Az anyagtudomány fogalmi körének változása

Szerző:

Bevezetés

Talán nem tűnik szerénytelenségnek, hogy édesapám, Verő József, és a saját szakmai pályafutásomat – legalábbis időben, némi átfedéssel – összekapcsolva világítom meg az anyagtudományról alkotott képünk változásának folyamatát.

Édesapám szakmai pályafutása a ’20-as évek vége felé kezdődött, és a ’30-as évek elején, a Berlinben töltött ösztöndíjas évek alatt kapott új lendületet. A berlini Technische Hochschulén a metallográfia tudománya legnagyobb személyiségeinek előadásait hallgathatta, és vehetett részt gyakorlataikon. Olyan nevekre kell gondolni, mint például Tammann vagy Guertler professzorok, akikkel Sopronba visszatérve is levelezési kapcsolatban maradt. Azt is érdemes megjegyezni, hogy Hitler hatalomra jutásáig Berlin jelentette a fizika, a kémia és az alkalmazott tudományok szellemi központját. A fizika fejlődésében meghatározó szerepet játszottak azok a magyar tudósok, akiknek Amerikába emigrálva később döntő szerepük volt az atomfegyver kifejlesztésében.

Olvass tovább

A könyöksajtolás analitikus modellje

Szerző:

1. Előzmények

A Könyöksajtolás útján a nanovilágba című esettanulmányban bemutatott demonstrációs kísérlet az általam vezetett kutatócsoport néhány fiatal kollégájának érdeklődését is felkeltette, közöttük elsősorban dr. Gonda Viktorét. Ő elkészítette a könyöksajtolás folyamatának analitikus és végeselemes leírását is, amely részét képezte az Elméleti összefoglaló tanulmány készítése az ultrafinom (UFG) és a nanoszerkezetű tömbi (bulk) anyagok szemcseszerkezete és tulajdonságai közötti kapcsolatról, az ezeket az anyagokat alkotó krisztallitok közötti határok reális szerkezetéről című, K+F jelentésnek (Dunaújvárosi Főiskola, 2010.) [1]. Az irányításommal elkészült jelentésből a könyöksajtolás analitikus leírására vonatkozó részt ismertetjük, amelyet dr. Gonda Viktor (jelenleg az Óbudai Egyetem docense) készített.

Az analitikus leírás a konkrét eredményeken túlmenően jó példája annak, hogy hogyan kell egy első pillanatra bonyolultnak tűnő folyamatot képlékenységtani ismeretek alapján jellemezni. Gyakorlati szempontból is értékes az ennek az anyagnak a végén található táblázat, amely a könyöksajtoló szerszám geometriai jellemzői és a munkadarab becsült alakváltozásának mértéke közötti összefüggést jellemző adatokat tartalmazza.

Olvass tovább

Könyöksajtolás útján a nanovilágba

Szerző:

Ha visszatekintünk a rendszerváltozás óta eltelt 30 évre, mintegy 5-10 évenként egy-egy úgynevezett slágertéma határozta meg az anyagtudománnyal foglalkozó kutatók tevékenységét. A ’90-es évek elején még a mikroötvözött nagy folyáshatárú, hegeszthető acélok fejlesztése volt a középpontban, majd ezt követően az ún. DT- és a TRIP acélok kutatás-fejlesztése volt meghatározó.

Az ezredforduló tájékán a siker reményével nem lehetett olyan pályázatot beadni és megnyerni, amelyben a nano téma nem szerepelt. A nanoszemcsés és az ultrafinom szemcsés acélok kutatása új kihívás elé állította a kutatókat. Napjainkban már a nagy entrópiájú ötvözetekről is számos ismeret birtokában vagyunk, és talán a jövő évtized egyik meghatározó anyagcsoportja az ún. metaanyagok csoportja lesz.

Ezt a tendenciát felismerve az MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézete kiírta a „nanotechnológiai kísérletek és alkalmazási demonstrációk – Nano-Demo” című pályázatot. A pályázati kiírás megfogalmazása mögött minden bizonnyal az a felismerés is volt, hogy a nanotechnológia lehetőségeiről a hazai kutatók reálisabb képet kapjanak, és a szélesebb közönség – beleértve a fiatalokat – is megismerkedjenek ezzel a területtel.

Olvass tovább

Mitől lehet foltos egy acéllemez felülete?

