, hogy közel időfüggetlen viselkedést mutatnak, magas hőmérsékleten azonban a kúszási viselkedésük már nem elhanyagolható. Ezzel szemben a polimerek esetében nem csak a leggyakoribb felhasználási hőmérsékletén (szobahőmérsékleten), hanem széles tartományban, akár alacsony hőmérsékleten is (akár -40 o C-on) megfigyelhető az idő-, terhelés- és hőmérsékletfüggő kúszás. Ez a fémektől és kerámiáktól különböző molekuláris szerkezettel, a molekulaláncok közötti gyenge, másodlagos kötésekkel magyarázható. Kúszás esetén a feszültség állandó értéken tartása mellett figyeljük a nyúlásváltozást, míg feszültség-relaxációs vizsgálatoknál a nyúlás állandó értéken tartása mellett figyeljük az anyagban a feszültség-feloldódást [23]. A 12. ábrán különböző feszültségszintekhez tartozó kúszásgörbéket láthatunk. 20

21 12. ábra Kúszásgörbék különböző feszültségszinteken [23] A polimer anyagok feszültség-deformáció kapcsolata különbözik a fémekétől, ami nagyban függ a külső körülményektől. Ezt az összetett viselkedést olyan ideális tulajdonságok kombinációiként próbálják jellemezni, amelyek mindig egyszerre jelennek meg. Széles körben elterjedt feltételezés szerint az anyagban lejátszódó összes deformáció felírható három idealizált deformáció komponensből (7). ε ( t) = ε + ε ( t) + ε ( t) (7) p Ezek a komponensek a következők: pillanatnyi rugalmas (ε p ), késleltetett rugalmas (ε k ) és maradó rugalmas (ε m ) alakváltozás. Ezeknek a deformációkomponenseknek a fel- és leterhelésének lefolyását mutatja a 13. ábra. k m 13. ábra Polimerek pillanatnyi rugalmas a), késleltetett rugalmas b) és maradó c) deformációkomponensei [24] Az alap deformációkomponenseket az anyagok mikroszerkezetében bekövetkező változásokkal, illetve a deformáció és a befektetett deformációs munka szempontjából szokás jellemezni. Mikroszerkezetileg a pillanatnyi rugalmas deformációkomponens az atomtávolságok és a vegyértékszögek megváltozását, a késleltetett rugalmas deformációkomponens a molekulaláncok ki- és visszagöngyölödését jellemzik. A maradó 21

22 deformációkomponens az anyagban a molekulaláncok egymáshoz képesti elmozdulását, elcsúszását jellemzi [2]. A deformációkomponensek molekuláris magyarázatát mutatja a 14. ábra. a. b. c. 14. ábra Deformációkomponensek molekuláris magyarázata: a pillanatnyi rugalmas (a), a késleltetett rugalmas (b) és a maradó (c) komponens kialakulása [2] A pillanatnyi rugalmas deformációkomponens pillanatszerűen, késleltetés nélkül jön létre a terhelés hatására, és ugyanígy alakul vissza a terhelés megszűntetése után is. Időtől független, a fel- és leterhelés görbéje egybeesik (13/a ábra). A folyamat mechanikailag és termodinamikailag is reverzibilis, legegyszerűbb modellje a Hooke-törvényt követő ideális rugó. A késleltetett rugalmas deformációkomponens abban tér el a pillanatnyi rugalmas komponenstől, hogy késleltetve alakul ki, valamint a terhelés megszűntetése után szintén késleltetve alakul teljes egészében vissza. Ennek mikroszerkezeti oka a molekulaláncok kigöngyölődésével, illetve visszagöngyölődésével magyarázható. A fel- és leterhelés görbéi nem esnek egybe, hiszterézist mutatnak (13/b ábra). Ez a folyamat mechanikailag reverzibilis, azonban termodinamikailag irreverzibilis, mert hőveszteség lép fel. A komponens legegyszerűbb modellje a rugó és viszkózus elem párhuzamos kapcsolásával létrejövő Kelvin-Voigt elem. A maradó deformációkomponens a terhelés hatására folyamatosan alakul ki, időben növekszik, majd a terhelés megszűntetése után is megmarad. A fel- és leterhelés görbéi nem esnek egybe, a folyamat mind mechanikailag, mind termodinamikailag irreverzibilis (13/c ábra). Ezt a komponenst a Newton-törvényt követő viszkózus elem modellezi a legegyszerűbben [25]. Ezeket a deformációkomponenseket tartalmazza a 2. táblázat. 22

23 Deformáció komponens Jele Modell Összefüggés pillanatnyi rugalmas ε p Ideálisan rugalmas elem σ = E ε maradó ε m Ideálisan viszkózus elem késleltetett rugalmas ε k Kelvin-Voigt elem 2. táblázat Deformáció komponensek modelljei dε σ = η dt η τ = E A mért kúszásgörbe nyúlás-idő diagramjából ezek az alap deformációkomponensek a 15. ábrán látható módon leolvashatók, szerkesztéssel meghatározhatók. 15. ábra Kúszásdiagram a nyúlás-idő függvényében [25] A viszkoelasztikus polimerek tulajdonságainak jellemzéséhez két reológiai alapelemet használunk. Az egyik a Hooke-törvényt követő ideális rugó (pillanatnyi rugalmas deformáció) (16/a ábra). A másik a Newton-törvényt követő ideálisan viszkózus elem (maradó deformáció), amelyet egy viszkózus folyadékkal telített dugattyús henger reprezentál (16/b ábra). a. b. 16. ábra Hooke törvényt követő rugó (a) és Newton törvényt követő viszkózus elem (b) és ezek karakterisztikái [2] 23

24 A késleltetett rugalmas deformációkomponens modelljét egy rugó és egy viszkózus elem párhuzamos kapcsolásával lehet előállítani. Ez az úgynevezett Kelvin-Voigt elem (17. ábra). A rugó és a csillapítás ágakban ébredő feszültségek összege adja az eredő feszültséget, a nyúlások azonban mindkét ágban azonosak [2]. b. a. c. 17. ábra Kelvin-Voigt elem felépítése (a), deformáció gerjesztése (b) és feszültség válasza (c) [2] A viszkózus elem és az ideális rugó sorbakapcsolásával kapjuk a Maxwell-modellt (18. ábra). A feszültségek itt a rugón és a viszkózus elemen egyenlők, míg az eredő nyúlás a két elemen mért nyúlások összege. A polimerekre jellemző kúszási alakváltozásról ez a modell nem tud érdemi információval szolgálni, leginkább a feszültség-relaxációs vizsgálatoknál használjuk, ahol a megnyúlás állandó és adott mértékű. Az amorf termoplasztikus anyagok (ATP) többségének feszültségrelaxációját minőségileg jellemzi [2]. b. a. c. 18. ábra Maxwell-modell felépítése (a), deformáció gerjesztés (b) és feszültség válasza (c) [2] Gyengén térhálós elasztomerek (GTE) feszültségrelaxációjának minőségi leírására használható a Standard-Solid modell. Ez a Maxwell-modell és egy ideális rugó párhuzamos kapcsolásával állítható elő (19. ábra). Abban különbözik a Maxwell-modelltől, hogy a párhuzamosan kapcsolt rugónak köszönhetően az alakváltozás teljes mértékben reverzibilis. Ebből adódik, hogy ez a modell a maradó alakváltozást teljesen figyelmen kívül hagyja [2]. 24

25 b. a. c. 19. ábra Standard-Solid modell felépítése (a), deformációgerjesztése (b) és feszültség válasza (c) [2] A késleltetett rugalmas deformáció megjelenítéséhez a Maxwell-modellt és a Kelvin-Voigt modellt kell egymással sorba kötni. Így kapjuk a négyparaméteres Burgers-modellt (20. ábra). Ez a legkisebb elemszámú modell, amely a polimerek kúszási viselkedését minőségi módon írja le [3]. 20. ábra Burgers modell [3] A Burgers-modell eredő válaszfüggvénye [3]: E2 σ t = 0 σ + 0 σ + 0 η2 ε ö ( t) t 1 e (8) E E 1 η1 2 Tekintsük a t=t időpillanatot, és vezessük be a (9) egyszerűsítést [3]: η 2 τ 2 = [s] (9) E2 ahol τ 2 egy idő jellegű állandó. Mivel a mérési időt (T) megválaszthatjuk úgy, hogy τ 2 -nél jóval nagyobb legyen, így a (6) összefüggésben szereplő exponenciális tag értéke: τ T 2 e 0. (10) 25

26 Így a (8) összefüggés a következő módon egyszerűsödik [3]: σ σ σ ε ö ( t T ) T + E η E = + (11) 1 A Burgers-modell paramétereinek felhasználásával végezték vizsgálataikat Houshyar, Shanks és Hodzic [26], akik PP szálakkal erősített propilénkoetilén (PPE) kompozitokkal végeztek kúszásvizsgálatokat. A kúszás mellett polimerek másik fontos, időfüggő tulajdonsága a feszültségrelaxáció, azaz konstans deformációgerjesztés mellett az anyagban ébredő feszültség folyamatosan csökken, feloldódik. A terhelés hatására a polimer molekulaláncok elcsúsznak egymáson, feszültségük csökken, feloldódik [2]. Az eddig tárgyalt modellek nagy előnye az egyszerűségük, azonban nagy hátrányuk, hogy a polimerek valós viselkedését nehezen írják le. Ez azzal magyarázható, hogy a polimerek szerkezete összetettsége miatt sosem jellemezhetőek egy vagy két időállandóval. Ezért ezeket a modelleket különböző módon kombinálni kell, vagy egyéb speciális, a polimerek viszkoelasztikus viselkedését jobban bemutató modell bevezetését kell megtenni [2, 27-30]. A modellek pontosságát a különböző időállandójú modellek összekapcsolásával is lehet növelni. Ezt mutatja a 21. ábra. 1 2 a. b. 21. ábra Maxwell-Weichert (a) és n-paraméteres összetett Kelvin-Voigt modell (b) felépítése [2] A 21/a ábrán az úgynevezett Maxwell-Weichert modell, míg a 21/b ábrán az összetett Kelvin-Voigt modell látható [27]. 26

27 Összetett modellekkel foglalkoztak Dropik, Johnson és Roth [31] amerikai kutatók. PP anyag kúszási paramétereit meghatározó modellt kívántak felállítani. Maxwell és Kelvin-Voigt modellek kombinációjával kívánták a kúszási paramétereket meghatározni (22. ábra). 22. ábra Maxwell és Kelvin-Voigt modellek kombinációja [31] 2.4. Hajlító igénybevételű kúszás A hőre lágyuló és hőre nem lágyuló polimerek kúszási sajátosságait többen különféle módszerek segítségével próbálták megállapítani. Ezek a módszerek nagyban különböztek egymástól, de közös volt bennük, hogy a mérési időn túl is érvényes összefüggéseket kívántak megadni, amelyek jól modellezik az adott anyag kúszási tulajdonságait. Leggyakrabban ipari alapanyagok kúszási viselkedéseire keresték a válaszokat. Ezek között a vizsgálatok között jellemző volt a hajlító és húzó igénybevételű kúszásvizsgálat egyaránt. Ezeket a vizsgálati módszereket szabványban rögzítették. A húzó igénybevételű kúszási jelenségeket az MSZ EN ISO 899-1:2003 szabvány, míg a hajlító igénybevételű kúszási jelenségeket a szabvány második része (MSZ EN ISO 899-2:2003) tárgyalja [32, 33]. Bár a kúszásvizsgálatok jelentős része húzó igénybevételű, a továbbiakban az általam is vizsgált hajlító igénybevételű vizsgálatokkal, ezek módjaival és eredményeivel fogok foglalkozni. Turnbull és társai [34] 1998-ban környezeti terhelésből származó törést (ESC environment stress cracking) vizsgáltak PC és ABS próbatesteken. A harmincnapos 27

28 hajlítóigénybevételű kúszásvizsgálatokkal igyekeztek választ kapni arra kérdésre, hogy hogyan viselkednek a különböző vegyi környezetekkel károsított polimer anyagok. Az ABS próbatesteket közvetlenül a gyártás után lakkbenzinnel kezelték, majd 65, 70 és 100% koncentrációjú ecetsav oldatba mártották őket. A PC próbatesteket az ABS-hez hasonlóan etanollal kezelték, illetve 10:1 és 3:1 arányú propanol-toluol keverékbe áztatták. Kúszásvizsgálataik eredményeit mutatják a 23. ábra. a. b. 23. ábra ESC vizsgálatnál a tönkremeneteli idő alakulása ABS (a) és PC (b) anyagoknál [34] A vizsgálatok célja az adott feszültségi szintekhez tartozó tönkremeneteli idő volt. A különböző környezetben előkezelt próbatestek a vártnak megfelelően mentek tönkre. A PC anyagok esetén a tönkremenetelt hajszálrepedések megjelenésével kapcsolták össze, míg az ABS esetén a törés a hajszálrepedések megjelenését követően nagyon hamar megtörtént. A szingapúri egyetem munkatársai, Boey, Lee és Khor [35] polifenilén-szulfid (PPS) anyaggal végezték kísérleteiket. A PPS egy olyan aromás, részben kristályos anyag, amely a főláncban ként is tartalmaz. Ezen tulajdonságai miatt alkalmas magas hőmérsékleten ( C) tartós felhasználásra, illetve kiváló időjárás-, láng- és vegyszerálló. Kúszásvizsgálataikat Perkin-Elmer PE7000 és DMA7 készülékkel végezték, az elrendezés hárompontos hajlítás volt. A 24. ábrán 20 tömegszázalék GF PPS anyag kúszási viselkedése látható. A 24/a ábrán 140 C, a 24/b ábrán 180 C, a 24/c ábrán pedig 240 C vizsgálati hőmérsékletek mellett láthatjuk a kúszási komponenseket a lágyítási idő függvényében. A méréseket 10, 20 és 30 MPa terhelési szinteken végezték. Megállapítható, hogy az üzemelési hőmérséklet növekedésével a szükséges lágyítási idő folyamatosan csökken, illetve egy bizonyos idő után a kúszási tulajdonságok közel megegyeznek minden üzemelési hőmérsékleten. 28

29 a. b. c. 24. ábra PPS 20% GF különböző feszültségi szinteken tanúsított kúszási viselkedése 140 C-on (a), 180 C-on (b) és 240 C-on (c) [35] A 40 GF PPS anyag kúszási viselkedését a 25. ábra mutatja. Az ábra (a) részén 140 C, a (b) részen pedig 160 C volt a vizsgálati hőmérséklet. a. b. 25. ábra PPS 40% GF különböző feszültségi szinteken tanúsított kúszási viselkedése 140 C-on (a) és 160 C-on (b) [35] 29

30 A kutatók eredményeik alapján azt a következtetést vonták le, mivel a 20% és 40% GF kompozitok kúszási deformációi a hőmérséklettől és a kristályosságtól függetlenül közel megegyeztek, hogy a kúszás jellemzően a mátrix anyag miatt következik be. Viszkoelaszticitás elméletére alapozta munkáját Takenobu Sakai és Satoshi Somiya [36], miszerint a polimerek és szálerősített kompozitjaik magas hőmérsékleten viszkoelasztikusan deformálódnak. Hárompontos hajlító igénybevételű kúszásvizsgálatokat végeztek PC és poli-oximetilén (POM) anyagokon. A mérések után a kapott eredményeket összevetették a saját módszerükkel meghatározott elméleti értékekkel. Ennek lényege, hogy a különböző hatásokat (hőmérséklet, kristályosság, stb.) eltolási tényezőként figyelembe véve képezték a kúszási viselkedést leíró mestergörbét. a. b. 26. ábra PC 10% (a) és 30% (b) GF kúszási mestergörbéi és mért adatai [36] 27. ábra 66% GF POM mért és becsült kúszási deformációja 100 C-os vizsgálati hőmérsékleten [36] A 26. ábra 10% (a) és 30% (b) GF PC anyagok mestergörbéit és a becsült kúszási viselkedést mutatja be 10 MPa terhelési szint mellett. A 27. ábra 66% GF POM anyagok esetén mutatja a mestergörbét és a becsült kúszási viselkedést. Értékelés során megállapították, hogy a hőmérsékletre, az időre, az erősítőszál-tartalomra, valamint a 30

31 kristályosságra alapozott elméleti becsült adatok és a mért értékek között nem volt jelentős eltérés. Tavares, Ribeiro, Ferreira és Guedes [37] műanyaggal erősített betonelemeket vizsgáltak négypontos hajlítóigénybevételű kúszásvizsgálatok segítségével. A polimer betonok nyomásra jobban ellenállnak, mint a cementkötésű betonok, a feszültségi tulajdonságaik azonban gyengék. Epoxigyantával, illetve üvegszállal erősített betongerendák azonban jó kompromisszumot jelentenek a merevség és az erő között. A felhasznált alapanyag 80% öntödei homok és 20% epoxigyanta. Két számítási modellt alkalmaztak, az első a hatványfüggvény-modell, a másik a Burgers- és a Kelvin-Voigt modellek sorbakapcsolásával (28. ábra) kapott Burgers-Kelvin modell volt. E 1 η 1 Burgers-modell E 2 η 2 E 3 η 3 Kelvin-Voigt modell 28. ábra Sorbakacsolt Burgers-Kelvin modell [37] e(t)/e(t=0) Hatványfüggvény Nyomás Lehajlás Burgers-Kelvin modell Idő [óra] 29. ábra Normalizált nyúlásértékek és görbe illesztése két viszkoelasztikus modellhez [37] 31

32 A vizsgálati eredményeiket mutatja a 29. ábra. Megállapították, hogy a két modell között lényegi eltérés nem mutatkozott a vizsgálati időtartományban, de a kutatók szerint a hatványfüggvény modell alkalmasabb a hosszútávú becslés megadására. Injektált GF PA anyagokon folytattak hajlítóigénybevételű kúszásvizsgálatokat Hadid, Rechak és Tati [38] algériai kutatók. A homogén anyagok viszkoelasztikus viselkedése lineáris elméletekkel könnyen magyarázhatók, azonban kompozitok esetén ezek az elméletek használhatatlanok. A vizsgált anyag 43 tömegszázalék GF PA 66. A kúszási vizsgálat időtartama 30 perc volt, a terhelési szinteket 69, 132, 164, 195, 227, 240 és 259 MPa-ban határozták meg. Minden mintát 50%-os páratartalmú, 23 C-os levegőben kondicionálták. Az eredményeiket mutatja a 30. ábra. Nyúlás [-] Idő [s] 30. ábra GF PA kúszásgörbéi [38] Ezekből az eredményekből hasonlósági elvek segítségével lehet a vizsgált anyag hosszútávú viselkedésére becslést adni. A megfelelő hasonlósági elv használatához figyelembe kell venni az adott anyag nemlineáris viselkedését, illetve a hajlító terhelést. A megfelelő elv felhasználásával a különböző terhelési szintekből mestergörbe szerkeszthető. A kutatók szerint az így kiválasztott modell adja a legfontosabb információt a mestergörbe megalkotásához Polimerek DMA vizsgálata A polimerek gyakran vannak dinamikus hatásoknak kitéve, ezért fontos tudnunk, hogy az ilyen igénybevétel esetén milyen reakciókat mutat az adott anyag. A dinamikus vizsgálatok általában több információt adnak, mint más vizsgálati módszerek, azonban a különböző 32

33 eredményeket össze lehet hasonlítani. A feldolgozástechnika logikáján alapuló csoportosítás egyik, ha nem a legjellemzőbb tulajdonságfüggvényét a dinamikus mechanikai analízis (DMA) adja [21]. Az úgynevezett DMA-görbék adják a legkorszerűbb mechanikai igénybevételválaszfüggvényeket, mivel: polimerek kismértékű deformáció tartományban megjelenő válaszukat mutatja dinamikus terhelő igénybevétel széles hőmérséklet tartomány igénybevétel sebességétől és frekvenciájától való függést is bemutatja bemutatja a polimerekre jellemző viszkoelasztikus viselkedését. A polimerek viszkoelasztikus viselkedésével jellemezhetjük a legfontosabb tulajdonságokat, mint például a rugalmassági moduluszt és a csillapítás képességéhez tartozó veszteségi tényezőt (tanδ) [1, 39]. A 31. ábrán egy DMA berendezés sematikus képe látható. 31. ábra DMA berendezés vázlata [40] A mérőberendezés négy fő részből áll: középső belső rúd, ami a mérőműszereket tartalmazza minta deformációját érzékelő út-távadó mintára ható erőt előállító erő-motor fűtő/hűtő egység 33

