A gyurmától a ragtapaszig Sebességfüggő folyamatok...Fémes ötvözetek szuperképlékenysége...

A gyurmától a ragtapaszig

Sebességfüggő folyamatok

Nguyen Quang Chinh

ELTE, Fizikai Intézet

Anyagfizikai Tanszék

email: chinh@metal.elte.hu

Eötvös Loránd Tudományegyetem

Minden folyamat sebességfüggő (időfüggő) az

atomok diffúziója miatt

Minden folyamat sebességfüggő (időfüggő) az

atomok diffúziója miatt

Kedvenc játék: intelligens gyurma

Lassan deformálva: szuperképlékenység

Gyorsan deformálva: Rideg törés

Lassan deformálva: szuperképlékenység

Gyorsan deformálva: Rideg törés

Erős sebességfüggő

deformáció-folyamat

Erős sebességfüggő

deformáció-folyamat

Különleges anyagot, ami:

- Nyúlik, mint a rágógumi…

- Pattan, mint a labda…

- Szakad, mint a papír…

- Törik, mint a porcelán...

Fémes ötvözetek szuperképlékenysége

Szokásos polikritályos anyagok:

-Durva szemmcseszerkezetű:

átlagos szemcseméret:

50-300 mikrométer

-Csak kismértékben

alakítható: 5-30%

---------- = 100 mikron

Al-5.7Zn-1.9Mg-1.4Cu

Finomszemcsés anyagok:

Átlagos szemcseméret < 10 mikron

-Megfelelően magas hőmérsékleten,

megfelelő diffúzió biztosításával

-Megfelelő deformációs sebességgel ---------- = 100 mikron

Al-5.7Zn-1.9Mg-1.4Cu-0.14Zr

Nagy lehet a deformáció, > 50%

Szuperképlékenység: > 100%

phys.stat.sol. (a) 149 (1995) 583-599.

-Szuperképlékenység alapmechanizmusa:

Szemcsehatár-csúszás

A diffúzió által szabályozott

szemcsehatár-csúszás modellje M.F. Ashby, R. A. Verral, Acta Metall. 21

(1973) 156.

Töretfelület,

(Pásztázó elektronmikroszkópos felvétel (SEM)

Kísérleti vizsgálat: mikro-oszlopok összenyomása

MRS Communications 2 (2012) 75-78.,

Adv. Eng. Mater. 16 (2014) 1000-1007.

3 mm átmérőjű,

10 mm magas

Kísérleti vizsgálat: mikro-oszlopok összenyomása

3 mm átmérőjű,

10 mm magas MRS Communications 2 (2012) 75-78.,

Adv. Eng. Mater. 16 (2014) 1000-1007.

MRS Communications 2 (2012) 75-78.,

Adv. Eng. Mater. 16 (2014) 1000-1007.

Mater. Lett. 186 (2017) 334- 337.

Összenyomott mikro-oszlop felülete,

(Pásztázó elektronmikroszkópos felvétel (SEM)

Plasztikus instabilitás

-Ötvözetekben

-Alapjelenség anyagfizikában

-Ötvöző atomok diffúziója kristályrácsban

Feszültség:

Deformáció:

Képlékeny deformáció „közvetítője”: diszlokáció

diszlokáció-mozgás

Plasztikus instabilitás

-Ötvözetekben

-Alapjelenség anyagfizikában

-Ötvöző atomok diffúziója kristályrácsban

Ötvöző atomok szilárdságnövelő

hatása

Portevin – Le Châtelier – effektus (1923)

A. Portevin and F. Le Chatelier, Compt. Rend. Acad. Sci. Paris 176 (1923) 507.

Plasztikus

Instabilitás

Al ötvözetek

deformációjában

Állandó sebességgel

deformálva

Al-Mg-Si ötvözet

Plasztikus

Instabilitás

Al ötvözetek

deformációjában

Állandó sebességgel

deformálva

MRS Communications 2 (2012) 1-4.

Al-1.2%Zn-4.8%Mg-0.14Zr

Plasztikus instabilitás alapmechanizmus: Diszlokációk és ötvöző atomok

dinamikus, sebességfüggő kölcsönhatása

diszlokáció-diszlokáció

kölcsönhatás

diszlokáció-ötvöző

kölcsönhatás

együttes hatás, N-alakú összefüggés

Plasztikus instabilitás különböző módokban:

-Egytengelyű nyújtás:

Al-1.2%Zn-4.8%Mg-0.14Zr

-Mélységérzékeny benyomódás:

Al-1.2%Zn-4.8%Mg-0.14Zr Acta Mater. 46 (1998) 2029-2037.

