A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
—
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Kompozitok
Plastics and Composites
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEVEFAM301 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | vizsga | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 3 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
Dr. Bódiné Fekete Erika
elérhetőség:
bodine.fekete.erika@vbk.bme.hu
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
|
||||||||||||
| Kar | Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar | ||||||||||||
| Tantárgy weboldala | http://www.mua.bme.hu/hallgatok/letoltesek/NYILVANOS_TARTALOM/keverekek_kompozitok/ | ||||||||||||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | — | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel | nincs |
Célkitűzés
Tantárgyprogram
- A keverékek és kompozitok jelentősége, alkalmazási területek, fejlődési tendenciák, irányok. Típusok: polimer keverékek, töltőanyagot tartalmazó polimerek, szálerősítésű kompozitok. Az egyes csoportokon belüli terméktípusok, az elérhető tulajdonságok és lehetséges alkalmazási területek. Az három típusra általánosan érvényes szempontok, tényezők, törvényszerűségek. A tárgy felépítése, fontosabb kérdései.
- Töltőanyagot tartalmazó polimerek. Az alkalmazott polimerek és töltőanyagok típusai. A legfontosabb töltőanyag jellemzők és hatásuk a kompozit tulajdonságaira. A töltőanyagok hatása a kristályos polimerek szerkezetére és a kompozit jellemzőire.
- Határfelületi kölcsönhatások. A határfázis tulajdonságai, a határréteg vastagsága, a határfelület nagysága és a kölcsönhatás erőssége. Nedvesítés, termodinamikai és kinetikai feltételek. A tulajdonságok előrejelzése, modellek: viszkozitás, modulus, folyási jellemzők, szilárdság, törési ellenállás, ütésállóság. Felületkezelés. Nem-reaktív felületkezelés, felületaktív anyagok. Felület és borítottság, a kezelés hatékonysága, optimális kezelőszer mennyiség. Reaktív felületkezelés, kovalens kötések kialakításának feltételei. Funkcionalizált polimerek alkalmazása, interdiffúzió, fizikai térháló.
- A töltőanyagot tartalmazó polimerek szerkezete. Aggregáció. Az aggregáció függése a töltőanyag tulajdonságaitól, szemcseméret, felületi feszültség. Az aggregáció mértékének meghatározása. Az aggregáció hatása a tulajdonságokra, törésiniciálás. A feldolgozás hatása, a homogenitás javítása. Szegregáció, tördelődés. Anizotrop töltőanyagok orientációja és orientáció eloszlása. Az orientáció függése a feldolgozási technológiától. Az orientáció hatása a tulajdonságokra. Összetett hatások, esetanalízis.
- Nanokompozitok. Típusok, előállítási módszerek. Várakozások és tények. Egy, két és háromdimenzióban nanoméretű társítóanyagot tartalmazó kompozitok. Rétegszilikát nanokompozitok. Felületkezelés és határfelületi kölcsönhatások. Diszpergálás és exfoliáció. Hierarchikus szerkezet: szemcse, taktoid, lemez, szilikát térháló. A szerkezet és tulajdonságok kapcsolata. A mikro és nanokompozitok összehasonlítása. Felületkezelés és határfelületi kölcsönhatások. További fejlődési lehetőségek, lehetséges alkalmazások.
- Polimerek elegyíthetősége, fázisdiagram. Az elegyíthetőséget meghatározó tényezők, entrópia és entalpia, kölcsönhatások. Az elegyíthetőség leírására szolgáló modellek. Az elegyíthetőség becslésére szolgáló mérési módszerek: üvegesedési hőmérséklet, mikroszkópia, szórási és egyéb módszerek. Nem elegyedő polimerek keverékei, összeférhetőség. Lehetséges és leggyakoribb szerkezetek, fázisinverzió.
- Összefüggés az összeférhetőség, a szerkezet és a keverékek tulajdonságai között. A tulajdonságok összetételfüggését leíró modellek: viszkozitás, modulus, folyási jellemzők, szilárdság és ütésállóság. A diszpergált fázis jellemző mérete, a méret függése az összeférhetőségtől. A feldolgozás hatása a diszpergált fázis jellemző méretére. A tulajdonságok függése a mérettől, érintkező felületek, kölcsönhatás.
- Az összeférhetőség javítása kémiai és fizikai módszerekkel, fázisközvetítők, módosított polimerek. Specifikus csoportok és reakciók. A fázisközvetítők hatása a szerkezetre és a tulajdonságokra. Kopolimerek, a mólsúly és a szerkezet hatása, kritikus micella koncentráció; a nyírás hatása. Keverékkészítés. Általános szempontok, kapilláris szám. Belső keverő, egy- és kétcsigás extruder.
