szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok a kötőanyagok kémiai és...
TRANSCRIPT
![Page 1: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/1.jpg)
• Kerámiai iparok • Fogyasztói: építőipar, híradástechnika, kohászat, fémmegmunkálás
• Aluminoszilikátok, több komponensű rendszerek
• Durva- (tégla, cserép), finomkerámia (porcelán), oxidkerámia (félvezetők, ferritek), fémkerámia
• Építőipari kötőanyagok • Mész, cement, beton
• Üvegipar zománcipar
• Síküveg, öblösüveg, hőálló üveg, vegyipari készülékek
Dr. Pátzay György 1
![Page 2: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/2.jpg)
Csoport
Jell. képviselő
Tulajdonság, jellemző
Felhasználás
Szilikátok:
Porcelán (kaolin, földpát, kvarc
alkáli-alumínium-szilikát)
hagyományos dísz és ipari kerámia,
hálózati szigetelő
Szteatit
(magnézium-szilikát) nagyfrekv. szigetelő, ellenállás-hordozó
Oxid-
kerámiák:
Korund: Al2O3 jó vill szigetelő, hőálló, jó hővezető,
szövetbarát
MCM hordozó, nagyfrekv. szigetelő,
implantátum
BeO:
jó vill szigetelő, hőálló, nagyon jó hővezető nagyfrekv. szigetelő, hordozó
ZrO2 Hőálló, ionvezető tűzálló anyag, oxigén szenzor
Titanátok:
TiO2
magas dielektromos állandó I. tip. kondenzátor
BaTiO3 nagyon magas dielektromos állandó,
ferroelektromos, piezoelektromos
II. tip. kondenzátor
piezoelektromos elemek
Nitridek:
Si3N4, AlN,
BN
jó vill szigetelő, hőálló, nagyon jó hővezető, jó
mechanikai tul.
nagyfrekv. szigetelő, hordozó, gyémánt
helyettesítés
Karbidok:
SiC, jó mechanikai tul., félvezető, hőálló varisztor, kék LED, fűtőellenállás
WC B4C jó mechanikai tul. atomreaktor
Ferritek
lágy és kemény mágnesek
Szupra-
vezetők
YBa2Cu3O7-x
MgB2
Tc 100K
Dr. Pátzay György 2
![Page 3: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/3.jpg)
Szilikátipar alapanyagai • Agyag (aluminoszilikát)
- vízzel összegyúrva képlékeny, száradáskor és kiégetéskor alakját
megtartja
• SiO2 kvarchomok, homokkő (soványítja, képlékennyé teszi a kerámiát)
• Földpát (kálium-aluminoszilikát) - tömörré teszi a kerámiát
• Mészkő, márga, magnezit, dolomit - kalcium- és magnéziumkarbonátok
- porozitást növelik
Dr. Pátzay György 3
![Page 4: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/4.jpg)
Dr. Pátzay György 4
Agyag Szárazon kemény, repedezett, nedvesen jól gyúrható, formázható anyag. Jellemző tulajdonsága a nagyarányú vízfelvevő képesség. Egyes agyagok akár 300% vizet is képesek tárolni. Összetételükről elmondható, hogy 0,002 mm-nél kisebb kőzetmálladék alkotja, fizikai tulajdonságukat azonban döntően befolyásolják az agyagásványok (illit, montmorillonit, kaolinit).
Térfogatváltozása (montmorillonit), képlékenységének mértéke (illit), vízáteresztő képessége az agyagásványok típusától, mennyiségétől valamint kicserélhető kationjaitól (pl.: a kálcium morzsalékossá, vízáteresztővé teszi az agyagot) függ.
![Page 5: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/5.jpg)
Kaolinit szerkezete o Oxigén; " Hidroxil; o Tetraéderesen koordinált szilícium; ● Alumínium oktaéderesen koordinált
Kaolinit SEM felvétele
Dr. Pátzay György 5
![Page 6: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/6.jpg)
A CaO-SiO2-Al2O3 terner rendszer olvadáspont diagramja
Dr. Pátzay György 6
![Page 7: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/7.jpg)
Kerámia fajták
Pórusos szövetű gyártm. Tömör szövetű gyártm.