Szerző:

Társszerző: Mucsi András

A jelenség leírása: Az utólagos melegalakításra, például sajtolásra szánt acéllemezeket a gépipari üzemek ún. „fekete lemezként” rendelik meg. A lemez szilíciummentes szerkezeti acél. Ezeket a lemezeket szállítási állapotukban vékony, a meleg hengerlés során keletkezett, mintegy 5-25 μm vastagságú vas-oxid, úgynevezett tercier reve fedi. A gépipari üzemekben az acéllemezből kimunkált terítékeket a melegalakítás hőmérsékletére hevítik. A kemenceatmoszféra jellemzően oxidáló vagy enyhén oxidáló hatású. A gyakorlatnak megfelelően a hevítés során a lemez anyaga teljes mértékben ausztenitesedik. Gyakran megfigyelhető volt, hogy a felhevítés közben a tercier reve felhólyagosodik, és a hólyagok anyaga a meleg alakítás közben összetöredezik. Önmagában ez a jelenség nem okoz gondot, de a felület tisztítása (pácolás vagy homokszórás), bevonatolása, festése után a hólyagok helyén lévő foltok esztétikai problémát jelentenek. Egy foltosodásra hajlamos melegen hengerelt lemez hevítés utáni állapotáról készült felvétel látható az 1. ábrán.

Foltosodásra hajlamos acéllemez
1. ábra. Egy foltosodásra hajlamos lemez felületéről készült felvétel [1].

Olvass tovább

Főszerepben a hőtágulás

Szerző:

1. Előzmények

Kutatói pályafutásom kezdetén, vagyis az 1960-as évek végén, a Vasipari Kutató Intézetben első feladatom egy Carl Zeiss Jena gyártmányú elektronoptikai berendezés üzembe helyezése és üzemeltetése, illetve a megrendelt és saját kezdeményezésű vizsgálatok végrehajtása volt. A berendezés az építőszekrény elvén épült fel, sajnálatos módon azonban csak két fokozata került piacra: egy hagyományos, 65kV gyorsító-feszültségű elektronmikroszkóp, és egy, az akkori időkben újdonságnak számító emissziós elektronmikroszkóp. Mivel ez utóbbi vizsgálati lehetőségei illeszkedtek legjobban a fénymikroszkópos technikához, kezdettől fogva ennek a berendezésnek a működtetésére fordítottam a figyelmemet.

Az emissziós mikroszkópban vezető anyagú tömbi minták felületének leképzésére volt lehetőség a fénymikroszkóp felbontóképességével közel megegyező vagy annál kissé jobb felbontással. A mikroszkópban polírozott vagy maratott, esetleg kissé tagolt felületű minták voltak vizsgálhatók. Az emissziós mikroszkópban a leképzéshez szükséges elektronokat háromféle gerjesztéssel lehetett a próbatestből kiváltani. A szoba- vagy annál kissé magasabb hőmérsékletű leképzést a próbatest felületének ionokkal vagy elektronokkal való bombázása tette lehetővé. A harmadik lehetőséget a termikus gerjesztés jelentette, amikor is a mintát egy viszonylag nagy teljesítményű elektronágyú segítségével olyan hőmérsékletre lehetett hevíteni, amelyen már a 20-30kV nagyságú gyorsító feszültség hatására a leképzéshez elegendő nagyságú elektronáram adódott. A berendezés működési elve a ’60-as, ’70-es évek szakirodalmában megtalálható, kiegészítésként itt csak azt említem meg, hogy a ’70-es évek végén egy nyugat-európai cég olyan emissziós elektronmikroszkópot fejlesztett ki, amelyben a mintából ultraibolya fény gerjesztette a minta elektron-kibocsátását.

Olvass tovább

Miért nem záródnak az ezüstötvözetből készült lánc láncszemei?

Szerző:

Egy ezüstláncokat gyártó cég azzal keresett meg, hogy a nyakláncok minőségének ellenőrzésekor sok esetben azt tapasztalták, hogy a láncszemek nem záródnak, és a lánc könnyen szétesik. Szem előtt tartva a felsorolt szempontokat, a következőképpen jutottunk el a megoldáshoz.

1. lépés: Megrendelő a telefonos tájékozódás során elmondta, hogy véleményük szerint a vékony ezüstötvözet huzalból kialakított láncszem forrasztási hiányossága okozza a lánc szakadását. A láncszemeket megfelelő átmérőjű és megfelelő összetételű vékony ezüstötvözet huzalból, szemenként állítják elő, mégpedig úgy, hogy a már kész láncszembe illesztett, de még nyitott láncszemek végeit speciális ezüstforrasztásra alkalmas forrasztó-pasztával, megfelelő, speciális készülékben összeforrasztják. Az összeforrasztás közben a forrasztási hely és környezete értelemszerűen felmelegszik.

Olvass tovább

Hogyan célszerű a KFI projektek során keletkezett információkat rendezni?

Szerző:

A többéves KFI projektek során nagyon nagyszámú és különböző típusú dokumentum keletkezik. Már a projekt kezdetekor el kell dönteni, hogy hogyan gyűjtjük és rendszerezzük a dokumentumokat.

