Fémtani, Képlékenyalakítási és Nanotechnológiai Intézet
Laborok, Eszközök
Fő kutatási területeink a röntgendiffrakciós területen a minőségi és mennyiségi fázisazonosítás, a természetes és mesterséges ipari nyersanyagok, ipari prekurzorok és termékek, kerámia, fém és kompozit anyagok kutatása, régészeti leletek (teljesen roncsolás mentes eljárással is), nanoanyagok szerkezetének és összetételének komplex vizsgálata (akár milligramm alatti mennyiségben is). Országosan, egyes paramétereiben Közép-Európában is egyedülálló, széles mérettartományban (a néhány nanométertől a több 10 cm-es méretig) megvalósítható kristályorientációs vizsgálati lehetőség (TEM-ASTAR, SEM EBSD, ODF XRD, saját fejlesztésű központ nélküli XRD) és ezen a területen felhalmozott szaktudás is rendelkezésre áll.
A laboratórium eszközei:
- röntgendiffraktométer (XRD(SAXS))
- precíziós mintamegmunkálást és 3D tomográfiát megvalósító pásztázó elektronmikroszkóp (LA-FIB-SEM)
- széles mérettartományt átfogó 3D képalkotó berendezés (mikroCT)
- maradó feszültség 3D roncsolásmentes feltérképezésére alkalmas központ nélküli röntgendiffraktométer (XRD Robot)
A maradó feszültség röntgendiffrakciós elven alapuló mérése szakterületen szerzett több évtizedes tapasztalatnak, valamint az unikális mérési lehetőségnek köszönhetően számos kutatási és fejlesztési téma kapcsolódik ehhez a területhez. Kutatások folynak a növelt energiasűrűségű kezelések hatására kialakult feszültségállapot 3D-s feltérképezése, a maradó feszültségállapot változása fárasztó igénybevétel során, valamint különböző megmunkálási fázisokon átesett autóipari félkésztermékek feszültségállapotának jellemzése tématerületeken. Szolgáltatásaink lefedik a mélység szerinti feszültségeloszlás vizsgálatokat, a többfázisú acélok fázisszelektív feszültségmérését, továbbá különböző hőkezelési és megmunkálási feszültségek jellemzését. Ipari partnereink közt megtalálható az FAG Magyarország Ipari Kft, Rába Járműipari Holding Nyrt, Lech-Stahl Veredelung GmbH, valamint hazai kutatóintézetek BME, Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Nonprofit Kft. A központ nélküli röntgendiffraktométer kínálta lehetőségekeit egyedi módon alkalmazzuk archeometriai vizsgálatokban is, melyet a Seuso-kincsek vizsgálata során kamatoztattunk (MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont, Magyar Nemzeti Múzeum).
Komplex Képelemző és Szerkezetvizsgáló Laboratórium
A Komplex Képelemző és Szerkezetvizsgáló Laboratórium az élettelen anyagok mikroszerkezetének vizsgálata terén biztosítja a modern infrastruktúrát, a korszerű mérőeszközöket, valamint a berendezéseket gyakorlottan használó, s az eredményeket magas színvonalon elemezni és értékelni tudó szakembereket.
Optikai Mikroszkópiai és Képelemző Laboratórium
Laboratóriumunkban lehetőség van speciális minták elektrolitos maratási, speciális ötvözetek színes maratási megoldásainak kidolgozására, valamint képelemzésre szánt mintadarabok előszűrésére, képi információk detektálási szempontból történő optimalizálására.
A laboratórium eszközei:
- Correlative microscopy: Zeiss EVO SEM + Zeiss Axio Imager Optical Microscopy
- Zeiss Stereo Discovery
- Zeiss Axio lmager
- Zeiss Axio Vert
Szolgáltatások
- Optikai mikroszkópi felvételek, képelemzés
- Képelemző célszoftverek fejlesztése
- Komplex vagy egyedi vizsgálatokról szakértői tanulmány készítés
Pásztázó Elektronmikroszkópi Laboratórium
Laboratóriumunkban lehetőség van vas alapú ötvözetek, színesfémek, vékonyréteg bevonatok, kerámiák, műanyagok, természetes ásványok, speciális amorf ötvözetek, valamint porok és speciális kolloidok elektronmikroszkópi és elekronsugaras mikroanalízis vizsgálatára.