Az anyag
sárga v.
vörös
Az anyag
sárga v.
vörös
Az anyag
fehér
Az anyag
nem fehér
Az anyag
nem fehér
Az anyag
fehér
Máz nélkül Mázzal
bevonva
Átlátszó
vagy
színes máz
Máz nélkül
Mázzal
bevonva
Tégla, cserép
Tűzálló építőanyag
Kályha-csempe, majolika
Kőedény-fajansz
Klinker, keramit, saválló burkoló
Kőagyag csatornák
porcelán
Dr. Pátzay György 7
![Page 8: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/8.jpg)
Tradicionális kerámiák Korszerű kerámiák
Agyagtárgyak Elektromos szigetelők
Fazekas termékek Mágneses ferritek
Fehér termékek Optikai, lámpák
Agyag, földpát és kvarc alapú Kémiai célú edények, eszközök
kőedény Hőálló alkatrészek
üvegkerámia Mechanikai, vágó, megmunkáló szerszámok
háztartási porcelán Biológiai, implantátumok
ipari porcelán Nukleáris üzemanyag pasztillák
műszaki kerámiák
Kerámiák csoportosítása alapanyag és felhasználás szerint
Dr. Pátzay György 8
![Page 9: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/9.jpg)
Leggyakoribb kerámia termékek
• Fali és padlócsempék
• Tégla és cserép
• Háztartási asztali és főzőedények
• Hőálló termékek
• Higiéniai termékek
• Technikai kerámiák
• Mázas kőagyag csövek
• Nagyméretű agyag termékek
• Szervetlen bevonatok
Dr. Pátzay György 9
![Page 10: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/10.jpg)
Mázak
A kerámiák felületére adott esetben mázat visznek fel, aminek gyakorlati és
esztétikai szerepe is lehet.
A mázak sima, egyenletes felületet adnak, ami lehet matt vagy fényes,
szerkezetüket tekintve az üvegre emlékeztetnek, de olvadt állapotban nagyobb
viszkozitásúak. Erősen tapadnak a kerámia alaphoz.
A mázok prekurzorait alkotórészeikből és vízből golyós malomban végzett
őrléssel állítják elő, ekkor tejszerű homogén szuszpenziót kapnak, amit fel kell
vinni a részlegesen kiégetett kerámia tárgyak felületére. A máz szuszpenziókat
a kerámiákra bemerítéssel vagy szórással viszik fel.
Kiégetésük 600-1500oC között történhet, függően a készülő tárgy funkciójától
és elvárt tulajdonságaitól. A mázakkal a felületet ellenállóvá tehetjük korrózív
folyadékokkal szemben, kialakíthatók félvezető mázak is.
A mázak alkotó anyagai: SiO2, B2O3, Al2O3, ZnO, PbO, PbO2, Na2O, CaO,
MgO, BaO, SrO, K2O, Rb2O, Cs2O, Li2O.
Dr. Pátzay György 10
![Page 11: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/11.jpg)
Kerámiák gyártástechnológiája • Aprítás, őrlés: szemcseméret csökkentése, homogenizálás
• Formázás: nedves és száraz sajtolás, korongozás
• Szárítás: természetes, mesterséges, hőigényes,
közben zsugorodás
• Égetés: kémiai és fizikai folyamatok
fontos paraméterek: felfűtés sebessége, égetés hőmérséklete, ideje, lehűtés módja,
A kemencék lehetnek szakaszos és folytonos működésűek, gáz, olaj, fa tüzelésűek vagy elektromos fűtésűek.
Égetési hőmérsékletek
» tégla 920-1000oC
» kőedény 1100-1250oC
» kőagyag, keramit 1200-1350oC
» porcelán 1250-1450oC
» tűzálló anyagok 1300-1700oC
Dr. Pátzay György 11
![Page 12: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/12.jpg)
Kerámiaipari műveletek hatása a szerkezetre
Előkészítés, keverés formázás szárítás égetés
Dr. Pátzay György 12
![Page 13: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/13.jpg)
Dr. Pátzay György
Aprító, törő szerkezetek
Dr. Pátzay György 13
![Page 14: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/14.jpg)
Építőipari kötőanyagok
A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból
szilárd állapotúvá válnak és a beléjük kevert szilárd anyagokat
összeragasztják.
