MTA-BME Kutatócsoport

PhD témaajánlatok | Futó PhD témák | Befejezett PhD témák

1.	Microwave devulcanization of rubbers
	Dr. Bárány Tamás
	The recycling of waste rubber composite products (discarded, scrap tyres, conveyers, etc.) poses a great challenge owning to their crosslinked structure. It is therefore of high importance to develop technologically feasible and cost-effective methods for recycling of rubber from these rubber products. The best way would be to fully devulcanize the rubber and use it in new rubber products. For it the microwave treatment is the most promising environmental friendly technique. The use of microwave allows the energy required for the devulcanization of the rubbers to be easily obtained and controlled. The energy required for the devulcanization of rubber is around 180 Wh for 1 kg rubber. In the microwave technique the waste rubber must be polar in order to generate the heat (>250°C) necessary for devulcanization. At the present there is no funded knowledge on the recipe dependence and efficiency of rubber devulcanization by microwave.

2.	Nagy teljesítményű, újrahasznosított kompozitok kifejlesztése
	Dr. