SZERKESZTBIZOTTSGDR. GMZE A. LSZL elnkTTH-ASZTALOS RKA fszerkesztPROF. DR. TALABR JZSEF rks tiszteletbeli elnk

WOJNROVITSN DR. HRAPKA ILONA rks tiszteletbeli felels szerkeszt

ROVATVEZETKAnyagtudomny DR. SZPVLGYI JNOSAnyagtechnolgia DR. KOVCS KRISTFKrnyezetvdelem DR. CSKE BARNABSEnergiagazdlkods DR. SZCS ISTVNptanyag-ipar DR. TAMS FERENC

TAGOKApagyi Zsolt, Dr. Balzs Gyrgy, Dr. Boksay Zoltn, Dr. Glos Mikls, Dr. Jzsa Zsuzsanna, Dr. Kausay Tibor,Krpti Lszl, Mattyasovszky Zsolnay Eszter, Dr. Opoczky Ludmilla, Dr. Plvlgyi Tams, Dr. Rcz Attila, Dr. Rvay Mikls, Schleiffer Ervin

TANCSAD TESTLETDr. Bernyi Ferenc, Finta Ferenc, Kat Aladr, Kiss Rbert, Kovcs Jzsef, Dr. Mizser Jnos, Spi Lajos, Sos Tibor, Szarkndi Jnos

A folyiratot referlja a Cambridge Scientific Abstracts. A szakmai rovatokban lektorlt cikkek jelennek meg.

Kiadja a Sziliktipari Tudomnyos Egyeslet1027 Budapest, F u. 68.Telefon s fax: 06-1/201-9360E-mail: mail.szte@mtesz.hu

Felels kiad: DR. SZPVLGYI JNOS SZTE ELNK

Egy szm ra: 1000 FtA lap az SZTE tagok szmra ingyenes.

A 2008. vi megjelenst tmogatja:Az pts Fejldsrt alaptvny

Nyomdai munkk: SZ & SZ KFT.Trdel szerkeszt: NMETH HAJNALKABelfldi terjeszts: SZTEKlfldi terjeszts: BATTHYANY KULTUR-PRESS KFT.

HIRDETSI RAKB2 bort sznes 126 000 Ft + FAB3 bort sznes 116 000 Ft + FAB4 bort sznes 137 000 Ft + FA1/1 oldal sznes 95 000 Ft + FA1/1 oldal fekete-fehr 52 400 Ft + FA1/2 oldal fekete-fehr 26 200 Ft + FA

A fenti rak az F-t nem tartalmazzk. A elfizetsi s hirdetsi megrendel letlthet az SZTE honlapjrl.

A lap teljes tartalma olvashat a www.szte.mtesz.hu honlapon.HU ISSN 00 13-970x INDEX: 2 52 50 60 (2008) 1-28

A SZILIKTIPARI TUDOMNYOS EGYESLET TMOGAT TAGVLLALATAI

3B Hungria Kft. Air Liquide Kft. Altek Kft. Anzo Kft. Baranya Tgla Kft. Basalt Kzpk Kbnyk Kft.

Bernyi Tglaipari Kft. Betonopus Bt. Budai Tgla Zrt.Cemkut Kft. Colas-szakk Kft. Complexlab Kft.

Deco-Mat Kft. Duna-Drva Cement Kft. Ftyolveg Kft.Fehrvri Tglaipari Kft. G&B Elastomer Trade Kft.

Gamma-Kermia Kft. GE Hungary Zrt. Geoteam Kft. Herendi Porcelnmanufaktra Zrt. Holcim Hungria Zrt.

Hunext Kft. Imerys Magyarorszg Tzllanyaggyrt Kft.Interkerm Kft. Keramikum Kft. KK Kavics Beton Kft.

KKA K- s Kavicsbnyszati Kft. Kts Kft. KTI Nonprofit Kft. Kvarc-svny Kft. Libl Lajos

Licht-Tech Kft. Magyar Tgls Szvetsg Magyar Cementipari Szvetsg Mlyi Tgla Kft.

MAT Kermia Kft. MFL Hungria Kft. Mineralholding Co. Ltd. MTA KK Anyag- s Krnyezetkmiai Intzet Nagykanizsa Tglagyr Kft. OMYA Hungria Kft.

Pannon-Perlit Kft. Perlit-92 Kft. Piarista Szakiskola, Gimnzium s Kollgium

Saint-Gobain Weber Terranova Kft. SIAD Hungary Kft.Szema-Mak Kft. SZIKKTI Kft. SZIKKTI Labor Kft

Tgla- s Cserpipari Szolgltat Kft. URSA Salgtarjni veggyapot Zrt. Wienerberger Zrt. WITEG Kporc Kft.

Xella Magyarorszg Kft. Zalakermia Zrt. Zsindely kas Kft. Zsolnay Porcelnmanufaktra Zrt.

60. vf. 1. szm

A finomkermia-, veg-, cement-, msz-, beton-, tgla- s cserp-, k- s kavics-, tzllanyag-, szigetelanyag-ipargak szakmai lapja

TARTALOM

2 Ksznt

3 Volfram-karbid/kobalt bzis kemnyfmek II. Laczk Lszl Eniszn Bdogh Margit

7 Folyiratszemle

8 Polietiln trstsa jrahasznostott gumirlemnnyel s rtegszilikttal Ktai Bla Mszros Lszl Brny Tams

11 Knyvajnl13 Letovice-i klyhacsempe kermia anyagnak dilatometrija Gabriel Varga Igor tubna

14 Egyesleti s szakhrek

15 A nitrogn atmoszfra hatsa az alumnium-oxidkermik zsugortsra Tamsn Csnyi Judit Gmze A. Lszl

18 Programajnl

19 svnybnyban keletkez sajtfiller jrahasznostsi lehetsgeinek vizsglata tptsi alapanyagknt Gber Rbert

23 svnyi vakolatok napjainkban Pozsonyi Lszl

25 Egyesleti s szakhrek

CONTENT

2 Introduction

3 Tungsten-carbide/cobalt based hard metals II. Lszl Laczk Margit Eniszn Bdogh

7 Journal review

8 Blending of poly(ethylene) with recycled ground tire rubber and nanosilicate Bla Ktai Lszl Mszros Tams Brny

11 Book commendatory

13 Dilatomery of stove tile ceramic material Letovice Gabriel Varga Igor tubna

14 Society and professional news

15 Impact of nitrogen atmosphere on sintering of alumina ceramics Judit Tamsn Csnyi Lszl Gmze A.

18 Events

19 The examination of recycling opportunity of mineral fillers as base materials in road construction Rbert Gber

23 Mineral based renders in our days Lszl Pozsonyi

25 Society and professional news

ptanyagptanyag 2008/1ptanyagptanyag 2008/1

KSZNT

Folyiratunk, az PTANYAG 60 vvel ezeltti els szmnak megjelensig Magyarorszgon nem volt olyan szakmai kiadvny, amely a sziliktipar szer-tegaz tudomnyos, mszaki, gazdasgi s termelsi krdseirl j eredmnyeirl szisztematikusan s rendszeresen tjkoztatta volna a hazai szakembereket. gy az ptanyag megjelentetsvel a Sziliktipari Tudomnyos Egyeslet 1949 ta folyamatosan hozzjrul az ptanyag-ipari s sziliktipari szak-emberek kztti kapcsolat ptshez, a magyar s nemzetkzi j, tudomnyos, technolgiai s mszaki eredmnyek megismertetshez neves hazai s klfldi sziliktipari tudsok, szakemberek cikkeinek kzzt-telvel. Az elmlt 59 v alatt lapunkban rendszeresen beszmoltak munkikrl, eredmnyeikrl oktats-sal, kutatssal, fejlesztssel s tervezssel foglalkoz hazai intzmnyeink. A Budapesti Mszaki Egyetem, a Nehzipari Mszaki Egyetem, a Veszprmi Vegyipari Egyetem, a Sziliktipari Kzponti Kutat s Tervez Intzet, az Iparterv valamint az ptstudomnyi Intzet szakemberei ltal vtizedekkel ezeltt rt tudo-mnyos cikkek ma egyarnt forrsmunkaknt szolgl-nak a szilikttudomnyok, a szilikttechnolgik s a szilikttechnika terletn szakdolgozatukat, diploma-munkjukat vagy ppen PhD rtekezletket kszt j szakember generci szmra.

Folyiratunk az ptanyag 194952 kztt ven-knt 6; 195355 kztt venknt 12 szmban jelent meg. Az 1956-ban megjelen 10 s 1957-ben kiadott 6 szm utn 195890 kztt a lap venknt 12 szmban jelent meg.

1990-tl az llami tmogats fokozatos megszn-tetsvel jelentkez gazdasgi gondokat az immron vi 4 alkalommal megjelen folyirat mindenkori Szerkeszt Bizottsga klnbz plyzatokkal s sznes hirdetsek kzlsvel igyekezett kompenzlni. A sznes hirdetsek ma is letbevgan fontosak a lap megjelense szempontjbl, de azok a vllalkozsok s intzmnyek is jelents mrtkben hozzjrulnak a kiadsi kltsgekhez, amelyek vente legalbb 45 pl-dnyban elfi zetnek az ptanyag folyiratra a nluk dolgoz munkatrsak rendszeres szakmai tjkozta-tsa, kpzse cljbl.

1949-ben trtnt els megjelense ta a folyiratunk-ban megjelen cikkek jelents rsze olyan tudomnyos dolgozat, amely nll kutatsi eredmnyeket ismer-

tet nemzetkzi mrcvel mrve is magas sznvonalon. Olyan nagyszer tudsok vlasztottk s vlasztjk tudomnyos eredmnyeik ismertetsnek sznhelyl lapunkat, mint Balzs Gyrgy, Beke Bla, Deri Mrta, Grofcsik Jnos, Juhsz Zoltn, Opoczky Ludmilla, Szaladnya Sndor, Tams Ferenc s mg sokan msok. A kivl szerzknek, a mindenkori szerkeszt bizott-sgnak s felels szerkesztknek ksznhet, hogy az jsgrk Egyeslete ltal 1995-ben ksztett felmrs szakmai tartalma alapjn az ptanyagot a tudom-nyos folyiratok kz sorolta be. Ez az elismers azrt is fontos szmunkra, mert lapunk nem tartozik a vi-lg nagy szaklapjai kz. Jelenleg a magyar nyelven megjelen cikkek klnbz, elismert szaklapokban trtn referlsa rszben megoldott. Ugyanakkor elrelps s rvendetes tny, hogy napjainkban egyre tbb angol nyelven rt tudomnyos cikket juttatnak el lapunk Szerkeszt Bizottsghoz a szerzk nem csak itthonrl, de a krnyez orszgokbl is. Szintn fontos, s elre mutat eredmny, hogy az ptanyag foly-iratban angol nyelven publikl hazai illetve klfldi szerzk tbbsge a 35 vnl fi atalabb korosztlyhoz tartozik. Az munkjuk rendszeres kzzttelvel gy vlhat lapunk az anyagtudomnyok s a szilikttech-nolgik terltn az Eurpai Uni j genercijnak egyik regionlis szellemi kzpontjv. Ezt szeretn elsegteni s megersteni Szerkeszt Bizottsgunk az j megjelensi formval egy j arculat kifejlesz-tsvel.

Ezton szeretnnk megksznni mindazok segts-gt, akik a mai napig hozzjrulnak szaktudsukkal az ptanyag folyirat szakmai sznvonalnak megtar-tshoz, emelshez. Kln ksznet illeti dr. Talabr Jzsefet, a szerkeszt bizottsg rks tiszteletbeli el-nkt s Wojnrovitsn dr. Hrapka Ilona rks tisz-teletbeli felels szerkesztt, akik annyi ven t ldoza-tos munkval biztostottk a folyirat mkdst.

Az ptanyag folyirat elmlt 60 vrl az idei, XXXI. Kldttgylsen dr. Talabr Jzsef tart eladst, melyre ezton tisztelettel meghvjuk minden tagtr-sunkat.

Tth-Asztalos Rka Dr. Gmze A. Lszl felels szerkeszt a Szerkeszt Bizottsg elnke

2 |ptanyagptanyag 2008/1 60. vf. 1. szm

Tisztelt Olvas!

60. vf. 1. szm 2008/1 ptanyagptanyag | 3

ANYAGTUDOMNY

Volfram-karbid/kobalt bzis kemnyfmek II.A volfram-karbid por ellltsnak gzfzis s fmolvasztsos mdszerei (szakirodalmi ttekints)

LACZK LSZL CEMKUT Cementipari Kutat-Fejleszt Kft. laczkol@mcsz.huENISZN DR. BDOGH MARGIT Pannon Egyetem Anyagmrnki Intzet

Tungsten-carbide/cobalt based hard metals II.Methods of tungsten-carbide powder production in gaseous phase and by metal melting(Review of the professional literature)Tungsten carbide based hard metals have been produced since the 20-es of the XX century and from that time on these metals are widely applied as machining tools. In this paper we summarized production methods of tungsten carbide powders (with various cobalt content) which are the basic materials for manufacturing such tools.In the course of production from ore concentrates it is difficult to regulate the particle size of the tungsten carbide powder. The technology based on the solid/gas reaction following precipitation from watery/ethylene diamine solution is adequate for the production of WC/Co composites. The reaction of gases WCl6/CH4/H2 leads to the formation of nano-phase tungsten carbide but its efficiency is not sufficient for manufacturing at an industrial scale.Nowadays mostly the direct carbidization method is applied for manufacturing tungsten carbide powders used as basic material for the production of hard metals.