A laboratórium eszközei:
- 1830I Amray Scanning Elektronmikroszkóp+ EDAX DX4 típusú EDS minkroszonda – 1 db
- Cambridge Stereocan150B típusú Scanning Elektronmikroszkóp – 1 db
- C.Zeiss Citoval Stereo-mikroszkóp – 1 db
- Bio-Rad SEM Coating system – 1 db
Szolgáltatások:
- Pásztázó elektronmikroszkópi felvételek
- Képelemzés
- Elektronsugaras mikroelemzés
- Komplex, vagy egyedi vizsgálatokról szakértői tanulmány készítése
Röntgendiffrakciós Laboratórium
A röntgensugárzás mint az elektromágneses sugárzások közül a fénytől nagyobb energiájú sugárzás, az atomok elektronjain szóródik, ezáltal lehetővé teszi, hogy azok térbeli elhelyezkedését meghatározzuk. Diffrakciós módszerekkel sok olyan anyagi jellemzőt, tulajdonságot meg tudunk mérni, ami az atomok térbeli rendjével kapcsolatos. Leggyakoribb feladataink ismeretlen fázis azonosítása fémes, keramikus, ásványi, korom mintákban, maradék ausztenit meghatározása nemesített alkatrészeken (csapágygyűrűk, görgök), felültömörített, sörétszórt és görgőzött gépalkatrészek (merevtengely, tengelykapcsoló, fogaskerék), hőkezelési feszültségek vizsgálata, lézeres felületedzés feszültségviszonyai, hiba analízis (törött sín, vetemedett gépalkatrészek), polimerek, amorf fémek kristályossági mértékének megállapítása, egykristály orientálás.
A laboratórium eszközei:
- Stresstech gyártmányú Xstress 3000 G3 R típusú röntgensugaras kifejezetten maradó feszültség és maradék ausztenit mérő diffraktométer
- Bruker D8 Advance diffraktométer Euler bölcsővel
- Philips PW 1830 pordiffraktométer
- Isodebyeflex1001 generátor (sugárforrás)
Szolgáltatások
- Minőségi fázisanalízis
- Mennyiségi elemzés
- Textúra meghatározás, pólusábra, inverz pólusábra felvétele, ODF számítás
- MonoCap-es vizsgálatok, szelektív területű röntgendiffrakció
- Rugalmas maradófeszültség meghatározás
- Mintavétel nélküli, roncsolásmentes mérés
- Feszültségtenzor mérés
- Helyszíni mérés
- Mélységi feszültség profil felvétel
- Mintavétel nélküli, roncsolásmentes maradék ausztenit mérés
- Ismert rácsszerkezetű anyagok rácsméret változásának meghatározása (profilanalízis)
- Laue vizsgálat
- Komplex, vagy egyedi vizsgálatokról szakértői tanulmány készítése
Integrált képlékenyalakító laboratórium
Eszközök, berendezések:
- Hidraulikus sajtó I.: Hengerelt lemezek egyengetéshez, egyszerűbb zömítő vagy kisajtoló műveletekhez.
- Hidraulikus sajtó II.: A hozzá tartozó ECAP szerszámmal és fűtőegységgel hideg és félmeleg könyöksajtoló (ECAP) kísérletek végezhetők.
- Excenteres kovácssajtó I.
- Excenteres kovácssajtó II.: Alkalmas stancolásra, sorjátlanításra és kisebb alumínium alkatrészek süllyesztékes kovácsolására is.
- Hengerállvány II. (Von Roll): Duo vagy kvartó üzemmódban használható, elsősorban alumíniumötvözetek, keskenyszalag hideghengerlésére alkalmas alakítógép, aminek maximális hengerlési sebessége 300 m/perc, a minimálisan hengerelhető vastagság 0,1 mm, a maximális szalag szélessége pedig 200 mm. A le- és felcsévélővel rendelkező alakítógép egy teljes értékű üzemi hengerállványnak is megfelel, ami a hengerlési erő és nyomaték mérő eszközökkel van felszerelve. A laboratóriumban rendelkezésre álló előmelegítő kemencékkel kiegészítve a berendezés alkalmas különféle ötvözetekből készült (alumínium, réz, acél, nióbium, nióbium-titán, stb.) lapostermékek, többrétegű kompozit lemezek vagy kisméretű tuskók meleg- és hideghengerlési kísérleteinek elvégzésére is. Ekkor, a maximális hengerelhető vastagság 60 mm, a szélesség pedig 200 mm.
- Beché légkalapács: Szabadalakító kovácsoló műveletekhez, elsősorban nyújtó kovácsoláshoz, légpárnás kalapáccsal.
- Láncos rúd és csőhúzópad.
