Konstruktiomateriaalit Luennot / syksy 2012

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Konstruktiomateriaalit Luennot / syksy 2012"

Transkriptio

1 Konstruktiomateriaalit Luennot / syksy 2012 TkT Harri Eskelinen LUENTO 6 Konstruktiokeraamit 2012

2 Osaamistavoitteet Tämän luennon jälkeen opiskelija osaa: kuvailla konstruktiokeraamien käyttöä puoltavat materiaaliominaisuudet. valita sopivan konstruktiokeraamin ainakin ko. keraamin pääryhmän tärkeimmän materiaaliominaisuuden perusteella jauhemetallurgisen valmistusprosessin päävaiheet

3 Powder metallurgy / All Vuosi

4 Powder metallurgy / Dokument Type / All Erratum (5) Letter (10) Article in Press (11) Short Survey (19) Note (34) Conference Review (44) Editorial (60) Review (290) Conference Paper (2,927) Article (7,733)

5 Powder metallurgy/ Review Cost effectiveness Ceramic materials Steel Injection molding Compaction Microstructure Metallurgy Powder metals Sintering Powder metallurgy

6 1 Keraamien yleiset ominaisuudet TIHEYS Pääsääntöisesti keraamit ovat tiheydeltään metallien ja polymeerimateriaalien välimaastossa. Keveitä keraamisia materiaaleja ovat booriyhdisteet (boorikarbidi, boorinitridi) sekä piiyhdisteet (piikarbidi, piioksidi, piinitridi).

7 TIHEYS (jatkoa ) Huomattavaa on että käytännössä keraamien tiheys ei ole sama kuin teoreettinen tiheys vaan konstruktiokeraameihin jää aina huokoisuutta. Normaalisti huokoisuus on välillä 0,1-15 til-%, mutta esim. suodatinsovellutuksissa (tarkoitukselleinen) huokoisuus on välillä til-%. Huokoisuudella on suuri vaikutus keraamien ominaisuuksiin. Huokoisuus johtuu siitä, että konstruktiokeraamit valmistetaan ensin puristamalla ne muotoonsa pulverista ja sen jälkeen sintraamalla. Huokoset ovat siis jäljelle jääneitä pulveripartikkelien välisiä onkaloita.

8 SULAMISLÄMPÖTILA Keraameille on tyypillistä hyvin korkea sulamispiste metalleihin verrattuna. Oksidikeraamit ovat myös kemiallisesti hyvin stabiileja korkeissakin lämpötiloissa. Muilla kuin oksidikeraameilla hapettuminen saattaa tulla ongelmaksi korkeissa lämpötiloissa

9 LÄMMÖNJOHTAVUUS Erot eri materiaaliryhmien lämmön- ja sähkönjohtavuuksissa aiheutuvat pääasiassa materiaalia koossa pitävän sidoksen luonteesta: Metallinen sidos Runsaasti vapaita elektroneja Hyvä lämmön- ja sähkönjohtavuus Kovalenttiset sidokset polymeeriketjuissa Elektronit sitoutuneita Heikommat sähkön- ja lämmönjohtavuudet Keraameilla on sekä ioni- että kovalenttisia sidoksia Elektronit osittain sitoutuneina Keraamien lämmönjohtavuudet ovat metallien ja polymeerien välimaastossa

10 Seostuksella on suuri vaikutus keraamien lämmönjohtavuuteen Eri konstruktiokeraamien lämmönjohtavuuksia

11 LÄMPÖLAAJENEMINEN Tiiviisti pakatuissa rakenteissa lämpölaajeneminen kertautuu koko rakenteen läpi, kuten esim. metalleilla Voimakas lämpölaajeneminen Myös ionisidoskeraameissa esiintyy voimakasta lämpölaajenemista Harvemmin pakatuissa rakenteissa (kovalenttiset keraamit) osa värähtelystä absorboituu tyhjään tilaan Pienempi lämpölaajeneminen Keraameilla lämpölaajeneminen on usein anisotrooppista Räätälöinti monikiteisessä materiaalissa mahdollista

12 KIMMOMODUULI Keraamien kimmomoduuli on sidostyypistä riippuen joko metallien luokkaa tai suurempi Lämpötilan kasvaessa kimmomoduuli lievästi laskee Kimmomoduulia voidaan kasvattaa käyttämällä komposiittikoostumusta: esim. WC+Co (kovametalli): E= 600GN/ mm 2, Al 2 O 3 +SiO 2 -partikkelit + Al: E= 200 GN/mm 2 (kun vertailun vuoksi Al: E=70 GN/mm 2 )

13 LUJUUS Keraamit poikkeavat metalleista siinä, että niillä ei yleensä esiinny pysyvää plastista muodonmuutosta, vaan materiaali murtuu jännityksen kasvaessa ilman edeltävää plastista muodonmuutosta eli keraamit ovat hauraita Keraameille ilmoitetaan vain murtolujuusarvoja (vetomurtolujuus ja/tai taivutus-murtolujuus) Lujuusarvojen on voitu osoittaa riippuvan vetojännityksen alaisena olevan materiaalitilavuuden suuruudesta (materiaalivirheiden todennäköisyys, huokoisuus)

14 LUJUUS (jatkoa ) Keraamit säilyttävät lujuutensa erittäin korkeissa lämpötiloissa Metalliseoksia parempia korkean lämpötilan materiaaleja. Keraamit kestävät puristusta paljon paremmin kuin vetoa. Lujuus puristuksessa voi olla jopa 10-kertainen vetolujuuteen verrattuna.

15 LUJUUS (jatkoa ) Keraamien lujuus heikkenee kuitenkin usein korkeissa lämpötiloissa. Lujuuden heikkeneminen johtuu valmistuksen yhteydessä lisättyjen seosaineiden muodostaman lasifaasin pehmenemisestä. Raerajafaasin esiintyminen on riippuvainen keraamin valmistusprosessista ja keraamisen raaka-aineen ominaisuuksista: Puhtaalle piinitridille kuumapuristus korkeissa lämpötiloissa ei ole mahdollista, koska piinitridi ei sula vaan hajaantuu. Riittävän lujuuden ja tiheyden aikaansaamiseksi on materiaalin lisättävä lisäaineita. Tämän vuoksi kuumapuristetulla piinitridillä lasimainen raerajafaasi esiintyy. Reaktiosintratulla piikarbidilla ei lasimaista raerajafaasia esiinny, minkä vuoksi lujuus ei laske korkeissa lämpötiloissa.

16 Vaikuttavat tekijät: - HUOKOISUUS - SEOSTUS - SINTRAUSTAPA Pelkkä keraamisen materiaalin perusvalinta ei riitä vastaukseksi materiaalin valintatehtävään, vaan on ilmoitettava myös sallittu huokoisuus ja vaadittu sintraustapa sekä mahdollinen seostus. Materiaali Al 2 O 3 (0-2% huokoisuus) Taivutuslujuus (N/mm²) Al 2 O 3 + ZrO ZrO 2 + MgO ZrO mol- %Y 2 O 3 Reaktiosintrattu SiC Sintrattu SiC Reaktiosintrattu Si 3 N Sintrattu Si 3 N Kuumapuristettu Si 3 N 4 Sialon Eri konstruktiokeraamien taivutuslujuuksia

17 KOVUUS Keraamit ovat hyvin kovia verrattuna metalleihin ja muoveihin. Keraamien kovuutta voidaan hyödyntää sekä monoliittisina (läpeensä samaa materiaalia) että pinnoitteena. Kovuus muuttuu vain vähän lämpötilan kasvaessa 1000 C. Keraamien ja keraamimateriaalien joukosta löytyvät kovimmat tunnetut materiaalit (timantti, kuutiollinen boorinitridi, piikarbidi), Keraamit saavat lopullisen kovuutensa sintrauksessa.

18 SÄHKÖISET OMINAISUUDET Yleisimmät keraamit ovat hyviä eristeitä. Erikoiskeraameilla on kuitenkin hyvin monenlaisia sähköisiä ominaisuuksia; ne voivat olla johteita, eristeitä ja puolijohteita. Keraameille voidaan tuottaa on myös esim. pietsosähköisiä ominaisuuksia. Ominaisuudet ovat laajasti muunneltavissa koostumuksen, lisäaineiden ja rakenteen kautta käyttökohteiden vaatimusten mukaan. Keraamit ovat ainoa eristemateriaaliryhmä, joka kestää myös korkeita lämpötiloja ja korrosiivisia olosuhteita.