34 A berendezés működési elve a következő. Az érzékelő legalsó pontján található a húzó-, hajlító-, nyomó igénybevételt biztosító mozgóoldali befogó, illetve mérőfej. Ez a fej egy szabályozott hőmérséklet-változást biztosító termosztátban van. A hőmérsékleti tartomány gyártótól függően széles spektrumban változhat. A legfontosabb mérési információt, az összetett rugalmassági moduluszt számítógép értékeli ki [1]. A DMA berendezések a jól szabályozható hőmérsékletű kamra miatt alkalmasak kúszásmérések elvégzésére. A különböző polimer alaptípusok DMA görbéi az eltérő mechanikai tulajdonságaik miatt különbözőek. A 32. ábrán négy polimer alaptípus DMA típusgörbéit láthatjuk. A diagramban G a dinamikus nyírási modulusz, míg d a mechanikai veszteség tényezőt jelöli [1]. a. b. c. d. 32. ábra Kristályos hőre lágyuló polimerek (a), amorf hőre lágyuló polimerek (b), elasztomerek (d) és duromerek (d) DMA görbéi [1] A kristályos hőre lágyuló polimerek (32/a ábra) tipikus feldolgozási területe a T m olvadási hőmérséklet feletti tartományban van. A felhasználási tartomány a T g üvegesedési hőmérséklet felett és a T m olvadási hőmérséklet alatt van. A PE és a PP az üvegesedési hőmérséklet alatt a felhasználás nem javasolt a rideg törés veszélye miatt, azonban a többi anyagnál a felhasználás a T g hőmérséklet alá is nyúlhat. Gépkocsik lökhárítóinak 34

35 előállításához a PE és PP keverékét alkalmazzák, az így kapott termék alacsony hőmérsékleten kis terhelés hatására nem törik ridegen, illetve magasabb hőmérsékleten sem lágyul meg. Az amorf hőre lágyuló polimerek felhasználási tartománya üvegesedési hőmérséklet alatti. A 32/b ábrán látható, hogy a T g hőmérséklet tartomány széles, így az alkalmazáshoz szükséges nagy rugalmassági modulusz tartomány e hőmérséklet alatt valósul meg. Az elasztomerek DMA görbéje (32/c ábra) azt mutatja meg, hogy ezek az anyagok széles hőmérséklet tartományban közel azonos rugalmassági modulusszal rendelkeznek. A mechanikai veszteségi tényező ebben a tartományban szintén közel állandó értékű. Az elasztomerek magas hőmérsékleten sem olvadnak meg. Az ábrán látható T z hőmérsékletet meghaladva sem olvadás, hanem termikus bomlás következik be. Az üvegesedési hőmérsékletet elérve azonban a ridegedés hatására a rugalmassági modulusz akár három nagyságrenddel is megváltozhat. A duromerek DMA görbéje (32/d ábra) alapján megállapíthatjuk, hogy az elasztomerekhez hasonlóan, magasabb hőmérsékleten ezek az anyagok sem olvadnak meg, hanem termikusan lebomlanak. A különbséget az jelenti, hogy az üvegesedési hőmérséklet alatt a rugalmassági modulusz számottevően nem változik, így a felhasználási tartomány igen széles [1]. A DMA berendezéseket széles körben alkalmazzák kúszásvizsgálatok elvégzésére. A vizsgálatokhoz szükséges hőmérsékleti körülményeket a berendezés nagy pontossággal szabályozni, illetve tartani tudja. Az alkalmazható terhelőerők a különböző gépek esetén eltérőek lehetnek, a kis terhelésektől egész nagy terhelésekig. Az így végzett vizsgálatok eredményeiből különböző hasonlósági elvek felhasználásával mestergörbék szerkeszthetők Kúszási viselkedés becslése hasonlósági elvek használatával A polimerek kúszási tulajdonságaiból az anyag hosszútávú viselkedésére szeretnénk becslést adni. Rövid ideig tartó tartósfolyási vizsgálatok néhány perc, és több óra (6-30) között változó időtartam alatt elvégezhetők. A valóságos szerkezetek hosszútávú viselkedésének számítására ezek az időtartamok nem elegendőek. Ezért a polimerek távoli időszakra adott tartósfolyási tulajdonságaikat különböző hasonlósági elvek, például hőmérséklet-idő hasonlósági elv (TTS), vagy terhelés-idő hasonlósági (TSS) elv felhasználásával modellezik. A hőmérséklet-idő hasonlósági elvet az irodalomban többféle elnevezéssel említik: hőmérséklet-invariáns módszere, Williams-Landell-Ferry (WLF) 35

36 egyenlet, általános görbék vagy viszkoelasztikus állapotok módszere, hőmérséklet-idő szuperpozíció vagy ekvivalencia elve, hőmérséklet időre való ráhelyezésének módszere, és hasonló egyéb módszerek [41]. Első alkalommal Boltzmann fogalmazta meg tapasztalati úton az összefüggést a hőmérséklet és az idő között. Ez azt mondja ki, hogy termoreológiai szempontból egyszerű anyagok relaxációs időállandói a hőmérséklet megváltozásának hatására azonos mértékben megváltoznak. Ezt írja le a (12) egyenlet. τ i = at ( T ) τ i ( T0 ), i = 1... N (12) Ebben az egyenletben a τ i az anyag időállandói, a T az eltolási tényező, T a vizsgált hőmérséklet, T 0 pedig a referencia hőmérséklet. Az eltolási tényezőt a (13) összefüggéssel határozhatjuk meg: a T η( T ) =, (13) η ( ) ahol η(t 0 ) és η(t) az úgynevezett null-viszkozitások, vagyis a zéró nyírósebességre extrapolált viszkozitások [27]. A Boltzmann által megfogalmazott (12) összefüggés megmutatja, hogy az időtől függő mennyiségek, mint a rugalmassági modulusz, a kúszási érzékenység, vagy kúszási engedékenység (J(t)), a veszteségi tényező és a viszkozitás az idő tengely mentén eltolható, a hőmérséklettől függő mértékben (33. ábra). A különböző hőmérsékleti szinteken mért anyagi jellemzők így egy diagramon ábrázolhatók, és ezeket mestergörbének nevezzük [42, 43]. T 0 a. b. 33. ábra Hőmérséklet-idő ekvivalencia elv a kúszási érzékenység (a) és a veszteségtényező esetén (b) [43] A polimerek kúszási érzékenysége (34. ábra) definíció szerint egy olyan viszonyszám, ami az anyag időfüggő relatív nyúlásának és a terhelő feszültségnek az arányát adja meg (14) [44]. 36

37 a. b. 34. ábra Különböző feszültségi szinteken mért kúszásgörbék (a) és kúszási érzékenység (b) [44] ε ( t) J ( t) = (14) σ A 34/a ábrán láthatjuk, hogy a feszültség növelésével hogyan változik a relatív nyúlás, a 34/b ábrán a (13) összefüggésből meghatározott kúszási érzékenység görbéje látható. A mestergörbe szerkesztést a 35. ábra szemlélteti. 0 a. b. 35. ábra Mért kúszási jellemzők (a) és abból szerkesztett mestergörbe (b) [43] A különböző hőmérsékleti szinteken mért kúszási jellemzőket (35/a ábra) a vízszintes tengely mentén addig toljuk el, amíg egy görbére esnek (35/b ábra). Ennek a módszernek a segítségével az eltolási tényező hőmérsékletfüggése is meghatározható [41]. Ennek a függésnek a leírására alkalmazzák Williams-Landell-Ferry kutatók által megfogalmazott és a nevüket viselő egyenletet [42, 43, 45]. a T C1( T T0 ) = (15) C + ( T T ) 2 Ebben az egyenletben C 1 és C 2 tapasztalati tényezők, T 0 pedig a vonatkoztatási hőmérséklet. Az üvegesedési hőmérséklet alatt az Arrhenius-egyenlet (16) segítségével határozhatjuk meg az eltolási tényezőt. Ea 1 1 ln a = T (16) R T T0 0 37

38 Az egyenletben szereplő E a a polimer viszkoelasztikus aktiválási energiája [27]. Ezen elvek felhasználásával végezték vizsgálataikat Izer és Bárány [46]. Önerősítésű PP kompozit anyagok hosszútávú viszkoelasztikus viselkedését vizsgálták rövidtávú kúszásvizsgálatok segítségével. A 36/a ábrán látható a β-rpp önerősített kompozitok különböző hőmérsékleteken vett mestergörbéi, illetve a 36/b ábrán látható az α-rpp önerősített kompozitok különböző hőmérsékleteken vett mestergörbéi. a. b. 36. ábra β-rpp kompozitok (a) és α-rpp kompozitok (b) mestergörbéi [46] Siengchin és Karger-Kocsis [47] poliamid (PA) kompozit anyagokon végeztek kúszásvizsgálatokat. Az általuk meghatározott mestergörbét mutatja a 37. ábra. 37. ábra PA és szálerősített kompozitjainak mestergörbéje [47] Idő-hőmérséklet-feszültség (TTSSP) ekvivalencia elv felhasználásával végezték kúszási becsléseiket Luo, Wang, Hu és Yang [48] kínai kutatók. A TTSSP a TTS, illetve a TSS elvek kombinációja. A két hasonlósági elv együttes felhasználásával alkották meg a közös mestergörbét, amit a 38. ábra szemléltet. 38

39 38. ábra TTSSP ekvivalencia elv felhasználásával alkotott mestergörbe [48] A bővített mestergörbének köszönhetően több adat áll rendelkezésre a viszkoelasztikus polimerek hosszútávú kúszási tulajdonságaikat illetően. Német kutatók, Achereiner, Engelsing, Bastain és Heidemeyer [49] lépcsős izoterm módszer (SIM) segítségével vizsgálták PP kúszási tulajdonságait. A SIM hasznos módszer a gyorsított vizsgálatokhoz, amelyekkel a polimerek hosszútávú kúszási tulajdonságai jellemezhetők. Az általuk szerkesztett mestergörbe látható a 39. ábrán. 39. ábra TTS és SIM módszerek által szerkesztett mestergörbék [49] A kutatók megállapították, hogy összehasonlítva a TTS és SIM módszerekkel kapott eredményeket, a SIM segítségével a mérési nehézségek csökkenthetők, miközben továbbra is ugyanazt a pontosságot kaphatók, mint TTS esetben. A SIM módszer alkalmas összehasonlító elemzések elvégzésére, különösen az anyagok korai fejlesztési ciklusában, vagy a minőségbiztosításban. 39

40 A TTS elv segítségével a különböző polimerek hosszútávú viselkedéséhez jó közelítéssel tudunk becslést adni. Kis terhelési szinteken a polimerek viszkoelasztikus viselkedése jó közelítéssel lineáris, így a lineáris viszkoelasztikus elméletek megfelelő pontossággal adnak előrejelzést a polimerek hosszútávú kúszási tulajdonságairól [41]. Azonban nem mindig lehet ezekre a lineáris elméletekre hagyatkozni. Ennek az elvnek hátránya, hogy az idő előrehaladtával olyan mértékű deformációt jelez előre, ami fizikai képtelenség, és nem vesz figyelembe más tulajdonságkárosító hatásokat sem, mint például a polimerek öregedése Célkitűzés A polipropilén és üvegszálerősítésű kompozitjainak elterjedése a műszaki és a mindennapi életben jelentős. Az ezekből az anyagokból készült termékeket széles körben alkalmazzák. A tervezés során nem csak a maximális teherbírásra kell az adott alkatrészt méretezni, hanem az anyag hosszútávú viselkedéséről is pontos információkkal kell rendelkezni. A kúszási vizsgálatokból kapott adatok felhasználásával becslést adhatunk az anyag hosszútávon létrejövő deformációjáról. A hajlító igénybevételű kúszásvizsgálatok során a szabványban meghatározott feltételeknek megfelelően kell a méréseket elvégezni. Figyelembe kell venni az adott polimer tulajdonságait és a gyártástechnológia sajátosságait. A vizsgálatokat különböző hőmérsékleti szinteken kell elvégezni, hiszen az anyag tulajdonságai a hőmérséklettől is függenek. A kúszási viselkedés modellezésére felírt deformáció komponensekből képzett kúszási modellek segítségével adhatunk becslést az anyag viselkedésére. Az így kapott eredmények azonban a polimerek sajátosságaiból adódóan nem mindig pontosak. Ezért érdemes a kúszásvizsgálatokat többféle módon elvégezni (pl. DMA berendezés segítségével), és a kapott eredmények összehasonlíthatóak. Ezáltal pontosabb információk állnak rendelkezésre mind az anyag kúszási viselkedésére, mind a vizsgálati módszer pontosságára vonatkozóan. Munkánk során egy adott polimer és szálerősítésű kompozitjának különböző hőmérsékleti szinteken mért kúszási tulajdonságait elemezzük, a kapott eredmények alapján az anyag hosszútávú deformációjára adunk becslést. Vizsgálatainkat hagyományos szakítógépen végezzük. Az így kapott eredményeket DMA berendezésen mért adatokkal és eredményekkel összehasonlítjuk. 40

41 3. Felhasznált alapanyagok, gépek és berendezések Ebben a fejezetben azokról a gépekről és berendezésekről lesz szó, amelyek segítségével a kísérleteket végeztem. Bemutatásra kerülnek azok a vizsgált anyagok is, amelyeket a próbák során felhasználtam A vizsgálatokhoz felhasznált alapanyagok A PP-t sokáig nem tartották a műszaki életben használható anyagnak, amíg Giulio Natta és Karl Ziegler 1963-ban Nobel díjat kaptak izotaktikus PP előállításáért. A kutatók a nagysűrűségű polietilén (HDPE) előállításához kifejlesztett Al-Ti komplex katalizátor segítségével állítottak elő izotaktikus PP-t (40. ábra) az addig ismert amorf, ataktikus (térbelileg szabálytalan) változat helyett [1]. a. b. 40. ábra Ataktikus (a) és izotaktikus (b) PP térszerkezete [1] Az ezredfordulóra a PP az első három legnagyobb mennyiségben előállított polimer közé emelkedett. Ezt a PE-nél kedvezőbb mechanikai tulajdonságainak köszönheti és annak, hogy számos felhasználási területen tudták alkalmazni, tömegcikkektől kezdve (tárolódobozok, konyhai gépek burkolatai, kupakok) a kopolimereken át (például: etilénpropilén felhasználása gépkocsi műszerfalként, lökhárítóként) a szálerősített kompozitokig (szén, üveg, bazalt és PP szálak). Éghetőségi szempontból a PP kedvezőtlen anyag, azonban adalékanyagok hozzáadásával az éghetőség csökkenthető olyannyira, hogy elektromos berendezések szigetelő anyagaként is alkalmazható a megfelelő adalékanyag hozzáadása után. 41

42 Kiváló vegyszerálló tulajdonságokkal rendelkezik és bár hidrofób, de vízfelvétele csupán 0,2% [1]. A vizsgálatok során a Tiszai Vegyi Kombinát NyRT. (TVK) által gyártott TIPPLEN H 949 A típusú, nagy folyóképességű, kontrollált reológiájú homopolimer PP-t használtunk. Hagyományos fröccsgépen problémamentesen feldolgozható C közötti hőmérséklet tartományban. A gyártó által javasolt felhasználási területek: vékonyfalú csomagolóedények, konyhai és háztartási felszerelések, élelmiszerek és gyógyszerek csomagolása, játékeszközök készítése. Az anyag megfelel az élelmiszeripari, a gyógyszeripari és a játékipari felhasználásra vonatkozó nemzetközi előírásoknak [50]. A gyártó által meghatározott fizikai tulajdonságokat a 3. táblázat tartalmazza. Tulajdonságok Mérési szabvány Mértékegység Érték Folyásindex (230 C; 2.16 kg) ISO 1133 g/10 perc 45 Húzószilárdság ISO 527-1,2 MPa 37,5 Nyúlás a folyásnál ISO 527-1,2 % 9,5 Rugalmassági modulusz (húzásból) ISO 527-1,2 MPa 1700 Rugalmassági modulusz (hajlításból) ISO 178 MPa 1650 Izod ütőszilárdság (bemetszett, 23 C) ISO 180/1A kj/m 2 2,5 Lehajlási hőmérséklet (0,46 N/mm 2 ) ISO 75-1,2 C 118 Rockwell keménység ISO 2039/2 R skála táblázat TVK TIPPLEN H949A gyári adatlap [50] Az adhéziós kapcsolat javítása érdekében az Arkema cég Orevac CA100 típusú adalékanyagát használtuk. Ez az adalék maleinsav-anhidriddel ojtott PP (MaH-g-PP), aminek köszönhetően javulnak a tapadási tulajdonságok a PP és az üvegszálak felületkezelő szere között. Az adalékanyag tulajdonságait tartalmazza a 4. táblázat [51]. Tulajdonságok Mérési szabvány Mértékegység Érték Folyásindex (230 C; 0,225 kg) ISO 1133 g/10 perc 10 Olvadáspont ISO C 167 Sűrűség ISO 1183 g/cm 3 0,905 Lágyulási hőmérséklet ISO 306 C 147 Rugalmassági modulusz ISO 178 MPa 880 Húzószilárdság ISO MPa 22 Törési szilárdság ISO MPa 22 Szakadási nyúlás ISO % táblázat Orevac CA100 gyári adatlap [51] 42

43 A kompozit erősítőanyaga a Johns Manville cég csehországi üzemében előállított SV EC / 4 típusú, 4,5 mm névleges hosszúságú és 13 µm átmérőjű, szilánvegyülettel PP-hez felületkezelt vágott üvegszál volt [52]. A vizsgálatokhoz felhasznált próbatestek névleges anyagösszetételét tartalmazza az 5. táblázat. PP MaH-g-PP GF [m%] [m%] [m%] ,9 0,1 5 89,8 0, ,6 0, ,4 0, ,2 0, táblázat Vizsgált próbatestek anyagösszetétele A fröccsöntéshez Brabender Plasti-Corder típusú, számítógép vezérelt extruder berendezésen előállított granulátumot használtunk. Az extruder zónáit C hőmérséklet értékekre állítottuk be. Az így elkészült anyagot SB Plastic Machinery Srl típusú daraboló gép segítségével újragranuláltuk. Annak érdekében, hogy az erősítetlen, illetve az erősített PP próbatestek termikus előélete megegyezzen, ezért az erősítetlen próbatesteket is újragranuláltuk. A próbatestek gyártása Arburg Allrounder 320 C típusú fröccsöntőgépeken történt (41. ábra). A fröccsöntési jellemzőket mutatja a 6. táblázat. 41. ábra Arburg Allrounder 320 C típusú fröccsöntőgép [53] 43

44 Fröccsöntési jellemzők Értékek Mértékegységek Fröccsöntési térfogat 44 cm 3 Átkapcsolási pont 12 cm 3 Befröccsöntési sebesség 50 cm 3 /s Fröccsnyomás bar Utónyomás bar Csiga kerületi sebesség 15 m/perc Szerszámhőmérséklet 40 C Fröccszóna hőmérsékletek C 6. táblázat Próbatest fröccsöntés jellemzői A fröccsöntés során az eltérő száltartalmú próbatestek miatt a fröccsnyomást, illetve az utónyomást a száltartalom növekedésével folyamatosan növelni kellett. A mérésekhez az MSZ EN ISO 527-2:1999 számú, a próbatestek előállításáról és tulajdonságairól szóló szabvány szerinti geometriájú, 1A típusú, piskóta alakú próbatesteket (42. ábra) állítottunk elő. A próbatestek szabványos méreteit tartalmazza a 7. táblázat. 42. ábra Szabványos piskóta alakú szakító próbatest [54] Paraméterek Jelölés Szabvány szerinti méretek [mm] Teljes hossz l Széles párhuzamos oldalak közti távolság l Keskeny párhuzamos oldalak hossza l 1 80 ± 2 Befogási hossz L 50 ± 0,5 Mérési hossz L ± 1 Próbatest végeinek szélessége b 2 20 ± 0,2 Keskeny szakasz szélessége b 1 10 ± 0,2 Próbatest ajánlott vastagsága h 4 ± 0,2 Lekerekítési sugár r táblázat 1A típusú fröccsöntött, piskóta alakú próbatest jellemző méretei [54] 44

