Szilikáttechnológiák alapjai kommunikációs dosszié SZILIKÁTTECHNOLÓGIÁK ALAPJAI ANYAGMÉRNÖK BSC KÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŐSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR KERÁMIA- ÉS SZILIKÁTMÉRNÖKI TANSZÉK Miskolc, 2008.
Tartalomjegyzék 1. Tantárgyleírás, tárgyjegyzı, óraszám, kreditérték 2. Tantárgytematika (órára lebontva) 3. Vizsgakérdések, vizsgáztatás módja 4. Egyéb követelmények
A tantárgy/kurzus címe: A tantárgy/kurzus száma: Félév: Szilikáttechnológiák alapjai 4 A kurzus típusa: Óraszám/hét: Kreditek száma: ELİADÁS 2+0 2 Tárgyjegyzı és elıadótanár: Dr. Gömze A. László Intézet/Tanszék: Mőszaki Anyagtudományi Kar, Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék A kurzus státusza a tanulmányi programon belül: A BSc anyagmérnöki szak, törzsanyagban kötelezı tárgy. A kurzus célja: Az anyagmérnök hallgatók megismertetése a szilikátipar strukturális felépítésével és leggyakrabban használt technológiai rendszereivel és mőveleteivel. A kurzus leírása: A félév során a hallgatóság megismeri a szilikátipar szerkezeti struktúráját, az építıanyagok gyártásától a hi-tech kerámia termékek elıállításáig. Megismerkednek a nyersanyag elıkészítı alakadó és hıkezelı technológiák elméleti alapjaival, valamint az alapvetı technológiai berendezések mőködési elvével. A kerámia területén jártasságot szereznek a tégla és cserépipari technológiák valamint a finomkerámia és porcelán technológiák kialakításában, eszközrendszereinek megválasztásában. Az építıanyag ipari technológiák közül megismerkednek az üveg és a cementgyártással valamint a legfontosabb, beton, vasbeton termékek elıállításának, tömörítésének, tulajdonságmódosításának technológiájával. A kreditpontok megszerzésének követelményei: Az elıadások látogatása (legalább 70%) és vizsgajegy megszerzése. Oktatási módszer: Elıadások, írásvetítı és projektor használatával, laboratóriumi gyakorlat Elıfeltételek: Kerámiatan, Általános és Szervetlen Kémia Oktatási segédeszközök: 1. Sapozhnikov M, Ya.: Mehanicheskoe oborudovanie predpriyatij stroitel'nih (1971) 2. www.bulk-online.com; valamint a www.ortra.com/solids 3. ÉPÍTİANYAG és más szakmai folyóiratok. 4. Az órán kiadott segédletek és kéziratok, elhangzott elıadások anyagai. Vizsgáztatási módszer: Írásbeli és szóbeli vizsga Kell-e jelentkezni a kurzusra: Igen, a félév megkezdése elıtti héten (regisztrációs hét), számítógépen (NEPTUN). Értékelés: 100% vizsga súllyal
SZILIKÁTTECHNOLÓGIÁK ALAPJAI Anyagmérnök BSc hallgatók számára Hét Elıadás 1. Tantárgyi követelmények ismertetése. A szilikátipar szerkezeti felépítése, ágazati struktúrája. A szilikátipar legfontosabb ásványi eredető alapanyagai és azok tulajdonságai. 2. Tégla- és cserépipari technológiák legfontosabb alap- és segédanyagai az alap- és segédanyagokkal szemben támasztott követelmények. 3. Tégla- és cserépipari nyersanyag elıkészítı és alakadó (formázó) technológiák a bányától a szeletelı (téglavágó) automatáig. 4. Tégla és cserépipari hıkezelési szárítási és égetési technológiák. 5. Finomkerámia-ipari technológiák, a porcelán, edény és díszmő gyártás anyagai, fıbb technológiai mőveletei - szaniter termékek gyártása. 6. Finomkerámia-ipari technológiák alakadásának reo-mechanikai alapjai az alakadás során lejátszódó jelenségek és magyarázatuk. 7. Finomkerámia-ipari termékek és mőszaki kerámiák hıkezelése, a hıkezelés során lejátszódó folyamatok és jelenségek. 8. A síküveg gyártás-technológiájának fejlıdése a FOURCAULT módszertıl a FLOAT üveggyártásig. A Pittsburgh, a Libbey-Owens, a Fourcault-Asahi, a hengerelt és úsztatott síküveggyártási eljárások ismertetése. 9. A sík- és az öblösüveg gyártásához használt kemencék fejlıdése az alkalmazott technológia függvényében. Öblösüveggyártási technológiák. 10 Az öblösüveggyártás technológiai mőveletei cseppadagolás a palackgyártásig. A fúvó, a szívó, a fúvó-szívó, a fúvó-fúvó és a fúvó-forgató (centrifuga) üvegalakadási eljárások ismertetése. 11. Szalagrendszerő üvegfúvó technológia ismertetése; izzólámpa üvegburák és üvegcsövek gyártástechnológiája. Az üvegszálgyártás és az üveggyapotgyártás technológiája. 12. Hidraulikus és nemhidraulikus szilikátipari kötıanyagok. A cement típusai, fajtái Legfontosabb cementipari alap- és segédanyagok. 13. Cementipari technológiák mőveletei és eszközei az alapanyagbányászattól a cementırlésig. A klinkerégetı kemencében lejátszódó kémiai és kristályszerkezeti átalakulások ismertetése. 14. Cementtel, mint hidraulikus kötıanyaggal elıállított építıanyagok beton és vasbeton ipari technológiák legfontosabb mőveletei és gyártási eszközei.