- Beton nyomószilárdság vizsgáló hidraulikus sajtó (4 MN): Szilikátok és kerámiák nyomószilárdságának meghatározására.
- Körforgó kovácsológép: Több szerszámbetéttel rúd és cső körkovácsolására. A kovácsológép forgó részében elhelyezett ütőbetétek lehetővé teszik a tömör rudak és csövek nagy pontosságú megmunkálását. A többféle méretű szerszámbetéttel rendelkező alakítógép alkalmas a nehezen alakítható, nagyszilárdságú ötvözött anyagok alakítására is. A maximális kovácsolható átmérő 40 mm, motor teljesítménye 6,5 kW.
- Rúd-, és huzalhegyező hengerpár.
- Előmelegítő kemencék: A meleg- és hidegalakító kísérletekhez használt kemencék, alumínium ötvözetek lágyítására, előmelegítésére. A maximális hőmérséklet 600 °C.
- Lemezalakítás: görgős hajlító, élhajlító, görgős peremező.
- Méréstechnikai eszközök (erő-, elmozdulás-, hőmérséklet érzékelők).
- Számítógépes mérésadat gyűjtő és feldolgozó rendszer.
- Forgácsoló berendezések.
Hidraulikus és excenteres sajtók:
- Zárt keretes hidraulikus sajtó: egyszerűbb zömítő vagy kisajtoló műveletekhez, az ECAP szerszámmal és a hozzátartozó fűtőegységgel kiegészítve hideg és félmeleg könyöksajtoló (ECAP) kísérletek végezhetők (max. átmérő: 16 mm). Max. nyomó erő: 1 MN, max. visszahúzó erő: 400 kN, kilökő erő: 1,2 kN, lökethossz: 450 mm, dugattyú sebesség: 60/2,1/0,7 mm/s.
- Excenteres kovácssajtó: lemez lyukasztó és kivágó műveletekhez, kisebb alumínium alkatrészek kovácsolása, sorjázása. Max. sajtolóerő: 1 MN, névleges lökethossz: 81,6 mm, lökethossz állíthatóság: 20-120 mm, nyomószán állíthatósága: 80 mm, löketszám: 50 1/min.
- Instron 5982 elektromechanikus univerzális anyavizsgáló berendezés (100 kN méréshatár): A 100 kN-os erőmérő cellával rendelkező zárt hurkos szabályozással rendelkező terhelőkeret alkalmas szakítóvizsgálat, zömítővizsgálat, hajlítóvizsgálat és kisciklusú fárasztóvizsgálat elvégzésére. Ezen felül alkalmas egyedi terheléses vizsgálatok összeállítására, amely során erő, illetve elmozdulás értékekre lehet programozni. A berendezéshez tartozik klímakamra és nagy hőmérsékletű kemence is, ami lehetővé teszi a vizsgálatok (-100…+1000°C) széles hőmérséklettartományban történő elvégzését. A próbatestek vizsgálat közbeni alakváltozását érintésmentes (videoextenzométer) és csiptetős finomnyúlásmérő eszközök segítségével tudjuk mérni. A mért adatok számítógépes kiértékelése Bluehill 3 szoftver segítségével történik.
- Wolpert UH 930 univerzális keménységmérő alkalmas Brinell, Rockwell és Vickers típusú keménységmérés elvégzésére.
- Reicherter Vickers keménységmérő.
- Briviskop 3000H Brinell keménységmérő.
- Tukon 2100B (Wilson Instruments) mikrokeménység-mérő.
Szoftverek:
- Simufact forming: A képlékenyalakító technológiák numerikus szimulációjára alkalmas végeselemes modellező szoftver, ami a technológiai- és a szerszám tervezés egyik leghasznosabb eszköze. A hideg- és melegalakítási feladatok (pl. kovácsolás, hengerlés, húzás, sajtolás, lemezalakítás stb.) megoldása során lehetőség van az alakítószerszám vizsgálatára is, aminek fizikai- és mechanikai tulajdonságait egy részletes anyagbázisból választhatjuk ki. Egy projekten belül felépíthetünk egy több műveletből álló alakítási folyamatot, ahol egyaránt figyelembe vehetjük az izotróp, vagy az anizotróp anyagtulajdonságokat. A technológiai szoftverrel vizsgálható továbbá a képlékenyen deformált anyag károsodása, a szerszámkopás, vagy a tömbi- és lemez anyaggal kapcsolatos alakíthatósági problémák is. A térfogat- és lemezalakító technológiák mellet a szoftver alkalmas hőtani számításra is, így a technológiai sorhoz hozzáadhatunk tetszőleges számú előmelegítési, vagy hűtési lépést is.