45 3.2. A vizsgálatokhoz felhasznált gépek, berendezések A kúszásvizsgálatok igénybevétele hárompontos hajlítás volt. Ehhez egy Zwick gyártmányú Z250 (43. ábra) típusú univerzális szakítógépet használtam. A mérések pontosságának növelése céljából a szakítógépet egy 5 kn névleges terhelhetőségű erőmérő cellával szereltük fel, a kívánt hőfokot a berendezéshez tartozó hőkamra segítségével állítottuk be, majd a beállított hőmérséklet elérése után a próbatesteket 20 percig hőntartottuk. A berendezés paramétereit a 8. táblázat tartalmazza. 43. ábra Zwick Z250 típusú szakítógép Paraméterek Mennyiségek Maximális terhelőerő 250 / 5 kn Sebességtartomány 0, mm/perc Hőkamra hőmérséklet tartománya C Vezérlő program TestXpert II 8. táblázat Zwick Z250 típusú szakítógép főbb mérési paraméterei A hajlítóvizsgálatok során 20 N/s felterhelési sebességet és 14 mm maximális lehajlást alkalmaztam. A hőmérsékletfüggő hajlító igénybevételű kúszásvizsgálatokat az erősítetlen PP-n és a 30 m% szálerősítést tartalmazó PP kompozitokon végeztem. A méréseket különböző hőmérsékleti szinteken folytattam le, az adott hőmérsékleten mind az erősítetlen, 45

46 mind az erősített próbatest kúszásvizsgálatát elvégeztem. Ezek a hőmérsékleti szintek -40 és +10 C között tíz fokos lépésekben történtek, míg +10 és +80 C között öt fokos lépésekben történtek. A szabványban megfogalmazott összefüggés (4) értelmében a próbatestek alátámasztási távolsága 64 mm volt. A vizsgálat célja, hogy a szabvány szerinti távolságban alátámasztott próbatestet középen felterheltem, és ennek a terhelésnek a függvényében mértem a lehajlást. A mérések során erővezérelt hajlítást alkalmaztam. A megadott felterhelési sebesség után az előre meghatározott terhelőerő tartása mellett figyeltem a próbatest lehajlás változását. A vizsgálat során a különböző hőmérsékleti szinteket a hőkamra segítségével biztosítottam. A berendezés a hűtést folyékony nitrogén segítségével szabályozta. Minden beállított hőmérsékleti szinten a vizsgálni kívánt próbatesteket hőntartásnak vetettem alá, majd azután végeztem el a méréseket. A vizsgálatok időtartama 30 perc, vagy a beállított maximális lehajlás elérése volt. A dinamikus mechanikai vizsgálatokat DMA Q800 (44. ábra) típusú dinamikus mechanikai analizátor segítségével végeztük. A berendezés paramétereit a 9. táblázat tartalmazza. 44. ábra DMA Q800 Dinamikus Mechanikai Analizátor [55] Paraméterek Mennyiségek Maximális terhelés 18 N Hőmérséklet tartomány C Frekvenciatartomány 0, Hz 9. táblázat DMA Q800 berendezés főbb paraméterei A berendezés segítségével végeztünk különböző, előre beállított hőmérsékleti szinteken rövididejű hárompontos hajlítóigénybevételű kúszásvizsgálatokat a különböző erősítőszál-tartalmú próbatesteken. A vizsgálatokhoz fröccsöntött, szabványos piskóta alakú 46

47 próbatestek középső részéből kivágott próbatesteket használtunk. Az így létrehozott próbatestek adatait mutatja a 10. táblázat. Paraméterek Mennyiségek Keresztmetszet 10x4 mm Hosszúság 60 mm Alátámasztási távolság 50 mm 10. táblázat DMA berendezéshez készült próbatestek paraméterei A méréseket Creep-TTS alprogram használatával -40 és +90 C közötti hőmérséklet tartományban végeztük. A hőmérsékleti szintek 10 C-onként emelkedtek. A berendezés a beállított hőmérséklet értékeket ±2 C ingadozás mellett tartani tudta. A hűtést folyékony nitrogén segítségével szabályoztuk. A vizsgálati térben a próbatestet a kúszásmérés megkezdése előtt 10 percig hőntartásnak vetettük alá. Egy-egy kúszásvizsgálat ideje 30 perc volt. A kúszásvizsgálatokat 5 MPa-os terheléssel végeztük, száltartalomtól függetlenül, ami 10,7-10,9 N-os (keresztmetszettől függően) maximális terhelőerőt jelentett. A szálvizsgálatokhoz erősítetlen PP-n, valamint 5, 10, 20, 30 és 40 m% szálerősítést tartalmazó PP kompozitokon végeztünk méréseket. A mag és héj száltartalom méréséhez, és az itt található erősítőszálak szálhossz-eloszlásának vizsgálatához a magból és héjból kimunkált minták mátrixának kiégetéses eltávolítására volt szükség. Ezeket a vizsgálatokat Henczi Andrással együtt végeztük, aki ugyanezen anyagok húzó igénybevételű, hőmérsékletfüggő kúszási tulajdonságait vizsgálta munkájában. A kiégetés során elsőként vegyi kamrában, kerámiacsészében, gázégő felett a kivágott próbatesteket addig hevítettük, amíg a mátrix anyag először meggyulladt (45/a ábra), majd a láng kialudt. Ezután az üvegszálakat tartalmazó kerámiacsészét a laborban található Nabertherm típusú kemencében (45/b. ábra) 600 C-on 25 percig izzítottuk. A kemence paramétereit a 11. táblázat tartalmazza. Az izzítás során a csészében található szerves anyagok maradék nélkül elégtek és csak a szervetlen erősítőanyag maradt hátra. Ezután a próbatest magjában és héjában található erősítőanyag tömege könnyen meghatározható volt. Paraméterek Mennyiségek Hőntartási pontosság ± 10 C Belső méret (szélesség x magasság x mélység) 230x170x230 mm Hőmérséklettartomány C 11. táblázat Nabertherm típusú laborkemence paraméterei 47

48 a. b. 45. ábra Üvegszálak kiégetése nyílt lángon (a) és a Nabertherm kemencében (b) [55] A tömegméréshez egy CAS MWP-1500 (46. ábra) típusú mérleget használtunk. A mérleg mérési tartománya g között volt, a mérési pontossága 0,1 g. Először az üres kerámiacsészék tömegét mértük le, minden esetben külön-külön, hogy a csészék egymástól eltérő tömege a későbbi számításokban ne okozzon valótlan eredményeket. Ezután a csészékbe helyezett még kiégetés előtti próbatestek tömegét mértük le, majd a kiégetés utáni állapotban is mértük a tömeget. Az így kapott eredményekből az üvegszálak tömege könnyen meghatározható. 46. ábra CAS MWP-1500 típusú mérleg [55] Ahhoz, hogy a próbatestek orientációs képét meg tudjuk vizsgálni a mikroszkóp alatt, a próbatestek megfelelő előkészítésére volt szükség. A kivágott darabokra gyantát öntöttünk úgy, hogy a próbatestből kimunkált darab egyik felülete megfigyelhető legyen. A gyanta 12 óra alatt elérte végső szilárdságát, és csiszolható lett. Az így létrejött hasábokat políroztuk: minden vizsgált száltartalom mellett (0-40 m%) 1-1 polírozott mintát, úgynevezett csiszolatot állítottunk elő. Az egyiknek a felületébe csiszoltunk bele, így a fröccsöntött próbatest héjába kapva betekintést, míg a próbatest vastagságának felét lecsiszolva a mag szerkezetét, az erősítőszálak orientációját tudtuk vizsgálni. Ehhez a tanszéki laboratóriumban található 48

49 Struers gyártmányú, automata polírozó berendezést (47.ábra) használtuk. A berendezés adatait a 12. táblázat tartalmazza. 47. ábra Struers automata polírozó berendezés [55] Paraméterek Mennyiségek Polírozható korongok D=30 mm Maximális terhelőerő 20 N Maximális fordulatszám 500 1/perc SiC polírozó lap µm Szuszpenziós polírozás 1, 3, 9 µm 12. táblázat Struers automata polírozó berendezés paraméterei A polírozó gépben a szilikon-karbid szemcsés csiszolópapírokat a megmunkálás során a legdurvábbtól (320 μm) a legfinomabbig (3 μm) cseréltük, míg az előzőleg keletkezett karcolások el nem tűntek. A hasábokat egy forgó fejben lévő rugós szerkezet szorítja az ellentétes irányban forgó csiszolópapírhoz. A polírozás alatt a mintákat folyamatosan locsolni kell, hogy ne száraz felületen történjen a csiszolás. Az így előkészített csiszolatokat a mikroszkópi vizsgálatoknak vetettük alá. A szálhossz-eloszlás méréshez és szálorientációs vizsgálatokhoz egy Olympus BX 51M (48. ábra) típusú optikai mikroszkópot használtunk, amelynek főbb paramétereit a 13. táblázat tartalmazza. Paraméterek Mennyiségek Nagyítás 2 100x Fényképezőgép C-5060 CAMEDIA Képfeldolgozó program AnalySIS 13. táblázat Olympus BX 51M főbb paraméterek 49

50 48. ábra Olympus BX 51M optikai mikroszkóp A vizsgálatokhoz a mikroszkóp üveg-tárgylemezére cseppentett vízcseppben eloszlattuk az előzőleg kiégetett üvegszálakat, ezután a mikroszkópon beállított 10-szeres nagyítás segítségével végeztünk szálhossz-eloszlás vizsgálatokat. A szálorientáció vizsgálatokhoz az ötféle száltartalom mellett a héj és a mag szálszerkezetét reprezentáló csiszolatokról kétszeres nagyítás mellett felvételeket készítettünk, majd a kapott képeket képszerkesztő program segítségével egyesítettük, így a próbatest teljes szélességében (10 mm) vizsgálható a szálak orientációja. 50

51 4. Mérési eredmények és kiértékelésük Ebben a fejezetben a PP próbatestek száltartalmának vizsgálatáról, a szakítógépen végzett hőmérsékletfüggő, hárompontos hajlítóigénybevételű kúszásvizsgálatok elvégzéséről, az így kapott eredményekből meghatározható, a polimerek viszkoelasztikus viselkedését leíró Burgers-modell paramétereinek meghatározásáról, illetve a mestergörbe szerkesztésről lesz szó. A DMA berendezésen végzett vizsgálatok, az abból kapott eredmények, valamint az azokból meghatározható mestergörbék is bemutatásra kerülnek Fröccsöntött próbatest erősítőszál tartamának vizsgálata A fröccsöntött PP próbatestek szálhossz-eloszlásának és szálorientációjának a vizsgálatát Henczi András gépészmérnök hallgató kollégámmal végeztük, aki ugyanezen anyagok húzó igénybevételű, hőmérsékletfüggő kúszási tulajdonságait vizsgálta munkájában. Ezekhez a vizsgálatokhoz szükséges előkészítési folyamatok, mint például az üvegszálak kiégetése, a tömegmérés, szálorientáció vizsgálathoz szükséges csiszolatok polírozógépen történő megmunkálása, valamint mikroszkópon történő megfigyelése és értékelése is közös munka eredménye Száltartalom és szálhossz-eloszlás A fröccsöntött PP kompozit próbatestek pontos száltartalmának és szálhosszeloszlásának vizsgálatához először az üvegszálakat kellett a próbatestekből kinyerünk. Ezt az üvegszálak kiégetésével értük el. A vizsgálat során a feldarabolt próbatestet kerámia csészékbe helyeztük a névleges száltartalomnak megfelelően. Külön-külön csészékbe kerültek az adott próbatest magjából, illetve héjából származó anyagok is. A kiégetéses vizsgálat során az adott minta teljes mátrixanyaga kiégetésre került annak érdekében, hogy tisztán ottmaradjon a mintában eloszlatott töltő és erősítőanyag. Előzőleg megmért, ezáltal ismert tömegű kerámiacsészékbe a feldarabolt próbatest darabokat belehelyeztük, majd az együttes tömegüket megmértük. Ezután a csészéket gázláng fölé helyeztük, és addig hevítettük, amíg a mátrix anyag el nem égett. A visszamaradt szerves mátrixanyagokat kemencében távolítottuk el, 600 C-on 25 percig tartottuk bent a mintadarabokat. Ezalatt a maradék mátrixanyag is kiégett a mintából. Az így előkészített minták (49. ábra) tömegét ismét megmértük, ezáltal az adott minta száltartalmának a tömege ismertté vált. 51

52 49. ábra Kiégetett üvegszál minta A kiégetéses száltartalom vizsgálat eredményeit foglalja össze az 50. ábra. A kapott eredmények alapján (14. táblázat) megállapítható, hogy minthogy a PP homopolimer mátrix nem tartalmaz semmilyen általunk nem ismert szervetlen erősítőanyagot, az 5, 10, 20, 30 és 40 m% névleges üvegszál tartalmú kompozit próbatestek kiégetéséből visszamaradt maradék kizárólag üveg erősítőszálakat tartalmaz, és a magban a száltartalom magasabb, mint héjban. 50. ábra Kiégetéses száltartalom vizsgálat eredményei A granulátum gyártása során alkalmazott extrúzió és a próbatest fröccsöntése miatt a kezdeti 4,5 mm hosszúságú vágott üvegszálak tovább töredeznek. Az erősítés szempontjából fontos szálhossz/átmérő viszony ismerete további információval szolgálhat a fröccsöntött polimer anyagok mechanikai tulajdonságairól. A kompozitokban található szálak hosszát kiégetéses eljárás után, nagyszámú minta mérésével és a kapott eredményekből egy szálhossz-eloszlás meghatározásával szokás jellemezni. Az előzőleg a kiégetéssel nyert mintákat használtuk fel a szálhossz-eloszlás meghatározásához. A mikroszkóp üveg-tárgylemezére vízcseppet helyeztünk, amiben a 52

53 vizsgálni kívánt szálakat eloszlattuk. Ezután a tárgylemezt a mikroszkópba tettük és alsó megvilágítással, kétszeres nagyítás mellett fényképeket készítettünk. A felvételeket AnalySIS program segítségével készítettük, majd elemeztük. Minden egyes fényképfelvételen az ott látható szálak hosszúságát a felbontás beállítása után a program segítségével lemértük. Ügyeltünk arra, hogy a minél pontosabb adatok rendelkezésre állása miatt olyan képeket készítsünk, ahol legalább 500 szálnak a hosszúságát le tudjuk mérni. A szálhossz-eloszlás méréséhez készített fényképeket mutatja az 51. ábra. a. b. c. d. e. 51. ábra PP+GF kiégetése után visszamaradt üvegszálak optikai mikroszkópos felvételei (a próbatest magjából származó a. 5; b. 10; c. 20, d. 30 és e. 40 m% erősítőszál tartalmú minták) 53

54 Az 51/a ábrán az 5 tömegszázalék névleges száltartalmú minta, az 51/b ábrán a 10 tömegszázalék névleges száltartalmú minta, az 51/c ábrán a 20 tömegszázalék névleges száltartalmú minta, az 51/d ábrán az 30 tömegszázalék névleges száltartalmú minta, míg az 51/e ábrán a 40 tömegszázalék névleges száltartalmú minta képe látható. Az 51. ábrán látható valamennyi felvételen a fröccsöntött próbatest magjából kiégetett üvegszálakat láthatunk. A felvételek elemzéséből kapott átlagos szálhossz-eloszlást, illetve a szálhossz-szórást a 14. táblázat mutatja. A kiégetett minták átlagos szálhosszúságát mutatja az 52. ábra. Névleges száltartalom Mintavétel helye Lokális száltartalom [m%] Szálhossz [µm] átlag szórás mag 4, héj 4, mag 10, héj 9, mag 19, héj 19, mag 28, héj 28, mag 39, héj 38, táblázat Kiégetéses száltartalom vizsgálat eredményei 52. ábra PP+GF átlagos szálhossz eloszlása 54

55 Az átlagos szálhossz eredmények alapján (52. ábra) megállapítható, hogy az 5 tömegszázalék névleges száltartalmú fröccsöntött kompozit próbatestben a szálak kevésbé töredeztek a gyártás során. Ebben az esetben a héjban, illetve a magban található szálak átlagos hossza között is nagyobb különbség mutatkozik meg. A magasabb tömegszázalék erősítőszálat tartalmazó fröccsöntött kompozit próbatestekben az átlagos szálhosszúság enyhe csökkenést mutat. A vizsgálati eredmények érdekessége, hogy bár a magból származó erősítőszálak hossza kéne, hogy rövidebb legyen, 20 és 40 m% GF tartalomnál ez fordítva adódott Szálorientáció Ahhoz, hogy a próbatestekben a szálak orientációját megfigyelhessük, megfelelően előkészített mintákra volt szükségünk. Ehhez egy kis tégelyre (ami hasonlít egy rövid csőszakaszra) volt szükség. A tégely egyik végét egy kis kupakkal elzártuk, a másik végét szabadon hagytuk. A próbatestek közepéből (külön a mag- és külön a héjrészből) akkora darabokat vágtunk ki, amelyek pont belefértek a tégelybe. Ezután a tégelyt színültig töltöttük gyantával oly módon, hogy a kivágott próbatest darabok a tégely alján maradjanak. A próbatest darabra öntött gyanta 12 óra alatt megszilárdult, egy egységet képezve a kivágott próbatest darabbal. Az így létrejött mintadarabok felületét csiszolni kellett. A polírozógép alsó részén található a csiszoló papír, a felső részen pedig egy rugós befogószerkezet, ami a csiszolni kívánt mintadarabokat a csiszolófelületre szorítja. Polírozás során mind az alsó csiszolópapír, mind a mintadarab forog, egymással ellentétes irányban. A művelet alatt mindvégig vízzel kellett a felületet locsolni, hogy a polírozógép ne száraz felületet csiszoljon, ezáltal egy jól megfigyelhető felületet kaptunk. Az így létrehozott csiszolatokon mikroszkóp segítségével az erősítőszálak orientációja megfigyelhető volt. A csiszolatokról a fénymikroszkóp segítségével, kétszeres nagyítást alkalmazva sorozatfelvételeket készítettünk, majd ezeket a felvételeket képszerkesztő program segítségével egymáshoz illesztettük. A mikroszkóp tárgylemezre gyurmát helyeztünk, erre tettük rá a megfigyelni kívánt csiszolatokat, majd egy speciális vízszintező eszköz segítségével a mintadarabot vízszintesre állítottuk, így biztosítva a vizsgált sík mintadarab teljes felületén a megfelelő mélységélességet. Így a próbatest teljes szélességében láthatóvá vált a fröccsöntött polimer kompozit próbatestekben a szálak orientációja ( ábra). 55

56 a. b. 53. ábra PP+5%GF szálorientációja a héj (a) és a mag (b) részben a. b. 54. ábra PP+10%GF szálorientációja a héj (a) és a mag (b) részben a. b. 55. ábra PP+20%GF szálorientációja a héj (a) és a mag (b) részben 56

57 a. b. 56. ábra PP+30%GF szálorientációja a héj (a) és a mag (b) részben a. b. 57. ábra PP+40%GF szálorientációja a héj (a) és a mag (b) részben Általánosságban elmondható, hogy az erősítőszálak orientációja - az irodalomban olvasottnak megfelelő módon - a névleges száltartalomtól függetlenül a kompozit héjában a folyásiránnyal közel megegyező, míg a mag részben az erősítőszálak orientációja véletlenszerű. Az 55/b ábrán látható fekete foltok szennyeződések a vizsgált PP kompozit felületen. A szálak töredezettsége szempontjából megfigyelhető, hogy a héjban kevésbé, míg a magban jobban töredezettek. A névleges száltartalom növekedésével az erősítőszálak töredezettsége mind a héjban, mind a magban növekedtek Kúszásmérések szakítógépen A hőmérsékletfüggő, erővezérelt hárompontos hajlító igénybevételű kúszásvizsgálatokat egy Zwick Z250 típusjelű szakítógépen végeztem (43. ábra). A beállított terhelőerő 50 N, a felterhelési sebesség 20 N/s, egy-egy vizsgálathoz tartozó időtartam pedig 30 perc volt. A vizsgálatokat 0 és 30 tömegszázalék névleges üvegszáltartalmú PP 57