4. Vizsgakérdések, vizsgáztatás módja Az aláírás megszerzésének feltételei: Az elıadásokon való részvétel min.: 70%-ban, A vizsgajegy megszerzésének módja: A vizsga írásbeli és szóbeli részbıl áll. Az írásbeli részben a hallgatók az általuk húzott 4 tételt dolgozzák ki, míg a szóbeli részben a témához kapcsolódóan feladott kérdésekre kell válaszolni. Elégtelen írásbeli vizsga esetén szóbeli vizsgára nem kerül sor. Szilikáttechnológiák alapjai Vizsgakérdések BSc hallgatók számára 1. Ismertesse a szilikátipar ágazati struktúráját és legfıbb termékeit. 2. Ismertesse a legismertebb kettı-komponenső (kétalkotós) szilikátrendszereket az állapotábrák tükrében. 3. Ismertesse a legismertebb három-komponenső (háromalkotós) szilikátrendszereket az állapotábrák tükrében. 4. A kristályvíz szerepe a kettı- és többkomponenső szilikátrendszerekben ismertesse a hidratáció és a dehidratáció szilikáttechnológiai jelentıségét 5. Melyek a beton legfontosabb alkotórészei alap- és segédanyagai? 6. Az üvegipar strukturális felépítése ismertesse a legjelentısebb egy-, kettı-, háromés négyalkotós üvegösszetételeket. 7. Ismertesse a legfontosabb üvegipari alapanyagokat és segédanyagokat. 8. Ismertesse az üveg legfontosabb mechanikai, fizikai és kémiai tulajdonságait A viszkozitás (fix pontok!) szerepe és jelentısége az üvegipari technológiáknál. 9. Ismertesse a sík- és öblösüveg gyártás során leggyakrabban alkalmazott alakadási eljárásokat és mőveleteket. 10. A viszkozitás szerepe és befolyásolása a sík- és öblösüveggyártás alakadási mőveleteinél. 11. Kerámiák fogalma, mikro- és makrostruktúrája - Hogyan magyarázható meg a Boury.Morozov diagram a kerámiák makrostruktúrája alapján. 12. Kerámiák természetes és szintetikus nyersanyagai - kerámiák adalékanyagai - nyersanyag elıkészítı technológiák. 13. Ismertesse a kerámiák legfontosabb termomechanikai (csúcsterhelés, terhelés alatti lágyulás, kúszás, magas hımérsékleti nyomószilárdság,..) tulajdonságait 14. A reológiai tulajdonságok (viszkozitás, képlékenység, rugalmasság) és a reológiai modellek jelentısége a kerámiaipari és szilikátipari technológiáknál. Kerámiák öntése; az öntési technológiák összehasonlítása 15. Kerámiák nyomás nélküli öntése. Ismertesse a gravitációs öntés elméletét (diffúziós modell). Kerámiák nyomásos öntése ismertesse a nyomás alatti öntés elméletét (filtrációs modell). 16. Kerámiák fröccsöntése kerámiaipari fröccsöntı gépek konstrukciós kialakítás és mőködési elve. A fröccsszerszámban kialakuló nyomásesés levezetése különbözı szabályos geometriai alakzatokra.
