5. Kerámia porok feldolgozása

Hasonló dokumentumok
Kolloidkémia 5. Előadás Kolloidstabilitás. Szőri Milán: Kolloidkémia

Al 2 O 3 kerámiák. (alumíniumtrioxid - alumina)

Kerámia, üveg és fém-kerámia implantátumok

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

Kolloidstabilitás. Berka Márta 2010/2011/II

Szakértesítő 1 Interkerám szakmai füzetek A folyósító szerek viselkedése a kerámia anyagokban

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

Fémtechnológiák Fémek képlékeny alakítása 1. Mechanikai alapfogalmak, anyagszerkezeti változások

Anyagismeret tételek

Reológia Mérési technikák

Kolloidkémia 8. Előadás Kolloidstabilitás. Szőri Milán: Kolloidkémia

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

Társított és összetett rendszerek

7. ábra Shredder 8.ábra Granulátor

Vessen egy pillantást az YTRON-Z előnyös tulajdonságaira. Az YTRON-Z működési alapelve

11. Hegesztés; egyéb műveletek

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata

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

Talajmechanika. Aradi László

Kerámiák. Keszler Anna. Hagyományos és korszerű műszaki kerámiák. MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet

SiAlON. , TiC, TiN, B 4 O 3

Vessen egy pillantást az YTRON-PID fontosabb előnyeire. Az YTRON-PID Alapelv Por Befecskendezés - Diszpergálás. Por

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

Anyagtudomány: hagyományos szerkezeti anyagok és polimerek

A technológiai paraméterek hatása az Al 2 O 3 kerámiák mikrostruktúrájára és hajlítószilárdságára

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata

2. Korszerű műszaki kerámiák (bevezetés)

Granulátumok vizsgálata

Egy részecske mozgási energiája: v 2 3 = k T, ahol T a gáz hőmérséklete Kelvinben 2 2 (k = 1, J/K Boltzmann-állandó) Tehát a gáz hőmérséklete

A diffúzió leírása az anyagmennyiség időbeli változásával A diffúzió leírása a koncentráció térbeli változásával

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK. Anyagismeret 2016/17. Szilárdságnövelés. Dr. Mészáros István Az előadás során megismerjük

Szedimentáció, elektroforézis. Biofizika előadás Talián Csaba Gábor

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (3) a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Porózus szerkezetű fémes anyagok. Kerámiák és kompozitok ORBULOV IMRE

A talajok fizikai tulajdonságai I. Szín. Fizikai féleség (textúra, szövet) Szerkezet Térfogattömeg Sőrőség Pórustérfogat Kötöttség

Kolloidok stabilizálása. Bányai István 2016/1.

A forgácsolás alapjai

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

7.1. Al2O3 95%+MLG 5% ; 3h; 4000rpm; Etanol; ZrO2 G1 (1312 keverék)

2011. tavaszi félév. A forgácsolási hő. Dr. Markovits Tamás. Dr. Ozsváth Péter Dr. Szmejkál Attila

A keverés fogalma és csoportosítása

Belső energia, hőmennyiség, munka Hőtan főtételei

Fa-műanyag kompozitok (WPC) és termékek gyártása. Garas Sándor

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

Bevezetés a talajtanba VIII. Talajkolloidok

Különböző módon formázott bioaktív üvegkerámiák tulajdonságainak vizsgálata KÉSZÍTETTE: KISGYÖRGY ANDRÁS TÉMAVEZETŐ: DR. ENISZNÉ DR.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7.

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

Extrudálás alapjai. 1. Műanyagipar helyzete. 2. Műanyag termékgyártás. 3. Alapanyag. 4. A feldolgozást befolyásoló anyagjellemzők. 5.

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Anyagismeret 2016/17. Diffúzió. Dr. Mészáros István Diffúzió

Magtisztító és osztályozó gépek

Műanyagfeldolgozó gépek és szerszámok

Települési szennyvíz tisztítás alapsémája

Műanyag hegesztő, hőformázó Műanyag-feldolgozó

A MOL-LUB Kft. tevékenysége. Kenőanyag- és adalékgyártás

Vezetők elektrosztatikus térben

3D bútorfrontok (előlapok) gyártása

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. Polimertechnika Tanszék. Polimerfeldolgozás. Melegalakítás

Mucilago / Mucilagines

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Mobilitás és Környezet Konferencia

MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFOM

Aktuátorok korszerű anyagai. Készítette: Tomozi György

Burkolati jelek Elvárások és lehetőségek

TDK Tájékoztató 2017 Területek, témák, lehetőségek

A forgácsolás alapjai

Fém megmunkálás. Alapanyag. Térfogat- és lemezalakítások. Porkohászat. Öntészet homokba öntés, preciziós öntés kokilla öntés. fémporok feldolgozása

KÉMIAILAG ELLENÁLLÓ ZOMÁNCOK

Művelettan 3 fejezete

1. ábra: Diltiazem hidroklorid 2. ábra: Diltiazem mikroszféra (hatóanyag:polimer = 1:2)

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

Kerámiák. Csoportosítás. Hagyományos szilikátkerámiák Építőanyagok: cement, tégla, fajansz, stb Üvegekek, Fémoxidok, nitridek, boridok stb.