58 próbatesteken végeztem el. A kúszásvizsgálatokat egy terhelési szinten, de különböző hőmérsékleti szinteken végeztem, ehhez a szakítóberendezéshez tartozó hőkamra segítségével tudtam szabályozni a különböző mérésekhez tartozó hőmérséklet értékeket. A mérési elrendezést mutatja az 58. ábra. 58. ábra Hárompontos hajlítóigénybevételű kúszásvizsgálat elrendezése Mért kúszásgörbék Kezdetben a szakítógépre egy 250 kn-os erőmérő cellát szereltünk fel, azonban az általam beállított 50 N-os terhelési szinten ez az erőmérő cella pontatlan méréseket eredményezett. A berendezés a beállított erőértékeket csak nagy szórással tudta tartani, ezért az így kapott eredmények nem voltak pontosak, későbbi felhasználásra alkalmatlanok voltak. A mérések pontosságának növelése érdekében kicseréltük az erőmérő cellát, és egy 5 kn-os cellát alkalmazva megismételtem az addigi vizsgálatokat és a további mérések során is ezt alkalmaztam. Ezzel a cellával a mérési körülmények pontosan tarthatóak maradtak és az eredmények is a kívánt pontosságnak megfelelőek voltak. Megállapíthatjuk, hogy a mérésekhez olyan erőmérő cellát érdemes használni, amely erőmérő cella mérési tartománya közelebb áll a beállítani kívánt erőértékhez. A hőmérsékletfüggő kúszásvizsgálatokhoz a különböző hőmérsékletszinteket a berendezéshez tartozó hőkamra segítségével állítottam be. A hőkamra a hűtést folyékony 58

59 nitrogén segítségével biztosította, a fűtést elektromos fűtőszálak biztosították. Az alkalmazott hőmérséklet tartomány -40 és +80 C között volt. A különböző hőmérsékleti szinteket -40 és +10 C között tíz fokos lépcsőnként, míg +10 és +80 C között öt fokos lépcsőnként emeltem. A mérések során a 0 és 25 C közötti hőmérséklet tartományban a hőkamra a hőmérsékleti szintek tartását ±1 C-os ingadozással tudta elvégezni, 0 C alatti, illetve 25 C feletti tartományokban a hőmérséklet ingadozása 0,5 C-on belül maradt, így nem volt megfigyelhető, a berendezés nagy pontossággal biztosítani tudta a beállított hőmérséklet értékeket. A mérések során a hőkamrában előre elhelyeztem az előkészített erősítetlen PP és 30 tömegszázalék üvegszáltartalmú PP kompozit próbatesteket annak érdekében, hogy a próbatestek a hőmérsékletet átvegyék. Minden egyes mérés elindítása előtt az adott próbatestet 20 percig hőntartásnak vetettem alá, azután indítottam el a 30 perces kúszásméréseket. A terhelési szintet 30 MPa-ra, azaz 50 N-ra választottam, így a száltartalom növelésének a hatását azonos terhelés mellett tudtam megfigyelni. Az erősítetlen PP próbatestek különböző hőmérsékleti szinteken mért kúszásgörbéit mutatja az 59. ábra, míg a 60. ábrán ugyanezen próbatestek logaritmikus időtengely mentén bemutatott kúszásgörbéi láthatóak. Szélső szál relatív nyúlása [-] 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 60 C 55 C 50 C 45 C 40 C 35 C 30 C 25 C 20 C 15 C 10 C 0 C -10 C -20 C -30 C -40 C Mérési idő [s] 59. ábra PP különböző hőmérsékleti szinteken mért kúszásgörbéi 59

60 Szélső szál relatív nyúlása [-] 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 60 C 55 C 50 C 45 C 40 C 35 C 30 C 25 C 20 C 15 C 10 C 0 C -10 C -20 C -30 C -40 C 0 0, Mérési idő [s] 60. ábra PP különböző hőmérsékleti szinteken mért kúszásgörbéi logaritmikus időtengely mentén A hőmérsékleti szinteket -40 és +10 C között 10 C-os lépésekben, +10 és +60 C között 5 C-os lépésekben emeltem. Ekkorra a próbatestek olyan gyorsan elérték a beállított deformációkorlát értékét, hogy nem volt értelme magasabb hőmérsékleti szinteken is megismételni a vizsgálatot. A diagramon a mért lehajlás helyett a szélső szál relatív nyúlását ábrázoltam, amely az (5)-ös összefüggéssel számítható. A képlet a kúszásgörbék lefutásában nem okoz változást, a lehajlás függvényében való ábrázolásnál látható értékektől csupán konstans szorzótényezőben különbözik. Az 59. ábrán látható, hogy ahogyan növekedett a hőmérséklet, úgy a próbatestek a hárompontos hajlító igénybevétel hatására egyre nagyobb deformációval reagáltak. Kivételt képez ez alól a -40 C-on végzett vizsgálat, ahol valamilyen mérési hiba folytán nem a vártnak megfelelő anyagviselkedést láthatunk. Megállapítható, hogy a próbatestek 35 C hőmérsékletig nem érték el az előre beállított 14 mm-es maximális lehajlás értéket. A 40 C hőmérsékleti szinttől kezdődően a próbatestek a magas hőmérséklet miatt kilágyultak és a kúszásvizsgálat folyamán a hőmérséklet növelésével egyre rövidebb idő alatt elérték a beállított maximális lehajlás értékét. A 60 C hőmérsékleti szinten a próbatest oly mértékben kilágyult, hogy a terhelés hatására kevesebb, mint 6,5 másodperc alatt elérte a beállított maximális lehajlás értékét, ezért magasabb hőmérsékleti szinteken már nem folytattam a 60

61 mérést erősítetlen PP próbatesteken. Az erősítetlen PP próbatestek különböző hőmérsékleti szinteken mért maximális lehajlását és a szélső szál relatív nyúlását a 15. táblázat mutatja be. Hőmérsékleti szintek [ C] Mérési idő [s] Maximális lehajlás [mm] Relatív nyúlás [%] ,54 1, ,29 0, ,54 0, ,87 1, ,38 1, ,04 1, ,57 2, ,29 2, ,78 3, ,65 3, ,80 5, ,6 14 8, ,3 14 8, ,7 14 8, ,7 14 8, ,4 14 8, táblázat PP próbatestek különböző hőmérsékleti szinteken mért maximális lehajlásai és a szélső szál relatív nyúlásai A 30 tömegszázalék névleges üvegszáltartalmú PP kompozit próbatestek kúszásgörbéit a 61. ábra mutatja, míg a 62. ábrán ugyanezen próbatestek logaritmikus időtengely mentén bemutatott kúszásgörbéi láthatóak. A terhelési szintet 30 MPa-ra, azaz 50 N-ra választottam, így a száltartalom hatását azonos terhelés mellett tudtam megfigyelni. Az ábráról leolvasható, hogy ahogyan növekedett a hőmérséklet, úgy a próbatestek a hárompontos hajlító igénybevétel hatására egyre nagyobb deformációval reagáltak. Az erősítetlen PP próbatestektől eltérően azonban nem érték el a maximálisan beállított lehajlás értéket, még magasabb hőmérsékleten sem, így a kiválasztott teljes hőmérséklet tartományban (-40 és +80 C között) a kúszásvizsgálatok elvégezhetőek voltak. 61

62 Szélső szál relatív nyúlása [-] 0,014 0,012 0,01 0,008 0,006 0,004 0, Mérési idő [s] 80 C 75 C 70 C 65 C 60 C 55 C 50 C 45 C 40 C 35 C 30 C 25 C 20 C 15 C 10 C 0 C -10 C -20 C -30 C -40 C 61. ábra PP+30%GF különböző hőmérsékleti szinteken mért kúszásgörbéi Szélső szál relatív nyúlása [-] 0,014 0,012 0,01 0,008 0,006 0,004 0, , Mérési idő [s] 80 C 75 C 70 C 65 C 60 C 55 C 50 C 45 C 40 C 35 C 30 C 25 C 20 C 15 C 10 C 0 C -10 C -20 C -30 C -40 C 62. ábra PP+30%GF különböző hőmérsékleti szinteken mért kúszásgörbéi logaritmikus időtengely mentén 62

63 A mérés hőmérséklete az alkalmazott 5 kn-os erőmérő cella véges hő-terhelhetősége miatt (100 C) tovább nem volt emelhető, mivel csak a mérőtérbe helyezve és az adatkábelt a hőkamrából a vezérlőegységhez kivezetve volt felszerelhető a berendezésre. A Zwick magyarországi forgalmazója, a Senselectro Kft. szerint az erőmérő cella ennél magasabb hőmérsékletet is kibírna, de az adatkábel hőterhelhetősége maximum 100 C, ezért egy 20 C-os biztonsági sávot hagyva a mérési hőmérsékleteket csak 80 C-ig emeltem. A vizsgálatokat egy a hőkamrán kívül elhelyezett erőmérő cellával magasabb hőmérsékletig lehetett volna végezni. A vizsgálat bizonyítja, hogy a polimerek mechanikai teherbíró képességét erősítőszálak alkalmazásával lehet növelni, avagy azonos terhelés mellett a szálerősítés a jelentkező deformációt csökkenti. A hajlításra igénybevett üvegszálerősítésű PP kompozit próbatestek kisebb deformációval reagáltak, mint az erősítetlen PP próbatestek. Ezt a megengedett deformációra való tervezésnél használhatjuk ki a terhelés ismeretében. A kompozit próbatestek különböző hőmérsékleti szinteken mért maximális lehajlásait és relatív nyúlásait a 16. táblázat tartalmazza. Hőmérsékleti szintek [ C] Mérési idő [s] Maximális lehajlás [mm] Relatív nyúlás [%] ,63 0, ,66 0, ,72 0, ,77 0, ,8 0, ,87 0, ,93 0, ,95 0, ,01 0, ,06 0, ,13 0, ,21 0, ,25 0, ,37 0, ,56 0, ,68 0, ,8 1, ,96 1, , ,3 1, táblázat PP+30%GF próbatestek különböző hőmérsékleti szinteken mért maximális lehajlásai és relatív nyúlásai 63

64 A 63. ábrán az azonos terhelés mellett a szabadtéri alkalmazások esetén mért hőmérséklet értékeken meghatározott kúszásgörbék láthatóak. 0,012 0,03 Szélső szál relatív nyúlása [-] 0,01 T vizsg = -10 C 0,008 PP 0,006 PP+30%GF 0,004 0, Mérési idő [s] 0,04 a. b. Szélső szál relatív nyúlása [-] 0,025 0,02 0,015 0,01 0, , Mérési idő [s] T vizsg = 20 C PP PP+30%GF Szélső szál relatív nyúlása [-] 0,03 T vizsg = 30 C PP 0,02 PP+30%GF 0, Mérési idő [s] Szélső szál relatív nyúlása [-] T vizsg = 60 C 0,06 PP PP+30%GF 0,04 0, Mérési idő [s] c. d. 63. ábra PP és PP+30%GF -10 C-on (a), 20 C-on (b), 30 C-on (c) és 60 C-on (d) mért kúszásgörbéi A 63. ábrán látható diagramok hőmérsékleti értékeit az anyagok jellemző szabadtéri felhasználási hőmérsékletei alapján határoztam meg. Nyáron, szabadtéren napsütés hatásának kitett polimer anyag hőmérséklete elérheti, sőt meg is haladhatja a 60 C-ot, míg ugyanezen időszakban, az árnyékban a mért nappali hőmérséklet 30 C körül van. Szobahőmérsékletnek általában a 20, vagy a 23 C-os értéket szokták tekinteni, jelen esetben ennek a 20 C-ot választottam, míg a -10 C érték téli időszakban gyakran mérhető, és a T g alatti hőmérséklettartományt reprezentálja. A hőmérséklet emelkedésével megfigyelhető, hogy a már kezdetben is jelentős deformációkülönbség arányaiban is egyre nagyobb lesz, illetve az erősítetlen anyag kilágyulása is jelentősen hamarabb következik be. Ez a jelenség is bizonyítja, hogy a terhelés következtében jelentkező deformáció csökkentésére jó lehetőséget ad a szálerősítés alkalmazása, amely által a szilárdság- és deformáció hőmérsékletfüggése is befolyásolható. Az eddig elvégzett mérések eredményei megmutatják, hogyan viselkedik a vizsgált anyag a mérés során az adott terhelés hatására. Az eredmények felhasználásával különböző elméletek segítségével becslést adhatunk az anyag mérési időtartományon túli várható deformációját illetően. 64

65 Burgers-modell paraméterei A polimerek és kompozitjainak kúszásvizsgálataiból különböző viszkoelasztikus elméletek segítségével becslések adhatók az anyag hosszútávú viselkedésére. Ehhez a becsléshez az egyik széles körben alkalmazott modellt, a Burgers-modellt fogom felhasználni, ami a Maxwell- és Kelvin-Voigt modellek sorbakapcsolásával állítható elő és ezzel a modellel a polimerek kúszási viselkedése minőségi módon leírható. A kúszásvizsgálatok során meghatározott kúszásgörbékből a Burgers-modell egyenletének (10) paraméterei szerkesztéssel és számítással meghatározhatóak. A deformáció komponensek a különböző hőmérsékleti szinteken meghatározott kúszásgörbékből szerkesztéssel leolvashatóak. A 64. ábrán a 15 C-os hőmérsékleti szinten a PP+30%GF próbatest kúszásgörbéje látható. ε k (t) 0,63 ε k ε m (t) ε p τ ábra PP+30%GF 15 C-on mért kúszásgörbéjén a deformációkomponensek és τ 2 meghatározása A szerkesztést a következő módon hajtottam végre. Megrajzoltam az ε(t) görbe t=t pontjához tartozó érintőjét, majd a (0, ε p ) ponton keresztül párhuzamost húztam ezzel az érintővel és ugyanezen ponton keresztül szintén egy párhuzamost húztam az idő tengelyével. Az így megrajzolt vonalak az ε(t) görbe alatti területet a három deformációkomponensre osztják fel. Ezáltal a három deformációkomponens már leolvasható az ábráról. A 15 C-on mért PP kompozit kúszásgörbéjéről leolvasással, illetve a mért adatokból ε p =0,00452, ε m =0,00018, ε k =0,00070, τ 2 =80 [s] értékekre adódtak. A 11-es egyenletben szereplő paramétereket az alábbi összefüggésekkel határoztam meg: E 50 [ MPa] [ ] 0 1 = = p 0,00452 = ε σ 9250,768 [ MPa] (17) 65

66 [ MPa] [ ] σ η 1 = T = 1800 [ s] = 5 10 [ MPa s] (18) ε ( t = T ) 0,00018 E m [ MPa] [ ] σ 0 50 = = ε ( t = T ) 0, = k 70926,37 [ MPa] Az η 2 paraméter értékét az alábbi összefüggéssel számítottam ki: [ MPa] 80[ s] = [ MPa s] (19) η = E = 70926, (20) 2 2 τ 2 A fent leírt szerkesztési elvet, valamint számításokat (az erősítetlen esetben, -40 C-nál mért, valószínűleg hibás mérés kivételével) minden hőmérsékleti szinten mért kúszásgörbe esetén elvégeztem, így határozva meg minden hőmérsékleti szinten az adott hőmérsékleten mért görbéhez tartozó modellparamétereket, amelyekkel a Burgers-modell eredő (11) válaszfüggvénye szerint, a mérési időn túlmutató deformáció-becslések végezhetők. A 65. ábrán a pillanatnyi rugalmas deformációkomponens (E 1 ) paraméterének alakulása látható a hőmérséklet és a száltartalom függvényében. Megállapítható, hogy a hőmérséklet fokozatos emelkedésével a pillanatnyi rugalmas deformációkomponenst jellemző E 1 paraméter lineáris trend mentén csökken, tehát a polimer deformációjában ez az elem a hőmérséklet növekedésével egyre nagyobb jelentőséggel bír. Erősítetlen esetben megfigyelhető, hogy egy adott hőmérséklet elérése után (35 C) E 1 csökkenése megállt, értéke 610 MPa körül állandósult. Míg erősítetlen esetben a -10 és 0 C-nál számított értékek a kapott trendtől eltértek, a 30 tömegszázalék névleges üvegszáltartalmú PP kompozit próbatestek esetén minden számított E 1 paraméter-érték a lineáris trendvonalat közelítette. E 1 paraméter [MPa] % GF 30% GF Hőmérséklet [ C] 65. ábra Burgers-modell E 1 paramétere 66

67 A 66. ábrán a maradó deformációkomponenst jellemző η 1 paraméter alakulása látható a hőmérséklet függvényében. Az ábráról leolvasható, hogy az erősítetlen PP próbatestben a hajlítás hatására ez a deformációkomponens 25 C feletti hőmérsékleti szinteken jelentős mértékű. Az erősítetlen PP és a 30 tömegszázalék névleges üvegszáltartalmú PP kompozit próbatestek között szembetűnő különbség mutatkozik meg az η 1 paramétert illetően. Ez azzal magyarázható, hogy az erősítetlen PP kompozitok esetében a terhelés hatására jelentős maradó alakváltozás valósul meg, míg az erősített PP esetében a terhelés megszűntetése után a molekulaláncok visszarendeződnek az eredeti struktúrájukba. 2,5E+09 2, ,0E η 1 paraméter [MPa s] 1,5E+09 1, ,0E ,0E % GF 30% GF 0,0E Hőmérséklet [ C] 66. ábra Burgers-modell η 1 paramétere E 2 paraméter [MPa] 2, , % GF 30% GF Hőmérséklet [ C] 67. ábra Burgers-modell E 2 paramétere 67

68 A 67. és 68. ábrákon a késleltetett rugalmas deformációkomponenst jellemző E 2 és η 2 paraméterek alakulásai láthatóak a hőmérséklet függvényében. A másik két deformációkomponens alakulásaihoz hasonlóan itt is megállapítható, hogy a hőmérséklet növekedésével az adott paraméterek értékei folyamatosan csökkennek, az erősítetlen PP próbatest esetén valamivel gyorsabb ütemben, mint a 30 tömegszázalék névleges üvegszáltartalmú PP kompozit próbatest esetében. 5,00E ,00E η 2 paraméter [MPa s] 3,00E ,00E ,00E % GF 30% GF 0,00E Hőmérséklet [ C] 68. ábra Burgers-modell η 2 paramétere A 69. ábrán a Burgers-modell időállandójának alakulása látható a hőmérséklet függvényében. τ2 paraméter [s] % GF 30% GF Hőmérséklet [ C] 69. ábra Burgers-modell τ 2 paramétere 68

69 A fent bemutatott paraméterek segítségével a mért időintervallumon belül a kúszásgörbe minőségileg jól leírható, azonban ezen az időtartományon túl a paraméterek segítségével az összdeformáció (ε összes ) értéke becsülhető. A 17. táblázatban a 20 C-os hőmérsékleti szinten adtam becslést az erősítetlen PP és a 30 tömegszázalék névleges üvegszáltartalmú PP kompozit próbatestek várható viselkedését illetően. 1 óra 3 óra 6 óra 1 nap 1 hét 1 hónap 1 év PP ε összes [-] 0,04 0,05 0,07 0,20 1,20 5,05 61,05 PP f [mm] 6,94 9,32 12,88 34,28 205,47 861, ,44 PP+30% ε összes [-] 0,006 0,007 0,008 0,01 0,04 0,17 2,04 PP+30% f [mm] 1,11 1,19 1,31 2,02 7,73 29,60 348, táblázat PP és PP+30%GF próbatestek kúszási viselkedés becslései 20 C-on A 17. táblázatban szereplő nyúlásértékek mutatják, hogy ez a becslés bár matematikailag pontos eredményt ad, azonban magasabb terhelési szinten, illetve hosszabb időtávra előjelzett nyúlásérték biztosan nem fog megvalósulni, csupán a próbatest fizikai méreteiből adódóan sem. A módszer hátrányaként megemlíthető, hogy nem jelöl meg egy az anyagi tulajdonságoknak betudható deformáció korlátot, hanem minden határon túlnyúló becslést ad. A 17. táblázat alapján, ahol a 20 C-os hőmérsékleti szinten adtam becslést a 30 tömegszázalék névleges erősítőszálat tartalmazó PP kompozit próbatest várható viselkedéséről, szintén hasonló következtetéseket vonhatunk le: a Burgers-modell szerint mintegy két hétig adható becslés a kúszási lehajlásra az adott terhelésen, de nem veszi figyelembe az esetleg időközben bekövetkező töréses tönkremenetel lehetőségeit. Az erősítetlen PP próbatesteken, különböző, egyre emelkedő hőmérsékleteken végzett rövididejű kúszásmérésekre alapozott Burgers-modell fent meghatározott és elemzett hőmérsékletfüggő paramétereinek segítségével kiszámítottam a mért görbékre alapozott hosszútávú kúszási deformáció-változás becslését. A számítások eredményét egy éves időintervallumra mutatja be a 70. ábra, amelyen normál időtengely használata mellett a lehajlás várható értékét logaritmikus időtengely mellett mutatom be. A 71. ábrán jól megfigyelhető logaritmikus deformáció- és időtengely alkalmazásával modell hőmérsékletfüggése. 69

