12. Polimerek anyagvizsgálata 2. Anyagvizsgálat NGB_AJ029_1



Hasonló dokumentumok
Polimerek vizsgálatai 1.

Polimerek vizsgálatai

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

4. POLIMEREK SZAKÍTÓ VIZSGÁLATA

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai

POLIMERTECHNIKA Laboratóriumi gyakorlat

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

Anyagvizsgálatok. Mechanikai vizsgálatok

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

Polimerek fizikai, mechanikai, termikus tulajdonságai

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

Polimer nanokompozit blendek mechanikai és termikus tulajdonságai

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6.

A műanyag alapanyagok és a gyártott termékek tulajdonságainak ellenőrzése

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

Anyagok az energetikában

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

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

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

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

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

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

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

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata

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

Atomerőművi anyagvizsgálatok. 2. előadás: Roncsolásos anyagvizsgálati eljárások elvének ismertetése I. rész (a jegyzet 4.

Építőanyagok I - Laborgyakorlat. Fémek

WESSLING Közhasznú Nonprofit Kft. Qualco MAE jártassági vizsgálatok

5. Az acélszerkezetek méretezésének különleges kérdései: rideg törés, fáradás.

Az alapanyag kiválasztás rejtelmei. Grupama Aréna november 26.

Polimerek reológiája

Tömeg (2) kg/darab NYLATRON MC 901 NYLATRON GSM NYLATRON NSM Átmérő tűrései (1) mm. Átmérő mm.

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

Szilárd testek rugalmassága

1. Ütvehajlító vizsgálat

XT - termékadatlap. az Ön megbízható partnere

Anyagválasztás Dr. Tábi Tamás

A POLIPROPILÉN TATREN IM

Hőkezelő- és mechanikai anyagvizsgáló laboratórium (M39)

Anyagismeret I. A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata. Összeállította: Csizmazia Ferencné dr.

Polimer kompozitok alapanyagai, tulajdonságai, kompozitmechanikai alapok

Polimer alapanyagok alkalmazásának előnyei-hátrányai Dr. Tábi Tamás

Fémtechnológiák Fémek képlékeny alakítása 1. Mechanikai alapfogalmak, anyagszerkezeti változások

VEGYIPAR ISMERETEK ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA KÖZÉPSZINTEN SZÓBELI TÉMAKÖRÖK május - június

Anyagismeret a gyakorlatban (BMEGEPTAGA0) SZAKÍTÓVIZSGÁLAT

Szerkezet és tulajdonságok

ANYAGSZERKEZETTAN ÉS ANYAGVIZSGÁLAT SZAKÍTÓVIZSGÁLAT

A műanyagok szerves anyagok és aránylag kis hőmérsékleten felbomlanak. Hővel szembeni viselkedésük alapján két csoportba oszthatók:

ANYAGVIZSGÁLAT GÉIK, I. évfolyam

Reológia Mérési technikák

A= a keresztmetszeti felület cm 2 ɣ = biztonsági tényező

2. Kötőelemek mechanikai tulajdonságai

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

Polimerek reológiája

Szigetelőanyagok. Műanyagok; fajták és megmunkálás

Nagyhőállóságú műanyagok. Grupama Aréna november 26.

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

A MÛANYAGOK ALKALMAZÁSA

Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata

Műanyagok tulajdonságai. Horák György

3. POLIMEREK DINAMIKUS MECHANIKAI VIZSGÁLATA (DMA )

Gépipari minőségellenőr Gépipari minőségellenőr

ÚTÉPÍTÉSI BITUMENEK Követelmények Normál, kemény, modifikált bitumenek

Kisciklusú fárasztóvizsgálatok eredményei és energetikai értékelése

A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata

A beton kúszása és ernyedése

Forgácsnélküli alakítás NGB_AJ010_1. Beugró ábrajegyzék

Műszerezett keménységmérés alkalmazhatósága a gyakorlatban

2. Tantermi Gyakorlat A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata Nyomóvizsgálat, hajlítóvizsgálat, keménységmérés

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2018 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Anyagok az energetikában

Mobilitás és Környezet Konferencia

Sztirolpolimerek az autógyártás számára

Előadó: Érseki Csaba

3D bútorfrontok (előlapok) gyártása

Szilárd anyagok mechanikája. Karádi Kristóf Fogorvosi biofizika Biofizikai Intézet, PTE ÁOK

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VEGYIPAR ISMERETEK EMELT SZINTŰ GYAKORLATI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK

Rugalmas műanyagok. Lakos Tamás Groupama Aréna nov. 26.