Útburkolati jelek. Elvárások és lehetőségek. Hajas Ákos

TDK Tájékoztató 2016 Területek, témák, lehetőségek

Ciklodextrinek alkalmazási lehetőségei kolloid diszperz rendszerekben

A SÖRCEFRE SZŰRÉSE. hasonlóságok és különbségek az ipari és házi módszer között. II. házisörfőzők nemzetközi versenye Jenei Béla március 15.

Működésbiztonsági veszélyelemzés (Hazard and Operability Studies, HAZOP) MSZ

TDK Tájékoztató 2015 Területek, témák, lehetőségek

PHYWE Fizikai kémia és az anyagok tulajdonságai

Az ülepedés folyamata, hatékonysága

Forgalmazó: IFOTECH Clean Kft. Telefon: AGS 3550 tutoprom Tartós Anti-Graffiti Bevonat

Alumínium ötvözetek aszimmetrikus hengerlése

Az élethez szükséges elemek

A szilárd testek alakja és térfogata észrevehetően csak nagy erő hatására változik meg. A testekben a részecskék egymáshoz közel vannak, kristályos

A vegyesen gyűjtött települési hulladék mechanikai előkezelése

Többkomponensű rendszerek. Diszperz rendszerek. Kolloid rendszerek tulajdonságai. Folytonos közegben eloszlatott részecskék - diszperz rendszerek

Mivel foglalkozik a hőtan?

Műanyag-feldolgozó Műanyag-feldolgozó

Diffúzió. Diffúzió. Diffúzió. Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd

az Anyagtudomány az anyagok szerkezetével, tulajdonságaival, az anyagszerkezet és a tulajdonságok közötti kapcsolatokkal, valamint a tulajdonságok

Környezeti kémia: A termodinamika főtételei, a kémiai egyensúly

A kromatográfia típusai

A szűrőpapírok hűtő-kenőanyagok, híg olajok, mosófolyadékok, lúgok / kemény vizek, stb. tisztítására alkalmasak.

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

Biobrikett-gyártás technológiai fejlesztése

MEMS, szenzorok. Tóth Tünde Anyagtudomány MSc

Átírás:

5. Kerámia porok feldolgozása Menyhárd Alfréd, Szépvölgyi János BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék amenyhard@mail.bme.hu Iroda: H épület 1. emelet; Tel.: 463-3477

Vázlat Mechanikai megmunkálás Őrlés Keverés Osztályozás Feldolgozás Porok előkészítése Finom porok jellegzetességei Formázás Szalagöntés Préselési, sajtolási technikák Nyers testek szárítása 2

Porok őrlése Őrlési mechanizmusok Térfogati őrlés Felületi őrlés 3

Porok őrlése Őrlőberendezések és alkalmazási területeik Típus Berendezés Alkalmazás Elsődleges törés Pofástörő Ércek, ásványok Kalapácsos törő Mészkő, laza agglomerátumok Másodlagos törés Hengeres törő Ércek,mezőgazdasági termékek Csapos törő Ásványok, élelmiszerek Forgómalom Kerámiai anyagok szárazőrlése Ang mill Ásványok szárazőrlése Finomőrlés Vibrációs malom Hőmérséklet és gázatmoszféra beállítása Sugármalom Finom porok eloszlatása Kolloid malom Porok finomőrlése folyadékban 4

Porok őrlése Golyós malom Forgó henger belsejében őrlőgolyók (WC, acél, Zr 2 O, Al 2 O 3 és SiO 2 ) Száraz Nem kell szárítás Nincs reakció a kerámia és a folyadék között Olcsóbb Nedves Alacsonyabb energia Nincs szállópor Gyorsabb Homogénebb Kisebb szemcseméret érhető el Henger Az őrlésre váró zagy (nedves, száraz) Gumiborítású hengerek Őrlődő térfogat ami minden forgáskor változik Ellenálló belső felület 5

Kumulatív tömeghányad (%) Porok őrlése Si szemcsék őrlése szemcseméret eloszlás 8 óra Kapott por 24 óra 48 óra 72 óra Ekvivalens gömbátmérő (µm) 6