Csoportosítási lehetőségek:
• eredet szerint
- természetes (agyag, bitumen)
- mesterséges (cement, mész, gipsz)
• anyagi minőség szerint
- ásványi (agyag, mész, cement)
- szerves (bitumen, enyv, gyanta)
• halmazállapot szerint
- folyékony (vízüveg)
- szilárd (cement)
• kötés mechanizmus szerint
- hidraulikus (cement)-víz alatt köt
- nem hidraulikus (mész, gipsz)-víz alatt nem köt
Dr. Pátzay György 14
![Page 15: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/15.jpg)
• Mész
égetés CaCO3 CaO + CO2
oltás CaO + H2O Ca(OH)2
kötés Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O
• Gipsz
CaSO4 2 H2O CaSO4 anhidrit + 2 H2O 180-200oC
• Cement
Alapanyag: agyag és mészkő
Műveletek: őrlés és égetés 1100-1450oC
Szilárdulás, kötés: hidrolízis és hidratáció
• Beton: cement+kavics+acél nagy nyomószilárdság+ jó húzószilárdság
Dr. Pátzay György 15
![Page 16: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/16.jpg)
A mész, mészhabarcs
Dr. Pátzay György 16
![Page 17: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/17.jpg)
A kalciumkarbonát termikus
bomlási reakciója
Szemcseméret csökkenés af
Dr. Pátzay György 17
![Page 18: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/18.jpg)
a) Tüzelőanyag;
b) Égést tápláló levegő;
c) Hűtő levegő;
d) Lándzsák;
e) Kereszt járat;
f) 1. akna;
g) 2. akna
Párhuzamos áramlásos regeneratív
kemence
Dr. Pátzay György 18
![Page 19: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/19.jpg)
Forgó mészégető
kemence
A hőhasznosítás hatásfoka döntő a
gazdaságosság szempontjából,
hőcserélők beépítése
Felhasználás: vas és acélgyártás,
építés, talajjavítás, Ca-karbid előállítás
Dr. Pátzay György 19
a) Égő;
b) Levegő;
c) Előmelegítő;
d) Kemence;
e) Hűtő
![Page 20: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/20.jpg)
Égető kemence
mozgatható kocsival
Görgős égető kemence
Dr. Pátzay György 20
![Page 21: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/21.jpg)
Gipsz CaSO4*2H2O gipsz, CaSO4 anhidrit
120 oC CaSO4*2H2O CaSO4*0,5H2O + 1,5H2O
180-200 oC CaSO4 képződik oldódó anhidrit
400-750 oC CaSO4 képződik nem oldódó anhidrit
800 oC CaSO4 képződik oldódó anhidrit
Dr. Pátzay György 21
![Page 22: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/22.jpg)
Építési gipsz felhasználása
Gipszkarton gyártása
Gipszkarton típusok
Dr. Pátzay György 22
![Page 23: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/23.jpg)
Magnézia (Sorel) cement
MgCl2 Mg(OH)2 MgO(OH))
sok kevés
A kötés során eltérő összetételű MgOxCly keletkezik.
Hiroszkópos!
Töltőanyagokkal melegpadló készítésre használható. A
felületetolajozással, parafinozással védeni kell!
Dr. Pátzay György 23
![Page 24: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/24.jpg)
Hidraulikus kötőanyagok
Szilikát (portland) cement
~ 2/3 rész CaO
~ ¼ rész SiO2
~ 4-7% Al2O3
~ 2-4 % Fe2O3
~ 1% MgO elegye
Nyersanyagok: agyag, mészkő,
márgák, pirit, dolomit
Előállítás:
- előkészítés: őrlés, homogenizálás, vas adagolása
- égetés ~ 1200 0C
- száradás
- hidrátvíz elvesztés 500-700 0C
- CaCO3 bomlik 800-1100 0C
- a CaO reagál a SiO2-dal, Al2O3 –dal Fe2O3-dal 1100-1200 0C
- az agyag egy része olvad, dermedéskor magas CaO tartalmú szilikátelegy
válik ki --klinker
- gipszkő agadolás ~ 1,5 %
- őrlés, érlelés cement
Bauxitcement (aluminátcement):
Az 1930-as években gyártott cementféleséget sokáig a
portlandcementtel azonos módon használták. E cement
gyorsabb kötési ideje és nagyobb kezdeti szilárdsága
miatt volt nagyon kedvelt. Azonban a megszilárdult
bauxitcement szerkezete instabil, idővel
átkristályosodik, szilárdsága lényegesen csökken.
