A választás rajtad múlik! Tekintsd meg a vidéki felsőoktatás innovációs teljesítményét és válaszd ki a neked tetsző műszaki- és természettudományos életpályát!

Ólommentes, ón alapú forrasztóanyagok fejlesztése

 

Miskolci Egyetem

Műszaki Anyagtudományi Kar



A projekt adatai

Felsőoktatási IntézményMiskolci Egyetem Műszaki Anyagtudományi Kar
Projektgazda NeveMiskolci Egyetem
Projektgazda Címe3515 Miskolc, Egyetemváros
Projektgazda Weboldalawww.uni-miskolc.hu
Kapcsolattartó NeveBatta Beatrix
Kapcsolattartó Telefonszáma(46) 565-111 / 2129
Kapcsolattartó Mobilszáma(70) 626-8877
Kapcsolattartó Email Címebatta.beatrix@uni-miskolc.hu

Bemutató videó

Kik vettek részt a projekt létrehozásában?

A Miskolci Egyetem Műszaki Anyagtudományi Kara, a Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közhasznú Nonprofit Kft., illetve az Atommagkutató Intézet oktatói, kutatói, munkatársai, illetve a projektmenedzsmentben és pénzügyi vezetésben jártas, a Miskolci Egyetem Technológiai- és Tudástranszfer Központjában dolgozók.

Mióta és milyen tudományos tevékenységet folytat a projektgazda?

A Miskolci Egyetem Műszaki Anyagtudományi Karának alapító jogelődje, az 1735-ben Selmecbányán (ma Banska Stiavnica) az udvari kamara „Instruction” című leiratában meghatározott képzési profillal alapított „Berg-Schola”, melyet Mária Terézia 1762-ben Academia Montanistica néven felsőfokú tanintézetté emelt. Az I. Világháború utáni határmódosítások miatt az intézmény teljes állománya Sopronba költözött, ahol a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Soproni Bánya- és Kohómérnöki Osztályaként működött tovább. A mai Kar jogelődje önállóan 1949-ben jelent meg, amikor miskolci székhellyel létrehozták a Nehézipari Műszaki Egyetemet kohó- bánya- és gépészmérnöki karokra tagozódva. A Kar akkori profilját alkotó kohómérnökképzés négy esztendő alatt, fokozatosan települt át Sopronból Miskolcra.

A Kohómérnöki Kar az ipari igényeknek és a tudományos profil szélesedésének megfelelően előbb Anyag- és Kohómérnöki, majd 2004-től Műszaki Anyagtudományi Karrá szerveződött át. Az alapvető oktatási tevékenység jelenleg a hagyományos egyetemi képzés anyagmérnöki és kohómérnöki – kifutó – szakjain, valamint a 2005-ben indított Anyagmérnök BSc Szakon, illetve – indítási engedély alapján – tervezhetően az Anyagmérnöki, valamint a Kohómérnöki MSc szakokon folyik. Ezek mellett eredményesen működik a Karon (1992-től) a „Kerpely Antal” Anyagtudományok és Technológiák Doktori Iskola. A Karon művelt oktatási- és tudományterület színes spektrumot ölel át, amit az alábbi BSc és MSc szakirányok és kiegészítő szakirányok is jól illusztrálnak:

A Kari Tanács által 2003-ban elfogadott nyilatkozat szerint: „A Miskolci Egyetem Műszaki Anyagtudományi Karának alapvető küldetése a műszaki (jellemzően szilárd halmazállapotú) anyagok (konkrétan a fémek és ötvözeteik, kerámiák és szilikátok, polimerek és műanyagok, illetve az ezekből összeállított kompozitok), illetve az azok előállításához szükséges (jellemzően folyékony, vagy gőz/gáz halmazállapotú, illetve szilárd) anyagok szerkezetével, tulajdonságaival, viselkedésével foglalkozó alaptudományok, illetve erre építve ezen anyagok gyártási és feldolgozási technológiájával foglalkozó alkalmazott tudományok művelése, a meglévő tudás összegyűjtése, rendszerezése, gyarapítása, alkalmazása és továbbadása egyrészt hallgatóinknak, másrészt konferencia-előadásokon és publikációkon keresztül a hazai és nemzetközi tudományos és technológiai közösségnek. A Kar a szoros értelemben vett anyagtudományi- és technológia területek mellett kiemelten foglalkozik az anyaggyártással kapcsolatos anyaginformatikai, anyagvizsgálati, automatizálási, energia-gazdálkodási, hulladékgazdálkodási, ipari és kézműipari formatervezői, környezetvédelmi és minőségbiztosítási kérdésekkel is.”

Jelenleg milyen szakmai együttműködésekkel rendelkeznek hazai és nemzetközi vonatkozásban (kutatási tevékenység, vállalkozói megbízás)?

A Kar jó kapcsolatokat ápol az Anyagtudományi Bologna Bizottság vezető tagjaként több felsőoktatási partnerintézménnyel (SZTE, PTE, VE, DE, DF, KMF, BMF). Kutatási tevékenységeiben szoros együttműködést folytat a Magyar Tudományos Akadémiával és különböző kutatóintézetekkel (MFA, AKI, KFKI, PKI, BAY-ATI, BAY-LOGI).