Laborgyakorlat. Kurzus: DFAL-MUA-003 L01. Dátum: Anyagvizsgálati jegyzőkönyv ÁLTALÁNOS ADATOK ANYAGVIZSGÁLATI JEGYZŐKÖNYV

11. Hegesztés; egyéb műveletek

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

Anyagszerkezet és vizsgálat

A.2. Acélszerkezetek határállapotai

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

A HDPE és EPDM geomembránok összehasonlító vizsgálata környezetvédelmi alkalmazhatóság szempontjából

BME ANYAGTUDOMÁNY ÉS. Mechanikai anyagvizsgálat. Szakítóvizsgálat. A legelterjedtebb roncsolásos vizsgálat

Műanyaghulladék menedzsment

Szálerősített anyagok fröccsöntése Dr. KOVÁCS József Gábor

Mechanikai tulajdonságok és vizsgálatuk

Öntött Poliamid 6 nanokompozit mechanikai és tribológiai tulajdonságainak kutatása. Andó Mátyás IV. évfolyam

Műanyag- és nyomdaipari műszeres mérések. Készítette: Hajsz Tibor GAMF Kecskemét,

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

Lépcsős polimerizáció, térhálósodás; anyagismeret

Kiváló minőségű ragasztott kötés létrehozásának feltételei

Ismételt igénybevétellel szembeni ellenállás

Átírás:

12. Polimerek anyagvizsgálata 2. Anyagvizsgálat NGB_AJ029_1

Ömledék reológia Viszkozitás Newtoni folyadék, nem-newtoni folyadék Pszeudoplasztikus, strukturviszkózus közeg Folyásgörbe, viszkozitás görbe Folyóképesség vizsgálat (MVR, MFI) Strukturviszkózus Folyásgörbe Viszkozitásgörbe 2

Időfüggő tulajdonságok Kúszás Feszültség relaxáció Fizikai állapotok s 0 3

s s 0 e Burgers-féle négyparaméteres modell Kúszás e e 0 t s Feszültség relaxáció t e r e k e m e r t e r e k e m s 0 t s 0 e 0 4

Hőállóság jellemzése Bizonyos műszaki alkalmazásokban (pl. az autógyártásban) egyre fontosabbak a hőálló polimerek (pl. PEEK, stb.). Anyagkiválasztás, minőségellenőrzés: Vicat vagy HDT módszer. A hőálló polimerekkel sokszor lehetővé válik fémek vagy kerámiák helyettesítését egyes szer-kezeti elemekben. 5

Terhelés alatti behajlás hőmérséklete (HDT) HEAT DEFLECTION TEMPERATURE Az a hőmérsékletet, ahol egy mechanikailag terhelt, viszonylag magas hőmérséklet hatásának kitett minta nagy valószínűséggel meghajlik ami valós alkalmazásban a tartó-funkció elvesztését jelenti. A merőleges felületekkel határolt próbatestet egy-mástól 100 mm távolságban levő alátámasztások között középen terhelik (0,45 vagy 1,82 MPa nyomással) és azt mérik, hogy milyen hőmérsékleten éri el a behajlás a 0,25 mm (vagy egyéb, a szabványban rögzített) értéket. A HDT vizsgálatban a termosztáló folyadék fűtési sebessége 120 C/h, és szobahőmérséklettől indul. 6 6