Bauxitbetonból készült épületeinkkel komoly statikai
problémák léptek fel, olyannyira, hogy egyesek
bontásra szorultak. Az ötvenes évek közepén a további
problémák elkerülése végett a bauxitbeton
alkalmazását rendeletileg tiltották meg.
Dr. Pátzay György 24
![Page 25: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/25.jpg)
Cement
Dr. Pátzay György 25
![Page 26: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/26.jpg)
Dr. Pátzay György 26
A rendszerváltás után öt cementgyár üzemelt hazánkban. A lábatlani és a hejőcsabai a svájciaké, a beremendi és a Dunai Cement- és Mészmű váci üzeme a németeké lett (utóbbi kettő Duna-Dráva Cement Kft. néven egyesült), illetve 2011 júliusa óta működik Királyegyházán a Lafarge S.A. üzeme.
![Page 27: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/27.jpg)
Néhány jellemző klinerképződési
reakció
Dr. Pátzay György 27
![Page 28: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/28.jpg)
Dr. Pátzay György 28
Portlandcement főbb komponensei Komponens mennyiség megjegyzés
C3S 50% nagyon reaktív, magas hidratációs hő, korai szilárdság
C2S 25% kis hidratációs hő, lassú reakciók
C3A 10% magas hidratációs hő, szulfát károsítja
C4AF 10%
Gipsz 5% a cement kötését szabályozza
ASTM portland cement típusok I. Típus általános felhasználásra II. Típus közepes hidratációs hő, szulfátálló (C3A<8%), általános
építés, tengervizes közegben III. Típus magas korai szilárdság (C3A<15%),biztonsági javításokhoz,
téli építkezésekhez, előregyártott elemekhez IV. Típus alacsony hidratációs hő (C3S<35%, C3A<7%, C2S>40%),
tömegfelhasználás V. Típus szulfátálló (C3A<5%) szulfátos talajokban, csatornákhoz
![Page 29: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/29.jpg)
a) Porozitás;
b) Kalcium szilikát hidrát, hosszú
szálak;
c) Kalcium szilikát hidrát, rövid
szálak;
d) Kalcium hidroxid;
e) Kalcium aluminát hidrát,
vas(III)oxid tartalommal;
f) Monoszulfát;
g) Triszulfát
Portlandcement szilárdulási folyamata
Dr. Pátzay György 29
![Page 30: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/30.jpg)
Dr. Pátzay György 30
![Page 31: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/31.jpg)
Kristályos
szilikát por
Üvegszerű, ~70%-a a
cementnek
kristályos
A cement egy kompozit anyag, üvegszerű és kristályos fázisok heterogén elegyben.
Dr. Pátzay György 31
![Page 32: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/32.jpg)
Portlandcementek szabványos jelölése (Dr. Révay Miklós és Urbán Ferenc nyomán)
pl.: CEM II/A-S 32,5 N CEM jelölés utal az európai szabványok szerinti minőségű cementre, az ezt követő szám pedig
összetételére: I. homogén cementek, amelyek gyakorlatilag teljes mennyiségben őrölt portlandcement
klinkerből állnak. II. heterogén cementek, melyekben a portlandcement klinkeren kívül más a szilárdulás
szempontjából hasznos anyag is található. A következő betű a cementbe a klinkeren kívül adagolt anyag mennyiségére utal: A 5-20 % B 20-35 % A kötőjel utáni betű ezen anyag fajtáját jelzi: S Kohósalak V Pernye P Trassz vagy puccolán L Mészkőliszt M Kompozit vagy multikompozit cement A CEM jelölés utáni további római számok az alábbi összetételt jelzik: III. Kohósalak cement
A következő két betű a kohósalak mennyiségére utal: A 36-65 % B 66-80 %
Dr. Pátzay György 32
![Page 33: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/33.jpg)
IV. Puccolán cement A következő két betű a kiegészítő anyag (trasz, pernye) mennyiségére utal:
A 11-35 % B 36-55 % V. Kompozit cementek
A betűk után a cement három szilárdsági osztályára utaló szám következik. Végül az utolsó betű a szilárdulás ütemére utal.