 

Kari szintű együttműködések (a teljesség igénye nélkül):

-       Middle East Technical University, Ankara, Turkey

Kerámia részecskékkel erősített alumínium alapanyagú kompozit szövetszerkezetének vizsgálata (SiC/A1-MMC 2006)

Projektazonosító: TR-05/2006

Szerződésszám: OMFB-01122/2007

Időtartam: 2007-2009

Megítélt támogatás: 2.961.600 Ft

-       National Centre for Metallurgical Research (CENIM), Madrid, Spain

Mikro- és nano-részecskék eloszlása alumínium mátrixú kompozitokban, az erősítő részecskék jellemzőinek és az előállítási eljárásnak a függvényében (Mikro- és nano-részecskék eloszlása alumínium mátrixú kompozitokban)

Projektazonosító: E-19/2005

Szerződésszám: OMFB-00533/2006

Időtartam: 2006-2008

Megítélt támogatás: 2.020.000 Ft

Jönköpingi Egyetem, Freibergi Egyetem, Oului Egyetem, Krakkói Egyetem, Aacheni Egyetem, Leobeni Egyetem, Aaleni Műszaki Főiskola, European Space Agency (ESA)

 

A sikeresen teljesített K+F megbízásaink – a teljesség igénye nélkül – a következők:

Robert Bosch Elektronika Kft.

1.        Ólommentes forrasztás-technológiához - élettartam növelésének és a karbantartási munkák csökkentésének céljából – szerszámanyag fejlesztése (5.000.000 Ft)

2.        Ólommentes fürdők röntgen fluoreszcens elemzésénél a mintavételből eredő mérési bizonytalanságok csökkentése, valamint a méretük miatt a röntgenspektroszkóppal jelenleg nem mérhető minta-előkészítési módszer kidolgozása (3.000.000 Ft)

Robert Bosch Kft.

1.        Hő-sokk hatására bekövetkező szemcsedurvulás vizsgálata különböző ólomtartalmú forraszanyagok esetén, valamint különböző mértékben szennyezett forraszanyagok összetételi elemzése és mechanikai tulajdonságainak vizsgálata (1.900.000 Ft)

2.        Ólommentes forraszanyag Ni tartalom változásának vizsgálata, illetve annak hatása a forraszanyagban megjelenő tűkristályok képződésére (1.650.000 Ft)

Robert Bosch Power Tool Kft.

Forraszanyagok anyagvizsgálata

Knorr-Bremse Vasúti Jármű Rendszerek Hungária Kft.

Módszer kidolgozása forraszanyagok mechanikai tulajdonságainak kimérésére és egy konzolon terhelés hatására kialakuló alakváltozás mérése (10.000.000 Ft)

Milyen nemzetközi pályázatokban vettetek részt (FP7, CIP stb.)?

Thermo mechanically induced thermoelastic and nonthermoelastic martensitic transformations- Termomechanikus kezelés hatására végbemenő termoelasztikus és nem termoelasztikus martenzites átalakulások vizsgálata – alapkutatási pályázat

 

Elektrolitos ónraffinálás témakörében lehetőségfeltáró vizsgálatok folytak a Miskolci Egyetem Műszaki Anyagtudományi Karán. A kísérletek egy részét az NKTH-támogatása mellett, (EM07-EM_ITN4_07-2008-0002- LEOBFREI) a Leobeni Egyetem végezte.

 

Kiemelendők az NKTH által támogatott „Ónhulladék feldolgozására, tisztítására és ártalmatlanítására alkalmas technológia kifejlesztése és optimalizálása” című – REG_EM_KFI_09 (2009) – ONRITRAN megnevezésű, a Miskolci Egyetem Műszaki Anyagtudományi Karon 2011-ben eredményesen lezárt projekt, a Fémtani Tanszéken a Robert Bosch Autóelektronika Kft-vel partneri kapcsolatban végzett ipari kutatási-fejlesztési munkák, valamint a Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Nonprofit Kft-nél és a Modine Hungary Kft-nek végzett kutatási-fejlesztési munkák.

A projekt célja

Különböző környezet- és egészségvédelmi megfontolások az ólom köznapi tárgyak anyagaiból történő kivonását eredményezte. Az ólom többek között a gyermekek idegrendszeri fejlődésére van nagyon káros hatással, ami a fent említett folyamatot megindította. Ennek köszönhetően az ólom kivonásra kerül a festékiparból, a nyomdatechnikából, a gyermekjátékokból és az egyik legnagyobb mennyiségben ólmot felhasználó területről, a lágyforrasztás forraszanyagaiból. Az Európai Unióban már szigorú előírás tiltja – felhasználási területektől függő kezdeti hatállyal – az ólom tartalmú ötvözetek felhasználását az elektronikai iparban forraszanyagként. Ez az állásfoglalás („The EU Restriction of the use of certain Hazardous Substances (RoHS) in electrical and electronic equipment (DIRECTIVE 2002/95/EC of the European Parliament and of the Council”) jelentős mértékű kutatást indított a modern forraszanyagok fejlesztése céljával.