Laczk LszlOkleveles vegysz; okleveles kzpiskolai kmia szakos tanr (19962001), Veszprmi Egyetem

sziliktkmia szakirny. 20012005 tanr veges Jzsef Szakkpz Iskola s Gimnzium

(Balatonfzf), 20012004 Doktori (Ph.D) sz-tndj Veszprmi Egyetem Anyagtudomnyok s technolgik Doktori Iskola; Szilikt- s Anyag-

mrnki Tanszk), 20052006 Fejlesztmrnk - Lasselsberger Hungria Kft. Hdmezvsrhelyi

Burkollap Gyra, 2006-tl Laboratriumvezet Cemkut Cementipari Kutat-Fejleszt Kft. Oktatsi terlet: veszprmi Pannon Egyetem

Anyagmrnki Intzet: Sziliktkmia labo-ratriumi gyakorlatok, sziliktipari nyersanyagok

s ksztermkek analitikai vizsglata. Kutatsi terlet: mszaki kermik s kemnyfmek,

cementek. 2000-tl a Sziliktipari Tudomnyos Egyeslet tagja.

Eniszn dr. Bdogh MargitOkleveles vegyszmrnk, Veszprmi Vegyipari Egyetem (Sziliktkmiai technolgiai gazat),

197476 tudom nyos tovbbkpz sztndjas, mszaki doktor (1976) (Veszprmi Vegyipari Egye-

tem), 197681 Budapesti pletkermiaipari Vllalat kutatmrnke, 19812007 Veszprmi Egyetem Sziliktkmiai s -technolgiai Tanszk

adjunktusa, 2004 PhD (Veszprmi Egyetem Anyagtudomnyok- s technolgik Doktori

Iskola), 2007- Pannon Egyetem Anyagmrnki Intzetnek docense. Oktatsi s kutatsi terletek: sziliktkmia, szilrdtest kmia, hagyomnyos s mszaki kermik, mszaki vegek, kompozit-

anyagok ellltsa s tulajdonsgainak vizsglata, sziliktipari nyersanyagok minstse. MTA Anyagtudomnyi s Sziliktkmiai Munkabizottsg, MTA VEAB Szilikttechnolgiai Munkabizott-

sg, Sziliktipari Tudomnyos Egyeslet tagja.

BevezetsCikksorozatunk els rszben (2007/1. szm) ttekintst ad-

tunk a volfram-karbid bzis kemnyfmek fbb felhasznlsi terleteirl, a volfram-karbid fontosabb, fi zikai s mechanikai tulajdonsgairl, rszletesen bemutattuk a WC por karbidizcis gyrtstechnolgijt [1,3]. Az elmlt vekben, vtizedekben tbb olyan ellltsi mdszert dolgoztak ki, amelyekkel a WC/Co porok szemcsemret-eloszlsnak s kmiai sszettelnek ho-

mogenitsa biztosthat. Cikk-sorozatunk msodik rszben a vizes/etiln-diaminos ol datbl trtn lecsapst kvet szi-lrd/gz reakcin alapul, a fmolvasztsos s a gzfzis mdszerekrl adunk rvid zeltt.

I. Szilrd keverkk alaktott nyersanyagok karbidizcija

Az eljrs egyedlll a tekintetben, hogy a direkt WC elllts dstott rcekbl, scheelitbl (CaWO4), fer be-ritbl (FeWO4), vagy wolf ra-mitbl [(Mn,Fe)WO4] tr-tnik. A dstott rckeverk Fe3O4-gyel, alumniummal, CaC2-vel s/vagy sznnel val reakcija exoterm folyamat, melynek sorn WC, Fe, CaO s Al2O3 kpzdik. A fmes komponensek az olvadk als

rszn gylnek ssze, mg az oxidok az olvadk tetejn a kisebb srsg salakban. Ez a folyamat tulajdonkppen a vas-oxid s a volfram-oxid aluminotermis redukcija. A vas olvadkban tmenetileg fm volfram lesz jelen s karbidizldik, a WC kor-ltozottan olddik a vasban s kristlyosodik. A folyamat az albbi reakciegyenletekkel rhat le:

3 Fe3O4 + 8 Al 9 Fe + 4 Al2O3 (1)6 FeWO4 + 4 Al + 3 CaC2 6 Fe + 6 WC + 3 CaO + 7 Al2O3 (2)6 MnWO4 + 4 Al + 3 CaC2 6 Mn + 6 WC + 3 CaO + 7 Al2O3 (3)6 CaWO4 + 3 CaC2 + 10 Al 6 WC + 9 CaO + 5 Al2O3 (4)

A reagl komponensek adott arnya 2500 C krli n-fenntart exoterm reakcit biztost. A reaktnsok 72 ton-ns tltett kis adagokban alumnium lemezbl kszlt ed-nyekbe helyezik. A reakcit cirkulcis kemencben hajtjk vgre. A kemencnek nagy kmiai ellenll kpessgnek s nagy hmrskleti sta bi litsnak kell lenni. A kemence bels falt grafi ttal ltjk el, hogy minimlis legyen a hvesztesg. A teljes redukci s karbidizci 60 percen bell befejezdik s kb. 22 tonna WC nyerhet. A medd elemek (Ca; Mg; Si) oxidos llapotba kerlnek, valamint Al2O3 kpzdik, amely a salakban tallhat. A karbid formban jelenlev elemek (Ti; Nb; Ta s Mo) kristlyos formban jelennek meg. A lehlt anyag tetejn salakr-teg, az aljn fmes rszek tallhatk. Az anyag aljn lev fmes rsz kb. 65% WC-ot tartalmaz a Fe; Mn s fm Al mellett. A salak levlasztsa utn a fmes rszt rlik s vzzel mossk, az el nem reaglt CaC2 eltvoltsa cljbl, majd vgl svnyi savakkal old-jk ki a vasat, ekzben a WC nem szenved vltozst (1. bra).

1. bra WC ellltsa dstott volfram rcekbl [4]

Fig 1. Production of WC from enriched ores

4 |ptanyagptanyag 2008/1 60. vf. 1. szm

ANYAGTUDOMNY

Az gy nyert WC 40 m alatti durva s jl kris-tlyosodott szemcsket is tartalmaz; valamint kb. 2% vasat. A szntartalom szt-chiometrikus, a termk nem tartalmaz nitrognt, szabad szenet s -fzist (Co6W6C s Co3W3C). A f klnb-sget a hagyomnyosan ellltott WC portl nem-csak a durvbb kristly-mret, hanem az olvadkbl kikristlyosodott karbidok, s a rszlegesen szabad bels fi nomszemcse hatrok jelen-tik. Ez utbbi javtja a karbi-dok trsi szilrdsgt. Az eljrs egyik htrnya, hogy nehzfmsk kpzdnek

(fleg FeCl3), amely megoldand krnyezeti problmt jelent. A msik htrny, hogy a szemcsemret szablyozsa nem lehet-sges, csak a vgtermk WC rlsvel [4,5].

II. Gyors karbotermikus redukcis (RCR Rapid Carbothermal Reduction) eljrs

Az RCR eljrs a direkt karbidizci egy msik tpusa. A WO3 extrm gyors karbotermikus redukcijval a WC por folyama-tosan szintetizldik grafi tbl kszlt transzport reaktorban. A WO3-C keverk a folyamat sorn msodperceken bell WC1-x sszettel prekurzorr alakul. A gyors hkezelsnek kt alapvet mdja van:

thordsos mdszer: a porkeverket fellrl egy fggleges cskemencbe tplljk, amely a gravitci hatsra a kemence aljra hullik inertgz atmoszfrban. A rszecskk 0,210 m-sodpercet tartzkodnak az 18002000 C-os znban (2. bra).

Csepp mdszer: A porkeverk az elfttt tgelyekbe csepeg. Az anyag 5 perc s 2 ra kztti ideig tartzkodik 1500 C-on.

A kt mdszer kombincija teszi lehetv sztchiometriai sszettel WC ellltst. Elszr thordsos mdszerrel WC1-x prekurzort lltanak el, majd ebbl csepp mdszerrel WC-ot. A kt mdszer egyttes alkalmazsval szubmikronos WC llthat el, de a 0,20,4 m-es frakci kpzsre hasznl-hat leginkbb az RCR eljrs, amely egy j mdszer s vi 500 t WC ipari ellltst teszi lehetv [4,5].

III. Gzfzis kmiai reakci (CVR Chemical Vapor Reaction)

Az eljrs egy fmtartalm komponens (WCl6) s egy szntar-talm gzkeverk (CH4/H2) kztti kmiai reakcin alapul (3. bra). Ez az elv mr vek ta ismert, de a technikai kivitelezse csak a kzelmltban valsult meg. Az eljrs cl ja nagyon fi -nom (3500 nm) szemcsemret, homogn, szk szemcsemret eloszls WC por ellltsa. A kln felmelegtett reagenseket egy vzszintes forr csreaktorba tplljk meghatrozott fel-ttelek mellett (4. bra). A falreakcik elkerlhetk a fal men-

tn argonram biz tostsval. Az argonramot gyrs rs-rendszeren keresztl vezetik a reaktorba, gy elkerlhet a reagl rszecskk sebess-gnek jelents cskkense a reaktor falkzeli zniban. Magasabb hmrskleten a karbidrszecskk elklnlnek a gzkomponenstl s csk-ken az adszorbeldott gz mennyi sge. Ez tovbb cskken a kvetkez vkuum kamrban. A por htse s sszegyjtse vkuumban vagy inertgz-ban trtnik. Az eljrs mg zemi ksrlet alatt ll, jelen-leg nanofzis TiC s Ti(C,N) porok mellett nanofzis WC ellltsra is alkalmas [4,5].

IV. Permetkonverzis eljrs McCandlish s Polizotti [5,7] hrom lpsbl ll szintzist

dolgoztak ki a nanofzis WC/Co kompozitok ellltsra. A vgtermk mikroszerkezete a szintzis hmrskletvel be-folysolhat. A nanofzis WC-Co 1000 C alatti hkezelssel elllthat (9. bra).

A szintzis lpsei:

1. A prekurzor vegylet ellltsaA prekurzor [trisz(etiln-diamin)-kobalt(II)]-volframt(VI),

tovbbiakban [Co(en)3]WO4 elllthat CoCl26H2O-bl, etiln-diaminbl (en) s WO3H2O-bl (volframsav). A CoCl26H2O-bl vizes oldatot ksztenek, a volframsavat etiln-diaminban oldjk. A kt oldat sszentsekor kpzdik a prekurzor a kvetkez reakciegyenlet szerint, amely hexa-gonlis kristlyokbl ll csapadk.

WO3H2O + 3 en + CoCl2 = Co(en)3WO4 + 2 HCl

2. bra Grafi t transzport reaktor [5] Fig. 2. Graphite transport reactor

3. bra A CVR eljrs vzlata [4] Fig. 3. Scheme of CVR process

4. bra A CVR eljrs [5] Fig. 4. CVR process

60. vf. 1. szm 2008/1 ptanyagptanyag | 5

ANYAGTUDOMNY

A kpzd vegyletben meghatrozott a W/Co arny, mg-pedig W:Co=1:1, amely megfelel az -fzisok (Co3W3C s Co6W6C) kpzdshez.

2. A kpzdtt [Co(en)3]WO4 reduktv hbontsa Ar:H2=1:1 gzelegyben

TG analzist vgeztek a hkezels sorn bekvetkez tmeg-vesztesg meghatrozsa cljbl. A TG grbn lthat, hogy az etiln-diamin ligandum 100 s 300 C kztt kt lpsben tvozik (5. bra):

100200 C kztt: [Co(en)3]WO4 [Co(en)]WO4 + 2 en200300 C kztt: [Co(en)]WO4 CoWO4 + en

A kpzd CoWO4 500700 C-os hmrsklet-interval-lumban az Ar-H2 gzelegyben nagy fajlagos fellet W-Co in-termedierr alakul, a kvetkez reakciegyenlet rtelmben:

CoWO4 + 4H2 Co + W + 4H2O

A kpzdtt nagy fajlagos fellet, reaktv W-Co interme-dier psztz elektronmikroszkpos felvteln megfi gyelhet (12. bra), hogy a W-Co fzis a prekurzor hexagonlis kls morfolgijt megrzi, de a W-Co esetben sokkal kisebb a rszecskk mrete.

Ezen szemcsk a levegben spontn gnek. Gyors oxidci fi gyelhet meg szobahmrskleten 1% O2 tartalm Ar-gz-ban:

W + O2 WO2W + Co + 2O2 CoWO4

3. Karbidizci CO/CO2 gzrambanA kpzdtt W-Co reaktv intermediert CO/CO2 gzram-

ban karbidizljk. A gzfzis sszettele meghatrozza a rendszer szn-aktivitst. Nagy gzramlsi sebessg mellett a gzram sznaktivitsa a szilrd/gz reakci lejtszdst nem befolysolja. A W-Co intermedier nagy fajlagos fellete biztostja, hogy a reakci minimlis hmrskleten, minimlis id alatt lejtszdjk. Ez hatrt szab a WC szemcsk nveke-dsnek. A CH4/H2 gzeleggyel szemben karbidizl gzknt elnyben rszestik a CO2/CO gzelegyet, mert a CH4 s a H2 kztti egyensly 1000 C alatti hmrskleten nehezen rhet el, gy a megfelel szn-aktivits ellenrzse nehzkess vlna. A rendszer szn-aktivitsnak llandsgt a kvetkez reak-cik biztostjk:

(1) 2 CO (g) CO2 (g) + C (sz)(2) CO2 (g) 2 CO (g) + O2 (g)

A vgtermk sszettele a W - C - Co hrom-sszetevs fzis-diagramban tallhat a belltott szn aktivits mellett. Az -fzisok sszettele (Co3W3C s Co6W6C) rgztett, gy az 1:1 W:Co arny kondavonalon egy-egy pontot hatroz-nak meg az 1500 K-es izoterma metszeten (7. bra). Adott hmrskleten s szn-aktivitsnl tiszta Co3W3C (=M6C) s Co6W6C (=M12C) fzisok kpzdnek. A sznaktivits 0,34 1,0 kztti vltoztatsval kt fzis van jelen 1500 K-en: hexagon-lis WC s -Co(W,C) szilrdoldat (6. bra). A szn aktivitsnak 0,34-1,0 kztti vltozsval a W s C relatv mennyisge vl-tozik a szilrdoldatban. Ezen vltozs elsegti a WC olddst a Co-ban, ezzel befolysolja a Co-ktfzis mechanikai tulaj-donsgait a WC- Co szerszmban.

