0. előadás

Anyagismeret I., 1. előadás (tervezet)Debrecen, 2010. Szeptember 13.

ANYAGISMERET I. (4 kredit)

Prof. Tóth Lászlóegyetemi tanár

[email protected]


A hazai felsőoktatási rendszer• 70 Felsőoktatási intézményben 380.000 hallgató

– 19 egyetem állami fenntartású– 7 egyetem alapítványi vagy egyházi fenntartású– 10 főiskola állami fenntartású– 34 főiskola alapítványi vagy egyházi fenntartású

• Hallgatói létszám– 329.000 állami (245.000 egyetem + 83.000 főiskola)– 22.000 egyházi– 29.000 alapítványi– Utóbbi kettőből csak 8.000 hely állami támogatású


Felvételi eredmények 2010-ben


Anyagismeret - Anyagtudomány

• Anyagismeret I., 4 kreditpont 2+2, k• Anyagismeret II. 4 kreditpont 2+2, gyj

• Anyagtudomány: az anyagok szerkezetével, tulajdonságaival, az anyagszerkezet és a tulajdonságok közötti kapcsolatokkal, valamint a tulajdonságok megváltoztatásának elvi alapjaival foglalkozó tudomány

• Anyagismeret: Mélysége kisebb, de biztos eligazodást ad az anyagok széleskörű ismeret-halmazában


Tantárgy felépítése• Anyagok: Honnan jövünk, hol vagyunk, merre

megyünk?• Atomok kölcsönhatása, rácsszerkezetek, • Rugalmasság, sűrűség• Szilárdság: kísérleti meghatározása• Szilárdság: gyakorlati, elméleti, eltérés oka• Rácshibák, képlékeny alakváltozás és

következményei, hatásának megszüntetése


Tantárgy felépítése• Folyási határ alatti törések• Törés: repedés keletkezése és terjedése,

terjedéssel szembeni ellenállás meghatározása• Kifáradás és kúszás• Kristályosodás, ötvözetek hűlése folyadékból• Állapotábrák, Fe-Fe3C állapotábra és típusai• Jellegzetes Fe-Fe3C ötvözetek és tulajdonságaik• Nem egyensúlyi átalakulások


Ajánlott irodalom• SAJÁT JEGYZET!!!!!

• Tisza Miklós: Metallográfia (Egyetemi jegyzet)• Tisza Miklós: Anyagtudomány (Egyetemi jegyzet)• Tisza Miklós: Anyagvizsgálat (Egyetemi jegyzet)• Gillemot László: Anyagszerkezettan és

Anyagvizsgálat• Zorkóczy Béla: Metallográfia


Ajánlott irodalom


Tanulás módszertan* Az előadások/gyakorlatok látogatásának fontossága

(„minimális befektetés – maximális hozadék elv”!!)

* Az előadások jegyzetelésének célszerű módja* Áttekinthető vázlat készítése (kivetítés)* Előadás letöltése ea. előtt, vagy után és kiegészítése (Lásd

a „Jegyzet rovatot” elektronikusan, vagy papíron)* http://edu.bzlogi.hu/ (Anyagismeret I., Felhasználó:

anyagism, Password: anyagdeb1)* Egyéni feladat: Internet, *.ppt-s prezentáció (e-mailen

küldhető!!!)


+ NEPTUN KÓD


A tárgy követelmény rendszere (3+1, kollokvium)

• Aláírás – a féléves feladat teljesítése legalább elégséges szinten (egyéni feladat)– a zárthelyi dolgozatok (minimum elégséges szintre való) megírása

• Vizsga követelmények– Az előadás e-formájának kiegészítése a „Jegyzet” paragrafusban– Azoknak a hallgatóknak, akiknek a zárthelyi dolgozatuk átlaga legalább

3,5 - 4-es és az egyéni feladat ELFOGADHATÓ a kollokviumi jegy megszerzéséhez lehetőség van csak ELŐVIZSGÁRA az utolsó hónapban az EGYÉNI FELADAT PREZENTÁLÁSÁVAL az ÉVFOLYAM ELŐTT!