17. Kerámiák képlékeny alakítása.- Ismertesse a kerámiaipari vákuumextruder mőködési elvét és méretezésének elméleti alapjait. Határozza meg vezesse le az alakítandó masszában az extruder csiga által gerjesztett nyomásviszonyokat a csigageometria függvényében. 18. Kerámia porok sajtolása porsajtók mőködési elve és konstrukciós kialakítása az egyoldali, az uniaxiális, a kétoldali és az izosztatikus sajtolás összehasonlítása és technológiai alkalmazása. A nyomásesések meghatározása a présszerszám geometria függvényében porok egyoldalú sajtolása esetén. 19. Milyen üvegipari alapanyagokat, segédanyagokat és színezı anyagokat ismer? Az alapanyagok viselkedése hevítés hatására. Részletezze a segédanyagok szerepét és hatásmechanizmusát az üvegipari technológiákban. 20. Kerámia tőzállóanyagok csoportosítása, gyártástechnológiája. Ismertesse a tégla- és cserépipari kemencekocsi felépítményekhez használt tőzálló segédanyagok gyártásának technológiai mőveletvázlatát és legfontosabb technológiai berendezéseit, gépeit. 21. Ismertesse a kvarcban és az agyagásványokban hevítés hatására lejátszódó folyamatokat és átalakulásokat. 22. Az ömlesztı vagy olvadáspont csökkentı anyagok technológiai szerepe - milyen olvadáspont csökkentı anyagokat ismer? 23. Milyen olvadáspont növelı kerámiaipari anyagokat ismer - mi a különbség a bázikus, a semleges és a savas olvadáspont növelı anyagok között? 24. Milyen anyagokat és technológiai megoldásokat ismer a hıtágulási együttható csökkentésére? 25. A kerámiaipari technológiáknál használt oxidok és nem-oxidok szilikátkémiai gyorsírása? 26. Durvakerámia ipari technológiák csoportosítása - legfontosabb nyersanyagok és segédanyagok. 27. Téglaipari technológiák mőveletvázlata - anyag- és energiamérlege. 28. Milyen eszközökkel és módszerekkel befolyásolható a tégla- és cserépipari technológiáknál használt agyagásványok képlékenysége, porozitása, száradási és égetési érzékenysége. 29. A pórusok és üregek szerepe és jelentısége a tégla- és cserépipari termékeknél. 30. A tőzállóanyagok felosztása - csoportosítása - a vegyi és ásványi összetétel alapján. 31. A tőzállóanyagok felosztása - csoportosítása - beépítésük és felhasználásuk alapján. 32. Milyen kettı- és háromkomponenső alumíniumszilikát tőzállóanyagokat ismer? 33. Ismertesse a FeO-Al 2 O 3 -SiO 2 háromkomponenső alumíniumszilikát-rendszer állapotábráját. 34. Rajzolja fel a CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 és a MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 háromkomponenső alumíniumszilikát-rendszerek állapotábráját. Miben hasonlítanak és különböznek a két rendszer elemeiként létrejövı anyagok és tőzálló kerámiák. 35. Ismertesse a samott tőzállóanyagok félszáraz gyártástechnológiájának mőveletvázlatát. 36. Ismertesse a samott égetési segédeszközök (Burton-Apta) öntéses gyártástechnológiájának mőveletvázlatát. 37. Ismertesse a samott tőzállóanyagok félszáraz gyártástechnológiájának anyag- és energiamérlegét. 38. Ismertesse a samott égetési segédeszközök öntéses gyártás-technológiájának anyag- és energiamérlegét. 39. Szilika tőzállóanyagok gyártása - a gyártástechnológia mőveletvázlata. 40. Szilika tőzállóanyagok gyártásának anyag és energiamérlege. 41. Bázikus tőzállóanyagok - a MgO-CaO-SiO 2 rendszer állapotábrája.
42. A CaO/SiO 2 arány értékének hatása a MgO-CaO-SiO 2 háromkomponenső rendszer kerámiáinak tőzállóságára. 43. Foszterit tőzállóanyagok - ismertesse az MgO-SiO 2 kétalkotós rendszer állapotábráját. 44. Milyen szilikátipari kötıanyagokat ismer? Mi a hasonlóság és a különbség a hidraulikus, az enyhén hidraulikus és a nem-hidraulikus szilikátipari kötıanyagok között? 45. A cementgyártás alapanyagai és gyártástechnológiája. 46. Ismertesse a klinkerégetéskor a cementipari alapanyagokban (ásványokban) lejátszódó fizikai és kémiai folyamatokat a cementgyártás energiamérlege. 47. Milyen cementipari adalékanyagokat ismer? Hol, mikor és hogyan történik ezeknek az adalékanyagoknak a cementbe történı bevitele? 48. Melyek a beton legfontosabb alkotórészei alap- és segédanyagai? 49. Ismertesse az elıregyártott beton és vasbeton elemek gyártástechnológiájának mőveletvázlatát részletezze, hogy milyen betonbedolgozási (tömörítési) és érlelési módszereket (rendszereket) ismer.