- MASC.Marc: Egy általános végeselemes modellező szoftver, ami alkalmas a statikus és a dinamikus feladatok megoldására, a nem-lineáris és multifizikai megoldóval pedig elvégezhetjük pl. az összetett termo-mechanikai, vagy elektromágnesességi analíziseket is. Továbbá szimulálhatunk többféle gyártási folyamatot, ahol a munkadarab rugalmas és képlékeny anyagtulajdonságok mellett pl. a szerszám mechanikai- és hőtani mennyiségei is elemezhetők. A fémes, nemfémes, vagy a kompozit anyagmodellekhez további károsodási modelleket is rendelhetünk. Így részletesen vizsgálhatjuk pl. a fémek képlékeny törésének folyamatát, a kompozitok tönkremenetelét, de más törésmechanikai folyamatokat is.
Kristályosító laboratórium
Eszközök, berendezések:
- RMF-fel felszerelt 4 zónás vertikális Bridgman típusú kemence, maximum 200 mT forgó mágneses térrel és 700 °C maximum hőmérséklettel.
- TMF-fel felszerelt 4 zónás vertikális Bridgman típusú kemence, 700 °C maximum hőmérséklettel.
- Indutherm CC3000 laboratóriumi félfolyamatos öntőmű.
- Daruzható öntőtégely.
- Zeiss Axio Imager M1m fénymikroszkóp: Alkalmas szövetszerkezet vizsgálatára keresztmetszeti csiszolaton.
- Nagy nagyítású felvételek készítésére is alkalmas,
- AxioCam kamerával felszerelt a digitális képkészítés érdekében,
- Motorizált XYZ tárgyasztallal és fókuszálással rendelkezik,
- A képrögzítés és az utófeldolgozás az AxioVision szoftverrel történik, amely kiterjesztett fókuszt (Extended focus) és mozaikképalkotást is lehetővé tesz,
- Különböző képkészítési technikák alkalmazhatók (ráesőfény, sötétlátótér, interferencia- és polarizáció feltét, differenciált interferencia kontraszt (DIC) eljárás),
- Kvantitatív elemzések elvégzésére is használható, például méretek, szögek, területek kézi mérésére, valamint objektumok automatikus azonosítására, számlálására és mérésére.
Hőkezelő és Fizikai Mérések Laboratórium
A Hőkezelő Laboratórium feladata elsősorban a Fémtani, Képlékenyalakítási és Nanotechnológiai Intézet, másodsorban a Műszaki Anyagtudományi Kar óráinak kemencékkel való kiszolgálása, a dolgozók kísérleteinek, TDK munkák, Diplomamunkák, Doktori feladatok, egyéb kutatási feladatok ellátása. Nem célunk halmazállapot-változással járó kísérletekhez, öntésekhez használatos kemencék biztosítása.
A Fizikai Mérések Laboratórium a fémes anyagok különböző fizikai tulajdonságainak (fajlagos villamos ellenállás, hőtágulási együttható, termoerő stb.) mérésére illetve fémtani folyamatok megfigyelésére szolgál.
A laboratórium eszközei:
- 2 db KMM5/1200 kemence
- Denkal6 kemence
- Ws903 szárító kemence
- Kis méretű szárító kemence
- 2 db Heraeus KR260 kemence
- 3 db OH63 kemence
- Netzsch 202 hőfluxusos DSC berendezés
- Netzsch 404 hőfluxusos berendezés
- DSC fejjel
- DTA fejjel
- Leitz dilatométer
- IEW indukciós hevítőberendezés
- Saját építésű villamos ellenállásmérők
- kettős hidas mérőrendszer analóg adatrögzítéssel
- potenciométeres mérőhely digitális adatrögzítéssel
- Indukciós öntőberendezés
- Saját építésű termomágneses mérőeszköz:
- Saját építésű induktív elven működő dilatométer
- Saját építésű DTA berendezés
- 25-600°C-os tartományban 0,5-10K/mm sebességgel működtethető
- 25-1150°C-os tartományban 0,5-50K/mm sebességgel üzemeltethető
- Magas hőmérsékletű drop kalorimeter
Szolgáltatások
Berendezéseink hőkezelésre való kemencék. Legtöbb típusú hőkezelés laboratóriumi elvégzésére alkalmas laboratóriumunk. Folyamatos fejlesztésekkel a még meg nem valósítható, speciális hőkezelési eljárásoknak is igyekszünk megfelelni.