R gyorsan szilárduló „rapid” cement N normál szilárdulású cement
Betonjelzések: C 12-32/FN
C- normál beton (2001-2500 kg/m3)
12- nyomószilárdság 12 N/mm2
32- legnagyobb szemcsenagyság
FN- földnedves
Dr. Pátzay György 33
![Page 34: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/34.jpg)
A szilárdságért felelős
Különleges tulajdonságok
Dr. Pátzay György 34
![Page 35: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/35.jpg)
Dr. Pátzay György 35
![Page 36: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/36.jpg)
Klinker kemence rácsos előmelegítő - hűtővel
Dr. Pátzay György 36
a) Tablettázó;
b) Köztes porgyűjtő;
c) Szárító kamra;
d) Forró kamra;
e) Rács;
f) Forgó kemence;
g) Égő;
h) Rácsos hűtő;
i) Klinker szalag
![Page 37: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/37.jpg)
Cementgyártás folyamata
Dr. Pátzay György 37
![Page 38: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/38.jpg)
A fajlagos energiafogyasztás változása a cementgyártásban
Németországban
Dr. Pátzay György 38
![Page 39: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/39.jpg)
Dr. Pátzay György 39
![Page 40: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/40.jpg)
A bitumen az ásványolaj lepárlásából visszamaradó, nagy molekulatömegű, fekete színű, termoplasztikus kötőanyag. Melegre lágyul, illetve folyékonnyá válik. Kémiailag közömbös, víz, híg savak és lúgok szobahőmérsékleten nem oldják, a salétromsavval már szobahőmérsékleten is reakcióba lép. Szerves oldószerek (benzin, gázolaj, petróleum, benzol, stb.), állati és növényi zsírok viszont lágyulását okozhatják. A kátrány szén és fa lepárlása során keletkező fekete színű, erős szagú anyag. Az útépítésben és a szigetelésben ugyan az a szerepe mint a bitumennek. Az aszfalt adalékanyag és bitumen kötőanyagból készített pályaszerkezeti réteg. Aszfaltbeton, a kötőanyag a levegő oxigénjének hatására (főképpen ha napsütés is éri az aszfaltot) a bitumen felső rétege lassan megkeményedik, öregedik. A bitumen összetétele: ► kolloid diszperz rendszer A rendszer folyékony része a telített aromás, gyantás maltén, melyben finom frakciójú aszfaltén diszpergálódott. Az aszfaltén a bitumen „váza”.
Kátrány, szurok, kőszénkátrány A kátrány egy folyékony, vagy félszilárd, mélyfekete vagy barna termék, amely kőszén, barnaszén, fa, tőzeg és más fosszilis tüzelőanyag szárazpárlásával keletkezik és első sorban szénhidrogén keverékekből áll. A vegyi összetétel a származási fajtától függően eltérő (pl. kőszén-kátrány).A szurok a kátrány desztillációjának maradványából, vagy a szerves anyagok (pl. kőszén, barnaszén, fa) desztillációja során közvetlenül nyert félszilárd maradvány.
Dr. Pátzay György 40
![Page 41: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/41.jpg)
A bitumen legfőbb fizikai tulajdonságai Lágyuláspont: az a hőmérséklet amelyen a bitumen nyomószilárdsága egy
meghatározott érték alá csökken. Győrűs-golyós módszerrel határozzák meg.
Penetráció: a bitumen konzisztenciáját jellemző tulajdonság. Mérőszáma 25 °C-on egy 100 g tömegő fém tű 5 s időtartam alatt, a bitumenbe történı behatolásának mélysége 0,1 mm-ben kifejezve.
Töréspont: a bitumen hideggel szembeni viselkedését jellemzi. Gyakorlatilag azt fejezi ki, hogy a bitumen milyen hőmérsékleten válik rideggé.
Duktilitás (nyújthatóság): a bitumen 25 °C-on mért nyújthatóságát kifejezı viszonyszám. Sűrűség: a bitumen sűrűsége 25 °C-on 1 t/m3 Tapadás: a bitumen adalékanyagokhoz történő tapadási képességét jellemző érték. Vizes
és poros felületek csökkentik a tapadási képességet.