70 Lehajlás (log) [mm] Hőmérséklet [ C] hét 1 hónap 3 hónap 6 hónap 9 hónap 1 év Idő 70. ábra PP próbatest különböző hőmérsékleti szinteken vett kúszási viselkedés becslése Lehajlás (log) [mm] Hőmérséklet [ C] óra 3 óra 6 óra 1 nap 1 hét 1 hónap 3 hónap 1 év Idő (log) 71. ábra PP próbatest különböző hőmérsékleti szinteken vett kúszási viselkedés becslése A 30m% GF szálerősítést tartalmazó PP kompozit próbatesteken végzett rövididejű kúszásmérésekre alapozott Burgers-modell paramétereinek felhasználásával azonos időtartamra számítottam ki a mért görbékre alapozott hosszútávú kúszási deformációváltozást. Ezt normál időtengely mellett a 72. ábra, míg logaritmikus időtengely mentén a 73. ábra mutatja be. 70

71 Lehajlás (log) [mm] ,1 1 hét 1 hónap 3 hónap 6 hónap 9 hónap 1 év Idő Hőmérséklet [ C] ábra PP+30%GF próbatest különböző hőmérsékleti szinteken vett kúszási viselkedés becslése Lehajlás (log) [mm] , óra 3 óra 6 óra 1 nap 1 hét Idő (log) 1 hónap 3 hónap 1 év Hőmérséklet [ C] ábra PP+30%GF próbatest különböző hőmérsékleti szinteken vett kúszási viselkedés becslése A fent megfigyelhető számított lehajlás értékek alapján elmondható, hogy a Burgersmodell csak korlátozott mértékben alkalmas deformáció előrejelzésre, hiszen belátható, hogy egy 64 mm-es támaszközzel alátámasztott, 80 mm hosszú szabványos hajlító próbatest esetén is csak 6,4 mm-es lehajlásig beszélhetünk tiszta hajlításról, és a lehajlás soha nem fogja elérni a számított több mm-t. 71

72 Mestergörbék kézi szerkesztése A polimerek rövididejű kúszási tulajdonságaiból az anyag hosszútávú viselkedésére szeretnénk becslést adni. A beépített szerkezeti anyagok jelentős részének hosszabb időtávon kell a terhelést elviselnie, ezért szükséges a várható mechanikai viselkedés előrejelzése. A hosszútávú tartósfolyási tulajdonságokat különböző hasonlósági elvek segítségével lehet modellezni, ilyen például az idő-hőmérséklet hasonlósági elv, vagy az idő-feszültség hasonlósági elv. A Boltzmann által megfogalmazott 13-assal jelölt összefüggés értelmében az időtől függő mennyiségek (például a rugalmassági modulusz) az idő tengely mentén eltolhatóak (hőmérséklettől függő mértékben) és az anyagi jellemzők ezáltal egy diagramon ábrázolhatóak. Ezt a diagramot nevezzük mestergörbének. Munkám során a hőmérséklet-idő hasonlósági elv felhasználásával, a as években elterjedt, gyakran használt módon, kézi eltolással határoztam meg az erősítetlen PP és a 30 tömegszázalék névleges üvegszáltartalmú PP kompozit próbatestek kúszási tulajdonságait jellemző mestergörbéket. A mestergörbék szerkesztéséhez ki kellett jelölni egy referencia hőmérsékletet, amihez a többi hőmérsékleti szinten mért kúszásgörbéket hozzá lehet illeszteni. Ez a referencia hőmérséklet az erősítetlen PP (74/a ábra) és a szálerősített PP kompozit (74/b ábra) esetében is a 30 C volt. Az időtengelyeket és a deformációt is logaritmikus alapra helyeztem. Ezután a 30 C-on mért kúszásgörbékről a felterhelési szakaszokat levágtam. 1 1 Relatív nyúlás [-] 0,1 0,01 30 C Relatív nyúlás [-] 0,1 0,01 30 C 0, Mérési idő [s] a. b. 0,001 0, , Mérési idő [s] 74. ábra Referenciahőmérsékleten a mestergörbe szerkesztéshez előkészített PP (a) és PP+30%GF (b) próbatestek kúszásgörbéi A továbbiakban mindkét anyag minden hőmérsékleti szintjén meghatározott kúszásgörbéjéből levágtam ezt a felterhelési szakaszt, hogy a görbék összeilleszthetők legyenek. Ezután a görbéket képszerkesztő program segítségével az időtengely mentén eltolva összeillesztettem. Ezen elvek felhasználásával szerkesztett erősítetlen PP próbatest mestergörbéje a 75. ábrán, a 30 tömegszázalék névleges üvegszáltartalmú PP kompozit próbatest mestergörbéje pedig a 76. ábrán látható. 72

73 75. ábra PP próbatest kúszási jellemzőiből szerkesztett mestergörbe 76. ábra PP+30%GF próbatest kúszási jellemzőiből szerkesztett mestergörbe A 30 C-os kúszásmérési görbékre alapozva, az ennél alacsonyabb és magasabb hőmérsékleteken mért kúszásgörbéket felhasználva kézzel szerkesztett mestergörbékkel az erősítetlen PP anyag kúszási viselkedését körülbelül egy napra lehet előre becsülni, míg a 30 tömegszázalék névleges üvegszáltartalmú PP kompozit anyag kúszási viselkedését jóval hosszabb, több évre előre tudjuk becsülni, és a kapott deformációértékek is jóval hihetőbbek, mint a Burgers-modell esetén számítottak Kúszásmérések DMA berendezésen Dinamikus mechanikai analizátorok segítségével az anyag hőmérsékletfüggő, dinamikus tulajdonságait is lehet mérni, ezért ezeket a berendezéseket széles körben alkalmazzák kúszásvizsgálatok elvégzésére. A vizsgálatok során alkalmazott hőmérsékleti körülményeket és terhelést a berendezések nagy pontossággal tudják tartani, a terhelőerő nagysága a gépektől függően széles körben változhat. 73

74 Mérések és az azokból meghatározott kúszásgörbék A szabványos piskóta alakú próbatestek közepéből kivágott mintadarabokat hárompontos hajlító igénybevételű dinamikus vizsgálatoknak vetettük alá. Az előkészített mintadarabokat a DMA berendezés hárompontos hajlító feltétjére helyeztük. Egy a vezérlésbe kapcsolt nagy pontosságú hőmérő biztosította a mérésekhez szükséges különböző hőmérsékleti szintek megfelelő tartását. A berendezés egy acél idomokból összeállított, gumilábakon álló keretre volt a laborban elhelyezve. Mivel a berendezés nagyon érzékeny a külső vibrációs hatásokra, ezért a mérés pontosságának megőrzése érdekében a vizsgálat során a mérési körülményekből ezeket a külső zavaró hatásokat (például ajtóbecsapódás) ki kellett szűrni. Éjszakai mérésekkel ezen negatív hatások csökkenthetőek voltak. Az általam is használt nagyobbik támaszközű (50 mm-es) hárompontos hajlító feltétet és mérési elrendezést mutatja a 77. ábra. A 60 mm hosszúra levágott próbatestet a hajlító feltétbe helyezve egy acélhálóval burkoltam be, hogy a befújt nitrogén, vagy a hőkamra fűtése ne okozhasson az anyagban a mérés során hősokkot. A méréseket creep TTS üzemmódban, -40 és 90 C között végeztem, az egyes mérések közt a vizsgálati hőmérsékletet 10 C-os lépcsőkkel emelve. 77. ábra Hárompontos hajlítóigénybevételű kúszásvizsgálat elrendezése DMA berendezésen Az erősítetlen PP próbatest különböző hőmérsékleti szinteken mért harminc perces kúszásgörbéit mutatja a 78. ábra, a 30 tömegszázalék névleges üvegszáltartalmú PP kompozit próbatest különböző hőmérsékleti szinteken mért kúszásgörbéit pedig a 79. ábrán láthatjuk. Az ábrákon látható, hogy az egyre növekedő hőmérséklet hatására egyre nagyobb deformációval reagált a mintadarab. 74

75 78. ábra Erősítetlen PP próbatest DMA berendezésen mért kúszásgörbéi 79. ábra 30 m% GF-el erősített PP próbatest DMA berendezésen mért kúszásgörbéi 75

76 Mestergörbék előállítása A kúszásgöbék mérése után a hőmérséklet-idő hasonlósági elv felhasználásával meg lehet határozni az erősítetlen és a 30 m% erősítőanyag tartalmú PP-nek a hosszútávú kúszási viselkedését adott hőmérsékleten előrejelző mestergörbéit. Ezeket a görbéket a WLF-egyenlet használatával, a TA Instruments Rheology Advantage Data Analysis program segítségével számítottuk ki. A referenciahőmérséklet megválasztása után az eltolási tényező, abból pedig a mestergörbék generáltathatók. Mérés során a lehető legnagyobb mintavételezési sűrűséggel érdemes a méréseket elvégezni, azonban a felterhelési szakaszban mért pontok a mestergörbék pontosságát negatívan befolyásolják (80. ábra), ezért azokat el kell távolítani. a. b. 80. ábra Felterhelési szakaszon mért pontok okozta hiba (a) és az ezek nélkül generált mestergörbe (b) Becslés tartománya 81. ábra Kúszási deformáció száltartalom függése a mérési tartomány feltüntetésével 20 C-on 76

77 A 81. ábrán a fent leírt módon generált szobahőmérsékletű kúszási deformáció száltartalom függését bemutató mestergörbe látható. A logaritmikus időtengelyű diagramon jelöltem a 30 perces kúszásmérés hosszát, majd a mestergörbét az ezen időtartam alatt mért kúszásgörbék alapján egészen 100 évig kiterjesztettem. Megfigyelhető, hogy a száltartalom növekedésével az erősítetlen és az erősített PP kúszási deformációit becslő mestergörbéi az időben egyre inkább elválnak egymástól még a vizsgált alacsony terhelési szint, azaz 5 MPa mellett is. A 63. ábrán nagyobb, 30 MPa-os terhelési szint mellett hasonlítottuk össze az erősítetlen PP és a PP kompozit mért kúszási deformációját, hőmérsékletfüggő viselkedését. Egy kisebb (5 MPa) terhelést alkalmazva, de ugyanezen hőmérsékleti szintek mellett (-10; 20, 30 és 60 C) meghatároztuk a vizsgált anyagok kúszási mestergörbéit, amelyek normál időtengely mellett a 82. ábrán láthatók. 1,4 1,4 Szélső szál deformációja [%] 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Száltartalom: 0% 30% Szélső szál deformációja [%] 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Száltartalom: 0% 30% Idő [év] a. b Idő [év] Szélső szál deformációja [%] 1,5 1 0,5 Száltartalom: 0% 30% Szélső szál deformációja [%] 1,5 1 0,5 Száltartalom: 0% 30% Idő [év] c. d ,002 0,004 0,006 0,008 0,01 Idő [év] 82. ábra 3-pontos hajlító igénybevételű kúszás mestergörbéinek hőmérséklet és száltartalom függése (Erősítetlen és 30 m% GF tartalmú PP; a. -10; b. 20; c. 30 és d. 60 C-os hőmérsékleten) A mestergörbékkel 100 évre határoztam meg a vizsgált anyagok szélső szálának nyúlását, azaz kúszási deformációját. A 30 C-os mestergörbéknél a kompozit anyag kúszási 77

78 deformációját a vizsgált hőmérsékleti szintek mellett (max 90 C) csak 76,6 napig tudtam megadni, míg a 60 C-os mestergörbénél az erősítetlen PP kúszási deformációja mintegy 2,8 napig, a kompozité pedig 10,8 napig volt becsülhető. A 83. ábrán megfigyelhető, hogy a hőmérséklet növekedésével az erősítetlen PP mestergörbéje egyre inkább elválik a PP kompozitétól, azaz egyre nagyobb deformációt mutat. Ezek a mestergörbe-számítások is alátámasztják a szakítógéppel mért adatokból levont következtetést, hogy a szálerősítés alkalmazása jó alapot ad a deformáció hőmérsékletfüggésének csökkentésére. Szélső szál deformációja [%] 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Száltartalom: 0% 30% Szélső szál deformációja [%] 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Száltartalom: 0% 30% Szélső szál deformációja [%] 0 1E E , , , Idő [év] a. b. 2 Száltartalom: 0% 30% 1,5 1 0,5 0 1E E , , , Idő [év] c. d. Szélső szál deformációja [%] 0 1E E , , , Idő [év] 2 Száltartalom: 0% 30% 1,5 1 0,5 0 1E E , , , Idő [év] 83. ábra Kúszási deformáció száltartalom-függése a hőmérséklet függvényében logaritmikus időtengely mentén (Erősítetlen és 30 m% GF tartalmú PP; a. -10; b. 20; c. 30 és d. 60 C-os hőmérsékleten) A Burgers-modellnél tapasztalt minden határon túlmutató becsült kúszási deformációi, a DMA berendezéssel mért adatokból WLF-egyenlettel számított, és a kézi eltolással szerkesztett mestergörbéknél nem tapasztalható, ugyanakkor a hőmérséklet-idő ekvivalencia felhasználásával meghatározott mestergörbe sem alkalmas a várható tönkremenetel előrejelzésére, legfeljebb megengedett deformáció időbeni elérésének becslésére alkalmazható. 78

79 5. Összefoglalás Munkám során erősítetlen PP és 30 m% üvegszálat tartalmazó PP kompoziton végeztem rövididejű, hárompontos hajlító igénybevételű kúszásméréseket. Vizsgálataimat -40 és 90 C közötti hőmérsékleteken, hőkamrával felszerelt univerzális szakítógépen, illetve DMA berendezésen végeztem. A mérési eredményeket felhasználva több módszer szerint is becslést adtam az anyag várható hosszútávú viselkedésére. A felhasznált kúszási viselkedést becslő módszerek a Burgers-modell, a kézi eltolásos mestergörbe szerkesztés, illetve a WLF egyenlet segítségével számított mestergörbe meghatározás voltak. A mérések során kapott eredményekből megállapítható, hogy azonos terhelési szint mellett a hőmérsékleti szint emelésére az erősítetlen PP és a PP+GF kompozit próbatestek egyre nagyobb deformációval reagálnak, és deformációs görbéik azonos terhelés mellett egyre inkább széttartottak. Burgers-modell paramétereinek meghatározása után számított, egy éves időtartamra vonatkozó kúszási viselkedésbecslések eredményeiből megállapítható, hogy az erősítetlen PP becsült deformációja a mérthez hasonlóan meghaladja a szálerősített PP kompozit anyagét, és becsült kúszási deformációgörbéik egyre jobban elválnak, szétnyílnak. A kézi eltolásos módszerrel szerkesztett mestergörbe az erősítetlen PP hosszútávú viselkedését egy napra előre tudta csak becsülni, míg a szálerősítést tartalmazó minták hosszútávú viselkedését több évre előre tudtam becsülni az általam vizsgált terhelési szinten és vonatkoztatási hőmérsékleten. A kézi mestergörbe-szerkesztéssel kapott deformációértékek az anyag valós tönkremeneteli viselkedéséhez jóval közelebb állnak, mint a Burgers-modell esetén számított deformációk, ezáltal elmondhatók, hogy a Burgers-modell csak korlátozottan alkalmas deformáció előrejelzésre. A Burgers-modell magasabb hőterhelés esetén már rövid időn belül is az anyag valós deformációs képességét jelentősen meghaladó értékeket mutat. A szakítógépen használt terhelési szintnél jelentősen kisebb terhelés mellett DMA berendezésen végzett vizsgálatok eredményei alátámasztották a fent leírt megfigyeléseket. Az erősített és az erősítetlen PP kúszási deformációit becslő mestergörbék alacsony terhelés mellett is az időben egyre inkább elválnak egymástól. A DMA berendezésen végzett vizsgálatok alapján számított mestergörbék adják a vizsgált módszerek közül a valós anyagai viselkedéshez legközelebb álló becslést, ugyanakkor fontos kiemelni, hogy egyik prognosztikai módszer sem képes a várható tönkremenetelhez tartozó deformáció és idő becslésére. Felvetődik egy olyan vizsgálati 79

80 módszer szükségessége, amelynek segítségével rövididejű vizsgálatokból az adott anyag hosszútávú kúszási deformációján túl a várható tönkremenetel is becsülhető. 6. Summary During my work, I carried out short period, three pointed blending creep measurements on 30 m% glass fibre reinforced PP and PP without fibre reinforcement. The investigations were performed on universal tearing machine equipped with heat chamber and on DMA device between the temperature interval C. Approximations of the expected long-term behaviour of the material were given on using the results of my measurements. The following methods were used in order to approximate the creep: Burgers-model, hand-shifted master curve construction and master curve construction using the WLF-equation. The measurements showed that the PP and PP+GF composite probes deformed more and the deformation diagrams diverge in the case of higher temperature at same loading level. According to the approximations of 1 yearlong creeping properties (computed after calculating the parameters of the Burgers-model), the approximated deformation of the pure PP is higher than the reinforced PP and their creeping diagrams diverge more even as the measurements verified. The long-term behaviour of the PP is predictable only for one day using the handshifted master curve method while the behaviour of the reinforced probes can be predicted for more years at the given leading levels and reference temperatures. The deformation values computed by the hand-shifted master curve method are much closer to the real broking process than the results computed by the Burgers-model. Accordingly, the use of Burgersmodel is limited for the approximation of the deformation. The burgers-model gives significantly higher deformation values than the real behaviour of the material even in short time horizons at higher temperatures. The above written observations were confirmed by investigations on the DMA machine at lower loading levels (compared to the tearing machine). The creeping master curves of the fibre reinforced and pure PP diverge in time even if the loading is low. The best approximation was gained by the master curves determined by the DMA equipment. However, none of the methods is able the approximate the deformation and the time of smashing. A demand for a new investigation process arises, which provides the longterm creeping deformation and the smashing time based on short-term measurements. 80

81 IRODALOMJEGYZÉK 1. Czikovszky T., Nagy P., Gaál J.: A polimertechnika alapjai. Műegyetemi Kiadó, Budapest, Bodor G., Vas L. M.: Polimer anyagszerkezettan. Műegyetemi Kiadó, Budapest, Polimerek kúszásának vizsgálata mérési segédlet és jegyzőkönyv. Polimer anyagtudomány, BME, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék, Budapest, Pukánszky B., Móczó J.: Műanyagok. Typotex Kiadó, Budapest, Kalácska G.: Ismertető sorozat 8. rész. Műanyagipari Szemle, 5, 1-4, Máthé Cs.: Erősítőszálak választéka és tulajdonságaik. Műanyagipari Szemle, 3, 1-7, Orbán S.: Az erősített műanyag kompozitok helyzete a világban. Műanyagipari Szemle, 11, 1-4, Rácz Zs.: Egyirányban erősített kompozit rudak hajlító karakterisztikájának és tönkremeneteli folyamatának elemzése. PhD értekezés, BME, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék, Budapest, DIN EN ISO 178: Kunststsoffe Bestimmung der Biegeeiegenschaften (ISO 178: Amd. 1:2004). Deutsche Fassung EN ISO 178: A1:2005, Shaw M. T., MacKnight W. J.: Introduction to Polymer Viscoelasticity. Wiley, New Jersey, Muttnyánszky Á.: Szilárdságtan. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, Polimerek hárompontos hajlító vizsgálata mérési jegyzőkönyv. Polimerek technológiája, BME, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék, Budapest, Meyers M., Chawla K.: Mechanical Behavior of Materials. Cambridge University Press, New York, Karger-Kocsis J.: Polypropylene structure, blends and composites. Chapman & Hall, London, Belina K., Relling M. T.: Fröccsöntött termékek méretváltozásának szerkezeti okai. Műanyag- és Gumiipari Évkönyv, 49-50, Zöllner O.: Optimierte Werkzeugtemperierung. Bayer AG, Leverkusen,