Terhelés alatti behajlás hőmérséklete (HDT) 7

Néhány műanyag olvadáspontja és HDT értéke különböző terhelés mellett 8

Vicat-féle lágyuláspont Határhőmérséklet, ameddig az anyag rövid ideig terhelhető, nem alkalmas a tartós terhelési határ előrejelzésére. Az a hőmérséklet, amelyen egy 1 mm felületű, hengeres fémcsúcs 1 vagy 5 kg terheléssel 1 mm mélységig hatol be az anyagba. Eljárás Terhelés(N) Fűtési seb. ( C/hr) A50 10 50 B50 50 50 A120 10 120 B120 50 120 9

Vicat lágyulási pont és a HDT nő az olvadási hőmérséklettel, de függ az adott anyag tulajdonságaitól. Pl. Az üvegszálas erősítés mindkét jellemzőt jelentősen megnöveli. 10

Üveges és kristályos anyagok, nyakképződés 11

Szakítóvizsgálat - Próbatest: szabványban leírt geometriájú - meghatározott mérési körülmények (szakítási sebesség, hőmérséklet, nedvességtartalom) - egytengelyű húzó igénybevétel - mérjük és regisztráljuk a hosszváltozás függvényében fellépő húzóerőt. 12

A mechanikai jellemzőket befolyásolja 1. próbatest alakja és méretei 13

A mechanikai jellemzőket befolyásolja 2. próbatestek gyártása kétfészkes szerszámban előállított próbatestek Homogén ömledékáram Középen ömledékösszecsapási front (gyengébb kohéziós kapcsolat) 14

Szakító diagram I. Lineárisan rugalmas szakasz II. Lineárisan viszkoelasztikus III. Nemlineárisan viszkoelasztikus szakasz; IV. Nyakképzõdés (v. kontrakció) ; Folyás V. Állandósult folyás szakasza VI. Felkeményedés 15

Tipikus szakítógörbék 16

Mérési körülmények / Szakítási sebesség: Nagyobb szakítási sebesség merevebb viselkedés, nagyobb szilárdsági értékek. Nyúlás értéke alár több 100%-os is lehet Szakítási sebesség fémek, kompozitok esetén 1mm/perc, polimereknél 20-50, vagy nagyobb mm/perc 17

Vizsgálati hőmérséklet: kis hőmérséklet változás is jelentősen befolyásolja a merevséget, a szilárdságot, illetve a szakadási folyamat jellegét üvegesedési hőmérséklet (Tg) alatt ridegen, e felett (nagyrugalmas állapotban) szívósabban viselkednek és nagyobb a szakadási nyúlásuk 18

Nedvesség tartalom hatása lágyító hatás, csökkenti a rugalmassági modulust, szilárdságot, növeli a szakadási nyúlást (pl. PA6) 19

Műanyagok szakítódiagramjának típusai 1-merev, rideg hőre keményedők: pl. bakelit, fenolgyanta, vagy olyan hőre lágyuló polimerek, amelyeknél a képlékeny alakváltozás valamilyen oknál fogva korlátozott (például polisztirol). 2-szívós, képlékeny; különféle hőre lágyuló amorf és részben kristályos polimerek 2a) alakítási keményedést nem mutató (pl. polioximetilén) 2b) alakítás közben keményedő,(pl. nylon) 3-lágy, rugalmas A felhasználás hőmérsékletén nagyfokú gumirugalmasságot tanúsító hőre lágyuló polimerek, illetve elasztomerek (pl. polietilén, teflon). 20

Műszaki- és tömeg-műanyagok jellegzetes szakítódiagramja szobahőmérsékleten 21

Mechanikai jellemzők erő-nyúlás (F-Dl) görbét rögzítünk, ez átparaméterezhető s- e diagrammá MÉRNÖKI FESZÜLTSÉG RELATÍV NYÚLÁS 22