J. Mat. Research 13 (1998) 1411-1413.

-Mélységérzékeny benyomódás:

Al-1.2%Zn-4.8%Mg-0.14Zr

-Egytengelyű nyújtás: -Mélységérzékeny benyomódás:

Nyújtási minta: 4 mm átmérőjű, 30 mm hosszú,

Deformált térfogat kb. 370 mm3

Benyomódási térfogat kb. 125x10-6 mm3

Azonos „rengés” statisztikával

Al-1.2%Zn-4.8%Mg-0.14Zr MRS Communications 2 (2012) 1-4.

Azonos „rengés” statisztikával

Földrengés statisztikák:

Gutenberg-Richter törvény:

N>M =10a−bM

M: magnitúdó (logaritmikus) b ≈ 1

Skálafüggetlen eloszlás:

események minden skálán

Ragasztószalagok leválásának dinamikája

Alapkérdések:

-Miért kell lassan lehúzni

a szemtakaró tapaszt (sebtapaszt)?

-Miért kell gyorsan letépni

a szőrtelenítő gyantalapot?

Válasz:

A kívánt hatások miatt:

-Szemöldököt nem szeretnénk lehúzni

-Szőrszálakat igen

Fizikai magyarázat???

Gyakorlati tapasztalatok:

A letépési sebesség (v) és szükséges erő (F)

között van összefüggés

F-v összefüggés?

További tapasztalatok:

Lassan húzva: csendes + mattos szalagfelület

Gyorsan húzva: zajos + átlátszó szalagfelület

További tapasztalatok:

Lassan húzva: csendes + mattos szalagfelület

Gyorsan húzva: zajos + átlátszó szalagfelület

„Közepesen” húzva: instabil + csíkos szalagfelület

Szisztematikus vizsgálatok:

3 féle szalag,

20-60 Celsius hőmérséklettartományban,

állandó v-vel húzva F erő mérése,

állandó F-fel húzva v sebességmérése

F-v összefüggés elemzése

Erő-sebesség (F-v) összefüggések:

Kis sebességeknél, v < 1mm/s:

A töltőanyag viszkózusan folyik,

és úgy hagyja el a tekercset,

hogy közben bezár apró levegő buborékokat

Nagyon lassú letépéshez szükséges erő nagyon kicsi

Nagy sebességeknél, v > 5 mm/s:

A töltőanyag a szilárd testekre jellemzőan

„ridegen” válik le a tekercsről

Viszonylag nagy erő szükséges,

Nem nagyon függ a sebességtől

(zajosan, tiszta - átlátszó – lehúzott felülettel)

(Wikipédiából vett kép)

Rideg leválás, mert nagy a belső súrlódás

Newton-féle belső súrlódási törvény

(Wikipédiából vett kép)

Rideg leválás, mert nagy a belső súrlódás

Newton-féle belső súrlódási törvény

A töltőanyag vastagsága:

Kívül: Belül:

nagy érték

Közbülső sebességeknél, 1mm/s < v < 5 mm/s:

A töltőanyag váltakozva viszkózus folyással

vagy „ridegen” válik le a tekercsről

Instabil, szaggatott folyamat

(csíkozott a lehúzott felület)

Közbülső sebességeknél, 1mm/s < v < 5 mm/s:

v = 0.5 mm/s,

stabil

v = 10 mm/s,

stabil

v = 2 mm/s,

instabil

Az erő időbeli ingadozása beállított sebesség mellett

A leválási folyamatok egységes leírása

Instabilitási szakasz értelmezése:

-A viszkózus töltőanyag leválása egy

meghatározott térrészben történik

-Különböző leválási sebességű –

különböző mechanizmusra jellemző

zónákra osztható

-A kísérletileg mérhető F erő:

Valószínűségekkel

A viszkózus folyás bekövetkezési valószínűsége

A rideg leválás bekövetkezési valószínűsége

Az alapfolyamatok bekövetkezési valószínűsége erősen függ a sebességtől

Az alapfolyamatok bekövetkezési valószínűsége erősen függ a tépési sebességtől

Fizikai magyarázatok:

Viszkózus folyással, csak kis erő szükséges

Rideg leválással, viszonylag nagy erő szükséges

Köszönöm szépen a figyelmet!