19 MAGNEETTISET OMINAISUUDET Kestomagneettisia ominaisuuksia voidaan tuottaa metallien lisäksi myös keraamisilla materiaaleilla. Keraamisia magneettimateriaaleja kutsutaan yhteisnimellä ferriitit. (HUOM! Ei tarkoita samaa kuin raudan ferriitti!) Ferriitit jaetaan eri ryhmiin niiden kiderakenteen perusteella. Heksagonaaliset ferriitit (barium-, strontium- ja lyijyheksaferriitit), kestomagneetteja, edullinen hinta Kuutiolliset ferriitit, magneettiset muistiyksiköt, muuntajien ja induktorien sydänmateriaalit

20 2 Tärkeimmät konstruktiokeraamit Konstruktiiviset keraamit jaetaan kolmeen pääryhmään: oksidikeraamit, piipohjaiset keraamit ja muut keraamit. Oksidikeraameista yleisimmin käytettyjä ovat alumiinioksidi ja zirkoniumoksidi. Piipohjaisista tärkeimmät ovat piikarbidi, piinitridi ja sialon. Muista keraameista tärkein on alumiininitridi.

21 2.1 Alumiinioksidit Al 2 O 3 Tällä hetkellä käytetyin konstruktiokeraami on alumiinioksidi. Sen markkinaosuus kaikista konstruktiokeraameista on yli 50% ja sen sovellutusalueet ovat hyvin laajat. Alumiinioksidia käytetään paljon sen hyvän kemiallisen ja sähköisen eristyskyvyn vuoksi. Myös lujuuden säilyminen erittäin korkeissa lämpötiloissa on yksi alumiinioksidin hyvistä ominaisuuksista. Alumiinioksidi on pääsääntöisesti muita konstruktiokeraameja edullisempaa. Kuten konstruktiokeraameilla yleensäkään, ei alumiinioksidillekaan ole olemassa materiaalistandardeja, vaan materiaalien ominaisuudet ovat valmistajakohtaisia.

22 Alumiinioksideja valmistetaan ja käytetään eri puhtausasteisina käyttökohteen vaatimuksista riippuen. Nimitystä alumiinioksidi käytetään keraameista joiden alumiinioksidipitoisuus on suurempi kuin 80%. Alumiinioksidien rakenne ja ominaisuudet riippuvat voimakkaasti valmistusmenetelmän ja prosessiparametrien lisäksi lähtöaineiden puhtaudesta ja valmistuksessa käytetyistä lisäaineista.

23 Puhtaan alumiinioksidin sintraaminen on hyvin vaikeaa ja kallista. Siksi alumiinioksidiin lisätään esimerkiksi piidioksidia (SiO 2 ). Seostuksella saadaan aikaan lasimainen raerajafaasi, joka helpottaa tiivistymistä ja alumiinioksidin sintraamista, mutta samalla tämä raerajalla olevan lasimaisen faasin pehmeneminen ja osittainen sulaminen korkeissa lämpötiloissa heikentää tällaisen alumiinioksidin korkean lämpötilan lujuutta, kovuutta ja kimmomoduulia. Eri alumiinioksidilaatujen ominaisuuksien voimakas riippuvuus puhtaudesta ja huokoisuudesta on keskeisessä asemassa oikeaa materiaalia valittaessa. Kun esimerkiksi teräksillä voidaan kimmomodulia pitää lähes vakiona, vaihtelee alumiinioksidin kimmomoduuli arvo välillä GPa.

24 Alumiinioksidit Alumiinioksidin sovellutusalueita: Kulumiskestävyys, kovuus ja lujuus, kemiallinen kestävyys: Työstöterät, hioma-aineet Laakeri- ja liukupinnat Palloventtiilien liukupinnat Happopumppujen osat Sähköneristävyys: piirilevyjen alustat, diodien ja transistorien kotelot

25 Alumiinioksidit Materiaalin valinnassa Alumiinioksidi ei olevielä riittävä vastaus

26 2.2 Alumiininitridi AlN Alumiininitridi AlN on esimerkki materiaalista, jonka kehitystyön perustana on selvä tilaus tiettyjen materiaaliominaisuuksien yhdistelmälle: Tehoelektroniikan ja mikroaaltoputkien alustalevynä tarvitaan materiaalia, joka johtaa hyvin lämpöä, mutta on samalla hyvä sähköneriste. (Alumiininitridillä on metallien luokkaa oleva lämmönjohtavuus, mutta se on sähköisesti hyvä eriste) Vertailun vuoksi Metallit ovat hyviä sähkön- ja lämmönjohteita Keraameista alumiinioksidi on hyvä sähkön- ja lämmöneriste. Keraameista zirkoniumoksidi on hyvä lämmön eriste, mutta johtaa sähköä.

27

28 2.3 Piikarbidi SiC Piikarbidia käytetään erityisen kuumissa käyttöolosuhteissa (esim. kaasuturbiinisovellukset) sekä hiontamateriaalina. Piikarbidilla on piinitridiä parempi hapettumiskestävyys ja korkean lämpötilan lujuus. Sen sijaan huoneen lämpötilan lujuusominaisuudet ovat heikompia. Vaikka piikarbidi onkin kemiallisesti suhteellisen stabiili, se reagoi hyvin voimakkaasti sulien metallien kanssa (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co ja Ni). Piikarbidia valmistetaan monella eri tavalla: sintrattu piikarbidi (SSC) kuumapuristettu piikarbidi (HPSC) reaktiosintrattu piikarbidi (RSSC = reaction sintered silicon carbide, SiSiC).

29 Piikarbidi SiC Piikarbidin ominaisuudet tyypillistä sovelluskohdett varten (kuumat käyttöolosuhteet) Ominaisuus Kovuus Tiheys Kimmomoduli Hyvä lämpöshokin kestävyys 3000 HV 3,3 g/cm³ >400 GPa Korkea hajaantumislämpötila 2830 C Korkea käyttölämpötila hapettavissa olosuhteissa aina 1400 C asti Huom! Pieni lämpölaajenemiskerroin ja hyvä lämmönjohtavuus

30 Materiaali Lujuus Raekoko Raekoko Tiheys Kimmomoduli MPa min μm max μm g/cm³ GPa Huomaa: 1. Kaupalliset nimikeet 2. Sintraustavan ja raekoon vaikutus ominaisuuksiin Kuumapuristettu piikarbidi Norton NC ,4 10 3, Ceradyne 146A 413 4,1 30 3, Ceradyne 146I , Sintrattu piikarbidi General Electric β-sic 439 0, , Carborundum α-sic , Kyocera α-sic 386 1, , Materiaalin valinnassa SiC ei ole vielä riittävä vastaus Reaktiosintrattu piikarbidi Norton NC , Norton NC ,10 UKAEA BNF Refel 232 0, , Coors SC , , Piikarbidin kaupallisia nimikkeitä

31 Piikarbidien käyttökohteita ovat: Lämmitysvastukset (piikarbidi johtaa sähköä) Lämmönvaihtimet Polttouunien vuoraukset Metalliteollisuuden upokasmateriaalina (huomaa rajoitukset eräille metallisulille) Sulan metallin kaatorännit (huomaa rajoitukset eräille metallisulille)

32

33 2.4 Piinitridi Si 3 N 4 Piinitridit kehitettiin samoihin käyttökohteisiin kuin piikarbidit (kaasuturbiinikäyttösovellukset) Suuri kimmomoduuli, kovuus ja lujuus korkeissa lämpötiloissa. Materiaalin etuna on myös verraten pieni tiheys (noin 3,2 g/cm³). Lisäksi piinitridillä on parempi lämpöshokin kestävyys piikarbidiin verrattuna. Piinitrideihin muodostuva SiO 2 -kalvo suojaa materiaalia hidastaen hapettumista ja mahdollistaen käytön korkeassa lämpötilassa.

34 Piinitridin kimmomoduuli vaihtelee välillä GPa. Konstruktiokäyttöön soveltuvien piinitridien perustyyppejä ovat valmistusmenetelmien mukaan jaoteltuna useita eri lajeja: Kuumapuristettu piinitridi (Hot Pressed Silicon Nitride, HPSN), Isostaattisesti kuumapuristettu piinitridi (Hot Isostatic Pressed Silicon Nitride, HIPSN), Sintrattu piinitridi (Sintered Silicon Nitride, SSN) ja Reaktiosintrattu piinitridi (Reaction Bonded Silicon Nitride, RBSN).