Mindenképpen ki kell alakítani egy, a projektfeladatoknak megfelelő struktúrát. A következő szempontokat célszerű figyelembe venni:

A projekt során keletkező dokumentumokat elektronikus és nyomtatott formában egyaránt gyűjteni kell, méghozzá strukturált formában. A továbbiakban megfogalmazott szempontok elsősorban a szakmai dokumentációra vonatkoznak.

A papíralapú, vagyis nyomtatott dokumentumok strukturált formában való gyűjtésére a lefűzős dossziék a legalkalmasabbak. A dokumentumokat célszerű átlátszó, lefűzhető műanyag „bugyikba” helyezni.

Célszerű egy központi, a projekt legfontosabb dokumentumait magába foglaló dosszié létrehozása. Ebbe a dossziéba javasolt elhelyezni

  • magát a projekttervezetet,
  • az elfogadási nyilatkozatot,
  • az esetleges módosításokat,
  • az ellenőrzések során keletkezett dokumentumokat és
  • az egyes mérföldkövekhez tartozó záródokumentumokat, jelentéseket, beszámolókat.

Ebben a dossziéban kell a konzorciumi partnerek dokumentumait időrendben gyűjteni, és elérni azt, hogy ők is a továbbiakban ismertetendő strukturált formát használják a saját dokumentumaik gyűjtésekor.

Olvass tovább

Mire kell figyelni egy kutatási program összeállításakor, elvállalásakor?

Szerző:

Egy kutatási program kidolgozásakor illetve sikeres pályázás után a következő szempontokat célszerű figyelembe venni:

Nagyon alaposan meg kell vizsgálni, hogy a pályázati kiírás milyen irányú tevékenységet tűz ki célul. Tisztában kell lennünk a tervezett kutatás jellegével kapcsolatban azzal, hogy az alapkutatástól a késztermék előállításáig terjedő skálán hol helyezkedik el a választott téma. Az OTKA-projektek alapvetően alapkutatást támogatnak, míg az EU-projektek döntő többségében egy 10-es skálán pontosan meg kell adni azt, hogy milyen szintről indul a kutatás, és hová kíván eljutni.

Alapvető, hogy a választott témában meglegyen a szakirodalmi tájékozottságunk. Legalább az utolsó öt év publikációit célszerű feldolgozni, különös tekintettel az ún. áttekintő cikkek tartalmára, és nem szabad megfeledkezni a témához illeszkedő szabadalmakról sem.

Lényeges, hogy csak akkor kezdeményezzünk új projektet, ha korábbi tapasztalataink és a szakirodalmi adatok szerint képesek vagyunk túllépni a már elért szintet, reprodukciós kutatásra ma már aligha lehet támogatást kapni, de ez nem is lehet egy valódi kutató számára érdekes.

Olvass tovább

Mire kell figyelni egy megbízási munka vállalásakor?

Szerző:

Amikor az ember egy külső cég által felvetett problémával kezd foglalkozni, számos körülményt kell szem előtt tartani. Ezek – a teljesség igénye nélkül – a következők lehetnek:

  • Célszerű először is tisztázni, hogy a külső cég részéről kivel állunk kapcsolatban: a cég vezetőjével, a műszaki vezetővel vagy éppen a konkrét gyártást végző szakemberrel.
  • Azt is tisztázni kell, hogy mire irányul a megkeresés: a hiba okának megállapítására, vagy a hiba elhárítására. E két szint elkülönítése feltétlenül szükséges a későbbi viták elkerülése végett.

Az első kapcsolatfelvétel közben, legyen az személyes vagy telefonon történő megbeszélés, ügyelni kell arra, hogy kérdéseinkkel ne vezessük rá az esetleges megbízót a probléma megoldására, hiszen akkor eleshetünk egy-egy megbízástól.

Olvass tovább

Milyen típusú kérdésekkel, problémákkal foglalkozunk az Anyagtudomány.eu-n?

Szerző:

Szakmai pályafutásom során kétféle feladattal, problémával találtam magam szembe.

Ezeknek egyik csoportját azok az esetek képezik, amelyek valamely külső oktató- vagy kutatóhelyen, vagy az iparban merültek fel, és megkeresés révén fordultak hozzám vagy hozzánk. Ezeknek a feladatoknak a bemutatása egy-egy esettanulmány formájában lehetséges, de természetesen voltak olyan feladatok is, amelyek egy-egy nagyobb volumenű és több éven át tartó kutatási feladat során merültek fel. Ezek részletes ismertetése értelemszerűen nem lehetséges, ezekből a kutatási témákból csak azokat a momentumokat mutatom be, amelyek a kutatási téma megoldásában meghatározó szerepet játszottak.

A tisztázandó kérdések másik csoportjába azok tartoznak, amelyekkel ismereteim bővítése során szembesültem, vagyis a hazai és külföldi szakirodalom tanulmányozása során merültek fel bennem olyan kérdések, amelyekre választ akartam kapni.