Dr. Pátzay György 41
![Page 42: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/42.jpg)
Durva és finomkerámiai anyagok
Tégla gyártás • Agyag + soványító anyag (homok,
kőzettörmelék)
• Nedves formázás
• Szárítás
• Égetés 950-1000 oC-on
Dr. Pátzay György 42
A 19. század utolsó éveiben csak Budapesten 12 téglagyár működött. Emléküket őrzi Feneketlen-tó, amely eredetileg egy téglagyár anyaggödre volt. Napjainkban is számos téglagyár működik hazánkban.
![Page 43: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/43.jpg)
Kőagyag Égetés 1300-1400 oC-on Máza sómáz (NaCl szórás magas hőmérsékleten) Csatornacsövek, burkolólapokm vegyészeti kerámiák
Kőedény más néven porcelán-fajansz vagy fehércserép Finom agyag, kvarc, mészpát, földpát Égetés 1100-1300 oC-on Máza ólom-, bórtartalmú (második égetés 1000-1200 oC-on) Falburkoló csempe, egészségügyi berendezések, háztartási árúk. Porcelán Kaolin Magas hőmérsékletű égetés miatt zsugorodik, tömörödik Máza földpátból, mészpátból, kaolinból és kvarcból Ütésre cseng, kemény, részben hőálló Csak HF, meleg tömény H3PO4, meleg tömény lúgok támadják meg
Dr. Pátzay György 43
![Page 44: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/44.jpg)
Üvegablakok a
Charles
katedrálisból
Fáraó fej, üvegbe
öntve
Dr. Pátzay György 44
![Page 45: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/45.jpg)
Mi az üveg?
Az üveg megszilárdult folyadék,
aminek nem állt elegendő idő
arra, hogy kristályosodjon lehűtés
közben.
Dr. Pátzay György 45
![Page 46: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/46.jpg)
Üvegipar Üveg olyan anyag, aminek energiatartalma a folyadék és kristályos állapot között van.
Üveg közelítő összetétele: R2O*R’O*6SiO2
ahol R és R’ lehet Ca, Mg, Al, B, Na, K, Fe, Pb, Mn
Nyersanyagok: kvarchomok, szóda, mészkőliszt, ólomoxid, bórsav, dolomit, timföld.
Üveggyártás folyamatai: keverés, olvasztás, formálás, hűtés, megmunkálás, hőkezelés-feszültségmentesítés
Formálás: fúvás, húzás, öntés, hengerlés, sajtolás.
Dr. Pátzay György 46
A magyarországi üveggyártás termékszerkezete az elmúlt években jelentősen átalakult, bár a legnagyobb volument képviselő termékcsoport az import behozatallal együtt változatlanul a síküveg. Építőipari síküveg gyártás lényegében csak a Guardian Orosháza Kft-nél, Orosházán zajlik. A gyár termelése megközelíti a 2,3 millió tonnát. A GUARDIAN Orosháza Kft. termelésében a magyar piac részesedése 30 %, a többi üveget külföldön értékesíti. A gyár a környező országokba szállítja a termelés 45 %-át, 25 %-a pedig nyugat-európai piacra kerül.
![Page 47: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/47.jpg)
Dr. Pátzay György 47
1. Üvegképző oxidok: főkomponensek • SiO2, B2O3, P2O5, stb.
2. Ömlesztő anyagok: csökkentik az olvadási hőmérsékletet • Na2O, PbO, K2O, Li2O, stb..
3. Tulajdonság módosítók: módosítják a vegyszerállóságot, hőtágulást, viszkozitást stb. • CaO, Al2O3, stb.
4. Színezékek: oxidok 3d, 4f elektron szerkezettel; alkomponensek(<1 m%) 5. Tisztítóanyagok: alkomponensek (<1 m%) a buborékok eltávozását segítik elő
• As-, Sb-oxidok, KNO3, NaNO3, NaCl, fluoridok, szulfátok. Hatásuk kicsi a termék föbb jellemzőire, de elősegítik a tömeggyártást.