35 Piinitridi Piinitridin sintraamista vaikeuttaa se, että piinitridi hajoaa sintrauksen kannalta alhaisissa lämpötiloissa ( C). Lisäämällä piinitridiin raerajoilla lasifaasin muodostavia yhdisteitä voidaan sintraamista helpottaa. Lisäaineina käytetään tyypillisesti yli 10% metallioksideja MgO, Y 2 O 3 ja CeO 2. Lisäaineiden käytön haittapuolena on lasimaisen raerajafaasin heikentävä vaikutus korkean lämpötilan ominaisuuksiin.

36 Materiaali Kimmomoduli GPa Huomaa: 1. Kaupalliset nimikeet 2. Sintraustavan ja seostuksen ominaisuuksiin Materiaalin valinnassa Si 3 N 4 ei ole vielä riittävä vastaus Kuumapuristettu piinitridi Norton NC-132 HPSN (1% MgO) 325 Norton NCX-34 HPSN (8% Y 2 O 3 ) 335 Kyocera SN-3 HPSN 252 Harbison-Walker HPSN (10% CeO2) 327 Toshiba HPSN (4% Y 2 O 3 + 3% Al 2 O 3 ) 305 Westinghouse HPSN (4% Y 2 O 3 + SiO 2 ) Sintrattu piinitridi 305 Kyocera SN-201 SSN 237 GTE SSN (6% Y 2 O 3 ) 290 AiResearch SSN (8% Y 2 O 3 + 4% Al 2 O 3 ) Reaktiosintrattu piinitridi 309 Norton NC-350 RBSN 190 Laatu SSN HPSN RBSN Kovuus HV HV HV AiReserch RBN-104 RBSN - Kaupallisia piinitridilaatuja

37

38

39

40 2.4.1 Sialon Sialon -nimitys tulee materiaalissa olevista alkuaineista Si-Al-O-N. Kyseessä on siis piinitridi-laji, jossa piitä on korvattu alumiinilla ja typpeä hapella. Sialonissa yhdistyvät piinitridin mekaaniset ominaisuudet ja alumiinioksidin kemiallinen kestävyys. Sialonien tärkein sovellutusalue ovat keraamiset työstöteräpalat. Muita sovellutusalueita ovat erilaiset hitsaussuuttimet, laakerit ja pienet turbiinin siivet.

41

42 2.5 Zirkonium(di)oksidi ZrO 2 Zirkoniumoksidi on mielenkiintoinen sillä esiintyvän polymorfian vuoksi.

43 Zirkoniumoksidi Puhdas stabiloimaton zirkoniumoksidi Tetragonaalinen monokliininen -muutoksen kohdalla havaitaan faasimuutokseen liittyvä voimakas epäjatkuvuuskohta pituuden ja tilavuuden muutoksessa. Tämä aiheuttaa niin suuren rasituksen materiaaliin, ettei puhdasta zirkoniumoksidia voida käyttää konstruktiotarkoituksiin.

44 Zirkoniumoksidi Täysin stabiloitu zirkoniumoksidi Ei-toivotun faasimuutoksen välttämiseksi Zirkoniumoksidia käytetäänkin stabiloidussa muodossa, jolloin sillä on laajalla lämpötila-alueella kuutiollinen kiderakenne. Zirkoniumoksidin stabilointiin käytetään esimerkiksi kalsiumoksidia (CaO). Valitettavasti täysin stabiloidulla kuutiollisella zirkoniumoksidilla on alhainen lujuus ja huono lämpöshokin kestävyys. Näin ollen se ei sovellu käytettäväksi mekaanisesti kuormitettuihin rakenteisiin.

45 Zirkoniumoksidi Osittain stabiloitu zirkoniumoksidi Osittainen stabilointi jättää osan zirkoniumoksidista tetragonaaliseksi. Osittainen stabilointi voidaan tehdä esim. seostamalla ytriumoksidia (Y 2 O 3 ) tai ceriumoksidia (CeO 2 ). On havaittu, että osittain stabiloidullka zirkoniumoksidilla hallittu faasimuutos tetragonaalisen ja monokliinisen faasin välillä sitoo aineen murtumaan tarvittavaa energiaa. Tätä kutsutaan faasimuutos-sitkistämiseksi. Osittain stabiloidusta zirkoniumoksidista käytetään englanninkielistä lyhennettä PSZ (Partially Stabilized Zirkonia).

46 Zirkoniumoksidi Zirkoniumoksidin eri faasimuunnosten pituuden muutos lämpötilan funktiona

47 Paitsi zirkoniumoksidia itseään voidaan myös muita keraameja esim. alumiini-oksidia sitkistää samalla mekanismilla lisäämällä alumiinioksidin sekaan zirkoniumoksidia. Tällöin puhutaan zirkoniumoksidin avulla sitkistetystä alumiinioksidista (Zirkonia Toughened Alumina, ZTA). Näin saadaan alumiiniumoksidin sitkeys kasvamaan jopa kolminkertaiseksi.

48 Zirkoniumoksidi Zirkoniumoksidin käyttökohteita: Zirkoniumoksidi on ionijohde; sähkönjohtavuus perustuu O 2 - ionien kulkemiseen rakenteessa. Ilmiötä voidaan hyödyntää molempiin suuntiin: sähkövirta aiheuttaa hapen liikkumisen tai hapen liikkuminen aiheuttaa sähkövirran. Autojen happianturit katalysaattorin toiminnan optimoimiseksi Happianturit teollisissa sovellutuksissa, esimerkiksi lämpökäsittelyuuneissa ja terässulan analyyseissä

49 Termiset käyttökohteet: Korkean lämpötilan uunien vuorausmateriaalina Lämmöneristepinnoitteena, esimerkiksi termiset suojakerrokset (Thermal Barrier Coatings, TBC superseosten pinnalla). Mekaanista kestävyyttä vaativat kohteet: Polttomoottorin venttiilien istukat, männän hattu, sylinterien vuoraus

50

51 ZIRCONIUM OXIDE CERAMIC FOAM FILTERS Unit porosity(percentage ): Density (g /cm 3 ): 1.0 Approximate use temperature 1700 C. Thermal shock resistance: in 1110 C above 7 times

52 2.6 Boorikarbidi B 4 C ja -nitridi BN Boorikarbidi B 4 C käytetään esimerkiksi panssaroitujen ajoneuvojen koreissa (hyökkäysvaunut, helikopterit) ydinreaktoreiden osat (neutronisuojat) vesisuihkuleikkauksen suuttimet neljänneksi kovin tunnetuista materiaaleista Boorinitridi BN eri olomuotoja (nestemäisenä grafiitin kaltainen voiteluaine ja kiteisenä abrasiivi) kolmanneksi kovin tunnetuista materiaaleista

53 Lujuus! Huomaa puristussuunta ja eri lajit BO, CA, XP! Lämpötilankesto!

54 Applications of Boron Carbide

55 3 Muita konstruktiokeraameja Sähköteknisiin sovelluksiin: Bariumtitanaatti sähkötekniset sovellukset (mekaaniset, sähköiset ja termiset ominaisuudet kytkettyjä toisiinsa) Lyijy-zirkoni-titanaatti PZT sähkötekniset sovellukset (mekaaniset, sähköiset ja termiset ominaisuudet kytkettyjä toisiinsa) Lisäksi piezosähköiset sovellukset

56 Muita konstruktiokeraameja Sähköteknisiin sovelluksiin: Magnesiumbooridi MgB 2 sähkötekniset sovellukset, superjohde Ytrium-barium-kuparioksidi (YBa 2 Cu 3 O 7-x ) sähkötekniset sovellukset, superjohde korkeissa lämpötiloissa Sinkkioksidi ZnO sähkötekniset sovellukset, puolijohdetekniikka

57 Yhteenveto tärkeimpien keraamien ominaisuuksista Konstruktiokeraamien pääryhmä ALUMIINIOKSIDIT ALUMIININITRIDIT PIIKARBIDIT PIINITRIDIT (Si 3 N 4 ) SIALON (piinitridin yksi laji) ZIRKONIUMOKSIDI Tärkein materiaaliominaisuus, jonka vuoksi käytetään teollisissa sovelluksissa Alumiinioksidi on muita konstruktiokeraameja edullisempaa. Johtaa hyvin lämpöä, mutta on samalla hyvä sähköneriste. Piikarbidia käytetään erityisen kuumissa käyttöolosuhteissa Piinitridillä on parempi lämpöshokin kestävyys piikarbidiin verrattuna. Sialonissa yhdistyvät piinitridin mekaaniset ominaisuudet ja alumiinioksidin kemiallinen kestävyys. Keraameja voidaan sitkistää lisäämällä niihin zirkoniumoksidia. Zirkoniumoksidi on ionijohde (sähkövirta aiheuttaa hapen liikkumisen tai hapen liikkuminen aiheuttaa sähkövirran). BOORIKARBIDI BOORINITRIDI Neljänneksi kovin tunnetuista materiaaleista Kolmanneksi kovin tunnetuista materiaaleista

