Advanced Laboratory Practices in Materials Science

1. Sztentek előállítása és vizsgálata

A sztent egy hálós falú, általában fémből készült cső, melyet leggyakrabban elzáródó erekbe helyeznek fel. A gyakorlat során a hallgatók pszeudoelasztikus acélból vagy emlékező fémből Nd:YAG-lézerrel kivágják a kívánt formát. Vágás után a felületet kezelik (pl.: elektropolírozás) A kialakított eszköz minősítése SEM-mel és polarizációs mikroszkóppal történik.

2. Mágneses folyadékok előállítása

A hallgatók csapadékképződéses reakcióval mágneses részecskéket állítanak elő. A mágneses részecskéket vizes közegben stabilizálják. A töltéssel stabilizált részecskéket zeta potenciál méréssel jellemzik.

3. Latex részecskék méretének és méreteloszlásának meghatározása dinamikus fényszóródással

A mérés során a hallgatók megismerik a fényszóródás jelenségére alapuló statikus és dinamikus fényszóródás mérési módszer elvi alapjait, a készülék felépítését. A jelenséget kihasználva vizsgáljuk latex részecskék méretét és méreteloszlását dinamikus fényszóródás méréssel.

4. Kolloid részecskék elektroforetikus mozgékonyságának tanulmányozása

A mérés célja, hogy szervetlen elektrolitok hatását tanulmányozzuk kolloid részecskék elektroforetikus mozgékonyságára. A hallgatók a mérésvezető által kiadott vizes közegű szolból olyan mintasorozatot készítenek, amelyben azonos szoltöménység mellett eltérő a vizsgálatra kiadott szervetlen elektrolitok koncentrációja. Zetaméterben meghatározzák a preparált minták részecskéinek elektroforetikus mozgékonyságát, és számítják az elektrokinetikus potenciált. Az eredményeiket értelmezik.

5. TiO₂ szol-gél bevonat előállítása

A hallgatók egy- és kétrétegű TiO2 bevonatokat állítanak elő transzparens hordozón szol-gél technikával. A prekurzor szol előállítása. A rétegképzésre az ún. dip coating (mártásos) technikát alkalmazzák. A csoportosan elkészített prekurzor szolból minden diák két - egy db egyrétegű és egy db kétrétegű- bevonatot képez előzetesen megtisztított mikroszkóp tárgylemez hordozókon és hőkezeli.

6. TiO₂ szol-gél bevonatok optikai jellemzése

A hallgatók a korábban előállított egy- ill. kétrétegű transzparens TiO₂ bevonatok szerkezetének vizsgálatára optikai spektroszkópiai vizsgálatokat végeznek. Minden hallgató egyénileg felveszi az általa előállított bevonatok látható tartományban észlelhető transzmittancia spektrumát. Meghatározzák az egyes rétegek vastagságát. Tapasztalataikat összefoglalják és értelmezik.

7. Félvezető kolloidok előállítása és optikai tulajdonságainak tanulmányozása optikai spekroszkópiai módszerrel

A mérés célja, hogy félvezető nanorészecskék méretkvantált tulajdonságáról nyerjünk felvilágosítást. A hallgatók a gyakorlat első részében félvezető fém-oxidok lioszolját állítják elő, majd UV-Vis spektrofotométerben felveszik az előállított szol abszorbciós spektrumát. Az abszorbciós élből meghatározzák a részecskék tiltott sáv energiáját, és következtetést vonnak le a részecskék méretére.

8. Mezopórusos rezorcin – formaldehid gél szintézise

A széngélek gyakorlati felhasználása különleges tulajdonságaiknak köszönhetően (sűrűségük igen kicsi, jó elektromos vezetők, hőszigetelők, IR-elnyelők, stb.) igen széles körű. Leggyakoribb prekurzoruk a rezorcin – formaldehid (RF) aerogél, melynek pórusmérete a szintézis paramétereivel tetszés szerint hangolható. A mérési feladat mezopórusos RF aerogél előállítása szol-gél eljárással.

9. Pórusméret-eloszlás meghatározása mezopórusos rendszerekben

A mezopórusos anyagok 2-50 nm átmérőjű pórusokat tartalmaznak. Előnyük, hogy a nagy felület gyors kinetikával párosul.

A mérés célja egy mezopórusos szorbens izotermájának felvétele és abból a minta fajlagos felületének, átlagos pórusméretének és pórusméret-eloszlásának meghatározása.

10. Diplomamunkához kapcsolható (nagy)műszeres mérések, önálló feladat

Az anyagtudományi diplomamunka elkészítése során a hallgató műszeres anyagvizsgálati módszereket sajátíts el a kiválasztott műszeres mérési sorozat elvégzése és kiértékelése során. A gyakorlatsorozat elvégzése után a hallgatónak bizonyítani kell, hogy a műszeren adott feladatkör önálló elvégzésére alkalmas, mérési problémákat önállóan képes megoldani.