Porok őrlése Koptatásos őrlés Kontrollált atmoszféra Por Belső szerkezet Őrlőközeg Probléma: az őrlőközegből származó szennyeződések eltávolítása nehéz 7

Porok őrlése Sugármalom 8

Porok őrlése Egyéb őrlési technikák Vibrációs őrlés (A por egy őrlőközeggel együtt egy tartályban helyezkedik el, melyet nagy frekvenciával ráznak, általában nedves körülmények között) Kalapácsos őrlés Hengeres törő-zúzó berendezés 9

Porok őrlése Szárazőrlő berendezések összehasonlítása Talkum 10

Fajlagos felület (m 2 /g) Porok őrlése Az őrlési technikák összevetése az elérhető szemcseméret szempontjából Turbómalom Bolygómalom Vibrációs malom Golyós malom Őrlési idő (óra) 11

Porok őrlése Az őrlési idő hatása (Al 2 O 3, vízszintes tengelyű golyósmalom) 12

Porok keverése Keverő berendezések Fluidágyas keverés * SZ szakaszos, F folyamatos 13

Porok keverése Szabályozott keveredés, társított részecskék 14

Társított részecskék típusai Héjszerkezet és adalékanyag beépülése 15

Kerámia porok osztályozása Centrifugális osztályozó 16

Feldolgozás A korszerű műszaki kerámiák több, mint 90%-a mikroméretű, vagy annál kisebb porból készül Az első lépések A porok előkészítése Alakadás, formázás Az alak rögzítése, hőkezelés Szinterelés Hűtés Utókezelés Minősítés 17

Porok előkésztése a formázáshoz A formázási módszertől függ Nedves formázási módszerek Porok eloszlatása alkalmas folyadékban (kolloidok) Adalékanyagokra van szükség Plasztifikáló-, stabilizálószerek kötő-és kenőanyagok Száraz porok sajtolása Adalékanyagokra van szükség Plasztifikálószerek, kötő-és kenőanyagok 18

Felületi adhéziós erők A felületi és egyéb vonzóerők viszonya 100-1000 µm alatt a felületi erők válnak uralkodóvá E vdw = A G d A Hamaker állandó * G(d) távolságtól és geometriától függő tényező * Az részecskék között fellépő kölcsönhatások összessége, a részecskék közötti anyag figyelmen kívül hagyásával 19

Felületi adhéziós erők Elektromos kettősréteg Diffúz kettősréteg Negatív töltésű felület Stern réteg A szemcsék magukkal viszik az ionjaikat Csúszási felület Távolság a részecske felületétől 20

Izoelektromos pont Az a ph érték, ahol a zéta-potenciál = 0 Az anionos és kationos forma egyenlő arányban van jelen A leginstabilabb rendszer (növekvő zéta-potenciál = stabilizálódás) Anyag Izoelektromos pont (ph) a-al 2 O 3 9-9,5 SiO 2 3-4 ZnO 9 TiO 2 4-5 CaCO 3 9-10 PbO 10 MgO 12-13 ZrO 2 4-5 SnO 2 4-7 21

Részecskék közötti kölcsönhatás 22

Kolloid rendszerek stabilitása Cél: a kolloid állapot tartós fenntartása Stabilizálási módok: Stabilizálás elektromos kettősréteggel Elektrosztérikus stabilizálás Felületi töltés szabályozása 23

Elektrosztérikus stabilizálás Elektromos és térbeli stabilizálás együtt Lehetőségek Töltött részecske + semleges polimer molekula Semleges részecske + töltött polimer molekula Töltött részecske + töltött polimer molekula Poliakrilsav disszociációja Elektrosztatikus Sztérikus 24

Felületi töltésszabályozás Nagy koncentrációjú kolloid rendszerek Részecskék közel vannak Nagy taszítóerők Gyakorlatban az ionok felületi koncentrációja nem állandó A közeli részecskéken az ellenionok megkötődnek A felületi potenciál állandó marad Felületi töltésszabályozást eredményez 25

Koagulálás A legtöbb kolloid termikusan instabil Szuszpendált állapot feltétele Felületi potenciál-határ >> kt Ellenkező esetben A kolloid részecskék összetapadnak (koagulálnak) Stabilitási arány W = részecskék közötti ütközések száma koagulációkoz vezető ütközések száma 26

Kolloid szuszpenziók reológiája Általában nem Newtoni folyadékok 27

Szuszpenziók szerkezete és reológiája 28

Relaítv viszkozitás A szuszpenziók viszkozitása A viszkozitást befolyásoló tényezők A szuszpenzió szilárd anyag tartalma A szilárd anyag szemcseméret eloszlása A rendszer ph-ja Izoelektromos pont Szilárd szemcse térfogattörtje 29