58 4 Keraamien valmistusprosessien asettamat vaatimukset Arvioitaessa konstruktiokeraamien sopivuutta konstruktiomateriaaliksi on tunnettava niiden materiaaliominaisuuksien lisäksi: jauhemetallurgiset valmistusprosessit rajoitteineen ja mahdollisuuksineen jauhemetallurgisesti valmistettavan tuotteen suunnitteluohjeet jauhemetallurgiseen prosessiin sopivat materiaalit ja niiden yhdistelmät

59

60

61

62

63

64

65 4.1 Geelivalu Tärkein syy menetelmän käytölle on tuottaa keraamisia komponentteja, jotka voidaan koneistaa ennen sintrausta, jolloin lastuavien terien ja työkalujen kustannukset saadaan laskemaan.. Geelivalun vaiheet: 1. Jauheen jauhatus ja sekoitus ja vesipolymeeriseoksen valmistus. 2. Tyhjökäsittely ilmakuplien poistamiseksi. 3. Polymeraatioreaktion käynnistäminen katalyytin avulla. 4. Keraamisen liuoksen valaminen metalli-, lasi-, muovitai vahamuottiin.

66 5. Geelin synnyttäminen kuumentamalla muottia. Lämmön ja katalyytin yhteisvaikutuksesta syntyy kumimainen materiaali, joka muotoutuu muotin mukaiseksi. 6. Koska nesteen valaminen ja sen jähmettäminen geeliksi tapahtuvat erikseen, voidaan välttää monia pursotuksen tai ruiskupuristuksen valmistusvirheitä, jotka johtuvat vääräaikaisesta jähmettymisestä. 7. Kappaleen irrotus muotista. 8. Kuivaus (kappale kutistuu n. 3 %). 9. Tarvittaessa koneistus. 10. Polymeerijäänteiden polttaminen +550 C ja loppusintraus C

67

68 Esimerkkejä alumiinioksidista, piikarbidista, ferriitistä ja piinitridistä geelivalulla tehdyistä koneenosista.

69

70 SHS-menetelmä SHS-menetelmä (Self Propagating High Temperature Synthesis) perustuu jauhemaisten lähtöaineiden välillä tapahtuvaan voimakkaasti lämpöä tuottavaan (eksotermiseen) reaktioon Reaktio käynnistetään kuumentamalla jauheseos paikallisesti syttymislämpötilaan, jonka jälkeen reaktio etenee palorintamana jauheseoksen läpi ilman ulkoista lämmöntuontia. Lopuksi suoritettaan jauhemassan tiivistys puristamalla. Mahdollisia materiaaleja keraamiset metallit, kovametallit ja eri metallien väliset seokset, metalliset komposiitit Sopii mm. paksujen pinnoitusten valmistamiseen

Dislokaatiot - pikauusinta

Dislokaatiot - pikauusinta Dislokaatiot - pikauusinta Ilman dislokaatioita Kiteen teoreettinen lujuus ~ E/8 Dislokaatiot mahdollistavat deformaation Kaikkien atomisidosten ei tarvitse murtua kerralla Dislokaatio etenee rakeen läpi

Lisätiedot

Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla

Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla Vapaa energia ja tasapainopiirros Allotropia - Metalli omaksuu eri lämpötiloissa eri kidemuotoja. - Faasien vapaat

Lisätiedot

Määritelmä, metallisidos, metallihila:

Määritelmä, metallisidos, metallihila: ALKUAINEET KEMIAA KAIK- KIALLA, KE1 Metalleilla on tyypillisesti 1-3 valenssielektronia. Yksittäisten metalliatomien sitoutuessa toisiinsa jokaisen atomin valenssielektronit tulevat yhteiseen käyttöön

Lisätiedot

Tärkeitä tasapainopisteitä

Tärkeitä tasapainopisteitä Tietoa tehtävistä Tasapainopiirrokseen liittyviä käsitteitä Tehtävä 1 rajojen piirtäminen Tehtävä 2 muunnos atomi- ja painoprosenttien välillä Tehtävä 3 faasien koostumus ja määrät Tehtävä 4 eutektinen

Lisätiedot

UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA. Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Käyttökohteet. Ominaisuudet. Yleistä. Työkalun suorituskyvyn kannalta

UDDEHOLM VANADIS 4 EXTRA. Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet. Käyttökohteet. Ominaisuudet. Yleistä. Työkalun suorituskyvyn kannalta 1 (6) Työkaluteräksen kriittiset ominaisuudet Ohjeanalyysi % Toimitustila C 1,4 Si 0,4 Mn 0,4 Cr 4,7 Mo 3,5 pehmeäksihehkutettu noin 230 HB V 3,7 Työkalun suorituskyvyn kannalta käyttökohteeseen soveltuva

Lisätiedot

Vesihanan sulkuventtiilin keraamisten osien tutkiminen mikroskooppisesti vuotojen selvittämiseksi

Vesihanan sulkuventtiilin keraamisten osien tutkiminen mikroskooppisesti vuotojen selvittämiseksi Tiia Pakarinen Vesihanan sulkuventtiilin keraamisten osien tutkiminen mikroskooppisesti vuotojen selvittämiseksi Metropolia Ammattikorkeakoulu Insinööri (AMK) Kone- ja tuotantotekniikka Insinöörityö 23.5.2016

Lisätiedot

KOKSIN OMINAISUUDET MASUUNIN OLOSUHTEISSA

KOKSIN OMINAISUUDET MASUUNIN OLOSUHTEISSA 1 KOKSIN OMINAISUUDET MASUUNIN OLOSUHTEISSA Selvitys koksin kuumalujuudesta, reaktiivisuudesta ja reaktiomekanismista Juho Haapakangas CASR vuosiseminaari 2016 2 MASUUNIPROSESSI 3 METALLURGINEN KOKSI Valmistetaan

Lisätiedot

Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset

Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset Sakari Tihinen Tuotekehitysinsinööri, IWE Ruukki Metals Oy, Raahen terästehdas 1 Miten teräslevyn ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa terästehtaassa? Seostus (CEV,

Lisätiedot

Kuva: Copyright Ensinger GmbH. ERIKOISMUOVIT 8/2012

Kuva: Copyright Ensinger GmbH. ERIKOISMUOVIT 8/2012 Kuva: opyright Ensinger GmbH. ERIKOISMUOVIT 8/2012 ERIKOISMUOVIT 8/2012 Sisällysluettelo Sivu Kuinka luet taulukoita 3 PSU, polysulfoni 4 PPSU, polyfenoolisulfoni 5 PEEK, polyeetteriketoni 6 PEI, polyeetteri-imidi

Lisätiedot

781611S KIINTEÄN OLOMUODON KEMIA (4 op)

781611S KIINTEÄN OLOMUODON KEMIA (4 op) 781611S KIINTEÄN OLOMUODON KEMIA (4 op) ma ti ke to pe 12.9. klo 12-14 19.9. klo 12-14 26.9. klo 12-14 3.10. klo 12-14 KE351 10.10. klo 12-14 17.10. klo 12-14 24.10. klo 12-14 31.10. klo 12-14 KE351 14.9.