Alkalmazott nanoanyagok laboratóriuma
Szintézis laboratórium I.
Napjainkban az új fotoaktív anyagok jelentősége egyre nagyobb a víztisztítás területén. A laboratóriumban előállított nanoanyagok (pl. félvezető anyagok, nanoszálak, kompozitok, aktív szén vagy szén nanocsövek) hozzájárulnak a (költség)hatékonyabb vízszűrési eljárások kifejlesztéséhez. Ezen nanoanyagok és hibrid membránok jellemzésén túl fontos a fotokatalitikus aktivitásuk, antibakteriális és antivirális tulajdonságaik meghatározása is, ami potenciális alkalmazásokhoz vezethet többek között az élelmiszeriparban, a környezetvédelemben és az egészségügyben.
Szintézis laboratórium II.
Két korszerű vegyi fülke szolgálja a kémiai reakciók biztonságos elvégzését, szorosan kapcsolódva a szomszédos laboratóriumban szükséges anyagok előállításához.
A CCVD (katalitikus kémiai gőzleválasztás) berendezés alkalmas szén nanocsövek (CNT) és függőlegesen rendezett CNT „erdők” előállítására. A szintézis egy egyszerű, egylépéses folyamat, melynek során egy kvarc reaktorban – alkalmas katalizátor jelenlétében – nitrogén és hidrogén atmoszférában etilén forrás bontásával állíthatók elő a szén nanocsövek.
Nanotechnológiai laboratórium
Eszközök, berendezések:
Sunplant vízszintes vákuumozható csőkemence és peremszögmérő berendezés: A készülék alkalmas különböző folyadékok szobahőmérsékleten történő nedvesítési jellemzőinek vizsgálatára, a hozzá tartozó kemencének köszönhetően pedig fémolvadékok magas hőmérsékleten (300-1100°C) történő olvadási folyamatának tanulmányozására nyugvócsepp módszer alkalmazásával. A kemence lehetővé teszi a mérések argon inert gázban, illetve vákuum környezetben történő elvégzését is. A berendezés mikroszkópjának, illetve CCD kamerájának segítségével nagyított felvételek készíthetők a nedvesítés és az olvadás folyamatáról, mely felvételeken a berendezés szoftverének segítségével meghatározható a folyadék/olvadék peremszöge.
Autolab PGSTAT 302N potenciosztát: A potenciosztát segítségével különböző elektrokémiai mérések végezhetőek, így többek között a különböző energiatároló eszközök, alkatrészek energiatároló képessége, kapacitív viselkedése. Az elvégezhető mérések magukban foglalják a ciklikus voltammetria (CV), galvanosztatikus töltés-kisütés (GCD), elektrokémiai impedancia spektroszkópia (EIS) méréseket, továbbá lineáris polarizációs (LP) és korróziós vizsgálatokat is. A berendezés alkalmas galvánbevonatok laboratóriumi méretekben történő kialakítására is.
Vezeték- és kötéldiagnosztikai intézeti laboratórium
Helye: FUX Zrt., 3527 Miskolc, Besenyői u. 8.
Eszközök, berendezések:
Horizontális szakítógép (Barabás Mérnökiroda Kft.):
- max. 30 tonna terhelés,
- max. 12 m hosszú minta.
Sodrott szerkezetek mechanikai vizsgálata:
- Szakítóvizsgálat,
- Rugalmas viselkedés vizsgálat,
- Végrögzítő szerelvények vizsgálata.
Nagy áramú vizsgáló berendezés:
- max. terhelés 2000 A,
- egyenáramú/váltakozó áramú ellenállás mérés,
- termikus viselkedés vizsgálata (állandósult/tranziens).
Rezgésdiagnosztikai berendezés:
- Kis frekvenciás, nagy amplitúdójú rezgések hatásának vizsgálata,
- Csillapítás vizsgálata,
- Élettartam vizsgálata,
- Zsírzás hőállóság vizsgálata.
DC ellenállásmérés:
- Vezetékek, kábelek egyenáramú ellenállásának mérése.
Huzalvizsgálatok:
- Mechanikai vizsgálatok,
- Maradó képlékenység vizsgálatok,
- DC ellenállás mérés,
- Horganyzott huzalok horganyzásának vizsgálata,
- Alumíniummal bevont huzalok alumínium rétegvastagságának vizsgálata.
Kábel szigetelés és köpeny vizsgálatok:
- Mechanikai vizsgálatok,
- Hőállóság vizsgálatok,
- Öregedés vizsgálatok.