Technológiai adalékanyagok Diszpergáló-és deflokkuláló-szerek Poláros molekulák Felületen adszorbeálódva növelik a felületi töltést Poláris, vagy disszociáló csoportok Taszító hatás, stabilizálódás Kötőanyagok A nyers formatest megfelelő szilárdságának biztosítása Időleges kötőhatás Kolloid rendszereknél a kötőanyagok megváltoztatják a folyási jellemzőket Plasztikusságot növelő adalékok Kenőanyagok 30

Diszpergáló szerek Kémiai diszpergáló szerek példák Kis molekulatömegű Nátrium-borát Nátrium-karbonát Nátrium-pirofoszfát Nátrium-szilikát Citromsav Ammónium-citrát Nagy molekulatömegű Poli-(akrilsav) Poli-(metakrilsav) Ammónium-poliakrilát Nátrium-poliakrilát Poli-(izobutén) Nátrium-poliszulfonát Nátrium-tartarát Nátrium-szukcinát 31

Kötőanyagok Példák Kötőanyag Vízoldhatóság Viszkozitás változás Poli-(vinilalkohol) + Kicsi-közepes Poli-(akrilamid) + Jelentős Poli-(etilénoxid) + Kicsi-közepes Poli-(metakrilsav) + Közepes-jelentős Metilcellulóz + Jelentős Nátrium-karboximetilcellulóz + Kicsi-jelentős Keményítő + Kicsi-közepes Dextrinek + Nagyon jelentős Nátrium-alginát + Jelentős Poli-(metilmetakrilát) - Közepes-jelentős Poliszilazán - Közepes-jelentős 32

Adalékcsomag - példa Granulálási adalékanyag Alkotó Tartalom (%) Funkció Poli-(vinilalkohol) 83,1 Kötőanyag Glicerin 8,3 Plasztifikálás Etilén-glikol 4,1 Kenőanyag Diszpergálószer 4,1 Diszpergálás Nem-ionos nedvesítőszer 0,2 Diszpergálás Habzásgátló 0,2 Habzásgátlás 33

Formázási eljárások Lecsapolásos öntés (drained casting) Folyékony és szilárd alkotók elválasztása Leggyakoribb módja a szalagöntés Állandó térfogatú formázási eljárások Gél-öntés Préselés (extrudálás) Fröccsöntés Sajtolás (CP, CIP, HP, HIP) 34

Lecsapolásos öntés Fő lépések a) A forma megtöltése nedves masszával b) A fal mellett a szerszám kiszívja a folyadékot c) A maradék massza kiöntése d) A termék eltávolítása Szakaszos technológia A szerszám porózus anyagú 35

Lecsapolásos öntés Gyakorlati példa Szerszám Termék Gázturbina égetőcellája (Garrett Turbine Engine Company) 36

Szalagöntési alapanyag Funkció Anyag Mennyiség (tf%) Alappor Alumínium-oxid 27,0 Oldószer Triklór-etilén 58,0 Diszpergálószer Halolaj 1,8 Kötőanyag Polivinil-butirál 4,4 Plasztifikálószer Poli-(etilénglikol) 4,8 Egyéb adalék 1,0 37

Szalagöntés Al 2 O 3 38

Szalagöntés Technológiai folyamatábra 39

Többrétegű kondenzátorok előállítása 40

Préselés Sebességprofilok 41

Együtt préselés Kompozitok készítése a) Nyers keverék készítése b) Formázás c) Laminálás d) Együtt préselés e) Kész kompozit 42

Sűrűség (%TD*) Sajtolás Szemcsék tömörödése * %TD az elméleti sűrűséghez viszonyított érték 43

Hideg izosztatikus sajtolás (CIP) Egyenletes összenyomás minden irányból a) Por betöltése b) Öntőforma behelyezése c) Hideg izosztatikus sajtolás d) A nyers forma kivétele 44

Melegsajtolás (HP) 45

Sajtolási kinetika Két élesen elkülöníthető tartomány 46

Sajtolási problémák Az idomokban keletkező repedések Felső pofa Felső pofa Lokális feszültség Fal menti súrlódás Repedés Termék Repedés Alsó pofa Alsó pofa 47

Nyers testek szárítása Alapfeladat: a nedvességtartalom egyenletes eltávolítása Elkerülendő: Repedések kialakulása Nem egyenletes alakváltozás (deformálódás) Sűrűség-gradiensek kialakulása Fő fázisok: 48