Lisätiedot

METALLIEN JALOSTUKSEN YLEISKUVA

METALLIEN JALOSTUKSEN YLEISKUVA METALLIEN JALOSTUKSEN YLEISKUVA Raaka-aine Valu Valssaus/pursotus/ Tuotteet syväveto KAIVOS malmin rikastus MALMI- ja/tai KIERRÄTYSMATERIAALI- POHJAINEN METALLIN VALMISTUS LEVYAIHIO TANKOAIHIO Tele- ja

Lisätiedot

= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ]

= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ] 766328A Termofysiikka Harjoitus no. 7, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Sylinteri on ympäristössä, jonka paine on P 0 ja lämpötila T 0. Sylinterin sisällä on n moolia ideaalikaasua ja sen tilavuutta kasvatetaan

Lisätiedot

Polystyreeni on aromaattinen polymeeri, jota valmistetaan aromaattisesta styreenimonomeerista

Polystyreeni on aromaattinen polymeeri, jota valmistetaan aromaattisesta styreenimonomeerista Polystyreeni () Technical University of Gabrovo Milena Koleva Kääntänyt Sanna Nykänen Tampereen teknillinen yliopisto Polystyreeni on aromaattinen polymeeri, jota valmistetaan aromaattisesta styreenimonomeerista

Lisätiedot

Ellinghamin diagrammit

Ellinghamin diagrammit Ellinghamin diagrammit Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2015 Teema 1 - Luento 2 Tavoite Oppia tulkitsemaan (ja laatimaan) vapaaenergiapiirroksia eli Ellinghamdiagrammeja 1 Tasapainopiirrokset

Lisätiedot

Erilaisia entalpian muutoksia

Erilaisia entalpian muutoksia Erilaisia entalpian muutoksia REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Erilaisille kemiallisten reaktioiden entalpiamuutoksille on omat terminsä. Monesti entalpia-sanalle käytetään synonyymiä lämpö. Reaktiolämmöllä eli

Lisätiedot

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus: K1. Onko väittämä oikein vai väärin. Oikeasta väittämästä saa 0,5 pistettä. Vastaamatta jättämisestä tai väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä. (yhteensä 10 p) Oikein Väärin 1. Kaikki metallit johtavat

Lisätiedot

Puhtaat aineet ja seokset

Puhtaat aineet ja seokset Puhtaat aineet ja seokset KEMIAA KAIKKIALLA, KE1 Määritelmä: Puhdas aine sisältää vain yhtä alkuainetta tai yhdistettä. Esimerkiksi rautatanko sisältää vain Fe-atomeita ja ruokasuola vain NaCl-ioniyhdistettä

Lisätiedot

Luento 5 Hiiliteräkset

Luento 5 Hiiliteräkset Luento 5 Hiiliteräkset Hiiliteräkset Rauta (

Lisätiedot

Lumen teknisiä ominaisuuksia

Lumen teknisiä ominaisuuksia Lumen teknisiä ominaisuuksia Lumi syntyy ilmakehässä kun vesihöyrystä tiivistyneessä lämpötila laskee alle 0 C:n ja pilven sisällä on alijäähtynyttä vettä. Kun lämpötila on noin -5 C, vesihöyrystä, jäähiukkasista

Lisätiedot

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-5400 Risto Mikkonen 1.1.014 g:n määrittäminen olttokennon toiminta perustuu Gibbsin vapaan energian muutokseen. ( G = TS) Ideaalitapauksessa

Lisätiedot

MT Erikoismateriaalit tuotantoprosesseissa (3 op)

MT Erikoismateriaalit tuotantoprosesseissa (3 op) MT-0.6101 Erikoismateriaalit tuotantoprosesseissa (3 op) 2. Luento - Ke 28.10.2015 Tulenkestävät materiaalit Marko Kekkonen MT-0.6101 Erikoismateriaalit tuotantoprosesseissa (3op) Luennon sisältö Tulenkestävien

Lisätiedot

Takasin sisällysluetteloon

Takasin sisällysluetteloon Tässä esitteessä on taulukot eri materiaalien ominaisuuksista. Taulukoiden arvot ovat suunta-antavia. Tiedot on kerätty monista eri lähteistä, joissa on käytetty eri testausmenetelmiä, joten arvot eivät

Lisätiedot

Vyöteoria. Orbitaalivyöt

Vyöteoria. Orbitaalivyöt Vyöteoria Elektronirakenne ja sähkönjohtokyky: Metallit σ = 10 4-10 6 ohm -1 cm -1 (sähkönjohteet) Epämetallit σ < 10-15 ohm -1 cm -1 (eristeet) Puolimetallit σ = 10-5 -10 3 ohm -1 cm -1 σ = neµ elektronien

Lisätiedot

ATOMIHILAT. Määritelmä, hila: Hilaksi sanotaan järjestelmää, jossa kiinteän aineen rakenneosat ovat pakkautuneet säännöllisesti.

ATOMIHILAT. Määritelmä, hila: Hilaksi sanotaan järjestelmää, jossa kiinteän aineen rakenneosat ovat pakkautuneet säännöllisesti. ATOMIHILAT KEMIAN MIKRO- MAAILMA, KE2 Määritelmä, hila: Hilaksi sanotaan järjestelmää, jossa kiinteän aineen rakenneosat ovat pakkautuneet säännöllisesti. Hiloja on erilaisia. Hilojen ja sidosten avulla

Lisätiedot

MUUTOKSET ELEKTRONI- RAKENTEESSA

MUUTOKSET ELEKTRONI- RAKENTEESSA MUUTOKSET ELEKTRONI- RAKENTEESSA KEMIAA KAIK- KIALLA, KE1 Ulkoelektronit ja oktettisääntö Alkuaineen korkeimmalla energiatasolla olevia elektroneja sanotaan ulkoelektroneiksi eli valenssielektroneiksi.

Lisätiedot

OMAX VESILEIKKUUMATERIAALIT

OMAX VESILEIKKUUMATERIAALIT OMAX VESILEIKKUUMATERIAALIT OMAX vesileikkuujärjestelmät voivat leikata laajalti erilaisia materiaaleja. Hioma-aineella varustetut vesileikkurit voivat käytännössä leikata kaikkia materiaaleja, sisältäen

Lisätiedot

Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet

Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet Käsiteltävät aiheet: Mikä aikaansaa sidokset? Mitä eri sidostyyppejä on? Mitkä ominaisuudet määräytyvät sidosten kautta? Chapter 2-1 Atomirakenne Atomi elektroneja

Lisätiedot

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 3

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 3 KJR-C2004 materiaalitekniikka Harjoituskierros 3 Tänään ohjelmassa 1. Tasapainopiirros 1. Tulkinta 2. Laskut 2. Faasimuutokset 3. Ryhmätyöt 1. Esitehtävän yhteenveto (palautetaan harkassa) 2. Ryhmätehtävä

Lisätiedot

Uutta liiketoimintaa jätteestä tuhkien modifiointi ja geopolymerisointi

Uutta liiketoimintaa jätteestä tuhkien modifiointi ja geopolymerisointi Uutta liiketoimintaa jätteestä tuhkien modifiointi ja geopolymerisointi Tuhkasta timantteja Liiketoimintaa teollisista sivutuotteista ja puhtaasta energiasta Peittoon kierrätyspuisto -hanke Yyterin kylpylähotelli,

Lisätiedot

PINTAKÄSITTELY PUHALLUSAINEET

PINTAKÄSITTELY PUHALLUSAINEET Teräshiekat ja teräsmurskeet Pyöreät teräshiekat soveltuvat kovuutensa ansiosta tehokkaaseen sinkopuhdistukseen tarjoten kustannus-tehokkaan puhdistuksen. Särmikkäät teräsmurskeet tarjoavat erittäin tehokkaan

Lisätiedot

Faasipiirrokset, osa 2 Binääristen piirrosten tulkinta

Faasipiirrokset, osa 2 Binääristen piirrosten tulkinta Faasipiirrokset, osa 2 Binääristen piirrosten tulkinta Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2016 Teema 1 - Luento 4 Tavoite Oppia tulkitsemaan 2-komponenttisysteemien faasipiirroksia 1 Binääriset

Lisätiedot

T F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3

T F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3 76628A Termofysiikka Harjoitus no. 1, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Muunnokset Fahrenheit- (T F ), Celsius- (T C ) ja Kelvin-asteikkojen (T K ) välillä: T F = 2 + 9 5 T C T C = 5 9 (T F 2) T K = 27,15

Lisätiedot

Mak Materiaalitieteen perusteet

Mak Materiaalitieteen perusteet Mak-45.310 tentit Mak-45.310 Materiaalitieteen perusteet 1. välikoe 24.10.2000 1. Vertaile ionisidokseen ja metalliseen sidokseen perustuvien materiaalien a) sähkönjohtavuutta b) lämmönjohtavuutta c) diffuusiota

Lisätiedot

vetyteknologia Muut kennotyypit 1 Polttokennot ja vetyteknologia Risto Mikkonen

vetyteknologia Muut kennotyypit 1 Polttokennot ja vetyteknologia Risto Mikkonen DEE-5400 Polttokennot ja vetyteknologia Muut kennotyypit 1 Polttokennot ja vetyteknologia Risto Mikkonen Alkaalipolttokennot Anodi: Katodi: H 4OH 4 H O 4e O e H O 4OH 4 Avaruussovellutukset, ajoneuvokäytöt

Lisätiedot

SMG-4450 Aurinkosähkö

SMG-4450 Aurinkosähkö SMG-4450 Aurinkosähkö Kolmannen luennon aihepiirit Aurinkokennon ja diodin toiminnallinen ero: Puolijohdeaurinkokenno ja diodi ovat molemmat pn-liitoksia. Mietitään aluksi, mikä on toiminnallinen ero näiden

Lisätiedot

Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko

Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko Tarkoituksena on tuoda esiin, että kemia on osa arkipäiväämme, siksi opiskeltavat asiat kytketään tuttuihin käytännön tilanteisiin. Ympärillämme on erilaisia kemiallisia

Lisätiedot

vink passion for plastics PEEK Tekniset tiedot

vink passion for plastics PEEK Tekniset tiedot vink passion for plastics Tekniset tiedot Tekniset tiedot polyeetterieetteriketoni on osittain kiteinen materiaali. Kuten muut samankaltaiset materiaalit PAEK, PEK ja PEKK myös molekyyli sisältää ketoniryhmän.