6. bra A sznaktivits s a szntartalom kztti sszefggs [7] Fig. 6. Relation between carbon activity and carbon contetnt

7. bra CoWC hromsszetevs rendszer fzisdiagramjnak 1500 K-os izoterma metszete

Fig. 7. Phase diagram of CoWC ternary system

5. bra [Co(en)3]WO4 bomlsnak TG grbje [4] Fig.5. TG curve of decomposition of [Co(en)3]WO4

6 |ptanyagptanyag 2008/1 60. vf. 1. szm

ANYAGTUDOMNY

A ksrleteket lland karbidizcis potencil, azaz lland sznaktivits (ac=0,95) s lland reagens-gz nyoms mellett vgeztk klnbz hmrskleteken 750 s 850 C kztt. A reakci sorn a tmegnvekedst mrtk a karbidizci ide-jnek fggvnyben (8. bra). A tmegnvekeds vltozsa a kvetkez reakcisorozat eredmnye:

W + Co Co6W6C Co3W3C WC + Co

A reakci 750 s 850 C kztt metastabil Co3W3C fzis kpzdshez vezet. A 775 C alatt kpzd WC sznhi-nyos, sszettele WC0.9. Ez az sszettel gyorsan WC-d ala-kul, ha megfelel hmrskletet s atmoszfrt alkalmaznak. A Co3W3C fzis kpzdse akadlyozza a WC s Co kpzdst Co6W6C-bl. Az -fzisok kristlyszerkezete a sznatomok szmtl s helytl eltekintve azonos. gy a Co6W6C tala-kulshoz Co3W3C fziss sznatomok diff zija szksges. A sznatomok diff zija knnyebben vgbemegy, mint a fma-tomok. A WC s Co nuklecijhoz azonban a fmatomok diff zija szksges.

McCandlish s szerztrsai [7] a [Co(en)3]WO4-bl trtn nanofzis WC-Co kompozitok ipari ellltsrl szmolnak be. A prekurzor szrtst porlasztva szrtssal oldottk meg, a WC/Co kompozit ellltshoz fl uidgyas konverzit al-kalmaztak.

A 10. bra illusztrlja a nanofzis WC-Co porok (a) labo-ratriumi, (b) ipari ellltst.

A laboratriumi elllts lpsei: 1. A prekurzor [Co(en)3]WO4 csapadk ellltsa2. A csapadk szrse, mossa s szrtsa3. A prekurzor termokmiai konverzija

[Co(en)3]WO4 WC + Co

Az ipari elllts lpsei:1. A [Co(en)3]WO4 prekurzor vizes szuszpenzijnak

elksztse2. Porlasztva szrts3. [Co(en)3]WO4 WC + Co (a [Co(en)3]WO4

por fl uidgyas termokmiai konverzija

A 11. bra mu-tatja be a nanofzis WC gyrtstechno-lgijt McCandlish s szerztrsai md-szervel.

12. brn a [Co(en)3] WO4 mik roszer kezete lthat a redukci-karbi dizci eltt s utn. A fel s kt SEM felvtel a la bo ratriumi mdszer rel ellltott csapa dk rl kszlt. A kapott por rszecs-kk nagy jbl azonos mretek s hexagon-lis morfo lgival ren-del keznek, mint a ki in dulsi porrszecs-kk. Az als kt kp az iparilag ellltott prekurzor, illetve a re akcitermk mik-roszerkezett brzolja. Az itt lthat szemcsk morfolgija kedvezbb a porlasztva szrtshoz, mint a hasb alak [7].

8. bra A karbidizcis id s a tmegvltozs sszefggse [7] Fig. 8. Reaction between time of carburization and change of mass

9. bra A permetkonverzis eljrs vzlata [4] Fig. 9. Scheme of spray conversation process

10. bra Nanofzis WC Co kompozitok laboratriumi (a) s ipari (b) ellltsa [5] Fig. 10. Processing of nanophase WC6Co composites; in laboratory (a), in industry (b)

11. bra A permetkonverzis eljrs technolgiai brja [5] Fig. 11. Technology of spray conversation process

60. vf. 1. szm 2008/1 ptanyagptanyag | 7

ANYAGTUDOMNY

sszefoglalsCikksorozatunk msodik rszben rvid ttekintst adtunk

a volfram-karbid bzis kemnyfmek kiindulsi anyagaknt szolgl volfram-karbid/kobalt porok oldatbl trtn le-csapst kvet szilrd/gz reakcin alapul, fmolvasztsos s gzfzis ellltsi mdszereirl. Szksges azonban megje-gyezni, hogy az itt bemutatott mdszerek egy rsze mg zemi ksrlet alatt ll s ezen eljrsok csak kis mrtkben jrul-nak hozz az sszes volfram-karbid termelshez. Ma a legna-gyobb volumenben alkalmazott eljrs a volfram-karbid por

ellltsra a cikksorozatunk els rszben (2007/1. szm) az ammnium-paravolframtbl kiindul WO3WWC kpzdsn t vgbemen folyamat [2,6], mivel igen terme-lkeny s j lehetsget biztost a W fmpor s ezen keresztl a volfram-karbid szemcsemretnek szablyozsra.

Irodalom[1] Laczk Lszl Eniszn Bdogh Margit: Volfram-karbid/kobalt bzis ke-

mnyfmek I. A volfram karbid por fi zikai tulajdonsgai s ellltsa karbi-dizcival (szakirodalmi ttekints). ptanyag 59 2007/1. szm 2-5. oldal

[2] V. Falkovsky1 Yu. Blagoveschenski2 V. Glushkov1 L. Klyachko1 A. Khokhlov1: Nanocrystalline WC-Co Hardmetals Produced by Plasmochemi-cal Method. 15th International Plansee Seminar May, 2001. Reutte/Tirol/Austria. 1 All-Russia Institute for Refractory and Hard Metals; Moscow; Rus-sia. 2 Institute of Metallurgy and Materials Science RAS; Moscow; Russia

[3] Paul Schwarzkopf Richard Kieff er: Cemented Carbides. Th e MacMillan Company 1960.

[4] Hugh O. Pierson: Handbook of Refractory Carbides and Nitrides (Proper-ties, characteristics, processing and applications). Noyes Publications, Wes-twood, New Yersey, USA, 1996.

[5] Erik Lassner Wolf-Dieter Schubert: Tungsten (Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys, and Chemical Compounds). Chapter 9.: Tungsten in Hardmetals. Vienna University of Technology; Vienna; Austria. Kluwer Academic / Plennum Publishes; New York, Boston, Dord-recht, London, Moscow

[6] Z. G. Ban L. L. Shaw: On Th e Reaction Sequence of WC/Co Formation Using an Integrated Mechanical and Th ermal Activation Process. Acta Ma-terialia 49 (2001) p. 2933-2939

[7] L. E. McCandlish B. H. Kear, B. K. Kim: Chemical Processing of Nanop-hase WC-Co Composite Powders. Th e Laboratory for Nanophase Materials Research, Rutgers University, Piscataway, New Jersey, USA. Materials Science and Technology [6] (1990) 953-957

12. bra A [Co(en)3]WO4 mikroszerkezete a redukci-karbidizci eltt s utn (Fent: laboratriumi, lent ipari mdszerrel ellltott anyag.) [7]

Fig. 12. Microstructure of [Co(en)3]WO4 before and aft er reduction-carburization

F O L Y I R A T S Z E M L EAz albbiakban kzljk a Zement-Kalk-Gips s a Cement Internationalszmainak cmjegyzkt.

Zement-Kalk-Gips

ZKG. 60. 4. (2007) 43. oTsakalakis K. G: Hasznlt gumiabroncs gazdlkods az EU cementiparban gaz-dasgi/krnyezetvdelmi megkzeltsZKG. 60. 4. (2007) 56. oGebhart W: Helyezze zembe jra a kemencjt: A kemenceorvos (3. rsz)ZKG. 60. 4. (2007) 63. oBes A, Specht E, Keshe G: A htzna hosszsg s a msz rakodsi hmrskletnek szmtsaZKG. 60. 4. (2007) 74. oKocabiyk S: A tzelanyag minsg hatsa az SO2 lgszennyezsre ZKG. 60. 4. (2007) 82. oBeichel A, Schicht E: A szrazhabarcs-gyrak tervezsi alapelveiZKG. 60. 4. (2007) 88. oJansen D. J, Wandenbossche J. M, Kou-baa A: Az jra hasznostott beton finom rsz optimalizlsa a kohsalakcementbenZKG. 60. 5. (2007) 50. oEnders M, Berger M: Kvantiatv rntgendiffrakcis analzis (Rietveld-md-szer) alkalmazsa a cementgyrakban a klinkerminsg ellenrzsre

ZKG. 60. 5. (2007) 60. oModi B. K, Agrawal M. C: Tbb komponens nyersanyagkeverk tervezse a cementgyrtshozZKG. 60. 5. (2007) 68. oHamm H, Hller R, Demmich J: Gipszle-mezek jrahasznostsaZKG. 60. 5. (2007) 75. oMartauz P, Srig, J, Jamnick M: A kloridmennyisg cskkentse a cementipari forgkemenck gzatmoszfrjban hidroxi-lapatit szerkezetbe trtn szorpcijvalZKG. 60. 6. (2007) 62. oWinter Ch, Plank J: Az eurpai szra-zhabarcsipar (1. rsz)ZKG. 60. 6. (2007) 70. oSkibsted J, Andersen M. D, Jakobsen H. J: A szilrdtest mgneses magrezonancia (NMR) alkalmazsa a portlandcement alap anyagok vizsglatraZKG. 60. 6. (2007) 84. oStark U, Mller A: A szemcsealak s szemcse mret hatsa az ntmrd habarcsok bedolgozhatsgraZKG. 60. 6. (2007) 88. oJansen D.J, Vandenbossche J.M, Koubaa A: A beton finom frakci jrahasznostsa salakcementekbenZKG. 60. 6. (2007) 94. oSchnidt G, Bier Th. A, s szerztrsai: Az elkevert szraz habarcsok regedse s ennek hatsa bedolgozhatsgra ZKG. 60. 7. (2007) 50. oGebhart W, Stutz Th: Rutin kemencet-

maszt grgelhajls mrs meglep eredmnnyelZKG. 60. 7. (2007) 56. oDikty M, Schweie P: Dntsi mtrix darabos szilrdanyagok szlltshozZKG. 60. 7. (2007) 50. oKolbe F: Kltsghatkony a ventilltorjav-ts? A hasznlati lettartam megnvelse ja-vtssal s a laptkerekek optimalizlsvalZKG. 60. 7. (2007) 72. oSuri R: CO2 tvitel a cementipari kemencbl a biomasszba

Cement International

Cement International 5. 2. (2007) 79. oFish H, Burger H: A fggleges grgsmalmokkal szerzett tapasztalatok cement s salak finomrlsnlCement International 5. 2. (2007) 84. oKeyssner M: Tbblet s cserlhetsg nagymret fggleges grgsmalmok a cement nyersrlsnlCement International 5. 2. (2007) 93. oReichardt Y: zemelsi tapasztalatok MPS 5600 PC tpus fggleges grgsmalommal nagy finomsg granullt kohsalaklisztek rlsekorCement International 5. 2. (2007) 96. oWedel K: Az IKN rostlyhtk teljestkpessge.Cement International 5. 2. (2007) 104. oIsrael D, Strunge J: A hidraulikus ktanyagok sszettelnek gyors

meghatrozsa a cementiparban a minsg igazolsa rdekben Cement International 5. 3. (2007) 48. oHillers M, Grner K. s szerztrsai: A kalcinlk szimulcija s optimalizlsaCement International 5. 3. (2007) 58. oKhne K: j flszraz eljrs klinkerget kemence az oroszorszgi Mordovcement cgnlCement International 5. 3. (2007) 68. oHnerlage M: Gyrs aknakemence als getkamrjnak anyagram analziseCement International 5. 3. (2007) 76. oWalter M: j ptanyaggyr Moszkva kzelbenCement International 5. 4. (2007) 50. oKatterfeld A, Grger T: Diszkrt elem-szimulls s annak ellenrzse darabos anyagmozgatsi technolgiknlCement International 5. 4. (2007) 68. oMound M. C, Blahous L: A cementipari ny-ersanyagok kmiai sszettelnek kzvetlen elemzse infravrs spektroszkpivalCement International 5. 4. (2007) 73. oRademacher M, Trnkle U: Vetsi ksr-letek fallomny megerstsre kezeletlen talajokonCement International 5. 4. (2007) 87. oSchmidt M, Stephan D, Krelaus R: Bztat tvlatok az ptiparban: nanorszecskk, nanoszkpikus szerkezetek, s hatrfelleti jelensgek, 1. rsz

8 |ptanyagptanyag 2008/1 60. vf. 1. szm

ANYAGTUDOMNY

Polietiln trstsa jrahasznostott gumirlemnnyel s rtegszilikttal1

KTAI BLA VGK-Hnnun Kft.MSZROS LSZL BME Polimertechnika Tanszk meszaros@pt.bme.huBRNY TAMS PHD. BME Polimertechnika Tanszk

Blending of poly(ethylene) with recycled ground tire rubber and nanosilicateThe following article deals with the effects of layared silicates and the electron irradiation on polyethylene based systems which contain scrap rubber powder. The first part covers the tensile properties of several mixtures of polyethylene, nanosilicate, scrap rubber powder without irradia-tion. The second part is about the joint effects of nanosilicate and irradiation. The conclusion is that the energy-absorbing capacity and the hardness of the blends with scrap rubber powder content increased due to irradiation. This increase is more significant when the blends contain nanosilicate.

Ktai Bla Tams2007-ben vgzett gpszmrnkknt a BME

Polimertechnika Tanszken, majd mg ebben az vben elhelyezkedett egy autipari alkatrszeket

gyrt vllalatnl termelsi mrnk munkakr-ben. A Sziliktipari Tudomnyos Egyeslet 2007.

vi diplomadj plyzatn megosztott msodik djat nyert. 2008-tl egy geotermlis ermveket

tervez cg alkalmazottja.

Mszros LszlGpszmrnk, tanulmnyait a BME

Polimertechnika Tanszkn vgezte. A diploma megszerzse utn, 2005-tl a BME Polimertech-nika Tanszkn doktorandusz hallgat. Tagja az

Express Polymer Letters nemzetkzi szakfolyirat szerkesztbizottsgnak. Tudomnyos kutatsi

terlete a nanokompozitok.

Brny Tams2001-tl PhD hallgat, majd a doktori fokozat

megszerzse utn 2004-tl egyetemi tanrsegd, 2005-tl egyetemi adjunktus a Budapesti Mszaki s Gazdasgtudomnyi Egyetem, Gpszmrnki Kar Polimertechnika Tanszkn.

30 hazai s nemzetkzi cikknek a trsszerzje, amelyre tbb mint 50 nemzetkzi fggetlen hivatkozst kaptak. Ez id alatt Magyar llami Etvs s MTA Bolyai Jnos Kutatsi sztndjat,

tovbb Junior Prma djat nyert el. Tagja az MTA Szl- s Kompozittechnolgiai Bizottsgnak, illetve az Express Polymer Letters nemzetkzi szakfolyirat szerkesztbizottsgnak.

1. BevezetsNapjainkra a manyagok (polimerek) fontos tnyezv vltak

az ptanyagok terletn is, klnsen j szigetelkpessgk (h, nedvessg, hang, elektromos), valamint vegyszerllsguk miatt. Az utbbinak ksznheten pldul ptett trozk bels falt alkothatjk. Tovbb burkollapokat s zajvd falakat is ksztenek bellk, amelyek tartalmazhatnak akr jrahaszno-stott manyagokat is, mivel ezek alkalmazsa igen fontos fela-dat [1]. Ez a hre lgyul polimerek esetn jrszt megoldott, azonban a trhls anyagok esetn mg igen csekly mrtk. Ilyen a gumi is, amelynek jrahasznostst leginkbb a krnyezet vdelme indokolja, mivel lebomlsuk lass folyamat, ezrt nem tudnak gyorsan visszakerlni az kolgiai krforgs-ba. Radsul az ilyesfle hulladkok mennyi sge igen tekint-lyes, mivel csak a hasznlt autgumikat fi gyelembe vve vente 10 milli tonna keletkezik bellk [2].

Az elhasznlt gumiabroncsokat ltalban raktrakban gyjtik ssze, vagy illeglis lerakkban. A lerakott gumik a mr emltett szigetel kpessgk miatt a csapadkvizet visszatartjk, gy lhelyet biztostanak egyes rovaroknak, il-letve rgcslknak, amelyek fertzseket terjeszthetnek. Emel-lett fennll a gyullads veszlye, amikor a lerak lnyegben elolthatatlanul g, sr fekete fstt s sok szennyez anyagot bocstva ki magbl [3].

Az jrahasznosts egyik mdja lehet az energia vissza nyers. A gumigyrak ersen fggenek a kolajtl, fleg azokban az orszgokban, ahol nagyon kevs a termszetes kaucsuk. Ezek ben az orszgokban a szintetikus kaucsukot nagyobb mennyi sgben hasznljk, amit 70%-ban kolajbl ksztenek. Emiatt a gumi-abroncsra felttlenl tekinthetnk gy, mint magas rtk zem-anyagra, amelynek gshje kzel akkora, mint a ksznnek, ami az ipari hulladkok kzl az egyik legmaga sabb rtk [2].

Az getssel azonban csak egy rszt kapjuk vissza annak az energinak, amit a gumi ellltsba fektettnk, valamint ha az getm nem megfelel fstgzszr rendszerrel van ellt-va, akkor ez jabb krnyezeti problmkat okozhat. Mindezek kvetkeztben eltrbe kerlt a gumibl szrmaz hulladkok

tovbbi j, minsgi felhasznlsi lehetsgeinek kutatsa. Az Egyeslt llamokban mr az 1980-as vekben foglalkoz-tak a hasznlt abroncsokbl szrmaz gumirlemny aszfalt-burkolatokban val felhasznlsval. Portugliban pedig egy 2007-es kormnyrendelet ktelezv tette a gumirlemnnyel mdostott bitumen alkalmazst. A gumirlemny mra a bitumenmdost szerek egyik leggyorsabban terjed t-pusv vlt. Az ilyen tpus aszfalt magasabb hmrskleten lgyul s alacsonyabban kemnyedik. Tovbb dupljra n az tburkolat lettartama, kevsb hajlamos a repedsre, n a kopsllsga, jobb a vzelvezet kpessge s az autk fktvja rezheten lervidl. A gumi csillapt hatsa miatt kisebb a krnyezet zaj- s rezgsterhelse. Htrnya viszont, hogy az t ksztsnl szigorbb technolgiai feltteleket kell betartani. Az ptiparban szintn elszeretettel alkalmazzk, mivel be-tonba keverve annak hang-, rezgs- s hszigetel kpessge javul. Gipszhabarcsba keverve cskkenti a repedsre val hajla-mot, s javtja a hszigetel kpessget [4][5][6].

A gumi hre lgyul manyagokkal val trstsa tovbbi minsgi felhasznlsi lehetsgnek grkezik. Ilyen alkalmaz-soknl a gumit rlemny formjban trstjk a polimerek-kel, ahol az utbbi kpezi a mtrix szerept, a gumi pedig tltanyagknt vesz rszt a rendszerben. A kt anyag ssze-kapcsolsval termoplasztikus elasztomer keletkezik, aminek nagy elnye, hogy egyesti magban a gumitermkek kedvez tulajdonsgait s a hre lgyul manyagok knny feldolgoz-hatsgt. A gumitartalm blendek mechanikai tulajdonsgai azonban igen gyengk, a komponensek rossz kap csolata (ad-hzija) s a gumirlemny heterogenitsa miatt [7]. Az adhzi javtsa cljbl az anyagfejleszt mrnkk tbb mdszert is kifejlesztettek. Az egyik lehetsg, hogy kompatibilizl adalkot kevernek az alapanyagokhoz, amely rendszerint valamilyen ko-polimer [8][9][10]. Az elasztomerek szintn kpesek javtani a 1 Az SZTE 2007. vi Diplomadj plyzatn djazott diplomamunka alapjn

60. vf. 1. szm 2008/1 ptanyagptanyag | 9

Ellltott blendek LDPE[m%]

SRP[m%]

EVA[m%]

Nano.[m%]

LDPE 100 0 0 0

100PE+1nano 100 0 0 1

70PE30SRP 70 30 0 0

70PE30SRP+1nano 70 30 0 1

50PE30SRP20EVA+1nano 50 30 20 1

100PE+0,5nano 100 0 0 0,5

70PE30SRP+0,35nano 70 30 0 0,35

1. tblzat Ellltott blendek sszettele Table 1. Composition of the blends produced

4. EredmnyekEls lpsben a nanorszecskk s a gumirlemny hatst

besugrzs nlkl vizsgltuk a szaktsi tulajdonsgokra (2. tblzat). A nanorszecske alkalmazsrl elmondhat, hogy a szakadsi tulajdonsgokat nem befolysolta jelentsen, a szakt szilrdsgban nmi nvekeds, mg a szakadsi ny-ls tekintetben cskkens fi gyelhet meg az alapmtrixhoz kpest. A nanorszecskket tartalmaz kompozitoknl, a sza-kadsi nylsbl lehet kvetkeztetni az eloszlats mrtkre. Ha a nanorszecskk eloszlsa megfelel, akkor a szakadsi nyls nem, vagy csak kis mrtkben cskken az alapmt-rixhoz kpest. Esetnkben viszonylag nagymrtkben csk-kent, ennek oka teht valsznleg a kedveztlen eloszlsban keresend. A nanokompozitoknl gyakori jelensg, hogy a nanorszecskkbl ll aggregtumok egymst gtoljk az eloszls sorn, ekkor a megfelel lps a nanorszecskk mennyi sgnek cskkentse. gy a tovbbiakban mi is keve-sebb nanorszecskt alkalmaztunk. Ha a gumirlemny ha-tst vizsgljuk, akkor megllapthat, hogy annak jelenlte (a vrakozsoknak megfelelen) cskkentette, mind a szaktszi-lrdsgot, mind a szakadsi nylst. Amennyiben EVA is volt a rendszerben, a szakadsi nyls nem cskkent olyan drasz-tikusan. sszessgben elmondhat, hogy valamennyi anyag megfelel hzsi tulajdonsgokkal rendelkezik, ahhoz, hogy gumiszer tulajdonsgokkal br mszaki anyagot lehessen belle ellltani.

Blendek Hz-szilrdsg

[MPa]

Szrs Szakadsi nyls [%]

Szrs

100PE+1nano 9,0 0,1 123,8 10,6

70PE30SRP 6,5 0,1 55,5 2,8

70PE30SRP+1nano 5,8 0,1 35,4 3,0

50PE30SRP20EVA+1nano

5,5 0,1 86,7 2,5

LDPE 8,8 0,1 165,1 24,4

2. tblzat Ellltott anyagok hzsi tulajdonsgai Table 2. Tensile characteristics of the materials produced

ANYAGTUDOMNY

blend mechanikai tulajdonsgait, mivel jelents vltozsokat idznek el a rendszer fzis struktrjban [8][11][12].

A mechanikai tulajdonsgok nemcsak a kt komponens kzt-ti kapcsolat erstsvel, hanem pldul a mtrixanyag mdos-tsval is elrhetk. A rtegsziliktok alkalmazsa ma mr nem j dolog. A leggyakrabban hasznlt s a legalaposabban tanul-mnyozott rtegszilikt a montmorillonit. Ez tbb-kevesebb mrtkben minden agyagban elfordul. Ezek az svnyi anyagok nanomteres vastagsg lemezekbl plnek fel. Megfelel elosz-latsi eljrssal mtixanyagba vve kedvezen mdosthatjk annak tulajdonsgait. Ezzel a megoldssal olcsn, knnyen, egy lpsben az jrahasznostott anyagot is tartalmaz, j tulajdon-sgokkal br alapanyagot lehet ltrehozni [13].

Megolds lehet tovbb a gumirlemny felletnek m-dostsa besugrzssal, ami trtnhet gamma illetve elektron-sugrzssal is [14]. A besugrzott anyagban olyan reakcik jtszdnak le, amely a fellet reaktivitshoz, szabad gykk keletkezshez s lnchasadshoz vezetnek. Ezek magukkal vonhatnak hidrogn thelyezdst, illetve a felbomlott lncok ltal j ktsek ltestst. Ha a besugrzst a mr ksz termken alkalmazzuk, akkor megfelel mtrixanyag esetn, egyetlen rismolekult alkot oldhatatlan s hre nem lgyul termket kaphatunk, megnvekedett mechanikai tulajdonsgokkal [15].

A kutatsunk clja teht egy olyan j tpus anyag kifej-lesztse, amely jrahasznostott gumirlemnyt tartalmaz s megfelel mechanikai tulajdonsgokkal br. Ezrt a fent em-ltett tulajdonsgmdost mdszereket kln-kln, illetve egyttesen is vizsgljuk.

2. Alkalmazott anyagok mrsi mdszerekAz ellltott blendek alapjul egy TIPOLEN OF2016 tpus

TVK Nyrt. ltal gyrtott nagy folykpessg (MFI190C/2,16 kg=25 g/10 perc) kis srsg polietiln (LDPE) szolglt. Tlt-anyagknt csai recikllt gumirlemnyt hasznltunk, amely-hez kompatibilizl adalkknt Ibucell K100 tpus etiln-vinilacett kopolimer (EVA) kerlt bekeversre. Az alkalma zott nanotltanyag tpusa Nanofi lSE3010 volt. A komponensek keverse Brabender Plasti-Corder PL 2100 tpus ktcsigs extruderen trtnt. A granultumokbl ARBURG ALL-ROUNDER 320C 600-250 tpus frccsnt gpen prbates-teket frccsntttnk.

A szakt vizsglatokat egy Zwick Z020 szmtgp vezrls univerzlis szaktgpen vgeztk. Az anyagok energiaelnyel kpessgnek meghatrozst egy Ceast Fractovis tpus ejtmvn hajtottuk vgre. A Shore D kemnysgmrseket egy Zwick 3150 tpus kemnysgmr berendezsen vgeztk.

3. Ellltott s vizsglt anyagokAz 1. tblzat az ellltott keverkek arnyait s jellseit

tartalmazza. Az anyagok nevei az sszetevk tmegegysg-re vonatkoztatott szzalkaibl s neveiknek rvidtseibl llnak, elsegtve ezzel a gyors s knny elemezhetsget. A tovbbiakban a nanotltanyag mennyisgt, mint a ksz keve rkekhez hozzadott mennyisget tntettk fel.

10 |ptanyagptanyag 2008/1 60. vf. 1. szm

ANYAGTUDOMNY

A msodik lpsben a nanorszecske tartalom cskkents-nek a hatst vizsgltuk a szaktsi tulajdonsgokra. Az ered-mnyek azt mutatjk (3. tblzat), hogy az elzekben tapasz-taltakhoz kpest a szakadsi nyls kevsb cskkent, ez jobb nanorszecske-eloszlst felttelez, gy a tovbbiakban ezeket a keverkeket vizsgltuk meg alaposabban, illetve ezeket az anya-gokat vetettk al elektronsugrzs hatsnak.

