Korszerű műszaki kerámiák

1. Bevezetés

Alapfogalmak bemutatása. A kerámiaipar története a kezdetektől napjainkig. Hagyományos és korszerű kerámiai anyagok. A korszerű műszaki kerámiák fontosabb tulajdonságainak és alkalmazási területeinek áttekintése. A tárgy kapcsolódása korábbi ismeretekhez, kulcskérdések (kémiai, fizikai, technológiai, alkalmazástechnikai vonatkozások).

2. A korszerű műszaki kerámiák főbb típusai, alkalmazási területei

A kerámiák típusai kémiai összetételük alapján: oxid-, nitrid-, karbid- és egyéb bázisú kerámiák. Funkcionális és szerkezeti kerámiák. Tömbi kerámiák, kerámia bevonatok, rétegek, filmek. Monolit és összetett (kompozit) kerámiai anyagok. A kerámiai anyagok összehasonlítása más szerkezeti anyagokkal (fémek, műanyagok).

3. Anyagtudományi alapok

Anyagtudományi alapfogalmak, krisztallográfia alapjai. Az anyagok kémiai szerkezet és tulajdonsági közötti kapcsolatok bemutatása. A kerámiák egyedi tulajdonságai és érdekes szerkezet tulajdonság összefüggések bemutatása.

4. A korszerű műszaki kerámiák előállítása

A kémiai összetétel, a mikroszerkezet és a tulajdonságok kapcsolata. Az alapanyagokkal szembeni követelmények. Kerámia alapanyagok szintézise fizikai és kémiai eljárásokkal. A szintézis hagyományos és korszerű módszerei. Alapanyagok előállítása különleges körülmények között. Az alapanyagok (szemcsés anyagok, porok, kolloid rendszerek) jellemzésének fontosabb módszerei. A tömbi és a felületi tulajdonságok szerepe. Mikro-, illetve nanoméretű szemcsékből álló kerámiai alapanyagok: előnyök és hátrányok.

5. Kerámia porok feldolgozása, formázása

Kiindulás kerámiaporok osztályozása és a feldolgozás előtti előkezelése. Tömör kerámiatestek előállítása. A formázási és hőkezelési adalékanyagok szerepe, típusai, az adalékolás célszerű módszerei. Diszperz rendszerek mechanikája, deformációs viselkedés a formázás során.

6. Nyers kerámia testek hőkezelése

Formázási és hőkezelési (zsugorítási, szinterelési) eljárások. A szinterelés anyagszerkezeti és kinetikai vonatkozásai. Szinterelés különleges körülmények között (termikus plazmában, robbantással stb.).

7. Nyers kerámia testek hőkezelése

A rétegkialakítás fő céljai. Kerámia rétegek és bevonatok kialakítási kémiai és fizikai módszerei (porszórás, PVD, CVD, PACVD stb.).

8. Kerámiák tönkremenetele

A tönkremenetel mechanizmusainak bemutatása. A szerkezet szerepe a tönkremenetel során. Fraktoszkópia, a tönkremenetel okának meghatározása.

9. Funkcionális kerámiák

A funkcionális kerámiák speciális tulajdonságai és alkalmazási területei.

10. Szerkezeti kerámiák

A szerkezeti kerámiák speciális tulajdonságai és alkalmazási területei.

11. Társított és összetett rendszerek

A társított kerámiák előállításának céljai. Kerámia-kerámia társított anyagi rendszerek. Kerámia-fém társított anyagok. Egyéb, kerámiabázisú kompozit anyagok. Egyedi tulajdonságok, túlterhelés szerepe és jelentősége.  

12. Kerámiák alkalmazása

Érdekes alkalmazási példák bemutatása. Az alkalmazhatóság bemutatása szerkezet tulajdonság összefüggések alapján. Hallgatói előadások egyénileg választott érdekes alkalmazási területekről.