Lisätiedot

B.3 Terästen hitsattavuus

B.3 Terästen hitsattavuus 1 B. Terästen hitsattavuus B..1 Hitsattavuus käsite International Institute of Welding (IIW) määrittelee hitsattavuuden näin: Hitsattavuus ominaisuutena metallisessa materiaalissa, joka annetun hitsausprosessin

Lisätiedot

Top Analytica Oy Ab. XRF Laite, menetelmät ja mahdollisuudet Teemu Paunikallio

Top Analytica Oy Ab. XRF Laite, menetelmät ja mahdollisuudet Teemu Paunikallio XRF Laite, menetelmät ja mahdollisuudet Teemu Paunikallio Röntgenfluoresenssi Röntgensäteilyllä irroitetaan näytteen atomien sisäkuorilta (yleensä K ja L kuorilta) elektroneja. Syntyneen vakanssin paikkaa

Lisätiedot

Standarditilat. Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2016 Teema 2 - Luento 2. Tutustua standarditiloihin

Standarditilat. Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2016 Teema 2 - Luento 2. Tutustua standarditiloihin Standarditilat Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 216 Teema 2 - Luento 2 Tavoite Tutustua standarditiloihin Miksi käytössä? Millaisia käytössä? Miten huomioitava tasapainotarkasteluissa? 1 Miten

Lisätiedot

vink passion for plastics PTFE Tekniset tiedot

vink passion for plastics PTFE Tekniset tiedot vink passion for plastics Tekniset tiedot Tekniset tiedot polytetrafluorieteeni tunnetaan paremmin nimellä Teflon. Amerikkalainen DuPont kehitti materiaalin toisen maailmansodan aikana ja siitä tuli strateginen

Lisätiedot

Metallurgian perusteita

Metallurgian perusteita Metallurgian perusteita Seija Meskanen, Teknillinen korkeakoulu Pentti Toivonen, Teknillinen korkeakoulu Korkean laadun saavuttaminen edellyttää sekä rauta että teräsvalujen tuotannossa tiukkaa prosessikuria

Lisätiedot

Ympäristövaikutteinen murtuminen EAC

Ympäristövaikutteinen murtuminen EAC Ympäristövaikutteinen murtuminen EAC Ympäristövaikutteinen murtuminen Yleisnimitys vaurioille, joissa ympäristö altistaa ennenaikaiselle vauriolle Lukuisia eri mekanismeja ja tyyppejä Tässä: Jännistyskorroosio

Lisätiedot

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 Emppu Salonen Prof. Peter Liljeroth Viikko 5: Termodynaamiset potentiaalit Maanantai 28.11. ja tiistai 29.11. Kotitentti Julkaistaan to 8.12., palautus viim. to 22.12.

Lisätiedot

DEE Aurinkosähkön perusteet

DEE Aurinkosähkön perusteet DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Viidennen luennon aihepiirit Olosuhteiden vaikutus aurinkokennon toimintaan: Mietitään kennon sisäisten tapahtumien avulla, miksi ja miten lämpötilan ja säteilyintensiteetin

Lisätiedot

24. Keraamihiekat. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

24. Keraamihiekat. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto 24. Keraamihiekat Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto Keraamihiekka on noussut korvaajaehdokkaaksi kvartsihiekalle, jonka terveyshaitat on tunnetut. Lisäksi hiekasta seuraavat laatuongelmat

Lisätiedot

luku2 Kappale 2 Hapettumis pelkistymisreaktioiden ennustaminen ja tasapainottaminen

luku2 Kappale 2 Hapettumis pelkistymisreaktioiden ennustaminen ja tasapainottaminen Kappale 2 Hapettumis pelkistymisreaktioiden ennustaminen ja tasapainottaminen 1 Ennakkokysymyksiä 2 Metallien reaktioita ja jännitesarja Fe(s) + CuSO 4 (aq) Cu(s) + AgNO 3 (aq) taulukkokirja s.155 3 Metallien

Lisätiedot

Mitkä ovat aineen kolme olomuotoa ja miksi niiden välisiä olomuodon muutoksia kutsutaan?

Mitkä ovat aineen kolme olomuotoa ja miksi niiden välisiä olomuodon muutoksia kutsutaan? 2.1 Kolme olomuotoa Mitkä ovat aineen kolme olomuotoa ja miksi niiden välisiä olomuodon muutoksia kutsutaan? pieni energia suuri energia lämpöä sitoutuu = endoterminen lämpöä vapautuu = eksoterminen (endothermic/exothermic)

Lisätiedot

ja sähkövirta I lämpövirtaa q, jolloin lämpövastukselle saadaan yhtälö

ja sähkövirta I lämpövirtaa q, jolloin lämpövastukselle saadaan yhtälö Säteily Konvektio Johtuminen iitosjohto astu Kansi Kotelo Pinni Kaikki lämmönsiirtomuodot käytössä. Eri mekanismien voimakkuus riippuu kuitenkin käyttölämpötilasta ja kotelosta. astun ja kehyksen liitos

Lisätiedot

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA!

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! Luento 14.9.2015 / T. Paloposki / v. 03 Tämän päivän ohjelma: Aineen tilan kuvaaminen pt-piirroksella ja muilla piirroksilla, faasimuutokset Käsitteitä

Lisätiedot

KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 VESI

KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 VESI VESI KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Johdantoa: Vesi on elämälle välttämätöntä. Se on hyvä liuotin, energian ja aineiden siirtäjä, lämmönsäätelijä ja se muodostaa vetysidoksia, jotka tekevät siitä poikkeuksellisen

Lisätiedot

DEE Aurinkosähkön perusteet

DEE Aurinkosähkön perusteet DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Kuudennen luennon aihepiirit Tulevaisuuden aurinkokennotyypit: väriaineaurinkokenno Rakenne Toimintaperiaate Kehityskohteet 1 AURINKOKENNOJEN NYKYTUTKIMUS Aurinkokennotutkimuksessa

Lisätiedot

Ratkaisu. Tarkastellaan aluksi Fe 3+ - ja Fe 2+ -ionien välistä tasapainoa: Nernstin yhtälö tälle reaktiolle on:

Ratkaisu. Tarkastellaan aluksi Fe 3+ - ja Fe 2+ -ionien välistä tasapainoa: Nernstin yhtälö tälle reaktiolle on: Esimerkki Pourbaix-piirroksen laatimisesta Laadi Pourbaix-piirros, jossa on esitetty metallisen ja ionisen raudan sekä raudan oksidien stabiilisuusalueet vesiliuoksessa 5 C:een lämpötilassa. Ratkaisu Tarkastellaan

Lisätiedot

Tuotelehdet löytyvät myös varsinaiselta sivustoltamme kyseisten teräslajien muiden tuotetietojen yhteydestä.

Tuotelehdet löytyvät myös varsinaiselta sivustoltamme kyseisten teräslajien muiden tuotetietojen yhteydestä. Täydentävää tietoa Uddeholmin terästen mekaanisista ominaisuuksista koneenrakentajille Uddeholmin työvälinemateriaaleja on käytetty erilaisissa koneenrakennuskohteissa hyvällä menestyksellä jo vuosia.

Lisätiedot

1. van der Waalsin tilanyhtälö: 2 V m RT. + b2. ja C = b2. Kun T = 273 K niin B = cm 3 /mol ja C = 1200 cm 6 mol 2

1. van der Waalsin tilanyhtälö: 2 V m RT. + b2. ja C = b2. Kun T = 273 K niin B = cm 3 /mol ja C = 1200 cm 6 mol 2 FYSIKAALINEN KEMIA KEMA22) Laskuharjoitus 2, 28..2009. van der Waalsin tilanyhtälö: p = RT V m b a Vm V 2 m pv m = RT V m b = RT = RT a ) V m RT a b/v m V m RT ) [ b/v m ) a V m RT Soveltamalla sarjakehitelmää

Lisätiedot

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p.