82 17. Szálerősített anyagok fröccsöntése jegyzet. Polimerfeldolgozás és gépei, BME, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék, Budapest, Kovács J. G.: Fröccsöntött termékek tervezése és szimulációja. PhD értekezés, BME, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék, Budapest, Tóth L., Rossmanith P.: Kísérleti és numerikus feszültséganalízis: A törésmechanika és az anyagvizsgálat története. Miskolci Egyetem, Miskolc, Grellman W., Seidler S.: Polymer Testing. Hanser, München, Nielsen L. L., Landel R. F.: Mechanical properties of polymers and composites. Marcel Dekker, New York, Ogonna M. C., Edith M. C., Obinna U. N.: Characterisation and Study of the Creep Behaviour of Polypropylene/Calcium Carbonate Nanocomposites. Journal of Applied Sciences Research, 6, , Szalai J.: Műszaki Mechanika II. Szilárd Testek Sztatikája. Kézirat, Soproni Egyetem Faipari Mérnöki Kar, Sopron, Baranyai P., Fehér J., Geleji F., Kóczy L., Vas L. M.: Nemfémes szerkezeti anyagok. Kézirat, Tankönyvkiadó, Budapest, Szakítás-Kúszás T-M3 gyakorlati jegyzet. BME, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék, Budapest, Houshyar S., Shanks R. A., Hadzic A.: Tensile creep behavior of polypropylene fibre reinforced polypropylene composites. Polymer Testing, 24, , Nagy P.: Polimerek időfüggő mechanikai jellemzői, összefüggéseik elméleti és kísérleti elemzése. PhD értekezés, BME, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék, Budapest, Tschoegl N. W.: The phenomenological theory of linear viscoelastic behavior. Springer, Berlin, Varga J.: Műanyagok fizikája. BME Mérnöki Továbbképző Intézet, Budapest, Heymans N.: Constitutive equations for polymer viscoelasticity derived from hierarchical models in cases of failure of time-temperature superposition. Signal Processing, 83, , Dropik M. J., Johnson D. H., Roth D. E.: Developing an ANSYS Creep Model for Polypropylene from Experimental Data. In proceedings of 2002 International ANSYS Conference, Friedrichshafen, Germany, October 9-11, MSZ EN ISO 899-1:2003, Plastics Determination of creep behavior Part 1: Tensile creep, International Standard 82

83 33. MSZ EN ISO 899-2:2003, Plastics Determination of creep behavior Part 2: Flexural creep by three-point loading, International Standard 34. Turnbull A., Maxwell A. S., Pillai S.: Comparative assessment of slow strain rate, 4-pt bend and constant load test methods for measuring environment stress cracking of polymers. Polymer Testing, 19, , Boey F. Y. C., Lee T. H., Khor K. A.: Polymer crystallinity and its effect on the non-linear bending creep rate for a polyphenylene sulphide thermoplastic composite. Polymer Testing, 14, , Sakai T., Somiya S.: Analysis of creep behavior in thermoplastics based on viscoelastic theory. Mechanics of Time-Dependent Materials, 15, , Tavares C. M. L., Ribeiro M. C.S., Ferreira A. J. M., Guedes R. M.: Creep behaviour of FRP-reinforced polymer concrete. Composite Structures 57, 47 51, Hadid M., Rechak S., Tati A.: Long-term bending creep behavior prediction of injection molded composite using stress-time correspondence principle. Materials Science and Engineering, A, 385, 54 58, Smallowe G. M.: Mechanical Properties and Testing of Polymers. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Polimerek dinamikus mechanikai vizsgálata (DMA) mérési jegyzőkönyv. Polimer Anyagtudomány, BME, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék, Budapest, Urzsumcev Ju. Sz., Makszimov R. D.: A Műanyagok alakváltozása: Prognosztika a hasonlósági elvek alapján. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, Ferry J. D.: Viscoelastic Properties of Polymers. Wiley, New York, Ward I. M., Hadley D. W.: Mechanical properties of solid polymers. Wiley, New York, Tweedie C. A., Van Vliet K. J.: Contact creep compliance of viscoelastic materials via nanoindentation. Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, Li R.: Time-temperature superposition method for glass transition temperature of plastic materials. Material Science and Engineering, A, 278, 36-45, Izer A., Bárány T.: Effect of consolidation on the flexural creep behavior of allpolypropylene composite. Express Polymer Letters, 4, ,

84 47. Siengchin S., Karger-Kocsis J.: Structure and creep response of toughened and nanoreinforced polyamides produced via the latex route: Effect of nanofiller type. Composites Science and Technology, 69, , Luo W., Wang C., Hu X., Yang T.: Long-term creep assessment of viscoelastic polymer by time-temperature-stress superposition. Acta Mechanica Solida Sinica, 25, , Achereiner F., Engelsing K., Bastian M., Heidemeyer P.: Accelerated creep testing of polymers using stepped isothermal method. Polymer Testing 32, , Technikai adatlap: TVK NyRT. TIPPLEN H 949 A ( 51. Technikai adatlap: Arkema Orevac CA100 ( 52. Technikai adatlap: Johns Manville ThermoFlow Chopped Strand 738 for PP 53. Sabre Plastic Tooling Ltd. ( 54. MSZ EN ISO 527-2:1999, Műanyagok A húzási tulajdonságok meghatározása 2. rész: A fröccs- és extrúziós műanyagok vizsgálati feltételei. Nemzetközi szabvány

85 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Ezúton szeretnék köszönetet mondani konzulenseimnek, Prof. Dr. Vas László Mihálynak és Bakonyi Péternek a dolgozatom elkészítéséhez nyújtott segítségükért. Szeretném külön megköszönni Bakonyi Péternek az elméleti részek megszerkesztéséhez, a mérések elvégzéséhez, valamint az eredmények értékeléséhez nyújtott tanácsaiért. Megköszönöm továbbá a Polimertechnika Tanszék munkatársainak a segítségét, akikhez mindig fordulhattam tanácsokért. Köszönetemet fejezem ki az Országos Tudományos Alap (OTKA K ) támogatásáért. Végül, de nem utolsósorban köszönettel tartozom a családomnak és a barátaimnak, akik támogatásukkal bíztattak a tanulmányaim végzése és a diplomamunka elkészítése során. 85

86 MELLÉKLETEK Technikai adatlap: TVK NyRT. TIPPLEN H 949 A Technikai adatlap: Arkema Orevac CA100 Technikai adatlap: Johns Manville ThermoFlow Chopped Strand 738 for PP 59. ábra PP különböző hőmérsékleti szinteken mért kúszásgörbéi 60. ábra PP különböző hőmérsékleti szinteken mért kúszásgörbéi logaritmikus időtengely mentén 61. ábra PP+30%GF különböző hőmérsékleti szinteken mért kúszásgörbéi 62. ábra PP különböző hőmérsékleti szinteken mért kúszásgörbéi logaritmikus időtengely mentén 70. ábra PP próbatest különböző hőmérsékleti szinteken vett kúszási viselkedés becslése 71. ábra PP próbatest különböző hőmérsékleti szinteken vett kúszási viselkedés becslése 72. ábra PP+30%GF próbatest különböző hőmérsékleti szinteken vett kúszási viselkedés becslése 73. ábra PP+30%GF próbatest különböző hőmérsékleti szinteken vett kúszási viselkedés becslése 75. és 76. ábra PP (a) és PP+30%GF (b) próbatestek kúszási jellemzőiből szerkesztett mestergörbéi 78. ábra Erősítetlen PP próbatest DMA berendezésen mért kúszásgörbéi 79. ábra 30 m% GF-el erősített PP próbatest DMA berendezésen mért kúszásgörbéi 82. ábra 3-pontos hajlító igénybevételű kúszás mestergörbéinek hőmérséklet és száltartalom függése (Erősítetlen és 30 m% GF tartalmú PP; a. -10; b. 20; c. 30 és d. 60 C-os hőmérsékleten) 83. ábra Kúszási deformáció száltartalom-függése a hőmérséklet függvényében logaritmikus időtengely mentén (Erősítetlen és 30 m% GF tartalmú PP; a. -10; b. 20; c. 30 és d. 60 C-os hőmérsékleten) CD melléklet 86

87 Polipropilén TIPPLEN H 949 A Homopolimer fröccsöntésre ************************************************************************** Termékleírás A TIPPLEN H 949 A nagy folyóképességgel rendelkező, kontrollált reológiájú homopolimer polipropilén fröccstípus. Jó folyóképessége miatt csökkentett ciklusidővel is kitűnően feldolgozható. Antisztatizáló adalékot és gócképzőt tartalmaz. 1 Alkalmazási terület A TIPPLEN H 949 A vékonyfalú csomagolóedények, háztartási és konyhai felszerelések gyártása alkalmas. A TIPPLEN H 949 A alkalmas élelmiszerek és gyógyszerek csomagolására, valamint játékok készítésére, megfelel az élelmiszeripari, a gyógyszeripari és játékipari felhasználásra vonatkozó nemzetközi előírásoknak. Fizikai tulajdonságok Mérési szabvány Mértékegység Érték Folyásindex (MFR) (230 C /2,16 kg) ISO 1133 g/10 perc 45 Rugalmassági modulus (hajlításból) * ISO 178 MPa 1900 Rugalmassági modulus (húzásból) * ISO 527-1,2 MPa 1800 Húzószilárdság * ISO 527-1,2 MPa 37,5 Nyúlás folyáshatárnál * ISO 527-1,2 % 9,5 Izod ütőszilárdság (bemetszett, 23 C) * ISO 180/1A kj/m² 2,5 Lehajlási hőmérséklet (HDT) (0,46 N/mm²) * ISO 75-1,2 C 118 Rockwell keménység * ISO 2039/2 R skála 102 A megadott adatok nem garantált értékek. * ISO szabvány szerinti fröccsöntött próbatesteken végzett nagyszámú mérések átlageredményei.

88 Feldolgozás A TIPPLEN H 949 A hagyományos fröccsgépeken problémamentesen feldolgozható. Ajánlott feldolgozási hőmérséklet C. 2 Tárolás és anyagkezelés A granulátum 25 kg-os LDPE zsákokban kerül kiszerelésre. Szállításuk zsugorcsomagolással biztosított raklapokon történik, a rakománysúly 1375 kg polimer. Lehetőség van hőkezelt raklapokra való kiszerelésre. Ezenfelül közúti vagy vasúti silós kiszállításra is van mód. További részletes információért keressék a Slovnaft Petrochemicals és a TVK kereskedelmi képviselőit. Mivel a polipropilén éghető anyag, figyelembe kell venni raktározása során az éghető anyagokra vonatkozó tűzvédelmi szabályokat. Amennyiben a polimert nagy páratartalmú és változó hőmérsékletű körülmények között tárolják, akkor a légkör nedvességtartalma lecsapódhat a csomagolás belső oldalán. Amennyiben ez megtörténik, ajánlatos a granulátumot feldolgozás előtt megszárítani. Tárolás alatt óvni kell a polipropilént az UV sugárzástól, illetve távol kell tartani a közvetlen lángtól és az egyéb gyújtóforrásoktól. A gyártó nem vállal felelősséget a nem megfelelő tárolás okozta károsodásért. REACH nyilatkozat A polimerek nem tartoznak REACH regisztrációs kötelezettség alá. Mindazonáltal a gyártáshoz használt nyersanyagokat (monomerek, katalizátorok és a legtöbb adalékanyag) előregisztráltuk. SPC/TVK teljes mértékben aláveti magát ezen törvényeknek, és csak a REACH-nek megfelelő alapanyagokat használ a gyártás során. Jelenlegi TATREN/TIPPLEN típusaink nem tartalmaznak 0,1%-nál nagyobb mennyiségben ún. különös aggodalomra okot adó (SVHC) anyagokat. Biztonsági előírások Lásd a Biztonsági adatlapot. Újrafeldolgozás A polipropilént a megfelelő tisztítási és előkészítési folyamatok után különösebb nehézség nélkül újra fel lehet dolgozni. Mivel az újrafeldolgozott polimer az előző feldolgozás során már egyszer termikus degradációnak volt kitéve, ezért az újrafeldolgozás során a mechanikai tulajdonságai megváltozhatnak. Ezért célszerű megvizsgálni, hogy az újrafeldolgozás milyen hatást gyakorol a végtermék minőségére. Megjegyzés A Technikai Adatlapot a rendelkezésünkre álló információk maximális figyelembevételével állítottuk össze. Tekintettel azonban a polipropilén alapanyag széleskörű feldolgozhatóságára és az alkalmazott berendezések sokféleségére, a feldolgozás technológiai körülményei igen eltérőek lehetnek. Az adatlap ajánlásai, ill. a megadott adatok csak tájékoztató jellegűnek tekintendők, és nem csökkentik a felhasználók felelősségét arra vonatkozóan, hogy a feldolgozás előtt elvégezzék saját vizsgálataikat és üzemi próbával egybekötött kísérleteiket, valamint figyelembe vegyék a vonatkozó törvényeket és előírásokat. Mindehhez szakembereink készséggel állnak vevőink rendelkezésére. Termékeink folyamatos fejlesztés alatt állnak, ezért az adatlapon közölt információk megváltoztatásának jogát fenntartjuk. A REACH nyilatkozattal kapcsolatos megjegyzésünk csak tájékoztató jellegű.

89 GYÁRTÓ TVK Nyrt. Magyarország 3581 Tiszaújváros, Pf: 20 Internet: SZAKTANÁCSADÁS TVK Nyrt. Polimer Marketing és Értékesítés Vevőszolgálat Magyarország 3581 Tiszaújváros, Pf: 20 Fax: customerservice@tvk.hu PE Vevőszolgálat Telefon: , PP Vevőszolgálat Telefon: , ÉRTÉKESÍTÉS TVK Nyrt. Polimer Marketing és Értékesítés Magyarország 3581 Tiszaújváros, Pf: 20 Telefon: Fax: polymersales@tvk.hu

90 4 TVK Inter-Chemol GmbH. Felnerstrasse 5. D Frankfurt am Main Németország Telefon: Fax: TVK Italia S.r.L. Via P. Teulié 1. I Milano Olaszország Telefon: Fax: TVK Polska Sp. z o.o. ul. Wawozowa 23/12 PL Warszawa Lengyelország Telefon: Fax: tvkpolska@tvkpolska.pl MOL- Austria Handels GmbH. Gartenbaupromenade 2/6 A-1010 Wien Ausztria Telefon: Fax: JHauk@MOL.hu TVK-France 182 Avenue Charles DeGaulle F Neuilly-sur-Seine Franciaország Telefon: Fax: kacsandi@free.fr tvk.france@orange.fr SC. MOL Romania P.P. SRL Str. Danielopolu 4-6 ET2 Sector 1 Cod , Bucuresti Románia Telefon: Fax: ematei@molromania.ro petchem@molromania.ro TVK Ukraine Kiev ul. Tupoleva, 19, office 303 Ukrajna Telefon: Fax: office@tvkukraine.eu Más európai országok H-3581 Tiszaújváros P.O.B. 20. Telefon: Fax: plokai@tvk.hu június

91 OREVAC CA100 Polypropylene based coupling agent Description OREVAC CA100 is a chemically functionalized polypropylene with a high content of maleic anhydride. Grafted maleic anhydride induces polarity to polypropylene and so outstanding adhesion properties on glass and natural fibers, and mineral fillers. Applications OREVAC CA100 has been designed as coupling agent to develop a reliable bonding strength between PP or PA resins and glass fiber, mineral filler or natural fibers. For more detailed information and recommendations regarding your specific application, please contact your local ARKEMA technical representative. Typical properties Characteristics Value Unit Test Method Melt index (230 C / kg) 10 g/10min ISO 1133 / ASTM D1238 Melting point 167 C ISO Density g/cm 3 ISO 1183 / ASTM D1505 Vicat softening temperature (10N) (1) 147 C ISO 306 / ASTM D1525 Flexural Modulus (1) 880 MPa ISO 178 / ASTM D790 Strength at yield (1) 22 MPa ISO / ASTM D638 Strength at break (1) 22 MPa ISO / ASTM D638 Elongation at break (1) 12 % ISO / ASTM D638 Processing (1) On compression molded samples. OREVAC CA100 can be processed over a wide range of conditions. Compounding can be achieved on conventional equipments such as mono-screw, twin-screw or co-kneader with usual temperatures. Storage, handling and safety OREVAC CA100 should be stored in dry conditions protected from UV-light. Improper storage conditions may cause degradation and have consequences on physical properties of the product. Safety data sheet as well as information on handling and storage of OREVAC CA100 is available upon request to your ARKEMA representative or at September 2010 The information contained in this document is based on trials carried out by our Research Centers and data selected from the literature, but shall in no event be held to constitute or imply any warranty, undertaking, express or implied commitment from our part. Our formal specifications define the limit of our commitment. No liability whatsoever can be accepted by Arkema with regard to the handling, processing or use of the products concerned which must in all cases be employed in accordance with all relevant laws and/or regulations in force in the country or countries concerned. Technical Polymers Division 420, rue d Estiennes D Orves Colombes Cedex - FRANCE

92 BMC LFT Pultrusion SMC Extrusion compounding Others Filament winding Hand lay-up LCM Spray-up Textile ThermoFlow Chopped Strand 738 for PP Product description: ThermoFlow chopped strand with 738 sizing are produced by chopping E glass fibers coated with a silane based sizing. Johns Manville technology enables the product to achieve excellent bulk density and flow characteristics, which allow the fiber to be fed into the extruder with a very low generation of fuzz compared to standard chopped strand products. ThermoFlow chopped strand with 738 sizing have been specifically designed as an optimal reinforcement for coupled polypropylene (PP) compounds. Designation: JM designation Glass type Filament diameter [μm] Sizing designation Chopped strand length EC mm E 13 (K fiber) mm EC mm E 14 (L fiber) mm Technical data: LOI content [%] Moisture content maximum [%] Typical bulk density maximum [ml/50g]

93 Resin compatibility: Polypropylene (PP) Benefits: Excellent matrix bonding provides superior properties in PP Excellent strand integrity with effective fiber dispersion leads to optimal fiber distribution Improved flow provides reliable supply to the extruder resulting in more consistent properties Reduced fines content increases customer productivity due to less cleaning maintenance Improved bulk density increases net package weight translating to less storage and handling costs Packaging: Packaging type Pallet dimensions Weight Bag per pallet per pallet North America Bulk bag 45 x lbs 1 Europe Bulk bag 1100 mm x 1100 mm 1000 kg 1 Storage: It is recommended that the glass fiber products are stored in a cool and dry environment. Recommended temperature range of storage is 50 F - max. 86 F (10 C - max. 30 C) and relative humidity between 50-75%. The glass fiber products should remain in the packaging until just prior to use. The pallets should be single stacked. Values: All data represent typical average values. Warranty disclaimer: The physical (or chemical) properties of Johns Manville products represent typical average values obtained in accordance with accepted test methods at the time of manufacture and are subject to normal manufacturing variations. They are supplied as a technical service and are subject to change without notice. Check the Johns Manville office to assure current information. For a copy of the Johns Manville Limited Warranty and Limitation of Remedy or other product information, contact your local Sales Representative. US Headquarters Johns Manville th Street Denver, CO USA Phone: +1 (303) Customer-Service-Offices: Johns Manville 7500 Dutch Road Waterville, OH USA Phone: +1 (800) Fax: +1 (419) Johns Manville Slovakia, a. s. Strojárenská Trnava Slovakia Phone: (0) Fax: (0) JM Shanghai Nonwovens Co.Ltd No. 153 Huaying Road Shanghai , P.R. China Phone: +86 (21) Ext. 804 Fax: +86 (21) March 2010 Johns Manville Slovakia, a.s Strojárenská 1, Trnava Slovakia 738

Anyagok az energetikában

Anyagok az energetikában Anyagok az energetikában BMEGEMTBEA1, 6 krp (3+0+2) Környezeti tényezők hatása, időfüggő mechanikai tulajdonságok Dr. Tamás-Bényei Péter 2018. szeptember 19. Ütemterv 2 / 20 Dátum 2018.09.05 2018.09.19

Részletesebben

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM ANYAGISMERETI ÉS JÁRMŰGYÁRTÁSI TANSZÉK POLIMERTECHNIKA NGB_AJ050_1 Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai DR Hargitai Hajnalka 2011.10.05. BURGERS FÉLE NÉGYPARAMÉTERES

Részletesebben

Polimerek vizsgálatai 1.