Batch olvadási folyamatok 1. Gázok kibocsátása
• CaCO3 → CaO + CO2↑ • 1 mol mészkőből: ∼37 cm3 CaO22,400 Ncm3 CO2
• keverő, homogenizáló hatásuk van 2. Folyadékfázis képződése
• a batch komponensek közvetlen olvadása • az eutektikus komponensek olvadása • az üvegtörmelék olvadása (meggyorsítja az olvadást)
Adalékanyagok
![Page 48: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/48.jpg)
Dr. Pátzay György 48
3. Az olvadt komponensek elgőzölgése • Oxid (foly.) → Oxid (gáz) • Alkáli oxidok (Li<Na<K<Rb<Cs • Pb, B, P, halidoknakrelatiíve magas a gőznyomásuk
4. Tisztító reakciók: buborékok eltávolítása a) Felúszással b) Vegyi úton gázfejlesztő reakciókkalt • Arzén, antimon oxidok hatékonyak • 0.1-1.0 m% As2O3, Sb2O3; sorozatreakciók: • 4KNO3 + 2 As2O3 → K2O + 2 As2O5 + 4NO↑ + O2↑
(a keletkezett nagy gázbuborékok magukkal ragadják a kicsiket) • Növelve a hőmérsékletet redukció lép föl: • As2O5 → As2O3 + O2↑ több buborék • Csökkentve a hőmérsékletet fordított lesz a reakció: • As2O3 + O2 → As2O5 : az oxigén távozik • Mivel az As, Sb mérgező, egyéb hőfokfüggőtisztító reakciókat is alkalmaznak:
szulfitokat: 2SO3 ↔ 2SO2 + O2↑ Cérium-oxidot: 4CeO2 ↔ 2Ce2O3 + O2↑
![Page 49: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/49.jpg)
Adalékanyagok • Olvasztást könnyítő: fluor, bór, arzénvegyületek • Tisztulás segítés: arzén-trioxid, nitrátok Fizikai tulajdonság, szín: PbO, CoO, F2O3, stb. • Színkialakítás oxidatív vagy reduktív viszonyok
között • „Színtelenítő” anyagok: mangán-, szelénvegyületek • Nagy törésmutató: ólomüveg • Opalizáló anyagok: fluor- és foszforvegyületek
Dr. Pátzay György 49
![Page 50: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/50.jpg)
Dr. Pátzay György 50
Üveggyártás
![Page 51: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/51.jpg)
Dr. Pátzay György 51
![Page 52: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/52.jpg)
Sorg LoNOx olvasztókemence palacküveg előállításhoz
Dr. Pátzay György 52
![Page 53: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/53.jpg)
a) Beadagolás; b) Lefújás c) Ellenfújás; d) Átbillentés talpára; e) Újrahevítés; f) Végső fújás belső hűtéssel; g) Kivétel
Palackfújás folyamata
Dr. Pátzay György 53
![Page 54: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/54.jpg)
Üvegtermékek kialakítása
Centrifugálással Préseléssel
Préseléssel és fújással
Dr. Pátzay György 54
![Page 55: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/55.jpg)
A Danner eljárás üvegcső előállítására
Dr. Pátzay György 55
![Page 56: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/56.jpg)
Üvegszövet gyártása
a) Olvasztó tartály; b) Centrifúga fúvókákkal; c) Kötőanyag befújása; d) Üvegszövedék; e) Kötésképző kemence; f) Bárd; g) Termék
Dr. Pátzay György 56
![Page 57: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/57.jpg)
Dr. Pátzay György 57
![Page 58: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/58.jpg)
A Pilkington síküveg gyártási eljárás
a) Kemence; b) Olvasztott ón; c) Síkfürdő; d) Nitrogén-hidrogén elegy az ón oxidációjának megakadályozására; e) Kivezető nyílás; f) Hengerek
Dr. Pátzay György 58
![Page 59: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/59.jpg)
Dr. Pátzay György 59
Táblaüveggyártás műveletei
![Page 60: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/60.jpg)
Az üvegek színezésére használt fémvegyületek
Elem Ion Szín
Réz Cu2+ világoskék
Króm Cr3+ zöld
Cr6+ sárga
Mangán Mn3+ ibolya
Vas Fe3+ sárgás-barna
Fe2+ kékes-zöld
Kobalt Co2+ intenzív kék, borátüvegben rózsaszín
Co3+ zöld
Nikkel Ni2+ szürkés-barna, sárga, zöld, kék, ibolya az üvegtől függően
Vanádium V3+ zöld szilikát üvegben, barna borátüvegben
Titán Ti3+ ibolya redukáló körülmények között olvasztva
Neodímium Nd3+ vöröses ibolya
Szelén Se0 rózsaszín
Prazeodímium Pr3+ világos zöld
Dr. Pátzay György 60
![Page 61: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/61.jpg)
Üvegfelhasználások megoszlása
Dr. Pátzay György 61
![Page 62: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/62.jpg)
Zománcok
Kémiailag ellenálló üvegszerű bevonat.