Kiselőadások témái: Anyagtudományi centrikusság

• Szálerősítéses műanyagok– Üvegszál– Szénszál– Bórszál

• Kevlár• Fémüvegek• Fémhabok• Folyadékkristály• Papír• Gélek, Aerogélek


Kiselőadások témái: Gyártástechnológia

• Hegsztéstechnológiák– Normál– Űrbeli viszonyok között– Víz alatt

• Karórák fogaskerekei• Protézisek• Szívbillentyűk• Műszivek


Kiselőadások témái: Működési alapelvek

• Kvarcórák• Atomórák• Hűtés (élelmiszerek)• Mikrohullámú sütő• Katasztrófák• Atomerőművek anyagai és károsodásuk


Kiselőadások témái: Alkalmazási centrikusság

• Síbakancs• Síléc• Bukósisak• Autópálya korlát• Távvezeték• Gázvezetékek• Nylonharisnya• CD lemez• Keramikus csapágyak• Fogtömés• Atomerőművek tartályai


Kiselőadások témái: Piaci viszonyok elemzése

• W - világpiaci ára• Co - világpiaci ára• Al - világpiaci ára• Ti - világpiaci ára• Cr – világpiaci ára• Olaj –világpiaci ára• Villamos energia világpiaci ára


Visszatekintés az elmúlt évek I. félévre (2009/10)Hallgatói létszám 277

Aláírást megszerezte 154 55,6 %Aláírást nem szerzett 124 44,4 %

Nem lett érvényes féléve 146 52,7%

Az aláírást szerzettekből2008-ban szerzett 9 5,8%Elővizsgával zárt 76 49,4 %

Elővizsga átlaga 4.06Vizsgázni jöhetett 81

Nem vizsgázott le 22 27%Levizsgázott 59 73%

Elsőre 36 44% (2-5)Másodikra 14 17% (2-4)Harmadikra 9 11% (2 és 1db.4)

Levizsgázottak átlaga 2.69


Visszatekintés az elmúlt évek I. félévre (2008/09)Vizsgák száma 218 db

Elégtelen 120 dbÉrvényes vizsgák száma 98 db

elégséges 40 db 40,8 %közepes 26 db 26,5 %jó 17 db 17,3 %jeles 15 db 15,3 %

Hallgatók száma 207 főFélévet zárt hallgatók száma 98 fő 47%Nem jelent meg a vizsgán 49 fő 23.7 %Nem szerzett aláírást 113 fő 54,60%Ebből levizsgázott a rendkívüli vizsgákon 17 fő 15%Aláírást szerzett, de a félévet nem zárta 10 fő


A műszaki - gazdasági élet „alapszavai”

• Biztonság (időtől függő szint)• Megbízhatóság (eszközrendszer-pénz)• Kockázat (pénz)


Termék előállításaPiaci szükséglet

Termék

Gyá

rtási

foly

amat

ki

vála

sztá

sa

Kon

cepc

ioná

lis

Rés

zlet

es

Terv

ezés

i mód

szer

ek

Any

agok

ki

vála

sztá

sa

Gyá

rtás

eszk

özre

ndsz

ere


Funkció - Alak- ANYAG - Gyártás egysége

Funkció

ANYAG

Gyártás

Alak


Honnan jövünk? Hol vagyunk? Merre megyünk?

Paul GAUGIN, 1897 (Boston, Museum of Fine Arts, 141x376 cm)






Szeptember 13.• 1705 THÖKÖLY Imre erdélyi fejedelem halála• 1728 New York City lesz az USA fővárosa• 1739 Grigorij Alexandrovics PATYOMKIN születése (herceg,

diplomata, stb.)• 1874 Arnold SCHÖNBERG osztrák zeneszerző születése• 1898 Hannibal Williston GOODWIN feltalálja a celluloid filmet• 1931 MATUSKA Szilveszter biatorbágyi robbantása• 1940 Német bomba eltalálja a Buckingham Palotát• 1977 Leopold STOKOWSKi angol karmester halála


Milyen szempontokat kell kielégíteni anyagválasztás során?






Szuperötvözetek (Pratt&Whitney repülőgép-hajtómű )


Milyen szempontokat kell kielégíteni anyagválasztás során? (Rosszul választottunk?)








