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:
Szilikáttechnológiák alapjai
A kurzus típusa: ELİADÁS
Óraszám/hét:
2+0
Félév: 4 Kreditek száma: 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 1.
2.
3. 4. 5.
6. 7. 8.
9.
10
11.
12.
13.
14.
Elıadás Tantárgyi követelmények ismertetése. A szilikátipar szerkezeti felépítése, ágazati struktúrája. A szilikátipar legfontosabb ásványi eredető alapanyagai és azok tulajdonságai. Tégla- és cserépipari technológiák legfontosabb alap- és segédanyagai – az alap- és segédanyagokkal szemben támasztott követelmények. Tégla- és cserépipari nyersanyag elıkészítı és alakadó (formázó) technológiák a bányától a „szeletelı” (téglavágó) automatáig. Tégla és cserépipari hıkezelési – szárítási és égetési – technológiák. Finomkerámia-ipari technológiák, a porcelán, edény és díszmő gyártás anyagai, fıbb technológiai mőveletei - szaniter termékek gyártása. Finomkerámia-ipari technológiák alakadásának reo-mechanikai alapjai – az alakadás során lejátszódó jelenségek és magyarázatuk. Finomkerámia-ipari termékek és mőszaki kerámiák hıkezelése, a hıkezelés során lejátszódó folyamatok és jelenségek. 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. A sík- és az öblösüveg gyártásához használt kemencék fejlıdése az alkalmazott technológia függvényében. Öblösüveggyártási technológiák. 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. Szalagrendszerő üvegfúvó technológia ismertetése; izzólámpa üvegburák és üvegcsövek gyártástechnológiája. Az üvegszálgyártás és az üveggyapotgyártás technológiája. Hidraulikus és nemhidraulikus szilikátipari kötıanyagok. A cement típusai, fajtái – Legfontosabb cementipari alap- és segédanyagok. Cementipari technológiák mőveletei és eszközei az alapanyagbányászattól a cementırlésig. A klinkerégetı kemencében lejátszódó kémiai és kristályszerkezeti átalakulások ismertetése. 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-Al2O3-SiO2 háromkomponenső alumíniumszilikát-rendszer állapotábráját. 34. Rajzolja fel a CaO-Al2O3-SiO2 és a MgO-Al2O3-SiO2 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-SiO2 rendszer állapotábrája.
42. A CaO/SiO2 arány értékének hatása a MgO-CaO-SiO2 háromkomponenső rendszer kerámiáinak tőzállóságára. 43. Foszterit tőzállóanyagok - ismertesse az MgO-SiO2 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.