Polimerek vizsgálatai 1. SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM ANYAGISMERETI ÉS JÁRMŰGYÁRTÁSI TANSZÉK POLIMERTECHNIKA NGB_AJ050_1 Polimerek vizsgálatai 1. DR Hargitai Hajnalka Szakítóvizsgálat Rövid idejű mechanikai vizsgálat Cél: elsősorban

Részletesebben

Kúszás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK IDŐFÜGGŐ MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI

Kúszás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK IDŐFÜGGŐ MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI B Kiadva: 4. február 3. BUDAPSTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI GYTM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMRTCHNIKA TANSZÉK Kúszás POLIMRK IDŐFÜGGŐ MCHANIKAI TULAJDONSÁGAI A JGYZT ÉRVÉNYSSÉGÉT A TANSZÉKI WB OLDALON KLL

Részletesebben

Hajlítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK HAJLÍTÓ VIZSGÁLATA

Hajlítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK HAJLÍTÓ VIZSGÁLATA A2 Változat: 1.32 Kiadva: 2016. február 18. BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK Hajlítás POLIMEREK HAJLÍTÓ VIZSGÁLATA A JEGYZET ÉRVÉNYESSÉGÉT A TANSZÉKI

Részletesebben

Polimerek vizsgálatai

Polimerek vizsgálatai SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM ANYAGTUDOMÁNYI ÉS TECHNOLÓGIAI TANSZÉK Polimerek vizsgálatai DR Hargitai Hajnalka Rövid idejű mechanikai vizsgálat Szakítóvizsgálat Cél: elsősorban a gyártási körülmények megfelelőségének

Részletesebben

3. POLIMEREK DINAMIKUS MECHANIKAI VIZSGÁLATA (DMA )

3. POLIMEREK DINAMIKUS MECHANIKAI VIZSGÁLATA (DMA ) 3. POLIMEREK DINAMIKUS MECHANIKAI VIZSGÁLATA (DMA ) 3.1. A GYAKORLAT CÉLJA A gyakorlat célja a dinamikus mechanikai mérések gyakorlati megismerése polimerek hajlító viselkedésének vizsgálata során. 3..

Részletesebben

merevség engedékeny merev rugalmasság rugalmatlan rugalmas képlékenység nem képlékeny képlékeny alakíthatóság nem alakítható, törékeny alakítható

merevség engedékeny merev rugalmasság rugalmatlan rugalmas képlékenység nem képlékeny képlékeny alakíthatóság nem alakítható, törékeny alakítható Értelmező szótár: FAFA: Tudományos elnevezés: merev B mn 1. Nem rugalmas, nem hajlékony . Rugalmasságát, hajlékonyságát vesztett . merevség engedékeny merev Young-modulus, E (Pa)

Részletesebben

12. Polimerek anyagvizsgálata 2. Anyagvizsgálat NGB_AJ029_1

12. Polimerek anyagvizsgálata 2. Anyagvizsgálat NGB_AJ029_1 12. Polimerek anyagvizsgálata 2. Anyagvizsgálat NGB_AJ029_1 Ömledék reológia Viszkozitás Newtoni folyadék, nem-newtoni folyadék Pszeudoplasztikus, strukturviszkózus közeg Folyásgörbe, viszkozitás görbe

Részletesebben

SZAKDOLGOZAT SZILÁGYI LÁSZLÓ D95504

SZAKDOLGOZAT SZILÁGYI LÁSZLÓ D95504 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIPROPILÉN ÉS KOMPOZITJAINAK HAJLÍTÓ IGÉNYBEVÉTELŰ KÚSZÁSVIZSGÁLATA SZAKDOLGOZAT SZILÁGYI LÁSZLÓ D95504 KONZULENSEK:

Részletesebben

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata 1 Az anyagok tulajdonságai fizikai tulajdonságok, mechanikai, termikus, elektromos, mágneses akusztikai, optikai 2 Minőség, élettartam A termék minősége

Részletesebben

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6. Mechanikai tulajdonságok 1. Kiemelt témák: Rugalmas alakváltozás Merevség és összefüggése a kötési energiával A geometriai tényezők szerepe egy test merevségében Tankönyv

Részletesebben

Polimerek reológiája

Polimerek reológiája SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM ANYAGTUDOMÁNYI ÉS TECHNOLÓGIAI TANSZÉK POLIMERTECHNIKA NGB_AJ050_1 Polimerek reológiája DR Hargitai Hajnalka REOLÓGIA Az anyag deformációjának és folyásának a tudománya. rheo -

Részletesebben

HELYI TANTERV. Mechanika

HELYI TANTERV. Mechanika HELYI TANTERV Mechanika Bevezető A mechanika tantárgy tanításának célja, hogy fejlessze a tanulók logikai készségét, alapozza meg a szakmai tantárgyak feldolgozását. A tanulók tanulási folyamata fejlessze

Részletesebben

MECHANIKA I. rész: Szilárd testek mechanikája

MECHANIKA I. rész: Szilárd testek mechanikája Egészségügyi mérnökképzés MECHNIK I. rész: Szilárd testek mechanikája készítette: Németh Róbert Igénybevételek térben I. z alapelv ugyanaz, mint síkban: a keresztmetszet egyik oldalán levő szerkezetrészre

Részletesebben

POLIMERTECHNIKA Laboratóriumi gyakorlat

POLIMERTECHNIKA Laboratóriumi gyakorlat MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV Polimer anyagvizsgálat Név: Neptun kód: Dátum:. Gyakorlat célja: 1. Műanyagok folyóképességének vizsgálata, fontosabb reológiai jellemzők kiszámítása 2. Műanyagok Charpy-féle ütővizsgálata

Részletesebben

SZAKDOLGOZAT VARGYAS ANDRÁS STWO00 KONZULENSEK: DR. VAS LÁSZLÓ MIHÁLY BAKONYI PÉTER

SZAKDOLGOZAT VARGYAS ANDRÁS STWO00 KONZULENSEK: DR. VAS LÁSZLÓ MIHÁLY BAKONYI PÉTER BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIPROPILÉN ÉS KOMPOZITJAINAK HÚZÓ IGÉNYBEVÉTELŰ KÚSZÁSVIZSGÁLATA SZAKDOLGOZAT VARGYAS ANDRÁS STWO KONZULENSEK:

Részletesebben

Anyagvizsgálatok. Mechanikai vizsgálatok

Anyagvizsgálatok. Mechanikai vizsgálatok Anyagvizsgálatok Mechanikai vizsgálatok Szakítóvizsgálat EN 10002-1:2002 Célja: az anyagok egytengelyű húzó igénybevétellel szembeni ellenállásának meghatározása egy szabványosan kialakított próbatestet

Részletesebben

Reológia Mérési technikák

Reológia Mérési technikák Reológia Mérési technikák Reológia Testek (és folyadékok) külső erőhatásra bekövetkező deformációját, mozgását írja le. A deformációt irreverzibilisnek nevezzük, ha a az erőhatás megszűnése után a test

Részletesebben

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI A műszaki adatlapok csapdái A műanyagok vizsgálatával számos szabvány foglalkozik. Ezek egy része csak az adott országon belül érvényes, de vannak nemzetközi érvényű előírások is.

Részletesebben

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata 1 Az anyagok tulajdonságai fizikai tulajdonságok, mechanikai, termikus, elektromos, mágneses akusztikai, optikai 2 Minıség, élettartam A termék minısége

Részletesebben

Polimerek reológiája

Polimerek reológiája SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM ANYAGISMERETI ÉS JÁRMŰGYÁRTÁSI TANSZÉK POLIMERTECHNIKA NGB_AJ050_1 Polimerek reológiája DR Hargitai Hajnalka 2011.09.28. REOLÓGIA Az anyag deformációjának és folyásának a tudománya.

Részletesebben

Kecskeméti Főiskola GAMF Kar. Poliolefinek öregítő vizsgálata Szűcs András. Budapest, 2011. X. 18

Kecskeméti Főiskola GAMF Kar. Poliolefinek öregítő vizsgálata Szűcs András. Budapest, 2011. X. 18 Kecskeméti Főiskola GAMF Kar Poliolefinek öregítő vizsgálata Szűcs András Budapest, 211. X. 18 1 Tartalom Műanyagot érő öregítő hatások Alapanyag és minta előkészítés Vizsgálati berendezések Mérési eredmények

Részletesebben

Polimer kompozitok alapanyagai, tulajdonságai, kompozitmechanikai alapok

Polimer kompozitok alapanyagai, tulajdonságai, kompozitmechanikai alapok SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM ANYAGISMERETI ÉS JÁRMŰGYÁRTÁSI TANSZÉK POLIMERTECHNIKA NGB_AJ050_1 Polimer kompozitok alapanyagai, tulajdonságai, kompozitmechanikai alapok DR Hargitai Hajnalka 2011.10.19. Polimerek

Részletesebben

A.2. Acélszerkezetek határállapotai

A.2. Acélszerkezetek határállapotai A.. Acélszerkezetek határállapotai A... A teherbírási határállapotok első osztálya: a szilárdsági határállapotok A szilárdsági határállapotok (melyek között a fáradt és rideg törést e helyütt nem tárgyaljuk)

Részletesebben

A= a keresztmetszeti felület cm 2 ɣ = biztonsági tényező

A= a keresztmetszeti felület cm 2 ɣ = biztonsági tényező Statika méretezés Húzás nyomás: Amennyiben a keresztmetszetre húzó-, vagy nyomóerő hat, akkor normálfeszültség (húzó-, vagy nyomó feszültség) keletkezik. Jele: σ. A feszültség: = ɣ Fajlagos alakváltozás:

Részletesebben

Fémtechnológiák Fémek képlékeny alakítása 1. Mechanikai alapfogalmak, anyagszerkezeti változások

Fémtechnológiák Fémek képlékeny alakítása 1. Mechanikai alapfogalmak, anyagszerkezeti változások Miskolci Egyetem Műszaki Anyagtudományi Kar Anyagtudományi Intézet Fémtechnológiák Fémek képlékeny alakítása 1. Mechanikai alapfogalmak, anyagszerkezeti változások Dr.Krállics György krallics@eik.bme.hu

Részletesebben

Polimer alkatrészek méretezésének alapjai

Polimer alkatrészek méretezésének alapjai Polimer alkatrészek méretezésének alapjai Polimer alkatrészek terhelésre adott válaszreakcióinak befolyásoló tényezői: - terhelés paramétereitől: o terhelés nagysága o terhelés jellege (statikus, dinamikus,

Részletesebben

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás, Elhasználódási és korróziós folyamatok Bagi István BME MTAT Biofunkcionalitás Az élő emberi szervezettel való kölcsönhatás biokompatibilitás (gyulladás, csontfelszívódás, metallózis) aktív biológiai környezet

Részletesebben

Szilárd testek rugalmassága

Szilárd testek rugalmassága Fizika villamosmérnököknek Szilárd testek rugalmassága Dr. Giczi Ferenc Széchenyi István Egyetem, Fizika és Kémia Tanszék Győr, Egyetem tér 1. 1 Deformálható testek (A merev test idealizált határeset.)

Részletesebben

A végeselem módszer alapjai. 2. Alapvető elemtípusok

A végeselem módszer alapjai. 2. Alapvető elemtípusok A végeselem módszer alapjai Előadás jegyzet Dr. Goda Tibor 2. Alapvető elemtípusok - A 3D-s szerkezeteket vagy szerkezeti elemeket gyakran egyszerűsített formában modellezzük rúd, gerenda, 2D-s elemek,

Részletesebben

Kisciklusú fárasztóvizsgálatok eredményei és energetikai értékelése

Kisciklusú fárasztóvizsgálatok eredményei és energetikai értékelése Kisciklusú fárasztóvizsgálatok eredményei és energetikai értékelése Tóth László, Rózsahegyi Péter Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet Bevezetés A mérnöki

Részletesebben

A beton kúszása és ernyedése

A beton kúszása és ernyedése A beton kúszása és ernyedése A kúszás és ernyedés reológiai fogalmak. A reológia görög eredetű szó, és ebben az értelmezésben az anyagoknak az idő folyamán lejátszódó változásait vizsgáló műszaki tudományág

Részletesebben

Tartószerkezetek I. (Vasbeton szilárdságtan)

Tartószerkezetek I. (Vasbeton szilárdságtan) Tartószerkezetek I. (Vasbeton szilárdságtan) Szép János 2012.10.11. Vasbeton külpontos nyomása Az eső ágú σ-ε diagram miatt elvileg minden egyes esethez külön kell meghatározni a szélső szál összenyomódását.

Részletesebben

Tevékenység: Tanulmányozza a ábrát és a levezetést! Tanulja meg a fajlagos nyúlás mértékének meghatározásának módját hajlításnál!

Tevékenység: Tanulmányozza a ábrát és a levezetést! Tanulja meg a fajlagos nyúlás mértékének meghatározásának módját hajlításnál! Tanulmányozza a.3.6. ábrát és a levezetést! Tanulja meg a fajlagos nyúlás mértékének meghatározásának módját hajlításnál! Az alakváltozás mértéke hajlításnál Hajlításnál az alakváltozást mérnöki alakváltozási

Részletesebben

KOMPOZITLEMEZ ORTOTRÓP

KOMPOZITLEMEZ ORTOTRÓP KOMPOZITLEMEZ ORTOTRÓP ANYAGJELLEMZŐINEK MEGHATÁROZÁSA ÉS KÍSÉRLETI IGAZOLÁSA Nagy Anna anna.nagy@econengineering.com econ Engineering econ Engineering Kft. 2019 H-1116 Budapest, Kondorosi út 3. IV. emelet

Részletesebben

Szakítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK SZAKÍTÓVIZSGÁLATA

Szakítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK SZAKÍTÓVIZSGÁLATA A1 Kiadva: 2014. február 7. BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK Szakítás POLIMEREK SZAKÍTÓVIZSGÁLATA A JEGYZET ÉRVÉNYESSÉGÉT A TANSZÉKI WEB OLDALON

Részletesebben

Társított és összetett rendszerek

Társított és összetett rendszerek Társított és összetett rendszerek Bevezetés Töltőanyagot tartalmazó polimerek tulajdonságok kölcsönhatások szerkezet Polimer keverékek elegyíthetőség összeférhetőség Többkomponensű rendszerek Mikromechanikai

Részletesebben

KONZULENSEK: BAKONYI PÉTER DR. VAS LÁSZLÓ MIHÁLY

KONZULENSEK: BAKONYI PÉTER DR. VAS LÁSZLÓ MIHÁLY BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMER ANYAGOK HOSSZÚ TÁVÚ VISELKEDÉSÉNEK VIZSGÁLATA, BECSLÉSE SZAKDOLGOZAT HADLACZKY MÁTÉ DÁNIEL KONZULENSEK:

Részletesebben

A MÛANYAGOK ALKALMAZÁSA

A MÛANYAGOK ALKALMAZÁSA A MÛANYAGOK ALKALMAZÁSA 3.2 3.7 Különleges új poliamidok Tárgyszavak: átlátszóság; merevség; nagy modulus; üvegszálas erősítés; szemüvegkeret; napszemüveg; autóalkatrész. A hagyományos polimerek fejlesztése

Részletesebben

FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2012/13-es tanév I. félév

FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2012/13-es tanév I. félév FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2012/13-es tanév I. félév A kollokviumon egy-egy tételt kell húzni az 1-10. és a 11-20. kérdések közül. 1. Atomi kölcsönhatások, kötéstípusok.

Részletesebben

Anyagok az energetikában

Anyagok az energetikában Anyagok az energetikában BMEGEMTBEA1, 6 krp (3+0+2) Bevezetés, alapfogalmak Dr. Tamás-Bényei Péter 2018. szeptember 5. Oktatók 2 / 36 Dr. habil. Orbulov Imre Norbert (fémes rész) egyetemi docens, tárgyfelelős

Részletesebben

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 8. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 8. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17 rugalmas B mn 1. A rá ható erő következtében megváltozott alakját a hatás megszűntével visszanyerő. Vmihez hozzáütődve róla visszapattanó. merev B mn 1. Nem rugalmas, nem hajlékony . Rugalmasságát,

Részletesebben

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Mechanikai tulajdonságok 2. Kiemelt témák: Szilárdság, rugalmasság, képlékenység és szívósság összefüggései A képlékeny alakváltozás mechanizmusa kristályokban és

Részletesebben

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17 rugalmas B mn 1. A rá ható erő következtében megváltozott alakját a hatás megszűntével visszanyerő. Vmihez hozzáütődve róla visszapattanó. merev B mn 1. Nem rugalmas, nem hajlékony . Rugalmasságát,

Részletesebben

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17 rugalmas B mn 1. A rá ható erő következtében megváltozott alakját a hatás megszűntével visszanyerő. Vmihez hozzáütődve róla visszapattanó. merev B mn 1. Nem rugalmas, nem hajlékony . Rugalmasságát,

Részletesebben

MÉRNÖKI ANYAGISMERET AJ002_1 Közlekedésmérnöki BSc szak Csizmazia Ferencné dr. főiskolai docens B 403. Dr. Dogossy Gábor Egyetemi adjunktus B 408

MÉRNÖKI ANYAGISMERET AJ002_1 Közlekedésmérnöki BSc szak Csizmazia Ferencné dr. főiskolai docens B 403. Dr. Dogossy Gábor Egyetemi adjunktus B 408 MÉRNÖKI ANYAGISMERET AJ002_1 Közlekedésmérnöki BSc szak Csizmazia Ferencné dr. főiskolai docens B 403 Dr. Dogossy Gábor Egyetemi adjunktus B 408 Az anyag Az anyagot az ember nyeri ki a természetből és

Részletesebben

Szakítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK SZAKÍTÓVIZSGÁLATA

Szakítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK SZAKÍTÓVIZSGÁLATA A1 Változat: 4. BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK Szakítás POLIMEREK SZAKÍTÓVIZSGÁLATA A JEGYZET ÉRVÉNYESSÉGÉT A TANSZÉKI WEB OLDALON KELL ELLENŐRIZNI!

Részletesebben

EGYIRÁNYBAN ER SÍTETT KOMPOZIT RUDAK HAJLÍTÓ KARAKTERISZTIKÁJÁNAK ÉS TÖNKREMENETELI FOLYAMATÁNAK ELEMZÉSE

EGYIRÁNYBAN ER SÍTETT KOMPOZIT RUDAK HAJLÍTÓ KARAKTERISZTIKÁJÁNAK ÉS TÖNKREMENETELI FOLYAMATÁNAK ELEMZÉSE Budapest M szaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertecnika Tanszék EGYIRÁNYBAN ER SÍTETT KOMPOZIT RUDAK HAJLÍTÓ KARAKTERISZTIKÁJÁNAK ÉS TÖNKREMENETELI OLYAMATÁNAK ELEMZÉSE Tézisek Rácz Zsolt Témavezet

Részletesebben

Nagyhőállóságú műanyagok. Grupama Aréna november 26.

Nagyhőállóságú műanyagok. Grupama Aréna november 26. Nagyhőállóságú műanyagok Grupama Aréna 2015. november 26. Tartalom Jellemzők Műanyagok összehasonlítása A hőállóság növelésének lehetőségei (Adalékanyagok, erősítő anyagok) Alkalmazási példák Kiemelt termékek

Részletesebben

Pro/ENGINEER Advanced Mechanica

Pro/ENGINEER Advanced Mechanica Pro/ENGINEER Advanced Mechanica 2009. június 25. Ott István www.snt.hu/cad Nagy alakváltozások Lineáris megoldás Analízis a nagy deformációk tartományában Jellemzı alkalmazási területek: Bepattanó rögzítı

Részletesebben

Polimer nanokompozit blendek mechanikai és termikus tulajdonságai

Polimer nanokompozit blendek mechanikai és termikus tulajdonságai SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM Anyagtudományi és Technológiai Tanszék Polimer nanokompozit blendek mechanikai és termikus tulajdonságai Dr. Hargitai Hajnalka, Ibriksz Tamás Mojzes Imre Nano Törzsasztal 2013.