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p. Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta dia-valinta 014 Insinöörivalinnan kemian koe 8.5.014 MALLIRATKAISUT ja PISTEET Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu

Lisätiedot

Materiaalifysiikan perusteet P Ratkaisut 1, Kevät 2017

Materiaalifysiikan perusteet P Ratkaisut 1, Kevät 2017 Materiaalifysiikan perusteet 51104P Ratkaisut 1, Kevät 017 1. Kiderakenteen alkeiskopin hahmottamiseksi pyritään löytämään kuvitteellisesta rakenteesta sen pienin toistuva yksikkö (=kanta). Kunkin toistuvan

Lisätiedot

Nikkeliraaka-aineiden epäpuhtausprofiilin määritys

Nikkeliraaka-aineiden epäpuhtausprofiilin määritys Nikkeliraaka-aineiden epäpuhtausprofiilin määritys Analytiikkapäivät Kokkola 28.11.2012 Paul Cooper 1 Sisältö Tavoitteet Analyyttiset menetelmät / näytteen valmistus Nikkeliraaka-aineiden mittaaminen XRF:llä

Lisätiedot

Kiinteiden'materiaalien'magnee-set'ominaisuudet'

Kiinteiden'materiaalien'magnee-set'ominaisuudet' Kiinteiden'materiaalien'magnee-set'ominaisuudet' Peruskäsite:' Yhdisteessäelektronien orbtaaliliike ja spinvaiku7avatmagnee:siin ominaisuuksiin(spininvaikutuson merki7ävämpi) ' Diamagne6smi' Kaikkiorbitaalittäysinmiehite7yjätai

Lisätiedot

1. Materiaalien rakenne

1. Materiaalien rakenne 1. Materiaalien rakenne 1.1 Johdanto 1. Luento 2.11.2010 1.1 Johdanto Materiaalit voidaan luokitella useilla eri tavoilla Kemiallisen sidoksen mukaan: metallit, keraamit, polymeerit Käytön mukaan: komposiitit,

Lisätiedot

Piikkirima, kullattu 2,54 mm 2 x 40 Tuote n:o

Piikkirima, kullattu 2,54 mm 2 x 40 Tuote n:o Piikkirima, kullattu,54 x 40 Tuote n:o 4747-0 Piikkirima, kullattu,54 1 x 40 Tuote n:o 4747-01 Oikosulkupala,54 lyhyt Tuote n:o 4747-601 Oikosulkupala,54 hännällä Tuote n:o 4747-60 Johdonpäätehylsy Eristetty,

Lisätiedot

Metalliseokset. Alumiiniseokset. ValuAtlas Suunnittelijan perusopas Seija Meskanen, Tuula Höök

Metalliseokset. Alumiiniseokset. ValuAtlas Suunnittelijan perusopas Seija Meskanen, Tuula Höök Metalliseokset Seija Meskanen Teknillinen korkeakoulu Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Alumiiniseokset Eri tavoin seostettu alumiini sopii kaikkiin yleisimpiin valumenetelmiin. Alumiiniseoksia

Lisätiedot

8. Induktiokouru-uunit

8. Induktiokouru-uunit 8. Induktiokouru-uunit Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto Kouru-uunit koostuvat periaatteellisesti teräsrungosta, johon on kiinnitetty induktori sulan lämpötilan ylläpitämiseksi. Kouru-uunien

Lisätiedot

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET (YO-K06+13, YO-K09+13, YO-K05-11,..) Tasasuuntaus Vaihtovirran suunta muuttuu jaksollisesti. Tasasuuntaus muuttaa sähkövirran kulkemaan yhteen suuntaan. Tasasuuntaus toteutetaan

Lisätiedot

MT Erikoismateriaalit tuotantoprosesseissa (3 op)

MT Erikoismateriaalit tuotantoprosesseissa (3 op) MT-0.6101 Erikoismateriaalit tuotantoprosesseissa (3 op) 6. Luento - Ke 11.11.2015 Reaktiotermodynamiikan käyttö tulenkestävien valinnassa Marko Kekkonen MT-0.6101 Erikoismateriaalit tuotantoprosesseissa

Lisätiedot

Kiviaineksen tekniset laatuominaisuudet. Pirjo Kuula TTY/Maa- ja pohjarakenteet

Kiviaineksen tekniset laatuominaisuudet. Pirjo Kuula TTY/Maa- ja pohjarakenteet Kiviaineksen tekniset laatuominaisuudet Pirjo Kuula TTY/Maa- ja pohjarakenteet Sisältö Kysymyksiä Mitä varten kiviainestuotteita valmistetaan? Mitä kiviaineksen laatu tarkoittaa? Miten ja miksi kiviaineksen

Lisätiedot

Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka

Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 Kertausta IONIEN MUODOSTUMISESTA Jos atomi luovuttaa tai

Lisätiedot

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. KEMIA Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. Kemian työturvallisuudesta -Kemian tunneilla tutustutaan aineiden ominaisuuksiin Jotkin aineet syttyvät palamaan reagoidessaan

Lisätiedot

KALKKIA MAAN STABILOINTIIN

KALKKIA MAAN STABILOINTIIN KALKKIA MAAN STABILOINTIIN Vakaasta kallioperästä vakaaseen maaperään SMA Mineral on Pohjoismaiden suurimpia kalkkituotteiden valmistajia. Meillä on pitkä kokemus kalkista ja kalkin käsittelystä. Luonnontuotteena

Lisätiedot

Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I

Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I Juha Ahola juha.ahola@oulu.fi Kemiallinen prosessitekniikka Sellaisten kokonaisprosessien suunnittelu, joissa kemiallinen reaktio

Lisätiedot

Corthal, Thaloy ja Stellite

Corthal, Thaloy ja Stellite Corthal, Thaloy ja Stellite KOVAHITSAUSTÄYTELANGAT KORJAUS JA KUNNOSSAPIDON AMMATTILAISILLE SOMOTEC Oy Tototie 2 70420 KUOPIO puh. 0207 969 240 fax. 0207 969 249 email: somotec@somotec.fi internet: www.somotec.fi

Lisätiedot

Teräsrakentamisen T&K-päivät Lujista rakenneputkista valmistettavien liitosten kestävyys

Teräsrakentamisen T&K-päivät Lujista rakenneputkista valmistettavien liitosten kestävyys 5/2012 Teräsrakentamisen T&K-päivät 28.-29.5.2013 Lujista rakenneputkista valmistettavien liitosten kestävyys Niko Tuominen Lappeenranta University of Technology Laboratory of Steel Structures Sisältö

Lisätiedot

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin. 1.2 Elektronin energia Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin. -elektronit voivat olla vain tietyillä energioilla (pääkvanttiluku n = 1, 2, 3,...) -mitä kauempana

Lisätiedot

8. Alkoholit, fenolit ja eetterit

8. Alkoholit, fenolit ja eetterit 8. Alkoholit, fenolit ja eetterit SM -08 Alkoholit ovat orgaanisia yhdisteitä, joissa on yksi tai useampia -ryhmiä. Fenoleissa -ryhmä on kiinnittynyt aromaattiseen renkaaseen. Alkoholit voivat olla primäärisiä,

Lisätiedot

Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit

Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit Lehdistötilaisuus 29.8.2012 Professori, tekn.tri Erja Turunen Tutkimusjohtaja, sovelletut materiaalit Strateginen tutkimus, VTT 2 Kierrätyksen rooli

Lisätiedot

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi Metallit 2005 juha.nykanen@tut.fi Aikataulu Pe 2.9.2005 Pe 9.9.2005 Pe 16.9.2005 Pe 23.9.2005 Pe 10.9.2005 Pe 8.10.2005 Valurauta Valurauta ja teräs Teräs Teräs ja alumiini Magnesium ja titaani Kupari,

Lisätiedot

Rauta-hiili tasapainopiirros

Rauta-hiili tasapainopiirros Rauta-hiili tasapainopiirros Teollisen ajan tärkein tasapainopiirros Tasapainon mukainen piirros on Fe-C - piirros, kuitenkin terästen kohdalla Fe- Fe 3 C -piirros on tärkeämpi Fe-Fe 3 C metastabiili tp-piirrosten