Blendek Hzszilrdsg [MPa]

Szrs Szakadsi nyls [%]

Szrs

100PE+0,5nano 8,8 0,1 127,3 10,3

70PE30SRP+0,35nano

6,0 0,1 43,8 3,1

LDPE 8,8 0,1 165,1 24,4

3. tblzat A nanorszecske mennyisgnek hatsa Table 3. Infl uence of the amount of nano-particles

5. A rtegsziliktok s a besugrzs egyttes hatsa

Az emltett anyagokat elektronsugrzs hatsnak vetettk al. LDPE esetn 150 kGy esetn mr szlelhet a besugrzs hatsa, gy ksrleteink sorn is ezt a dzis rtket hasznl-tuk. Gumiszer anyagok esetn a szakts nem ad megfelel tjkoztatst az anyag tulajdonsgairl. Az ejtdrds vizsglat sorn sokkal inkbb eltrbe kerlnek a gumiszer tulajdon-sgok. A besugrzst tekintve pedig a kemnysgmrs az a vizsglat, amelyik kzvetlen jellemzst ad az anyagban vgbe-ment vltozsokrl. gy a tovbbiakban ezt a kt vizsglatot al-kalmaztuk az anyagok minstsre.

Ejtdrds vizsglatoknl kiderlt, hogy a besugrzs mind a kt keverknl nveli az energiaelnyel kpessget (4. tblzat). A 100PE+0,5nano anyagnl szmottev mrtkben 36%-kal, a 70PE30SRP+0,35nano anyag esetn pedig 14%-kal. Tovbb, ha sszevetjk a nanorszecskket nem tartalmaz megfelelikkel (100PE, 70PE30SRP), akkor kiderl, hogy a rtegsziliktok jelenltben jval nagyobb a javuls. Ugyanis a mtrix anyag-nl 16% a gumitartalmnl pedig 1% kzeli. Megjegyzend, hogy a besugrzott 100PE+0,5nano blend perforcis energi-ja nagyobb, mint a befoglal anyagknt alkalmazott polietiln, s majdnem elri a besugrzott LDPE rtkt.

Blendek Perforcis energia [J/mm]

Szrs

Besugrzs nlkli 100PE+0,5nano 8,9 0,2

Besugrzs nlkli 70PE30SRP+0,35nano

4,1 0,3

LDPE 11,0 0,4

Besugrzott 100PE+0,5nano 12,1 0,5

Besugrzott 70PE30SRP+0,35nano 4,7 0,2

Besugrzott LDPE 12,5 0,2

4. tblzat Az ejtdrds vizsglatok sorn mrt rtkek Table 4. Values measured during the drop-dart tests

Az anyagok kemnysgre a besugrzs mrskelten ugyan, de kedvezen hatott, ami mind a kt esetben 4% krli nveke-dst jelent (5. tblzat). Ez komoly eredmnyknt rtkelend, mivel a 100PE s a 70PE30SRP blendeknl cskkent a kemny-sg, mghozz tekintlyes, 60%-os mrtkben.

Blendek Shore D[-]

Szrs

Besugrzs nlkli 100PE+0,5nano 20,8 0,2

Besugrzs nlkli 70PE30SRP+0,35nano 17,6 0,5

LDPE 46,3 0,4

Besugrzott 100PE+0,5nano 21,7 0,3

Besugrzott 70PE30SRP+0,35nano 18,4 0,5

Besugrzott LDPE 18,5 0,4

5. tblzat Shore D kemnysg mrs sorn mrt rtkek Table 5. Values measured during the Shore D hardness tests

6. sszefoglalsCikknkben a rtegsziliktok s az elektronsugrzs ha-

tst tanulmnyoztuk az jrahasznostott gumirlemnyt tartalmaz polietiln mtrix rendszerekre. Els lpsben besugrzs alkalmazsa nlkl vizsgltuk a gumirlemny, il-letve a nanorszecskk jelenltt a hzsi tulajdonsgokra. Az eredmnyeket alapul vve a nanorszecskk mennyisgnek cskkentse mellett dntttnk, majd jabb anyagokat lltot-tunk el. Ezeket az anyagokat mr elektronsugrzs hatsnak is alvetettk. A besugrzs hatsra a gumirlemnyt tar-talmaz keverkek esetn mind az energia elnyel kpessg, mind a kemnysg is nvekedett. Ez a nvekeds jelentsebb mrtk volt a nanorszecskket tartalmaz anyagnl, mint a nanotltanyagot nem tartalmaz esetben.

7. KsznetnyilvntsEz a munka a GVOP 3.1.1-2004-05-0531/3.0 szm plyzat

valamint az OTKA NI 62729 plyzat tmogatsval jtt lt-re. Ezton szeretnnk kifejezni ksznetnket az ARBURG Hungary Kft .-nek, az Arburg Allrounder 320C 600-250 frccsntgp biztostsrt, illetve a FE-MA Kft .-nek a besu-grzs elvgzsrt.

Irodalomjegyzk[1] J. Scheirs: Polimer Recycling. John Wiley. Chichester, 1998.[2] Y. Fang M. Zhan Y. Wang: Th e status of recycling of waste rubber.

Materials and Design. II. vf. 22. szm (2001), pp. 123-127.[3] E. J. Lievana: Recycling of ground tyre rubber and polyolefi n wastes by pro-

ducing thermoplastic elastomers. PhD Dissertation, Technical Universityof Kaiserslautern, Kaiserslautern, 2005.

[4] Donauer, E.: jrahasznostott gumirlemny trstsa polietilnnel. Diplomamunka, BME Polimertechnika Tanszk, Budapest, 2006.

[5] Th ury, P. Br, Sz. Bartha, L.: Gumirlemnnyel mdostott bitumenek. Manyag s Gumi. XLI. vf. 6. szm (2004), pp. 213-214.

[6] http://www.theengineer.co.uk[7] A. A. Phadke S. K. De: Eff ect of cryo-ground rubber on melt fl ow and

mechanical properties of polypropylene. Polymer Engineering and Science. XXVI. vf. 15. szm (1986), pp. 1079-1087.

60. vf. 1. szm 2008/1 ptanyagptanyag | 11

ANYAGTUDOMNY

[8] Y. Li Y. Zhang Y.X. Zhang: Morphology and mechanical properties of HDPE/SRP/elastomer composites: eff ect of elastomer polarity. Polymer Tes-ting. XXIII. vf. 1. szm (2004), pp. 8390.

[9] P. K. Pramanik W. E. Baker: Toughening of ground rubber tire fi lled thermoplastic compounds using diff erent compatibilizer systems. Plastics, Rubber and Composites Processing and Applications. XXIV. vf. 4. szm (1995), pp. 229-237.

[10] J.R. M. Duhaime W. E. Baker: Reactive blending of polyethylene and scrap rubber. Plastics, Rubber and Composites Processing and Applications. XV. vf.. 2. szm (1991), pp. 87-93.

[11] Y. Li Y. Zhang Y. X. Zhang: Structure and mechanical properties of SRP/HDPE/POE (EPR or EPDM) composites. Polymer Testing. XXII. vf. 8. szm (2003), pp. 859865.

[12] A. K. Naskar A.K. Bhowmick S.K. De: Th ermoplastic elastomeric composition based on ground rubber tire. Polymer Engineering and Science. XLI. vf. 6. szm (2001), pp. 1087-1098.

[13] S. Kamel: Nanotechnology and its applications in lignocellulosic composi tes, a mini review. eXPRESS Polymer Letters. I. vf. 9. szm (2007), pp. 546-575.

[14] P. Rajalingam J. Sharpe W.E. Baker: Ground rubber tire/thermoplastic composites: Eff ects of diff erent ground rubber tires. Rubber Chemistry and Technology. LXVI. vf. 4. szm (1993), pp. 664-677.

[15] Mszros L.: A felletkezels hatsa a PA6 mtrix nanokompozitok szerke-zetre s tulajdonsgaira. Diplomamunka, BME Polimertechnika Tanszk. Budapest, 2005.

MT GYULA: MIBL PTSEM?

A tgla s a cserp a fld stabilitst, az otthon melegt, a csaldi bkt s az sszetartozst szimbolizlja. Mr az sidkben felfedeztk, hogy az ember s a termszet elvlaszthatatlan egy-sget alkot. Az si vallsok szerint a termszet a llek tpllka, hatssal van letminsgnkre, hangulatunkra, egszsgnkre.

Mra ezt gy tnik, igyeksznk minl jobban elfelejteni s egyre tbb mestersges anyaggal vesszk krl magunkat, holott nem kell lemonda-nunk a XXI. szzadi technolgival kszlt ptanyagokrl akkor sem, ha termszetes otthonban akarunk lni. A termszetes alapanyag, modern technolgival kszl getett kermia ptanyagokkal, a tgla s a cserp felhasznlsval termszetkzeli, harmonikus s lettel teli otthont alakthatunk ki. Ez az otthon, ez a hz egyben biztonsgos, stabil ptmny, ami megfelel a kor egyre bvl ignyeinek, szigorod kvetelmnyeinek. A masszv ptanyagoknak ksznheten az otthon hszigetelse, htart kpes-sge j, teht tlen, nyron kellemes klmt biztost lakinak. A masszv falak megvdenek a kellemetlen kls zajoktl s a tet is ellenll az egyre szlssgesebb idjrsi krlmnyeknek.A csald szmra a laks vagy hz nemcsak az otthont, de egyben a legfbb vagyontrgyat is jelenti, ezrt az is fontos szempont, hogy ennek rtke hossz tvon megmaradjon. A masszv ptanyagok, mint a cserp

s a tgla, vszzadokig megrzik minsgket, ezrt a bellk kszlt hzak rtkket is megtartjk. Knyvnk rszletes mszaki tartalmval hasznos szakknyv ptmrnkk s ptszek szmra, de ajnlom szakmjuk irnt elktelezett ptanyag-kereskedknek is, mert a Magyarorszgon gyrtott termktpusok mindegyikrl informcit nyjt, a gyrtk megnevezsvel. A kermia termkek szerelmesei akik szp szmmal akadnak nlunk is, akr csak szerte a vilgban szmos hasznos s j tudnivalval gazda-godhatnak a knyvet olvasva.Vgl, de nem utolssorban ajnlom a knyvet mindazoknak, akik pt-kezni szeretnnek, netaln mr bele is vgtak ebbe a nagy vllalkozsba, s laikusknt is szeretnnek tbbet megtudni arrl, mibl pl csaldjuk leend otthona.

Kat Aladra Magyar Tgls Szvetsg elnke

A kiadvny ajnlsa, megjelensi formja s a Szvetsg elrhetsgei megtallhatk a Magyar Tgls Szvetsg honlapjn: www.teglapont.hu.Fogyaszti r: 4200 FtKnyvesbolti rtkestse bizomnyosi formban a Lra s Lant Zrt. zlethlzatban, s a Terc Kft. hlzatban trtnik.Elzetes idpont egyeztets alapjn hegyin Erzsbet titkrral, megvsrolhat a knyv a Szvetsg irodjban is.Tel.: 06-1/201-7056, 06-30/2699-069.

60. vf. 1. szm 2008/1 ptanyagptanyag | 13

ANYAGTECHNOLGIA

Dilatomery of stove tile ceramic material Letovice

GABRIEL VARGA Dpt. of Physics, Constantine the Philosopher University gvarga@ukf.skIGOR TUBNA Dpt. of Physics, Constantine the Philosopher University istubna@ukf.sk

Letovice-i klyhacsempe kermia anyagnak dilatometrijaA kaolin s a kvarc fontos szerepet tltenek be a klyhacsempe anyagban, s szembetnen befolysoljk a dilatogrammot. 9001100C kztti hmrskleten megy vgbe a spinell s a mullit kialakulsa, s megjelenik az veges fzis is. A mintk ismtelt getsei nem befoly-soljk a dilatometrikus viselkedst, ez arrl tanskodik, hogy a kermia anyag mr az els gets utn stabilizldik. A 20530C kztti hmrsklet tartomnyban az getett kermik lineris htgulsi egytthatjnak rtke 6,2 x 10-6 K-1.

RNDr. Gabriel Varga(19.10.1979., Slovakia. Nationality: hungarian)Education: 2005: Constantine the Philosopher

University in Nitra, chemistry computer science (degree - Mgr.). 2005, 2007: Slovak Technical

University - Summer School of Thermal Analysis certificate. 2006: Constantine the Philosopher

University in Nitra graduated as doctor of natural sciences (RNDr.). 2005: Constantine the

Philosopher University in Nitra - PhD. student. Field of research: Physics of condensed matter

and acoustic Heatproof ceramic materials.

Doc. Ing Igor tuba, CSc. (19. 5. 1941., Slovakia)

Education: 1965: Dipl. Ing. degree from the Electrophysical faculty of Sankt Petersburg

Electrotechnical University physics of solid state. 1980: PhD (CSc.) degree from the Institute of

Physics of Slovak Academy of Sciences (PhD thesis on mechanical properties of electroporcelain). Field of research: Mechanical and thermophysical properties of the kaoline-base ceramics, firing of ceramics, measurement of the dynamical mechanical properties (sound, moduli of elasticity).

IntroductionTh e reliance on the tile stoves in houses appears outmoded

if compared to gas or electrical heating. Th e related energetic problems mandate using some alternative and cheap energy carriers such as wood. Ceramic tile stoves of the classical type not only off er a problem solving option but also are stylish and decorative in the houses.

Ceramic material for such stove tiles is typically made from commercial materials that are mixed by a formula, which was developed through empirical experience during the years of testing until the required quality was reached. A literature search reveals that the ceramic material for tiles was not appa-rently studied extensively. Furthermore, many of the physical properties remain unknown.

It is assumed that the expected properties of the stove tile material are chemical and heat resistance. As a stove tile under-goes testing to high temperature gradients, on the inner side the temperature may reach 900 C, while the temperature is only 8090 C on the outer side. To stand such temperature diff erence without damage, the tile must have low thermal ex-pansion.

So it is reasonable to perform thermodilatometric study of the stove tile material to gain more knowledge about pro-cesses, which take place during fi ring. It may be assumed that thermodilatometry is one of the most important meth-ods which can be applied for investigation of sintering of ce-ramic materials. Axiomatically sintering is accompanied with shrinkage of the samp le, and can be successfully measured with a dilatometer [1].

Th e objective of this article is to provide a dilatometric study of the ceramic material which is used for making fi reproof ceramic tiles at the ceramic plant Keramika Letovice (Czech Republic).

Samples and method of measurementMaterial for the samples was combined from some commer-

cial raw materials, most of which contain signifi cant part of kaolin. Th e resulting chemical composition of the dried form is showed in Tab. 1.

Al2O3 Fe2O3 TiO2 SiO2 CaO MgO Na2O K2O L.O.I.

23,08 1,47 0,68 62,4 1,5 0,4 0,72 2,45 7,3

Table 1. Chemical composition of the green ceramic mixture (mass %) 1. tblzat A kermia nyersanyag kmiai sszettele (tmeg %)

Th e samples were prepared from the water suspension by casting to the gyps form. Aft er drying the samples have the di-mension 4435 mm. Th e dilatometric analysis was performed with the push-rod dilatometer [2]. Th e maximum temperature 1100 C was reached by a heating rate 5 C/min.

Results and discussionDuring the heating, the green sample changed its structure

and composition. Th us these changes determined the dilato-metric behavior. Th e results of dilatometric analysis are shown in Fig. 1.

It is known that the physically bounded water escapes from the pores and surfaces of the crystals in the temperature region 20150 C [3, 4]. Th is process did not manifest itself in Fig. 1,

Fig. 1. Dilatometric curves of the 1st heating (black) and 2nd and 3rd heating (gray) 1. bra Az els gets (fekete), illetve a msodik s harmadik gets (szrke)

dilatogrammjai

14 |ptanyagptanyag 2008/1 60. vf. 1. szm

ANYAGTECHNOLGIA

even though the sample contains about 1 mass % of the free water. Dehydroxylation begins aft er reaching 450 C. In pure kaolin, dehydroxylation was accompanied with shrinkage of the sample [4, 5]. However in this case, only a short plateau is apparent; then aft er a steep course of the curve appears. Th is is caused by the transition of the quartz at 573 C. It may be expected that a contraction of the sample takes place aft er this transition. Th is is attributed to the fact that the sample con-tains primarily kaolin. Th e curve of the fi rst heating however, did not refl ect that result. Th us it is assumed that the sample contains signifi cant amount of other minerals, which do not undergo to dehydroxylation and thermal expansion continues over ranges of the heating. At the temperatures 900950 C, steep contraction appears apparently caused by the transition of the metakaolinite into spinell and primary mullite [6, 7]. It may be assumed that glassy phase is created at the highest temperatures. Th at was verifi ed by the second and the third heating curves.

It was discovered that the sample contains signifi cant part of glassy phase and unsolved quartz grains. A presence of the glassy phase causes the soft ening of the material at tempera-tures above 1000 C as recorded by the push-rod dilatometer.

Th e ceramic tiles are fi red two times in the ceramic plant, therefore the test fi ring was repeated to simulate the industrial praxis. Th e end result aft er the second heating does not change the dilatometric properties as evidenced by the two lower di-latometric curves in Fig. 1. Th e dilatometric line of the fi red ceramics is linear in the most important temperature region from an exploitation point of view. A coeffi cient of the linear thermal expansion is 6.210-6 K-1 for the fi red ceramics in the region of 20530 C.

To be able to specify description of dilatomentric behavior of the investigated material in greater details, additional analysis, mainly XRD, is necessary.

ConclusionIn the ceramic plant, Keramika Letovice, kaolin plays signifi -

cant role, in the materials used and markedly aff ects the dila-tometric curve. At temperatures 9001100 C creation of the spinell, mullite, and glassy phase occurs. Repeated fi rings of the samples do not aff ect dilatometric behavior, which indi-cates that the ceramic material is stable aft er the fi rst fi ring.

AcknowledgementTh is work was supported by the grant VEGA 1/3179/06. Th e

authors want to thank the administration at the ceramic plant Keramika Letovice for the samples made available and for general support for the research.

References[1] Paganelli, M.: Using the optical dilatometer to determine sintering behavior.

Am. Cer. Soc. Bull, 81, 2002, 25-30[2] tuba, I. Vaanov, A. Varga, G. Hrub, D.: Simple push-rod dila-

tometer for dilatometry of ceramics. In: Proc. Conf. Research and teaching of physics in the context of university education, SPU Nitra, Nitra 2007, 69-74

[3] Hanyk, V. Kutzendrfer, J.: Technologie keramiky. Silis Praha a Vega Hradec Krlov, 2000

[4] el, B. Novk I. Horvth, I.: Mineralogy and crystallochemistry of clays. SAV, Bratislava 1981

[5] Brindley, G. W. Sharp, J. H. Patterson, J. H. Narahari, B.N.: Kinetics and mechanism of dehydroxylation process, I. temperature and vapor press-ure dependence on dehydroxylation of kaolinite. Th e Amer. Mineralogist, 52, 1967, 201-211

[6] Brindley, G. W. Nakahira, M.: Th e kaolinite-mullite reaction series: I, A survay of outstanding problems. J. Amer. Ceram. Soc., 42, 1959, 311-314

[7] Brindley, G. W. Nakahira, M.: Th e kaolinite-mullite reaction series: II, Metakaolin. J. Amer. Ceram. Soc., 42, 1959, 314-318

MEGHV

A Sziliktipari Tudomnyos Egyeslet tisztelettel meghvja nt

2008. mjus 14-n (szerdn) 10 rakor tartand

XXXI. Kldttgylsre.

Helyszn: MTESZ Budai Konferencia Kzpont

(Budapest II., F u. 68. VII. emelet 700.)

60 ves az PTANYAG

folyirat!

2008-ban nnepli

60 ves fennllst

az ptanyag folyirat.

A 2008. vi Kldttgyls

plenris eladsa az

ptanyag folyirat

60 vrl szl majd.

Sziliktipari Tudomnyos Egyeslet Beton Szakosztlya

2008. prilis 10-n 14.00 rakor

anktot szervez a Beton tulajdonsgai magas

hmrskleten cmmel.Az ankt a Magyar Mrnki Kamara

ltal akkreditlt, pontot r rendezvny.

Helyszn: MTESZ Budai Szkhz 219.

Sziliktipari Tudomnyos Egyeslet veg Szakosztlya

vegipari Szakmai Konferencit szervez

2008. prilis 22-n 10.00 rakor.

Helyszn: MTESZ Budai Szkhz 219.

HAMAROSAN INDUL J HONLAPUNK

WWW.SZTE.ORG.HU

E G Y E S L E T I S S Z A K H R E K

BVEBB INFORMCI AZ SZTE TITKRSGN

60. vf. 1. szm 2008/1 ptanyagptanyag | 15

ANYAGTECHNOLGIA

Impact of nitrogen atmosphere on sintering of alumina ceramics

JUDIT CSNYI TAMSN University of Miskolc femjuci@gold.uni-miskolc.huLSZL A. GMZE Department of Ceramics and Silicate Engineering femgomze@gold.uni-miskolc.hu

A nitrogn atmoszfra hatsa az alumnium-oxidkermik zsugortsraHagyomnyos szennyezettsg Al2O3 porok semleges nitrogn gzkzegben trtn zsugor-tsa sorn az -Al2O3 mellett egy j fzis is megjelenik, amely javtja a kermia mechanikai jellemzit.A tanulmny ismerteti a zsugortott minta mikroszerkezett, amelyet SEM, EDAX s RTG-diffrakcis mdszerrel vizsgltak. A vizsglatok alapjn megllapthat, hogy a hkezels egy j fzis, az ALONC kialakulshoz vezet.

Tamsn Csnyi JuditAnyagmrnki diplomt szerzett 2001 nyarn a

Miskolci Egyetem Anyag- s Kohmrnki Karn. Tanulmnyait doktoranduszknt a jelenlegi

Kermia- s Sziliktmrnki Tanszken folytatta 20012004 kztt. 2003-ban ta nulmnyi

sztndjat nyert, gy az Epcos Deutchlands-berg AG elektronikai vllalatnl kermia-

filmek fmezst tanulmnyozta. 2004 ta, Szombathelyen az Epcos Elektronikai Alkatrsz

Kft. fejlesztmrnkeknt dolgozik. 2007-ben sikeresen megvdte mhelyvitjt.

Dr. Gmze A. Lszl1973-ban szerzett gpszmrnki oklevelet a

Moszkvai ptmrnki Egyetemen. Sziliktve-gysz oklevelt 1979-ben kapta a Mengyelejev

Kmia-technolgik Egye temen. 1985-ben a mszaki tudomnyok kandidtusa - kitntets-

sel. Szakmai plyafutst az pletkermia-ipari Vllalatnl kezdte, ahol rszt vett a Kermia Tglagyr, a Padllap II. s az j rbottyn II. Tglagyr tervezsben. 1977-ben mr a KEVITERV

Egyedi Gpek s Ltestmnyek tervez osztlyt irnytotta. Mg ebben az vben tanrsegd lett Szaladnya Professzor mellett a Miskolci Egyetemen. Ugyanitt 1999-tl a Kermia- s Sziliktmrn-

ki Tanszk vezetje. Tbb szabadalom s tallmny szerzje. Hazai s klfldi publikcijnak szma meghaladja a 200-at.

1. IntroductionSeveral industries, like electronics have been using products

made of very high purity (>99,9%) Al2O3 powder because of their excellent mechanical and electrical properties. Th ese pro-ducts are mainly produced by dry pressing, sintering. In order to achieve the special mechanical features the use of the right technology is as important as the selection of the raw mate-rial.

Many studies are investigating the sintering behaviour of alumina, its microstructure [1, 2, 3]. Our work until now has focused on obtaining deeper knowledge about these properties and on the description of mechanical characteristics of alumi-na, heat treated in nitrogen atmosphere [4].

Heat treatment in nitrogen gas is a well-known technology for steels, resulting the increase of surface hardness of steels, their wear resistance, resistance to repeated use and corrosion. In this procedure alloy elements carbon, nitrogen, silicon, and aluminum are entered into the surface layer of the steel by diff usion modifying, improving its mechanical and chemi-cal properties [5, 6, 7].

Th e purpose of the present study is to present the results of heat treatment in nitrogen inert gas of alumina ceramics, and to discover the changes in the microstructure of the surface layer.

According to the literature several authors are dealing with the use of nitrogen atmosphere by adding other additives (AlN) [8, 9, 10, 11]. During the sintering the nitrogen entered in the form of gas or solid substance (AlN) and its reaction with the rigid, solid material produces a new substance, a very tough material, keeping its mechanical properties. Th e result of heat treatment in nitrogen inert gas is the production of AlN and AlON, besides Al2O3. AlN has several excellent properties, its thermal conductivity, specifi c resistance is high, the dielect ric constant is moderately low. AlN cannot be found in the na-ture. It can be produced by nitridation of metal aluminum powder, or by the carbothermic reaction of alumina powder [12]. AlON is a kind of polycrystalline material, the structure of which is just the inverse of spinel. It is a glass-like, pore-less material of great hardness, but with low heat conductivity. Among the methods to be used for the production of alumina nitride phase the most popular are simultaneous reduction and nitridation of Al2O3, oxynitridation of metal aluminum dur-ing fi ring, its gas phase reaction with AlCl3, direct reaction bet-ween Al2O3 and AlN [9].

According to the literature the reaction of Al2O3 and AlN produces AlON phase above 1650 C, which can be made by plasma spraying, adding AlN, sintered in nitrogen gas.

In the plasma spraying technology fi rst the Al2O3/AlN com-posite powder is sintered in Ar/N2 plasma (10000K), which is direct nitridation of alumina. With this method cubic lattice AlN can be produced, containing N- and O-ions. Th e AlN and -Al2O3 content of the thus produced material is growing com-pared to the AlN and Al2O3 content of the original (starting) material. Th us further heat treatment is required in nitrogen gas at 8001200 C for 2 hours with temperature holding. As a result of later heat treatment the AlN will be of hexagonal lattice, the AlN quantity will increase, but the -Al2O3 content will decrease. [13]

Th e quantity of AlN added to Al2O3 and the sintering tem-perature infl uence signifi cantly the material microstructure.

Fig. 1. Phase diagram of AlN- Al2O3 1. bra AlN-Al2O3 fzisdiagram (Taken from: Allen M. Alper: Phase Diagrams in Advanced Ceramics 29. [14])

16 |ptanyagptanyag 2008/1 60. vf. 1. szm

ANYAGTECHNOLGIA

During sintering in nitrogen gas homogenous microstructure is achieved with lower (

ANYAGTECHNOLGIA

pressing powder. Th e evaporation process lasts nearly until the attainment of 800 C. Th us in our test during the pre-sintering process the N2 gas had been continuously fl own from 500 C. It is known that with the reduction of oxygen the dissociation of organic materials cannot be completed, thus some percentage carbon is left in the biscuit baked, sintered ceramics [17].

Fracture surface of samples pre-sintered in nitrogen gas and burnt in normal atmosphere (Figure 4) was tested, analyzed.

It can be seen on Figure 4, that in the external layer of the specimen a new, characteristically diff erent form the tra-ditionally sintered Al2O3 ceramic structure had developed.

Figu re 5 shows the spectrum of the average composition of the fracture surface. Th e picture shows that besides aluminum and oxygen, carbon has also appeared.

Figure 6 shows outer layer of the fracture surface of 95% Al2O3 ceramic with M = 10000X enlargement. Square granules typical of alumina, as well as the great number of tiny granu-les left out of consideration until now were observed! Th e tiny granules are only of 0,1-1 m size. Here the traces of a new phase in the middle of the specimen could be seen.

Fig. 4. Fracure surface of N2 heat treated, sintered Al2O3 by SEM (95% Al2O3; pressure: 177,1MPa; max time of pressure: 15s) 4. bra Nitrogn atmoszfrban hkezelt prbatestek tretfelletnek SEM felvtele (95%-os Al2O3, sajtolnyoms: 177,1 MPa, a sajtolnyoms max. hatideje:

15 s)

Fig. 5. Fracure surface of N2 heat treated, sintered Al2O3 by EDX 5. bra Nitrogn atmoszfrban hkezelt prbatestek tretfelletnek EDX felvtele

Fig. 6a. Fracure surface of N2 heat treated, sintered 95% Al2O3 6a. bra Nitrogn vdgzban elgetett 95% Al2O3 tretfelletnek felvtele a felszn

kzelben

Fig. 6b. Innert part at fracure surface of N2 heat treated, sintered 95% Al2O3 6b. bra N2 vdgzban elgetett 95% Al2O3 kermia bels rsznek tretfellete

Fig. 7. Roentgen diff raction of ceramic sample 7. bra A vizsglt minta rntgendiff rakcis felvtele

60. vf. 1. szm 2008/1 ptanyagptanyag | 17

18 |ptanyagptanyag 2008/1 60. vf. 1. szm

ANYAGTECHNOLGIA

Th e structure of ceramics heat treated in nitrogen gas was determined on the basis of X-ray diff raction test. Th e results are shown on Figure 7. It can be seen that next to the tips of Al2O3 carbon in crystal form, and also Al4N3CO (ALONC) had appeared. Most of the ALON tips fi t to the diff ractogram, its presence is still not completely proved. Th e results of our experi-ments are signifi cant, since we have proved, that already at rela-tively low temperature ALONC is produced in alumina ceram-ics of traditional contamination pre-sintered in nitrogen gas.

Observations of Tabary, Servant and Alary support our fi nd-ings, that carbon is present in two forms. Once in the form of graphite, which does not enter into reaction during melting, and in the form of Al-O-N-C quaternary system.

4. Conclusion1. Our tests clearly confi rm that during sintering of Al2O3

nitrogen gas exercises similarly positive impact on the material structure and mechanical behaviour of the ceramics, as is the case with nitridating, or carbo-nitridating of steel alloys. It was proved by SEM photos that close to the surface of the sintered body 0,1 m granules develop and distribute in large volume in the material structure, owing to the presence of which the water and gas compactness and mechanical stability of the ma-terial system is signifi cantly increasing.

2. On the basis of the tests it can be stated, that with the use of the right production technology (pressing, sintering atmos-phere, sintering temperature) excellent quality products can be produced of the 92 99,7% Al2O3-content basic materials of traditional contamination, which had only be produced until now of the 4th and 5th generation high purity Al2O3.

References[1] Shui, A. Kato, Z. Tanaka, S. Uchida, N. Uematshu, K.: Develop-

ment of anisotropic microstructure in uniaxially pressed alumina compacts. Journal of the European Ceramic Society 22 (2002) 1217-1223

[2] Shui, A. Saito, M. Uchida, N. Uematsu, K.: Origin of shrinkage ani-sotropy during sintering for uniaxially pressed alumina compacts. Powder Technology 127 (2002) 9-18

[3] Sathiyakumar, M. Gnanam, F. D.: Infl uence of additives on density, micro-structure and mechanical properties of alumina. Journal of Materials Pro-cessing Technology 133 (2003) 282-286

[4] Csnyi, J. Gmze,A. L.- Kvr, Zs. I.: Nhny nagytisztasg Al2O3 m-szaki kermia hajltszilrdsgi vizsglata. ptanyag, 56. vf. 3. szm (2004.) pp.101-107

[5] Zorkczy B.: Metallogrfi a s anyagvizsglat. Tanknyvkiad, Budapest 1968.[6] Ver J. Kldor M.: Fmtan. Tanknyvkiad, Budapest, 1977.[7] Tth, T.: Fmtan II-III. Nemzeti Tanknyvkiad, 1993.[8] Tabary, P. Servant, C. Alary, J. A.: Eff ects of a low amount of C on the

phase transformations in the AlN-Al2O3 pseudo-binary system. Journal of the European Ceramic Society, Vol. 20. (2000) pp. 1915-1921

[9] Kim, Y. W. Park, H. C. Lee, Y. B. Oh, K. D. Stevens, R.: Reaction sin-tering and microstructural development in the system Al2O3-AlN. Journal of the European Ceramic Society, Vol. 21 (2001) pp. 2383-2391

[10] Maghsoudipour, A. Moztarzadeh, F. Saremi, M. Heinrich, J. G.: Oxidation behaviour of AlN-Al2O3 composites. Ceramics International 30 (2004) pp. 773-783

[11] Nivot, C. Valdivieso, F. Goeuriot, P.: Nitrogen pressure eff ects on non-isothermal alumina sintering. Journal of the European Ceramic Society Vol.26 (2006) pp. 9-15

[12] Okasa, T. Toriyama, M. Kanzaki, S.: Journal of European Ceramic Society. Vol. 20, 2000. pp.783-787

[13] Cao, L. H. Khor, K. A. Fu, L. Boey, F.: Journal of European Ceramic Society. Vol. 89-90, 1999. pp.392-398

[14] A. M. Alper: Phase Diagrams in Advanced Ceramics. Academic Press, Inc., London, 1995. pp.15-83.

[15] Hongyu, G. Yansheng, Y. Aiju, L. Yingcai, L. Yuhua, Z. Chunsheng, L.: Materials Research. Bulletin, Vol. 37, 2002. pp.1603-1611

[16] Tabary, P. Servant, C. Alary, J. A: Journal of European Ceramic Society. Vol. 20, 2000. pp.1915-1921

[17] W. D. Kingery, H. K. Bowen, D. R. Uhlmann: Introduction to Ceramics. John Wiley & Sons, New York, 1976.

SZEPTEMBER 12.Helyszn: BME Dszterem

(1111 Budapest, Megyetem rkp. 3. K. p. I. 69.)

8.00 9.00 REGISZTRCI 9.0010.00 MEGEMLKEZS A MAGYAR PERLIT 50 VRL PROTOKOLL ELADSOK 10.0010.15 KVSZNET 10.1512.45 5 ELADS (NEMZETKZI KITEKINTS A FELHASZNLS J TRENDJEIT ILLETEN) 12.4514.00 BFEBD 14.0016.30 5 ELADS (SZAKMAI TAPASZTALATOK A PERLIT FELHASZNLSVAL KAPCSOLATBAN: PTIPAR, MEZGAZDASG, KRNYEZETVDELEM, SZRIPAR)

BLOKKOK VGN 15 PERC KONZULTCIRA NYLIK LEHETSG.

SZEPTEMBER 13.Vlaszthat programok:

1. EGSZ NAPOS SZAKMAI KIRNDULS INDULS A SZLLODTL BUSSZAL 7.30-KOR LTOGATS AZ J PERLIT ZEMBE OLASZLISZKA EBD PLHZA BNYA, ELKSZTM MEGTEKINTSE, RSZVTEL AZ J PERLIT EMLKM AVATSN PLHZA HAJKIRNDULS SROSPATAKRL A BODROGON, MAJD BORKSTOLSSAL EGYBEKTTT TOKAJI PINCELTOGATS VISSZARKEZS A SZLLODHOZ 21.00-KOR

vagy

2. FL NAPOS SZAKMAI KIRNDULS INDULS A SZLLODTL BUSSZAL 9.00-KOR LTOGATS A SAINT-GOBAIN WEBER TERRANOVA TELEPHELYN, PILISVRSVRON VISSZARKEZS A SZLLODHOZ 14.00-KOR

Tovbbi informci s jelentkezsi lap ignylse: Szi l iktipari Tudomnyos EgyesletTel. / fax: 06-1/201-9360 E-mail : mail .szte@mtesz.hu

VI. NEMZETKZI PERLIT KONFERENCIA S KILLTSVI. NEMZETKZI PERLIT KONFERENCIA S KILLTSA magyar perlit 50 ve s jvje a krnyezetvdelem s a klmavltozs jegyben

Budapest, 2008. szeptember 12-13.

PROGRAM

60. vf. 1. szm 2008/1 ptanyagptanyag | 19

ANYAGTECHNOLGIA

svnybnyban keletkez sajtfiller jrahasznostsi lehetsgeinek vizsglata tptsi alapanyagknt*

GBER RBERT Miskolci Egyetem, Kermia- s Sziliktmrnki Tanszk femgeber@uni-miskolc.hu

The examination of recycling opportunity of mineral fillers as base materials in road constructionBuilding industry is one of the most important industry in present days. The application of various silicate industrial materials are grown up. The best-known utilization area of these materials is road construction. The applied technologies are multiple, it is necessary to create and develop different asphalt pavements, because of the geographical conditions.The author is dealing in this article with the utilization of volcanic origin mineral fillers in road construction. He is looking for answers that how could be substitued limestone powder which is the most used asphalt filler in Hungary with another mineral material. It would be economi-cally practical to take the adventage of these raw materials.In these investigations there were examined 4 different mineral fillers (limestone filler, andesite and basalt fillers), which are the most used fillers in the road constructions in Hungary. During the investigations microstructural tests (grain structure, specific surface and scanning electron-microscope) and lifetime tests (sedimentation /to define the hydrophile coefficient/), swelling on standard asphalt specimens) were executed. The author try to find a relationship between the measured parametres (specific surface, hydro-phile coefficient, swelling value). The tests are important, because in the knowledge of the results it is possible to select those fillers, which are convenient for road construction.

Gber Rbert2007-ben a Miskolci Egyetem Mszaki Anyag-

tudomnyi Karn diplomzott szilikttechnolgus anyagmrnkknt. Jelenleg a Miskolci Egyetem Kermia- s Sziliktmrnki Tanszk els vfo-

lyamos doktorandusz hallgatja. Kutatsban a klnbz sszettel aszfaltkeverkek s azok

alapanyagainak anyagszerkezeti, valamint reol-giai tulajdonsgainak vizsglataival foglalkozik.

1. BevezetsAz aszfalt olyan ptanyag-keverk, amelyben klnbz

svnyi adalkanyag-szemcsket bitumen ktanyag von be, megfelel tmrtsi technolgia alkalmazsval pedig elri szilrdsgt. Szilrd rszt az svnyi adalkanyag nagyobb szemcsi alkotjk, ezek adjk a rteg teherbr kvzt, a kisebb szemcsk pedig (pl. a tltanyagok, vagy fi llerek) a habarcs-szer kitltsben jtszanak szerepet [1].

Az aszfaltkeverkek tltanyagai a burkolatban stabilizl s hzagkitlt szerepet tltenek be. A gyakorlatban tltanyagknt ltalban mszklisztet hasznlnak, azonban gazdasgi okok-bl is a vulkni eredet kzetek (andezit, bazalt) levlasztott nagyon fi nom frakcijt (d < 0,09 mm) is visszaadagoljk (ex-hausztorpor/szllpor/sajtfi ller). Tltanyagknt alkalmazhat mg fi lterpernye, cement, kohsalak is [2].

A mszklisztnek (fi llernek) klnleges szerepe van az aszfal-tokban. Egyrszt kitlti a kis hzagokat, msrszt a mszkbl rlt fi nom szemcsk porzusak, ezltal lektik a bitumen lgyabb rszeit. A bitumen a fi nom szemcskkel habarcsot (aszfalthabarcs) kpez, s a mszkliszt ezt a bitumenes habarcsot szvsabb teszi. A kvz szemcsit stabil bitumenes habarcs vonja be, ezltal ers ktst biztost a keverk szemcsi kztt [3].

Az aszfalt beptsekor a hengerlssel, bepts utn pedig a forgalom hatsra tmrdik, s gy egy stabil, nagy kohzij aszfaltrteg alakul ki, amely mind az idjrsnak, mind a forga-lom hatsainak hossz vekig jl ellenll [4, 5, 6].

A szerz jelen diplomamunka alapjn ksztett cik-kben az svnybnyban keletkez, vulkni eredet sajtfi lle-rek tptsben val felhasznlsval foglalkozik. Arra keresi a vlaszt, hogy az eddig tltanyagknt (fi llerknt) hasznlt

mszklisztet milyen ms eredet svnyi adalkanyag-gal lehetne helyettesteni. Az orszg fldrajzi adottsga miatt clszer lenne gazdasgi szempontbl is kihasznlni ezen nyersanyagok alkalmazst. Az elvgzett vizsglatok alapjn kzelebb kerlhetnk ahhoz, hogy tltanyagknt egy olyan svnyi tltanyagot vlasszunk ki, amely az aszfalt szmra a mszkliszthez hasonl elnys tulajdonsgokkal rendelkezik.

2. A sajtfi llerek mikroszerkezeti vizsglataiA vizsglatok sorn 3 svnyi tltanyag, illetve etalonknt

egy mszkliszt anyagszerkezeti s lettartam-vizsglataira kerlt sor. A vizsglt anyagok az albbiak voltak:

alszsolcai mszkliszt, tllyai andezit fi ller, szobi andezit fi ller, uzsai bazalt fi ller.A mrsek sorn a tltanyagok svnyi sszettelnek

meghatrozsa utn szemcseszerkezeti, fajlagos felleti, s elektronmikroszkpos vizsglatokra kerlt sor. A mrsek a Miskolci Egyetem Kermia- s Sziliktmrnki Tanszk labo-ratriumban trtntek, ahol mind az elmleti httr [7, 8, 9], mind pedig a lehetsgek s berendezsek adottak voltak a vizsglatok vgrehajtshoz.

A fi llerek svnyi sszettelnek meghatrozsa

A vizsglt anyagok svnyi sszettelnek meghatrozsa SIE-MENS Brucker D8 tpus rntgen diff raktomter segtsgvel trtnt. Az 1. brn a vizsglt anyagok rntgen diff raktomter-rel meghatrozott svnyi sszettele kerlt feltntetsre.

Az 1. bra alapjn megllapthat, hogy az alszsolcai mszklisztet 100%-ban kalcit alkotja, mg a vulkni svnyok sszettele rendkvl gazdag. Noha az andezitek klnbz * Az SZTE 2007. vi Diplomadj plyzatn djazott diplomamunka alapjn

20 |ptanyagptanyag 2008/1 60. vf. 1. szm

1. a, b, c, d bra A fi llerek svnyi sszettele Fig. 1. Mineral content of fi llers

ANYAGTECHNOLGIA

fldrajzi terletekrl szrmaznak, sszettelkben mgis sok azonos svny fedezhet fel. A legsszetettebb anyag a vizsglt sajtfi llerek kzl az uzsai bazalt volt.

Szemcseanalzis

Az aszfaltbeton tpus anyagok tulajdonsgait az svnyi anya-gok szemeloszlsi grbje s az egyes adalkanyag frakcik milyensge igen ersen befolysolja. Az svnyi adalk anyag nagyobb szemcsi mg nagy bels srldst eredmnyezve egymshoz tudnak tmaszkodni, a keletkez hzagokat a kisebb szemcsk tltik ki; ezen a kisebb szemcsk kztti hza-gokat pedig megfelel arnyban a mind kisebb szem nagysg fi nomabb anyagok. Az egyes szemcsk kzeit tltik ki az egyre kisebb szemcsk, folytonos mdon.

A szemcseanalzis sorn a rendelkezsre ll szitkkal megha-troztuk a tltanyagok szemeloszls grbit, melyet a 2. bra szemlltet. Jl lthat, hogy a tltanyag-frakcik (d < 0,09 mm) mind a 4 anyagtpusnl felfedezhetek, igaz, klnbz mennyisgben. Legnagyobb mrtkben a mszkliszt ren-delkezik ezen frakcikkal.

A fajlagos fellet meghatrozsa

A vizsglt tltanyagok fajlagos felletnek meghatrozsa a Micromeritics gyrtmny TriStar 3000 kszlkkel trtnt. A minta elksztst (gztalantst) Micromeritics gyrt-mny SMARTPREP kszlkkel vgeztk el. A berendezs a fi zikai adszorpci s a kapillris kondenzci elmletet alkal-mazza annak rdekben, hogy a szilrd anyagok porozitsrl, valamint felletk nagysgrl szolgltasson informcit. A fi lle rek BET-fle fajlagos felletrl a 3. bra ad ttekintst.

2. bra A fi llerek szemeloszlsa Fig. 2. Grain size distribution of fi llers

3. bra Fillerek BET-fle fajlagos fellete Fig. 3. Specifi c surface of fi llers by BET-method

60. vf. 1. szm 2008/1 ptanyagptanyag | 21

ANYAGTECHNOLGIA

Az eredmnyek azt mutatjk, hogy a mszkliszt rendelkezik a legkisebb fajlagos fellettel, ami elnys, mivel alkalmazsa-kor nem kell bitumentbblettel szmolni. Az andezitek s a ba-zalt a mszklisztnl nagyobb fajlagos fellettel rendelkeznek, amely a bitumenfelhasznls szempontjbl nem elnys, hiszen nagyobb mennyisg bitument kell a kevers sorn az aszfaltkeverkbe adagolni. Ez azonban nem jelenti a sajtfi lle-rek felhasznlsnak elvetst.

Scanning Elektronmikroszkpos vizsglatok

A 4 tltanyagon elektronmikroszkpos vizsglatokat vgez-tnk el. A mrs AMRAY 1830 I tpus PV 9800 EDAX ener-giadiszperzv mikroszondval felszerelt psztz (scanning) elektronmikroszkp (SEM) segtsgvel trtnt.

Megvizsgltuk az svnyi anyagok fellett, s a felvtelek alapjn megllapthat, hogy az andezitek s a bazalt felletn sok kisebb kristly helyezkedik el, ezltal rdestve azok felle-tt. Az rdes fellet pedig nagy fajlagos felletet eredmnyez. Ezt a megllaptst altmasztjk a fajlagos fellet mrsnek eredmnyei is.

A mszkliszt fellete sima, teht fajlagos fellete is lnyege-sen kisebb. Az elksztett SEM felvteleket a 4. bra szemll teti.

3. A sajtfi llerek lettartam vizsglataiA hidrofi l tnyez meghatrozsa

A bitumenhez a hidrofb anyagok jl tapadnak, felletkn ab-szorbeljk a bitument. Ezeknek a fi llereknek megvan a klcsns kapcsolata a bitumennel, emiatt az aszfaltbeton j h- s vzll kpessggel, s nagy szilrdsggal rendelkezik [10, 11, 12].

A vizsglat sorn a sajtfi llerek vz s petrleum abszorbel kpessgt hasonltottuk ssze, a fi llerek lepedst vizsgl-tuk. A hidrofi l tnyez azonos szraz trfogat, nagy fajlagos fellet kzet 72 rnyi vzben, illetve petrleumban trtn lepts utn kapott trfogatainak hnyadosa. A hidrofi l tnyez a kvetkez (1.) sszefggssel hatrozhat meg [3]:

Vvzahol: = (1.) Vpetrleum

: hidrofi l tnyez Vvz: a klisztnek vzben mrt trfogata 72 rs lepts

utn Vpetrleum: a klisztnek petrleumban mrt trfogata 72

rs lepts utn

A hidrofi l anyagokbl ksztett fi llerek trfogata a vzben nagyobb, mint a petrleumban, kvetkezskppen a hidrofi l tnyez rtke is nagy lesz. A hidrofb tulajdonsg anyagok esetn az lepedsi trfogat a petrleumban nagyobb, ily m-don ezen anyagok hidrofi l tnyezje is kisebb lesz. Ha a tnyez rtke 1-nl nagyobb, akkor a fi ller hidrofi l, 1-nl kisebb rtk esetn hidrofb tulajdonsg. A fi llerek hidrofi l tnyezinek rtkeit az 5. bra szemllteti.

A vizsglat eredmnyei alapjn megllapthat, hogy mind a ngy fi ller hidrofb tulajdonsg, amely a bitumennel val kap-csolat miatt jelents. A j kliszt hidrofi l tnyezje 0,70,85 kztt mozog. A tllyai andezit fi ller, az uzsai bazalt fi ller, valamint

4. bra Fillerek SEM felvtelei A. Tllyai andezit, B. Szobi andezit, C. Uzsai bazalt, D. Alszsolcai

mszkliszt N = 10.000X Fig. 4. SEM pictures of fi llers A. Andesite fi ller (Tllya), B. Andesite fi ller (Szob), C. Basalt fi ller (Uzsa), D.

Limestone powder (Alszsolca) Z = 10.000X

22 |ptanyagptanyag 2008/1 60. vf. 1. szm

ANYAGTECHNOLGIA

az als zsolcai mszkliszt is ebbe a szrkvel jelzett optimlis tartomnyba esik, ezrt tptsi clokra val felhasznlsuk ilyen szempontbl clszer. A szobi andezit ugyan kevssel el-marad az optimumtl, azonban ennek ellenre alkalmazhat tltanyagknt.

Duzzadsvizsglat

A tltanyagok duzzadsvizsglatnak elvgzst a klnbz sszettel aszfaltkeverkek vzfelvtelnek, tapadsnak, va-lamint a fi llerek kros trfogatvltozsnak meghatrozsa rdekben vgeztk el. A mrs sorn termszetesen a cl a tltanyagok, fi llerek hatsnak megfi gyelse volt; pontosabban az, hogy milyen befolyssal brnak ezek a tltanyagok az aszfalt-ra, milyen vltozsokat idznek el az aszfaltkeverkekben.

A mrshez szabvnyos Marshall-prbatesteket ksztetnk. A duzzadsi rtket az albbi (2.) sszefggssel hatroztuk meg [4]:

(G4G3)(G2G1)ahol: D = (2.) (G2G3)

G1: a prbatest tmege vzben, lgritkts utn G2: a prbatest tmege lgritkts s letrls utn G3: a prbatest tmege vzben, temperls utn G4: a prbatest tmege temperls s letrls utn

A duzzadsvizsglat eredmnyeit a 6. brn mutatjuk be.

Duzzadsvizsglattal az aszfaltok tltanyagainak vzfelvev hatst vizsgltuk. Szabvny ltal elrt rtk szerint maximum 4%-os duzzads engedhet meg. Ennl nagyobb arny duzza-ds meggyengti a ktanyag s a kvz kztti kapcsolatot.

Legnagyobb mrtkben az alszsolcai mszkliszt s a szobi andezit fi ller duzzadt, a legkisebb duzzadsi rtket pedig a tllyai andezit mutatta. Mivel azonban mindegyik fi ller ezen a hatron bell van, ezrt felhasznlsuk sorn kros jelensggel nem kell szmolni.

4. Az eredmnyek sszegzseA szerz jelen cikkben az svnybnyban keletkez sajt-

fi llerek s egy mszkliszt klnbz vizsglataival foglalko-zott. Clja az volt, hogy olyan sajtfi llereket talljon, amelyek a mszkliszt aszfaltban betlttt szerept, kitn tulajdonsgait

helyettesthetik. Munkja sorn 3, a magyarorszgi tp-tsek sorn alkalmazott aszfalt tltanyagt (fi llert) vizsglta meg, s hasonltotta ssze egy referencia anyagknt hasznlt mszkliszttel.

Az elvgzett mikroszerkezeti s lettartam vizsglatok sorn meghatrozsra kerlt a fi llerek szemcseeloszlsa, mely alapjn megllapthat, hogy a vizsglt anyagok rendelkeznek a szk-sges fi llerfrakcikkal. Ugyan a tltanyagok BET-fle fajlagos fellete svnyi sszettelkbl addan a mszklisztnl lnyegesen nagyobb ezeket altmasztjk az elvgzett Scan-ning Elektronmikroszkpos vizsglatok is , azonban kedvez hidrofi l tulajdonsguk, s kis duzzadkpessgk miatt az asz-faltban trtn alkalmazsuk mgis clszer.

KsznetnyilvntsA szerz ezton mond ksznetet tervezsvezetjnek,

Dr. Gmze A. Lszlnak, aki szakmai segtsgvel s tan-csaival hozzjrult a diplomamunka elksztshez.

Irodalomjegyzk[1] Nemesdy Ervin: tplyaszerkezetek. Tanknyvkiad, Budapest, 1989.[2] Magyar tgyi Trsasg Munkabizottsga: tptsi aszfaltkeverkek s t-

plyaszerkezeti aszfaltrtegek. Budapest, 2001.[3] L. B. Gezencvej: Aszfaltbeton tburkolatok. Kzdok, 1964.[4] Tltanyagok aszfaltkeverkekhez. MSZ-07-3111-1989[5] Palots Lszl: Mrnki kziknyv IV. ktet. Mszaki Knyvkiad, Buda-

pest, 1990.[6] Skovrank Ern: Aszfalt technolgiai alapismeretek. Kzirat, Bau-Teszt

Kft . Miskolc (2002.11.11.)[7] Dr. Gmze A. Lszl: Investigation and Modelling of Reological Properties

of Ceramic and Silicate Material. MicroCAD 2006.[8] Dr. Gmze A. Lszl Kovcs kos: Aszfaltkeverkek reolgiai tulajdons-

gainak vizsglata. ptanyag, 57. vf. 2. szm, 2005[9] Dr. Gmze A. Lszl Eller E. A.: Extrudlhat azbesztcement masszk

reolgiai vizsglata. ptanyag, 35. vf. 1. szm, 1983.[10] Dr. Gmze A. Lszl Pusks Nikoletta Parczai Csilla Kovcs kos:

COLAS-SZAKK BNYSZATI KFT. sajtfi llereinek hidrofi l s hidrofb vizsglata-svnyi anyagok olajfelvev kpessgnek meghatrozsa. Kuta-tsi zrjelents, Miskolc, 2005.

[11] Dr. Gmze A. Lszl s msok: COLAS-SZAKK BNYSZATI KFT. sajtfi llereinek hidrofi l s hidrofb vizsglata-svnyi anyagok olajfelvev kpessgnek meghatrozsa. Kutatsi zrjelents, Miskolc, 2006.

[12] Dr. Gmze A. Lszl Gber Rbert: Investigation of hydrophile and hyd-rophobe properties of andesite and limestone fi llers used in asphalt-mixtures. MicroCAD 2007. (Section: Material science and material processing tech-nology)

5. bra Fillerek hidrofi l tnyezinek rtkei Fig. 5. Th e hydrophile coeffi cients of fi llers

6. bra Fillerek duzzadsaFig. 6. Swelling values of fi llers

60. vf. 1. szm 2008/1 ptanyagptanyag | 23

PTANYAG-IPAR

Minden eddiginl nagyobb ma az igny a termszettel ssz-hangban lev, kolgiailag megfelel ptkezs s egszsges let irnt. A nemesvakolat termszetes sszetevinek s kivl tulaj-donsgainak ksznheten a krnyezettudatos ptkezs ln ll, gy vrhat, hogy hazai hasznlatuk ismtelten teret hdt.

rk szpsgAz svnyi nemes-

vakolatok rtkes s-vnyi nyersanyagok-bl ellltott sznes gyri szrazhabarcsok. Alkotelemei: dolomit, szervetlen pigmentek, msz s cement kt-anyag. Elsdleges al-kalmazsuk homlokza-tok vdelme s dsztse,

azonban egyre gyakrabban hasznljk bels terek s falfelletek dsztsre is. Kzvetlenl a termszetbl nyert sszetevinek ksznheten hossz lettartam, kitn komrleg s kivl feldolgozsi tulajdonsgok jellemzik.

Az svnyi vakolatok a Kzp-Eurpban uralkod klm-ban a lehet legjobb vdelmet nyjtjk az pleteknek. Aki egy nemesvakolatos homlokzat mellett dnt, vtizedekig rlhet neki. A msz-cementes vakolatok tlagos lettartama 50 v, mely lnyegesen magasabb, mint ms homlokzatkpz anyagok.

Egy hz vgs megjelenst a homlokzata adja, amely meghatrozza az plet arculatt, egyedisgt. A nemesvako-latos homlokzat fedvakolatnak ksznheten a struktrk csaknem kimerthetetlen palettjt s a korltlan kreativits lehetsgt nyjtja az ptszek s pttetk szmra. A hom-lokzat vgs karaktert meghatrozza a nemesvakolat szem-szerkezete s a feldolgozsnak mdja. A modern feldolgozsi technikk sokrtsge lehetv teszi a szakemberek szmra a szinte hatrtalan szm homlokzati dsztsek kialaktst. A kreativitsnak nem lehet hatrt szabni.

A nemesvakolatoknl a fnyll sznez pigmentek az ptany