- Szálerősítésű kompozitok előállításához használt anyagok, komponensek. Hőre lágyuló és térhálós mátrixok, összehasonlítás. Szálak: üveg, szén és szerves szálak. Határfelületi kölcsönhatások, felületkezelés, a határréteg szerkezete. A határfelületi kölcsönhatás erősségének meghatározására szolgáló módszerek.
- Természetes szálak alkalmazása kompozitokban. Előnyök és hátrányok. Nedvességfelvétel, biológiai hatások, kölcsönhatás. A kölcsönhatások módosítása, feldolgozhatóság és feldolgozás. A szálak módosítása, nem-reaktív és reaktív felületkezeléssel, impregnálás, kémiai módosítás. Faliszt tartalmú kompozitok, mikrokristályos cellulóz.
- A szálerősítésű kompozitok szerkezete. végtelen és rövidszál erősítés. Üregek. Mikromechanikai deformációs folyamatok: határfelületek elválása, szálkihúzás, mátrixrepedezés, szálbehajlás. A tulajdonságokat meghatározó tényezők, merevség, szilárdság. tönkremenetel, tervezési szempontok: maximális feszültség vagy deformáció, maximális munka, feszültségek kölcsönhatása. A kompozitok alkalmazása.
- Feszültségkoncentráció, termikus feszültségek, adhézió. A mikromechanikai deformációk típusai: nyírási folyás, mikrorepedezés, határfelületek elválása, kavitáció. A deformációk bekövetkezésének kritériumai, kompetitív folyamatok. Mikromechanikai deformációk és makroszkopikus tulajdonságok.
a tantárgy célja megismertesse a hallgatókat a heterogén rendszerek előállításának és alkalmazásának alapelveivel. Kisebb terjedelemben foglalkozik az elasztomerrel módosított ütésálló polimerekkel és egyéb polimer keverékekkel és részletesebben a töltőanyagot tartalmazó, illetve szálerősítésű rendszerekkel. Foglalkozik az utóbbi években nagy érdeklődést kiváltó új anyagokkal, a nanokompozitokkal és a természetes szállal erősített kompozitokkal. Ismerteti ezek potenciális lehetőségeit, illetve a kutatás-fejlesztés során felmerült nehézségeket, az alkalmazást esetenként akadályozó tényezőket. A tárgy különleges figyelmet szentel az ilyen rendszerekben rendkívül fontos szerkezet-tulajdonság összefüggéseknek és a határfelületi kölcsönhatások szerepének
Tanulmányi eredmények
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Ismeri a társított rendszerekhez kapcsolódó fizikai, kémiai és műszaki elméletet és gyakorlatot. Ismeri a társított polimer rendszerekben alkalmazott anyagok tulajdonságait és a társított rendszerek jellemzőit meghatározó tényezőket.
Képességek
Képes új társított rendszerek kifejlesztésében való részvételre. Képes a társított polimer rendszerek alkalmazása során felmerülő problémák megértésére.
Attitűd
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Autonómia és felelősség
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Oktatási módszertan
előadás.
Tanulástámogató anyagok
Online források
Paul, D.R., Bucknall, C.B.: Polymer Blends, Wiley, New York, 2000; Rothon, R.N.: Particulate-Filled Polymers, Rapra Technol., Shawbury, 2003; Pilato, L.A., Michno, M.J.: Advanced Composite Materials, Springer, Berlin, 1994; Pinnavaia, T.J., Beall, G.W.: Polzmer-Clay Nanocomposites, Wiley, Chichester, 2000; Pukánszky, B.: Polimer keverékek és kompozitok, MGT, Budapest, 2003
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
fizikai kémia, műanyagok.
Általános szabályok
Követelmények:
a. A szorgalmi időszakban: az előadások látogatása (nem kötelező, de célszerű)
b. A vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga.
Pótlási lehetőségek:
ismételt vizsga.
Konzultációk:
kérdések az órán, vagy bármikor a tanszéken.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya
Nincs megadva részarány.
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Vizsgarészek részaránya
Nincs megadva részarány.
Érdemjegy megállapítása
Nincs megadva érdemjegy határ.
Jelenléti és részvételi követelmények
Nincs megadva jelenléti követelmény.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
Nincs megadva.
Rövid leírás
Nincs megadva.
Részletes leírás
Név:
Beosztás:
Tanszék, Int.:
Pukánszky Béla
Egyetemi tanár
Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
Ajánlott tantárgyak
részvétel az előadásokon, és kb. 60 óra/félév otthoni munka.
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
| Kar | Képzés | Tanterv | Mintatantervi jelleg | Elsődleges |
|---|---|---|---|---|
| Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar | vegyészmérnöki | Vegyészmérnöki mesterképzési szak tanterve | kötelező | nem |
| Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar | vegyészmérnöki | Vegyészmérnöki mesterképzési szak tanterve | kötelező | nem |
| Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar | vegyészmérnöki | Vegyészmérnöki mesterképzési szak tanterve | kötelező | nem |
| Default Faculty | Default Program | Default Curriculum | — | nem |