Alapanyagok:
• Bórsav, bórax, földpát, szóda, salétrom, kvarc, folypát, kriolit, báriumkarbonát, agyag, kaolin
• Színező pigmentek
• Homályosító, átlátszatlanná tevő adalékok (fémoxidok, Sb2O3, TiO2, SnO2, CeO2, ZnO stb.)
Alapanyag összeolvasztása után őrlés.
Munkadarabra felvitel mártással (nedves szuszpenzió), vagy száraz szórással.
Ráolvasztás két rétegben: alap, fedőzománc.
Dr. Pátzay György 62
![Page 63: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/63.jpg)
Félvezető anyagok előállítása:
Si lapok
A szilíciumot nagy tisztaságú kvarchomokból
állítják elő szénelektródos ívkemencében szenet,
aktívszenet vagy faszenet használva
redukálószerként 1900oC hőmérsékleten.
SiO2 + C → Si + CO2.
SiO2 + 2C → Si + 2CO.
A folyékony szilícium összegyűlik a kemence
alján, ez 98% tisztaságú. A benne lévő
szilíciumkarbid a következő reakcióval tüntethető
el:
2 SiC + SiO2 → 3 Si + 2 CO. 2005-ben ennek a kohászati minőségű
szilíciumnak $1.70/kg volt az ára.
Dr. Pátzay György 63
![Page 64: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/64.jpg)
Si tisztítása: zónás olvasztás
A zónás olvasztás, amit zónás finomításnak is neveznek, volt az első ipari Si
tisztítási módszer. A szilícium rudakat egyik végüknél kezdődően
megolvasztják, ezután az olvasztókemence végighalad a rúd mentén úgy
hogy mindig egy keskeny rész van olvadt állapotban, amit elhagyott, az a Si
ismét megszilárdul. A szennyezések az olvadt régióban vannak végig, ily
módon összegyűlnek a rúd azon végében, amit legutoljára olvasztanak meg.
Ezt a részt levágják. Amennyiben a tisztaságot tovább kívánják növelni,
ismételt zónaolvasztást végeznek.
Dr. Pátzay György 64
![Page 65: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/65.jpg)
A Si tisztítás kémiai eljárásai
A Siemens eljárásban nagy tisztaságú Si rudakat triklórszilánnal reagáltatnak 1150 °C-on. A triklórszilán elbomlik és lerakódik a rudakra: 2 HSiCl3 → Si + 2 HCl + SiCl4 Ez polikristályos Si, szennyezéseket ppb szinten tartalmaz. 2006-ban az REC beindított egy fluid ágyas technológiával működő üzemet ami szilánnal működik: 3SiCl4 + Si + 2H2 → 4HSiCl3
4HSiCl3 → 3SiCl4 + SiH4
SiH4 → Si + 2H2
Dr. Pátzay György 65
![Page 66: Szilikát- és építőanyag iparok · Építőipari kötőanyagok A kötőanyagok kémiai és fizikai folyamatokban pépes vagy folyékony állapotból szilárd állapotúvá válnak](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022040723/5e323467a923db3ad836ca06/html5/thumbnails/66.jpg)
A Si kristályosítása
A Czochralski eljárás szolgál félvezető egykristályok előállítására, a nagy
tisztaságú Si olvadékból, amit kvarc tégelyben olvasztanak meg, oltókristállyal
húznak felfelé megszilárduló Si rudat, amit közben még forgatnak is. A folyamtot
inert atmoszférában végzik. A Si-hoz itt adhatják hozzá a B-t vagy P-t, ha n vagy p
típusú félvezető alapot készítenek.
Ily módon 200-300 mm átmérőjű és 1-2 m hosszú rudakat állítanak elő, amiből
levágják a 0,2-0,75 mm vastag lapokat, amiket különböző célokra használnak
(napelem, integrált áramkörök, processzorok).
Dr. Pátzay György 66