A projekt az autóelektronikai iparral szemben élessé váló technológiai kihívásnak, az ólommentes, ón alapú forrasztóanyagok kizárólagos használatára való áttéréshez kíván tudományos alapokon nyugvó és gazdaságos megoldást nyújtani.

A projekt megvalósításának szakmai tartalma

Az ólommentes, ón alapú forrasztóanyagok kizárólagos használatára való áttérés elemei a megfelelő kristályszerkezetű, hosszú távon is jó kötést biztosító forraszanyag kifejlesztése, illetve a forrasztási hulladék újszerű, rugalmas és gazdaságos visszajáratása. A kinyert nagytisztaságú alkotók az ötvözet megbízható vizsgálatához és előállításához szükséges alapanyagokat is biztosítják.

A projektcélok megvalósítása érdekében, a megalakuló hazai és nemzetközi kutatóhálózat által elvégzendő K+F munkák szakmai céljai az alábbiak:

-        Elméleti kutatás a forraszanyag fémolvadékok térfogati és határfelületi termodinamikai adatbankjának pontosítása és szélesítése céljából,

-        Kísérleti kutatás szilárd fémek fémolvadékok általi nedvesíthetőségének vizsgálatára, a kialakuló mikroszerkezet és a kialakuló kötés mechanikai erősségének vizsgálatára,

-        Ötvözetfejlesztés,

-        Ólom mentes forraszanyagok termikus viselkedésének vizsgálata, kristályosodásának tanulmányozása,

-        Az ólommentes, ón alapú forrasztási technológiából kikerülő hulladékanyag hatékony és kis költségekkel járó tisztítására alkalmas elektrolitos raffináló technológia stabilitását és hatékonyságát biztosító folyamatok vizsgálata,

-        Az elektrolízis folyamatainak megismerése alapján a nagytisztaságú ón megfelelő elektrokristályosodási és hatékonysági jellemzőkkel történő előállítását biztosító optimális feltételek meghatározása, valamint a technológiai méretnövelés megvalósítása,

-        A pontos összetételű ónalapú forrasztóanyag előállítása,

Alumínium autóhűtők un. brazing (forrasztás) technológiájához szükséges többrétegű alumínium lemezek alapanyagának és gyártástechnológiájának fejlesztése.

A fejlesztés során milyen prototípus/ termék/ technológia/ szolgáltatás jön létre?

A projekt eredményeként olyan forrasztóanyag kifejlesztése a cél, amely az eddig alkalmazott, rendkívül jó tulajdonságokkal rendelkező ólomtartalmú forrasztóanyagot ki tudja váltani, helyettesíteni tudja úgy, hogy az átállás sem gazdaságossági, sem termelési, sem technológiai hátrányt nem okozhat.

A létrejövő termék/technológia milyen műszaki –tudományos újdonsággal bír?

Az ólommentes elektronikai forrasztóanyagok alkalmazására az átállást elsősorban a megoldatlan minőségbiztosítási nehézségek késleltetik. Az ilyen ötvözetek felhasználásakor gyakran jelentkezik a whisker (ón tűkristály) képződés, ami a gyártott eszközök működésében zavarokat, sőt zárlatot is okozhat. Emellett, a képződő intermetallikus fázisok miatt a forrasztott kötés erőssége és tartóssága is nehezebben biztosítható. Az áttérés számos technológiai nehézséggel is jár. Az ólommentes forraszanyagok általános jellemzője a nagyobb forrasztási hőmérséklet, ami veszélyezteti a nyomtatott áramköri lapok épségét.

A projekt célja a fent említett problémák kiküszöbölése.

A létrejövő termék/technológia hasznosítása és üzleti modellje?

A lágy- és keményforrasz anyagokkal kapcsolatos alkalmazott kutatási eredményeket elsősorban a partner vállalatok hasznosítják, ahol a környezetbiztonságos forraszanyagok és technológiák fontos elemei a termelésnek.  A projektek célterülete a járművek két alapvetően fontos működési rendszerére, az elektronikai egységekre és a motor hűtőrendszerére fókuszál.

Miért lesz hasznos a társadalom számára?

A projekt a műszaki megoldásokon túl elsősorban az Észak-magyarországi Régióban teremt és stabilizál kutatóhelyeket, ezzel segíti a régió felzárkózását az országos átlaghoz, továbbá kapacitás bővítést eredményez a Miskolci Egyetem és annak konzorciumi partnerei, a Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közhasznú Nonprofit Kft., valamint az MTA Atommagkutató Intézete  számára.

A projekt sikere elősegítheti a régió legnagyobb járműipari beszállítóiként számon tartott elektronikai termelők zökkenőmentes átállását, a piaci helyzetük és foglalkoztatási dinamikájuk megtartását, így a technológiai fejlesztés közérdekké is válik.



Megosztás