Köszönetnyilvánítás:

Lendvai János

Máté Mihály

Werne Bence

Bérces György

Csikor F. Ferenc

Szommer Péter

Kovács Zsolt

Anyagtudományi Kiválósági Program

Magyar-Orosz TÉT Pályázat

A gyurmától a ragtapaszig Sebességfüggő folyamatok...Fémes ötvözetek szuperképlékenysége...

Documents

Nem fémes szerkezeti anyagok

Hogyan készítsünk nanoszerkezetű fémes anyagokat makroszkópikus méretben ?

1. Függelék – Tantárgyi adatlapok · Válogatott fejezetek a fémfizika és fémtan témaköréb ől.Fémek elektronmodelljei. Kristályszerkezetek. Atomsugarak. Fémes elemek

Kőeszközök, kerámiák és fémek archeometriája Fémek ... · A salak magas hőmérsékleten megömlött és kifolyt a kemencéből, a vasszivacs pedig a kohó fenekére rakódott

leartex eMe megoldások · AntiSLIP csúszásmentesítő bevonat több szemcseméret R11 - R13 hatás poliuretán ClearSafe GRP rács tábla 25 és 35 mm vastag, 38x38 mm háló R13

Oxigén és szén reakciók, valamint fémes nyomelemek hatásai

FELHASZNÁLÓI ÚTMUTATÓ...Auto. A hőmérséklet automatikusan változik, a 3 hőmérsékleten (kényelem, eco, fagyás) függően. A sávok azt mutatják, hogy a hőmérsékletet

TALAJOK AZONOSÍTÁSA...Szemcsefrakciók Szemcsecsoport Szemcsefrakció Jelölés Szemcseméret Nagyon durva Kőtömb Lbo >630 Görgeteg Bo 200-630 Macskakő Co 63-200 Durva Durva

Nem fémes szerkezeti anyagok - users.atw.huusers.atw.hu/gerikozl/MA_16.pdf · Paraaramid – KEVLAR Metaaramid - NOMEX ... polimer (lehet fém-fém kompozit is)

Kis hőmérsékletű polimerizáció - bolyai.elte.huboyle/archivum/tech/khp/KHP.pdf1. ábra : Egy butilkaucsuk üzem vázlatos felépítése Izobutilént csak kationosan, kis hőmérsékleten

Hidrobiológia - tankonyvtar.hu · A víz az ókori világkép alapeleme, az élő anyagok egyik fő alkotóeleme, az élet alapfeltétele, az élet bölcsője. ... Alacsony hőmérsékleten

3. el ıadás A KRISTÁLYKÉMIA ALAPJAIaskmf/hpage/oktat/foisk/ea03/krist_kemia.pdf · KÖTÉSTÍPUSOK: FÉMES KÖTÉS A fémes kötés esetén pozitív töltés ő atommagokat „elektronfelh

BIZTONSÁGI ADATLAP€¦ · Magas hőmérsékleten keletkező gőzök vagy termékpermet, köd belégzése enyhe égő érzést válthat ki a légutakban. A gőz narkotizáló hatású

Biatorbágyi Körképbiatorbagy.hu/system/files/biatorbagykorkep2015okt_0.pdf · hídépítő műhely, fémes anyagok szerke-zetvizsgálati módszerei, a fémmikroszkóp működési

Anyagismeret és technológiai ismeretek (anyagismeret ......– Az ötvözetek fajtái: szilárd oldat, fémes vegyület, eutektikum – Egyensúlyi diagramok Egymást korlátlanul

FÉMES ANYAGOK SZERKETETE

hálózat fémes közeg

4. REAKCIÓELMÉLET kémia... · 2019. 10. 14. · A klóratomok páratlan elektronszámú nagy reaktivitású gyökök, amelyek már alacsonyabb hőmérsékleten is reakcióba lépnek

FÉMEK ÉS ÖTVÖZETEK BEVEZETİkonczos/tanfolyam/femek.pdf · Bevezetés az anyagtudományba Fémek és ötvözetek 1 FÉMEK ÉS ÖTVÖZETEK BEVEZETİ A fémek egy vagy több fémes

· 2019-01-09 · Drogos, száñelleg E16- vagy utópárlatos Égett. keserú Fémes Zavarosodás, opálosodás cefr&és desztillálás desztillálás cefr&és, desztillálás, tárolás