Hőkezelő, képlékenyalakító és nanotechnológiai anyagmérnök

Miskolci Egyetem

Fémtani, képlékenyalakítási és nanotechnológiai Intézet

Fókuszterületek

A fémes anyagok világa

A Hőkezelő, képlékenyalakító- és nanotechnológiai anyagmérnökök jellemzően a fémes anyagok tervezésével, előállításával, módosításával, alakításával, vizsgálatával és modellezésével foglalkoznak. A fémes anyagok világában általános szabályszerűségek vannak. Ha ezeket a szabályokat ismerjük, és behelyettesítünk egy konkrét fémet (illetve a többi alkotót), megtervezhetjük az ötvözet szerkezetét és tulajdonságait. A tervezést természetesen ellenőrzés követi, amit kísérletekkel, vizsgálatokkal valósítunk meg. Mindezt számítógépi modellezés útján is megtehetjük, amivel sok esetben időt és energiát nyerhetünk. A fémalkatrészek meghibásodásának tönkremenetelének okait is meg tudjuk mondani az ismereteinknek köszönhetően és ehhez országosan együl álló eszközparkkal rendelkezünk. A nanotechnológia térhódítása az anyagmérnöki tudományokat is elérte. A nano-mérettartomány elérésekor néhány újabb szabály érkezett a rendszerbe, aminek köszönhetően rendkívül izgalmas és rendhagyó tulajdonságokat tudunk elérni.  Milyen fémekre fókuszálunk? Amelyikre igény van!

---

Környezetvédelem, klímaváltozás, fenntarthatóság

Manapság már a köztudatban él, hogy a mindennapjainkban megtermelt hulladékainkat minimalizáljuk. Egyre népszerűbbek a csomagolásmentes boltok, az eldobható evőeszközöket, palackokat fokozatosan felváltják a többször használatos eszközök. Az eddig megtermelt hulladékaink egy részéből számos elektromos autó elemei, vagy akár technikai ruházati cikkek készülnek. Ez a szemlélet sok anyagtípus esetében csak napjainkban kezd kibontakozni, azonban az alapanyagok visszaforgatását a fémek világában már régóta alkalmazzuk. Ennek oka, hogy ezen anyagok újrafeldolgozása a legkönnyebben – a legkisebb energia befektetésével, a legkevesebb járulékos szennyezéssel – megoldott. A fémek fenntartható körforgása biztosítja, hogy fémes anyagra, illetve a fémekre specializálódott anyagmérnökökre mindig szükség lesz.

---

Folyamatos fejlődés

A jól bevált receptúrák alkalmazásán túl azonban folyamatos fejlesztésekre is igény van. Gondoljunk csak bele, hogy a mai személyautók utasbiztonsága hol tart a 100 évvel ezelőttiékéhez képest? Ez egyrészt az aktív biztonsági rendszereknek köszönhető (melyek ma már környezetbiztonságos forraszkötéseket, elektromos vezetékeket tartalmaznak), másrészt olyan speciális, nagy energia-elnyelőképességű acélokból készült elemeknek (pl.: A és B oszlop), melyek az ütközési energia nagy részét elnyelik, miközben deformálódnak. Ezen acélok olyan remekül teljesítenek, hogy belőlük kevesebb mennyiség is elegendő a többi, szóba jöhető anyaghoz képest. Ennek egy további előnye, hogy kisebb tömeget kell A-ból B-be mozgatnunk nap mint nap, így a károsanyag-kibocsátás is csökkenthető, miközben biztonságosan utazunk. A fenti fejlesztések eredményével nap, mint nap találkozhat bárki. Vannak azonban számtalan fejlesztések, amelyek egyelőre csak az anyagmérnökök számára ismertek. Hogyan hoztunk létre forrasztószerszámot, amely élettartama messze felülmúlja a jelenleg alkalmazottakét (így nem kell leállni a termeléssel szerszámcsere miatt)? Hogyan csökkentettük valamely forraszanyag olvadáspontját több 100°C-szal (megőrizve ezzel az alapanyag eredeti szerkezetét)? Hogyan tudjuk megmondani, hogy egy-egy alkatrész előállítása során melyek az ideális gyártási paraméterek (megnövelve ezzel az élettartamát)? Honnan tudjuk, hogy az anyagok hogyan viselkednek, ha nanométeres, akár csak az egyik méretük (megértve a nano-világ rejtelmeit)? Hogyan tudunk szupravezető képességű alapanyagot gyártani a következő nagy hadronütköztetőhöz (hozzájárulva a sikeres jövőbeni kísérletekhez)? Ezek olyan kérdések, melyekkel a hőkezelő, képlékenyalakító- és nanotechnológiai anyagmérnökök jelenleg futó projekteken belül foglalkoznak.

---

Fenntartható jövő

A múltban az anyagok tervezésénél a fő szempont az ideális tulajdonságok elérése (vagy annak megközelítése) volt. A jövő anyagai tervezésekor azonban legalább ennyire fontos (sőt, egyes vélemények szerint elsődleges) az anyagok újra-feldolgozhatóságának kérdése. E felfogásnak a fémek teljes mértékben megfelelnek: szerkezetük viszonylag széles tartományon belül változtatható, ezáltal új tulajdonságokra tehetnek szert, újra-feldolgozhatóságuk pedig rendkívül könnyen megoldott. E kettő kombinációjának köszönhetően a fémek valóban a fenntartható fejlődés anyagai. Ahhoz, hogy kiaknázzuk a bennük rejlő lehetőségeket, hőkezelő, képlékenyalakító- és nanotechnológiai anyagmérnökökre van szükség.