Részletesebben

Anyagok az energetikában

Anyagok az energetikában Anyagok az energetikában BMEGEMTBEA1, 6 krp (3+0+2) Kompozitok Dr. Tamás-Bényei Péter 2018. november 28. Bevezetés 2 / 36 Polimerek és kompozitjai iparágankénti megoszlása 2017-ben Magyarországon (1572

Részletesebben

KONZULENSEK: BAKONYI PÉTER DR. VAS LÁSZLÓ MIHÁLY

KONZULENSEK: BAKONYI PÉTER DR. VAS LÁSZLÓ MIHÁLY BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMER KOMPOZITOK KÚSZÁSI VISELKEDÉSÉNEK ELEMZÉSE, BECSLÉSE SZAKDOLGOZAT BÖKÖNYI ÁDÁM ZSOLT KONZULENSEK: BAKONYI

Részletesebben

A POLIPROPILÉN TATREN IM

A POLIPROPILÉN TATREN IM TATREN IM 6 56 A POLIPROPILÉN TATREN IM 6 56 blokk kopolimer típust akkumulátor házak, háztartási eszközök, autó - és egyéb műszaki alkatrészek fröccsöntésére fejlesztettük ki, ahol a tartós hőállóság

Részletesebben

Szerkezet és tulajdonságok

Szerkezet és tulajdonságok Szerkezet és tulajdonságok Bevezetés Molekulaszerkezet és tulajdonságok Kristályos polimerek a kristályosodás feltétele, szabályos lánc kristályos szerkezet kristályosodás, gócképződés kristályosodás,

Részletesebben

Polimer anyagtudomány

Polimer anyagtudomány Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszék Polimer anyagtudomány BMEGEPT5071, 3+0+1v, 5 krp V. POLIMEREK MECHANIKAI VISELKEDÉSÉNEK MODELLEZÉSE 1. Vas László Mihály 1 Felhasznált

Részletesebben

Polimer alapanyagok alkalmazásának előnyei-hátrányai Dr. Tábi Tamás

Polimer alapanyagok alkalmazásának előnyei-hátrányai Dr. Tábi Tamás Polimer alapanyagok alkalmazásának előnyei-hátrányai Dr. Tábi Tamás 2015. Szeptember 23. Anyagok csoportosítása 2 Al-oxid Si-karbid Kerámiák Si-nitrid Acél Öntöttvas Al-ötvözet Fémek, ötvözetek Ni-ötvözet

Részletesebben

Műanyag hegesztő, hőformázó Műanyag-feldolgozó

Műanyag hegesztő, hőformázó Műanyag-feldolgozó A /2007 (II. 27.) SzMM rendelettel módosított 1/2006 (II. 17.) OM rendelet Országos Képzési Jegyzékről és az Országos Képzési Jegyzékbe történő felvétel és törlés eljárási rendjéről alapján. Szakképesítés,

Részletesebben

Használhatósági határállapotok. Alakváltozások ellenőrzése

Használhatósági határállapotok. Alakváltozások ellenőrzése 1.GYAKORLAT Használhatósági határállapotok A használhatósági határállapotokhoz tartozó teherkombinációk: Karakterisztikus (repedésmentesség igazolása) Gyakori (feszített szerkezetek repedés korlátozása)

Részletesebben

Méréstechnika. Rezgésmérés. Készítette: Ángyán Béla. Iszak Gábor. Seidl Áron. Veszprém. [Ide írhatja a szöveget] oldal 1

Méréstechnika. Rezgésmérés. Készítette: Ángyán Béla. Iszak Gábor. Seidl Áron. Veszprém. [Ide írhatja a szöveget] oldal 1 Méréstechnika Rezgésmérés Készítette: Ángyán Béla Iszak Gábor Seidl Áron Veszprém 2014 [Ide írhatja a szöveget] oldal 1 A rezgésekkel kapcsolatos alapfogalmak A rezgés a Magyar Értelmező Szótár megfogalmazása

Részletesebben

A talajok összenyomódásának vizsgálata

A talajok összenyomódásának vizsgálata A talajok összenyomódásának vizsgálata Amit már tudni kellene Összenyomódás Konszolidáció Normálisan konszolidált talaj Túlkonszolidált talaj Túlkonszolidáltsági arányszám,ocr Konszolidáció az az időben

Részletesebben

4. POLIMEREK SZAKÍTÓ VIZSGÁLATA

4. POLIMEREK SZAKÍTÓ VIZSGÁLATA POLIEREK SZAKÍTÓ VIZSGÁLAT 4. POLIEREK SZAKÍTÓ VIZSGÁLATA 4.1. A ÉRÉS CÉLJA A mérés célja: hogy a hallgatók a fröccsöntött hore lágyuló polimer anyagú próbatestek példáján keresztül megismerjék a szakítóvizsgálat

Részletesebben

Járműelemek. Rugók. 1 / 27 Fólia

Járműelemek. Rugók. 1 / 27 Fólia Rugók 1 / 27 Fólia 1. Rugók funkciója A rugók a gépeknek és szerkezeteknek olyan különleges elemei, amelyek nagy (ill. korlátozott) alakváltozás létrehozására alkalmasak. Az alakváltozás, szemben más szerkezeti

Részletesebben

Anyagválasztás Dr. Tábi Tamás

Anyagválasztás Dr. Tábi Tamás Anyagválasztás Dr. Tábi Tamás 2018. Február 7. Mi a mérnök feladata? 2 Mit kell tudni a mérnöknek ahhoz, hogy az általa tervezett termék sikeres legyen? Világunk anyagai 3 Polimerek Elasztomerek Fémek,

Részletesebben

PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI

PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI Budapesti Muszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Fizikai Kémia Tanszék MTA-BME Lágy Anyagok Laboratóriuma PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI Mágneses tér hatása kompozit gélek és elasztomerek rugalmasságára Készítette:

Részletesebben

2. Laboratóriumi gyakorlat A TERMISZTOR. 1. A gyakorlat célja. 2. Elméleti bevezető

2. Laboratóriumi gyakorlat A TERMISZTOR. 1. A gyakorlat célja. 2. Elméleti bevezető . Laboratóriumi gyakorlat A EMISZO. A gyakorlat célja A termisztorok működésének bemutatása, valamint főbb paramétereik meghatározása. Az ellenállás-hőmérséklet = f és feszültség-áram U = f ( I ) jelleggörbék

Részletesebben

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK TÉMAKÖRÖK

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK TÉMAKÖRÖK GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÉRETTSÉGI TÉMAKÖRÖK Preisz Csaba mérnök-tanár Műszaki mechanika Statikai alapfogalmak - Erőrendszer fogalma - Vektorokkal végezhető alapműveleteket (erők felbontása,

Részletesebben

BME Gépészmérnöki Kar 3. vizsga (112A) Név: 1 Műszaki Mechanikai Tanszék január 11. Neptun: 2 Szilárdságtan Aláírás: 3

BME Gépészmérnöki Kar 3. vizsga (112A) Név: 1 Műszaki Mechanikai Tanszék január 11. Neptun: 2 Szilárdságtan Aláírás: 3 BME Gépészmérnöki Kar 3. vizsga (2A) Név: Műszaki Mechanikai Tanszék 2. január. Neptun: 2 Szilárdságtan Aláírás: 3. feladat (2 pont) A vázolt befogott tartót a p intenzitású megoszló erőrendszer, az F

Részletesebben

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata (Mérési jegyzőkönyv) Hagymási Imre 2007. május 7. (hétfő délelőtti csoport) 1. Bevezetés Ebben a mérésben a szilárdtestek rugalmas tulajdonságait vizsgáljuk

Részletesebben

Műanyag-feldolgozó Műanyag-feldolgozó

Műanyag-feldolgozó Műanyag-feldolgozó A /2007 (II. 27.) SzMM rendelettel módosított 1/2006 (II. 17.) OM rendelet Országos Képzési Jegyzékről és az Országos Képzési Jegyzékbe történő felvétel és törlés eljárási rendjéről alapján. Szakképesítés,

Részletesebben

A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata

A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata 1 Az anyag viselkedése terhelés hatására Az anyagok lehetnek: szívósak, képlékenyek és ridegek. 2 Szívós vagy képlékeny anyag Az anyag törését a csúsztatófeszültségek

Részletesebben

BME Department of Electric Power Engineering Group of High Voltage Engineering and Equipment

BME Department of Electric Power Engineering Group of High Voltage Engineering and Equipment Budapest University of Technology and Economics A MECHANIKAI JELLEMZŐK MÉRÉSE AZ ATOMERŐMŰVI KÁBELEK ÁLLAPOTVIZSGÁLATÁBAN Zoltán Ádám TAMUS e-mail: tamus.adam@vet.bme.hu A MECHANIKAI JELLEMZŐK MÉRÉSE AZ

Részletesebben

5. Az acélszerkezetek méretezésének különleges kérdései: rideg törés, fáradás. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék

5. Az acélszerkezetek méretezésének különleges kérdései: rideg törés, fáradás. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék MAGASÉPÍTÉSI ACÉLSZERKEZETEK 5. Az acélszerkezetek méretezésének különleges kérdései: rideg törés, fáradás. FERNEZELYI SÁNDOR EGYETEMI TANÁR Az acél szakító diagrammja Lineáris szakasz Arányossági határnak

Részletesebben

Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata

Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata Varga Csilla*, Miskolczi Norbert*, Bartha László*, Falussy Lajos** *Pannon Egyetem Vegyészmérnöki és Folyamatmérnöki

Részletesebben

Ütőmunka meghatározása acél próbatesten, Charpy-kalapáccsal, amely ingás ütő-hajlítómű (Charpyinga) Dr. Kausay Tibor

Ütőmunka meghatározása acél próbatesten, Charpy-kalapáccsal, amely ingás ütő-hajlítómű (Charpyinga) Dr. Kausay Tibor Ütőmunka meghatározása acél próbatesten, Charpy-kalapáccsal, amely ingás ütő-hajlítómű (Charpyinga) Dr. Kausay Tibor Dr. Kausay Tibor 1 Charpy-kalapács, 10 m kp = 100 J legnagyobb ütőenergiával A vizsgálatot

Részletesebben

Határfelületi reológia vizsgálata cseppalak analízissel

Határfelületi reológia vizsgálata cseppalak analízissel Határfelületi reológia vizsgálata cseppalak analízissel A reológia alapjai Reológiai folyamatról akkor beszélünk, ha egy anyagra erő hat, mely az anyag (vagy annak egy darabjának) deformációját eredményezi.

Részletesebben

Példa: Tartó lehajlásfüggvényének meghatározása végeselemes módszer segítségével

Példa: Tartó lehajlásfüggvényének meghatározása végeselemes módszer segítségével Példa: Tartó lehajlásfüggvényének meghatározása végeselemes módszer segítségével Készítette: Dr. Kossa Attila (kossa@mm.bme.hu) BME, Műszaki Mechanikai Tanszék 213. október 8. Javítva: 213.1.13. Határozzuk

Részletesebben

Méréstechnika. Hőmérséklet mérése

Méréstechnika. Hőmérséklet mérése Méréstechnika Hőmérséklet mérése Hőmérséklet: A hőmérséklet a termikus kölcsönhatáshoz tartozó állapotjelző. A hőmérséklet azt jelzi, hogy egy test hőtartalma milyen szintű. Amennyiben két eltérő hőmérsékletű

Részletesebben

Lemez- és gerendaalapok méretezése

Lemez- és gerendaalapok méretezése Lemez- és gerendaalapok méretezése Az alapmerevség hatása az alap hajlékony merev a talpfeszültség egyenletes széleken nagyobb a süllyedés teknıszerő egyenletes Terhelés hatása hajlékony alapok esetén

Részletesebben

Példa: Tartó lehajlásfüggvényének meghatározása a Rayleigh Ritz-féle módszer segítségével

Példa: Tartó lehajlásfüggvényének meghatározása a Rayleigh Ritz-féle módszer segítségével Példa: Tartó lehajlásfüggvényének meghatározása a Rayleigh Ritz-féle módszer segítségével Készítette: Dr. Kossa Attila (kossa@mm.bme.hu) BME, Műszaki Mechanikai Tanszék 2013. szeptember 23. Javítva: 2013.10.09.

Részletesebben

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában Antal Dániel, doktorandusz, Miskolci Egyetem Robert Bosch Mechatronikai Tanszék Szabó Tamás, egyetemi docens, Ph.D., Miskolci Egyetem Robert Bosch Mechatronikai Tanszék Szilágyi Attila, egyetemi adjunktus,

Részletesebben

1 ábra a) Kompaundálás kétcsigás extruderben, előtermék: granulátum, b) extrudált lemez vákuumformázásának technológiai lépései, c) fröccsöntés

1 ábra a) Kompaundálás kétcsigás extruderben, előtermék: granulátum, b) extrudált lemez vákuumformázásának technológiai lépései, c) fröccsöntés 1. Hőre lágyuló kompozitok előállítása és feldolgozása Tevékenység: A lecke áttanulmányozása után, a követelményekben meghatározottak alapján rögzítse, majd foglalja össze a lecke tartalmát, készítsen

Részletesebben

Rugalmas állandók mérése

Rugalmas állandók mérése KLASSZIKUS FIZIKA LABORATÓRIUM 2. MÉRÉS Rugalmas állandók mérése Mérést végezte: Enyingi Vera Atala ENVSAAT.ELTE Mérés időpontja: 2011. november 16. Szerda délelőtti csoport 1. A mérés rövid leírása Mérésem

Részletesebben

Műanyagok tulajdonságai. Horák György 2011-03-17

Műanyagok tulajdonságai. Horák György 2011-03-17 Műanyagok tulajdonságai Horák György 2011-03-17 Hőre lágyuló műanyagok: Lineáris vagy elágazott molekulákból álló anyagok. Üvegesedési (kristályosodási) hőmérséklet szobahőmérséklet felett Hőmérséklet

Részletesebben

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA Intrúziós fröccsöntés hatása a termék tulajdonságaira Az intrúzió a fröccsöntés egy különleges módszere, amellyel a gép kapacitásánál nagyobb méretű termék fröccsöntését lehet megoldani.

Részletesebben

Fröccsöntött alkatrészek végeselemes modellezése. Szőcs András. Budapest, 2010. IV. 29.

Fröccsöntött alkatrészek végeselemes modellezése. Szőcs András. Budapest, 2010. IV. 29. Fröccsöntött alkatrészek végeselemes modellezése Szőcs András Budapest, 2010. IV. 29. 1 Tartalom Mőanyag- és Gumitechnológiai Szakcsoport bemutatása Méréstechnika Elızmények Szilárdságtani modellezés Termo-mechanikai

Részletesebben

MÉRÉSTECHNIKA. BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Fazekas Miklós (1) márc. 1

MÉRÉSTECHNIKA. BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Fazekas Miklós (1) márc. 1 MÉRÉSTECHNIKA BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Fazekas Miklós (1) 463 26 14 16 márc. 1 Méréstechnikai alapfogalmak CÉL Mennyiségek mérése Fizikai mennyiség Hosszúság L = 2 m Mennyiségi minőségi

Részletesebben

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

Mit nevezünk nehézségi erőnek? Mit nevezünk nehézségi erőnek? Azt az erőt, amelynek hatására a szabadon eső testek g (gravitációs) gyorsulással esnek a vonzó test centruma felé, nevezzük nehézségi erőnek. F neh = m g Mi a súly? Azt

Részletesebben

POLIMEREK, POLIMER KOMPOZITOK TARTÓS IDEJŰ KÚSZÁSI

POLIMEREK, POLIMER KOMPOZITOK TARTÓS IDEJŰ KÚSZÁSI BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK TÉZISFÜZET POLIMEREK, POLIMER KOMPOZITOK TARTÓS IDEJŰ KÚSZÁSI VISELKEDÉSÉNEK ELEMZÉSE CÍMŰ TÉMAKÖRBŐL ÍRTA: BAKONYI

Részletesebben

Műanyagok Pukánszky Béla - Tel.: Műanyag- és Gumiipari Tanszék, H ép. 1. em.

Műanyagok Pukánszky Béla - Tel.: Műanyag- és Gumiipari Tanszék, H ép. 1. em. Műanyagok Pukánszky Béla - Tel.: 20-15 Műanyag- és Gumiipari Tanszék, H ép. 1. em. Tudnivalók: előadás írott anyag kérdések, konzultáció vizsga Vizsgajegyek 2003/2004 őszi félév 50 Jegyek száma 40 30 20

Részletesebben

1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1

1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1 1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1 Kérdések. 1. Mit mond ki a termodinamika nulladik főtétele? Azt mondja ki, hogy mindenegyes termodinamikai kölcsönhatáshoz tartozik a TDR-nek egyegy

Részletesebben

FRÖCCSÖNTÉS SZIMULÁCIÓ A SZERKEZETI ANALÍZIS SZOLGÁLATÁBAN

FRÖCCSÖNTÉS SZIMULÁCIÓ A SZERKEZETI ANALÍZIS SZOLGÁLATÁBAN Moldex3D I2 FRÖCCSÖNTÉS SZIMULÁCIÓ A SZERKEZETI ANALÍZIS SZOLGÁLATÁBAN Készítette: Polyvás Péter peter.polyvas@econengineering.com econengineering Kft. www.econengineering.com 2010.04.28. Moldex3D Vezető

Részletesebben

Cölöpcsoport elmozdulásai és méretezése

Cölöpcsoport elmozdulásai és méretezése 18. számú mérnöki kézikönyv Frissítve: 2016. április Cölöpcsoport elmozdulásai és méretezése Program: Fájl: Cölöpcsoport Demo_manual_18.gsp A fejezet célja egy cölöpcsoport fejtömbjének elfordulásának,

Részletesebben

ahol m-schmid vagy geometriai tényező. A terhelőerő növekedésével a csúszó síkban fellép az un. kritikus csúsztató feszültség τ

ahol m-schmid vagy geometriai tényező. A terhelőerő növekedésével a csúszó síkban fellép az un. kritikus csúsztató feszültség τ Egykristály és polikristály képlékeny alakváltozása A Frenkel féle modell, hibátlan anyagot feltételezve, nagyon nagy folyáshatárt eredményez. A rácshibák, különösen a diszlokációk jelenléte miatt a tényleges

Részletesebben

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) Ajánlott segédanyagok

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) Ajánlott segédanyagok Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) IX. előadás: Polimerek alakemlékező tulajdonsága Előadó: Dr. Mészáros László Egyetemi docens Elérhetőség: T. ép.: 307. meszaros@pt.bme.hu 2018. április 11. Ajánlott

Részletesebben

Akusztikus aktivitás AE vizsgálatoknál

Akusztikus aktivitás AE vizsgálatoknál Akusztikus aktivitás AE vizsgálatoknál Kindlein Melinda, Fodor Olivér ÁEF Anyagvizsgáló Laboratórium Kft. 1112. Bp. Budaörsi út 45. Az akusztikus emissziós vizsgálat a roncsolásmentes vizsgálati módszerek

Részletesebben

Alumínium ötvözetek aszimmetrikus hengerlése

Alumínium ötvözetek aszimmetrikus hengerlése A Miskolci Egyetemen működő tudományos képzési műhelyek összehangolt minőségi fejlesztése TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0008 Tehetségeket gondozunk! Alumínium ötvözetek aszimmetrikus hengerlése 2011. November

Részletesebben

3) Mit fejez ki az B T DBdV kifejezés, és mi a fizikai tartalma a benne szereplő mennyiségeknek?

3) Mit fejez ki az B T DBdV kifejezés, és mi a fizikai tartalma a benne szereplő mennyiségeknek? 1) Értelmezze az u=nd kifejezést! Hogyan lehet felírni egy elem tetszőleges belső pontjának elmozdulásait az elem csomóponti elmozdulásainak ismeretében? 3) Mit fejez ki az B T DBdV kifejezés, és mi a

Részletesebben

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata KLASSZIKUS FIZIKA LABORATÓRIUM 3. MÉRÉS Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata Mérést végezte: Enyingi Vera Atala ENVSAAT.ELTE Mérés időpontja: 2011. november 23. Szerda délelőtti csoport 1. A

Részletesebben