Általános szakító diagram 23

sy folyáshatár az az első feszültség, amelynél a nyúlás a feszültség növekedése nélkül növekszik. A gyakorlatban bizonyos polimereknél fel sem lép a folyás jelensége, másoknál több 100 %-os folyási alakváltozás következhet be, amelyet a próbatesten nyakképződés és szerkezeti átalakulás kísérhet. A folyást bizonyos polimerek esetén az ún. feszültség fehéredés jelezheti. 24

sm húzószilárdság: a maximális erő és a kezdeti keresztmetszet hányadosa. A maximális erő elérésekor az anyag a leggyengébb pontjában helyileg instabil állapotba kerül, ezen a helyen megkezdődik a keresztmetszet kontrakciója, helyi keresztmetszet csökkenése. A folyamat folytatódhat nyakképződéssel, vagy hirtelen szakadással. 25

sb szakító szilárdság: a szakadáskor mért erő és a kezdeti keresztmetszet hányadosa 26

Alakváltozási mutatószámok Nyúlás a maximális erőnél (em): Szakadási nyúlás (eb) 27

kezdeti rugalmassági modulus(e0) 0,05 % és 0,25 % relatív nyúlásértékhez tartozó görbepontokon átmenő egyenes meredeksége 28

Eltérések a fémek és a műanyagok között (kényszerelasztikus deformáció) Feszültség Amorf A meghatározott értékeket befolyásolja a hőmérséklet T<<T g T<<T g T<Tg I II III IV I II T Tg III T T g IV T T f T>T f Deformáció 29

Feszültség Eltérések a fémek és a műanyagok között (kényszerelasztikus deformáció) T<<T g Részben kristályos A meghatározott értékeket befolyásolja a hőmérséklet T T g T>T g T<T m T T m Deformáció 30

szakítószilárdság [N/mm 2 ] Műanyagok szakítószilárdsága a hőmérséklet függvényében 80 PS 60 PP PMMA PC T max.100 C: PVC,PE,PP,PS,POM, T= 100-150 C:PC, PF, PUR, PA 40 T>200 C PTFE, PI HDPE PVC 20 LDPE -60-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 hőmérséklet [ C] 31

Feszültség [MPa] Nedvességtartalom hatása A meghatározott értékeket befolyásolja: a nedvességtartalom 80 60 40 20 PA 0,4% 0,8% 1,5% 2,3% 2,5% 3% 0 0 1 2 3 4 5 6 Deformáció [%] 32

Törés, Ütésállóság 33

Törési munka Szakítógörbe alatti terület rideg anyagoknál kisebb, szívós anyagoknál nagyobb A törési munka és a rugalmassági modulus egymással fordítottan arányos. tervezésnél kompromisszumot kell kötni, és az adott szerkezetre optimalizálva kell megválasztani az adott mechanikai tulajdonságokkal rendelkező anyagot 34

Törés, ütésállóság Gyakorlati szempontok, fejlesztés 35

Charpy féle ütővizsgálat bemetszett műanyag próbatesteken (ISO 179-1) Az ütő (ütve hajlító) vizsgálatok célja az anyagok dinamikus igénybevétellel szembeni ellenállásának meghatározása. Ezt az ellenállást szívósságnak, míg a kísérlet során a próbatestben elnyelt munkát ütőmunkának nevezzük. A magasból lendülő test energiája disszipálódik törési energiaként a próbatestben. 36

Charpy-féle ütve hajlító vizsgálat A szabványos próbatest mérete: 80x10x4 (hossz (l), szélesség (b), vastagság(h). Az alátámasztási távolság: L=62 mm 37

Charpy-féle ütve-hajlító szilárdság 38 38

Hárompontos hajlító vizsgálat MSZ EN ISO 178 szabvány 39 39

Hárompontos hajlító vizsgálat 40 40

Hárompontos hajlító vizsgálat állandó sebességű deformáció gerjesztés, azaz időben egyenletesen növelt lehajlás lehajlás függvényében regisztráljuk az ébredő erőt. Meghatározható mechanikai jellemzők: a hajlító szilárdság, vagyis a töréskor elérhető maximális hajlító feszültség, a határhajlító feszültség és a rugalmassági modulus. 41

Hárompontos hajlító vizsgálat 42

Határhajlító feszültség 43

Köszönöm a figyelmet!