Lisätiedot

Tasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä

Tasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Tasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä Fritz Haber huomasi ammoniakkisynteesiä kehitellessään, että olosuhteet vaikuttavat ammoniakin määrään tasapainoseoksessa. Hän huomasi,

Lisätiedot

L7 Kaasun adsorptio kiinteän aineen pinnalle

L7 Kaasun adsorptio kiinteän aineen pinnalle CHEM-C2230 Pintakemia L7 Kaasun adsorptio kiinteän aineen pinnalle Monika Österberg Barnes&Gentle, 2005, luku 8 Aikaisemmin käsitellyt Adsorptio kiinteälle pinnalle nesteessä Adsorptio nestepinnalle 1

Lisätiedot

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 2

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 2 KJR-C2004 materiaalitekniikka Harjoituskierros 2 Pienryhmäharjoitusten aiheet 1. Materiaaliominaisuudet ja tutkimusmenetelmät 2. Metallien deformaatio ja lujittamismekanismit 3. Faasimuutokset 4. Luonnos:

Lisätiedot

Asennusohje 08/2011. Kallioankkuri 15,0. Tuote-nro 581120000. Muottimestarit

Asennusohje 08/2011. Kallioankkuri 15,0. Tuote-nro 581120000. Muottimestarit 08/2011 sennusohje 999415011 fi Kallioankkuri 15,0 Tuote-nro 581120000 sennusohje Kallioankkuri 15,0 Tuotteen kuvaus Kallioankkuri 15,0 on tarkoitettu käytettäväksi muotin yksipuoliseen ankkurointiin betonissa.

Lisätiedot

2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu

2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu 2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu 2.1 Reaktorit Teolliset reaktorit voidaan toimintansa perusteella jakaa seuraavasti: panosreaktorit (batch) panosreaktorit (batch) 1 virtausreaktorit

Lisätiedot

Nanomateriaalien mahdollisuudet ja riskit Näkökohtia, muutoksia vuoden 2008 jälkeen?

Nanomateriaalien mahdollisuudet ja riskit Näkökohtia, muutoksia vuoden 2008 jälkeen? Nanomateriaalien mahdollisuudet ja riskit Näkökohtia, muutoksia vuoden 2008 jälkeen? OLLI IKKALA aakatemiaprofessori Department of Applied Physics, Aalto University School of Science (formerly Helsinki

Lisätiedot

Terästen lämpökäsittelyn perusteita

Terästen lämpökäsittelyn perusteita Terästen lämpökäsittelyn perusteita Austeniitin nopea jäähtyminen Tasapainopiirroksen mukaiset faasimuutokset edellyttävät hiilen diffuusiota Austeniitin hajaantuminen nopeasti = ei tasapainon mukaisesti

Lisätiedot

Nd-Fe-B magneettien korroosio

Nd-Fe-B magneettien korroosio 1 Nd-Fe-B magneettien korroosio Elisa Isotahdon Magneettiteknologiakeskuksen miniseminaari Pori 24.1.2012 2 Sisältö Projektista Nd-Fe-B magneettien korroosiomekanismi Projektin kokeellinen osuus Mikrorakenteen

Lisätiedot

vink passion for plastics POM Tekniset tiedot

vink passion for plastics POM Tekniset tiedot vink passion for plastics POM Tekniset tiedot POM Tekniset tiedot POM polyasetaali asetaalimuovi. Amerikkalainen DuPont toi POM:n markkinoille 1958 tuotemerkillä DELRIN, joka oli homopolymeerimateriaali

Lisätiedot

13. Savisideaineet. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

13. Savisideaineet. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto 13. Savisideaineet Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto Savisideaineet ovat luonnon tuotteita, jotka saadaan sitomiskykyiseksi kostuttamalla ne vedellä. Savella on taipumus imeä itseensä

Lisätiedot

Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset

Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset 0.10 %Nb 0.08 NbC:n liukoisuus austeniitissa γ + NbC 1200 C 0.06 0.04 1100 C 0.02 0 γ 0 0.05 0.1 0.15 0.2 %C Tyypillinen C - Nb -yhdistelmä NbC alkaa erkautua noin 1000

Lisätiedot

RUBBER. Elastinen pinnoite Helppo irrottaa!

RUBBER. Elastinen pinnoite Helppo irrottaa! RUBBER comp Elastinen pinnoite Helppo irrottaa! RUBBERcomp KUMIMAALISPRAY RUBBERcomp kumimaalispray on helposti levitettävä, monikäyttöinen, ilmakuivuva erikoiskumipinnoite. Se suojaa käsiteltävän pinnan

Lisätiedot

CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit. Laskuharjoitus 9/2016. Energiataseet

CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit. Laskuharjoitus 9/2016. Energiataseet CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit Laskuharjoitus 9/2016 Lisätietoja s-postilla reetta.karinen@aalto.fi tai tiia.viinikainen@aalto.fi vastaanotto huoneessa D406 Energiataseet Tehtävä 1. Adiabaattisen virtausreaktorin

Lisätiedot

irrottaa tehokkaasti kerrostumia ei sisällä pinta-aktiivisia aineita

irrottaa tehokkaasti kerrostumia ei sisällä pinta-aktiivisia aineita Ultrasil 75 Kuvaus Hapan nestemäinen membraanien pesuaine Ominaisuudet irrottaa tehokkaasti kerrostumia ei sisällä pinta-aktiivisia aineita Konsentraatti Ulkonäkö: väritön/vaaleankeltainen neste* Varastointi:

Lisätiedot

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka 2006 m@hyl.fi 1 Lämpötila Suure lämpötila kuvaa kappaleen/systeemin lämpimyyttä (huono ilmaisu). Ihmisen aisteilla on hankala tuntea lämpötilaa,

Lisätiedot

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi? Mitä on kemia? Johdantoa REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi? Kaikissa kemiallisissa reaktioissa tapahtuu energian muutoksia, jotka liittyvät vanhojen sidosten

Lisätiedot

KEMIA HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEET

KEMIA HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEET BILÄÄKETIETEEN enkilötunnus: - KULUTUSJELMA Sukunimi: 20.5.2015 Etunimet: Nimikirjoitus: KEMIA Kuulustelu klo 9.00-13.00 YVÄN VASTAUKSEN PIIRTEET Tehtävämonisteen tehtäviin vastataan erilliselle vastausmonisteelle.

Lisätiedot

Kuinka materiaalien pitkäaikaiskestävyys todennetaan

Kuinka materiaalien pitkäaikaiskestävyys todennetaan Kuinka materiaalien pitkäaikaiskestävyys todennetaan Sustainable Steel Construction seminaari 18.1.2016 Kauko Jyrkäs Laboratoriopäällikkö HAMK, Ohutlevykeskus Johdanto Materiaalien pitkäaikaiskestävyyden

Lisätiedot

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa.

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Valintakoe 2016/FYSIIKKA Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Boltzmannin vakio 1.3805 x 10-23 J/K Yleinen kaasuvakio 8.315 JK/mol

Lisätiedot

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet Luento 23.11.2015 Susanna Hurme, Yliopistonlehtori, TkT Luennon sisältö Hooken laki lineaaris-elastiselle materiaalille (Reddy, kpl 6.2.3) Lujuusoppia: sauva (Reddy,

Lisätiedot

Construction. Nopeasti kuivuva, luja rakenneliima. Tuotekuvaus. Tuotetietoesite Versio 18/10/2011 Tunniste: 02 04 02 03 002 0 000002

Construction. Nopeasti kuivuva, luja rakenneliima. Tuotekuvaus. Tuotetietoesite Versio 18/10/2011 Tunniste: 02 04 02 03 002 0 000002 Tuotetietoesite Versio 18/10/2011 Tunniste: 02 04 02 03 002 0 000002 SikaBond Q-180 Nopeasti kuivuva, luja rakenneliima Tuotekuvaus SikaBond Q-180 on nopeasti kuivuva, puolirakenteellinen 2- komponenttinen

Lisätiedot

Tehtävä 1. Valitse seuraavista vaihtoehdoista oikea ja merkitse kirjain alla olevaan taulukkoon

Tehtävä 1. Valitse seuraavista vaihtoehdoista oikea ja merkitse kirjain alla olevaan taulukkoon Tehtävä 1. Valitse seuraavista vaihtoehdoista oikea ja merkitse kirjain alla olevaan taulukkoon A. Mikä seuraavista hapoista on heikko happo? a) etikkahappo b) typpihappo c) vetykloridihappo d) rikkihappo

Lisätiedot