ANYAGOK AcélokÖntöttvasak

FémekFémötvözetek

SiCAluminát

KerámiákSiN

GumikElasztomerekSzilikonok

Szóda-üvegekÜvegek

Szilika-üvegek

PE, PPPK, NeylonokPolimerek

Epoxy Hibrid társítottanyagok


Élő természet anyagai


Anyagok - Feladatok


Anyagok - Feladatok


Anyagok - Feladatok

0102030405060

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Kobalt ára


A tudományban és a technológiában az alapvető fejlődések egy évszázadon belül kétszer fordulnak elő és vezetnek erőteljes gazdasági növekedéshez

Technológiai bevezetés

Széleskörű alkalmazásA gyors növekedési fázis vége

Ipari Forradalom Információs Forradalom

FORRÁS: Norman Poire, Merrill Lynch

FORRADALMI HAJTÓERŐK

1771

1800

1853

1825

1853

1886

1913

1939

1969

1997

2025

1913 1969 2025 2081



0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Mill

ion

oper

atio

n/se

cond

s1978 1982 1985 1989 1993 1995 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2006

km

Év

5*105

1850

105

1900

106

1345

000

9000 38

000 10

7935

3720

00

8000

00

A fejlődés gyorsasága



A gépkocsigyártás fejlődése

1206 cm3, 9 LE, 55 km/h, 1911

21504 cm3, 200 LE, 228 km/h, 1909


A gépkocsigyártás fejlődése

1970. október 7. v = 1001,671 km/ó, sínen: 574.8 km/ó, 07-04-03.


Augustin CAUCHY(1789 - 1857)

Mechanikai feszültség1822. Szeptember 30.

Sadi CARNOT(1796 - 1832)

Termodinamika1824

Julius MAYER Herman HELMHOTZ(1814 - 1878) (1821 - 1894)

Termodinamika I.1842

William THOMPSON(1824 - 1907)

Termodinamika II.1851 Rudolf CLAUSIUS

(1822 - 1888)Entrópia

1865


Augustin CAUCHY(1789 - 1857)

Mechanikai feszültség1822. Szeptember 30.

Acélgyártási TECHNOLÓGIÁK 1855 - Bessemer 1864 - Siemens-Martin 1877 - Thomas

1858 - D.Kirkaldy 1864 - H. Sorby

Kifáradás• 1842 - Szerencsétlenség Versaille• 1858 - A. Wöhler

Mechanikai TechnológiaiLaboratóriumok1871, 1873, 1874


A különböző anyagok relatív fontosságának változása

POLIMEREKELASZTOMEREK

KERÁMIÁK,ÜVEGEK

KOMPOZITOK

FÉMEK

20%

65%


A különböző anyagok megjelenése


Anyagok – Tartalékok

felfedezetlen

Gaz

dasá

gtal

an

Kut

atás

fe

jlesz

tése

Geológiai eszközrendszer fejlődése

Kib

ányá

szás

i tec

hnol

ógia

fe

jlődé

se

FELTÁRT

GA

ZD

ASÁ

GO

S

Kitermelési technológia fejlődése


Anyagok - Energiatartalom

• Kibányászás

• Őrlés

• Dúsítás

Energiaszükséglete


Néhány anyag ENERGIATARTALMA

Anyag EnergiatartalomKavics 0,2

Fa 2,5-7Tégla 4

Cement 7Üveg 20Szén 29Olaj 44

ACÉL 55Cink 68Réz 140-300

Műanyag 85-180Aluminium 280


Anyagok ára (Acél=1, Arany=20000)

• 1,3 - Ötvözött acél• 3 ÷ 4 - Al, Cu és ötvözetei• 3 ÷ 4 - Zn és ötvözetei• 5 - Szerszámacél• 6 - Rozsdamentes acél• 10 - Mg ötvözetek• 70 - Co ötvözetek• 100 - Ti ötvözetek• 200 - Ni ötvözetek• 500 - Wolfram • 1500 - Ezüst

• 2 ÷ 3 - Műanyagok (PE, PVC)• 3 - Gumi• 2 ÷ 3 - Ólom• 2 - Furnér• 2.5 - Kemény fa• 4 - Bronz, Üveg• 5 - Poliészter• 7 - PMMA• 10 - GFRP, epoxy, PC• 15 - Nylon 66• 70 - SiC


Anyagfogyasztás exponenciális növekedése

• t=t0 időillantban C0 mennyiséget használunk fel

• Évenkénti növekedés = r (%)• Évenként felhasznált mennyiség változása:• dC/dt= C (r/100), dC/C=dt (r/100),

t

Fogy

aszt

ás, (

Tonn

a/év

)

Idő

C0

t0

A felhasználás kétszereződése: tk= (lg2 )100/r ~70/r

Adott évben (t) felhasznált mennyiség:

C=C0 exp (t-t0)(r/100)

Documents

0. előadás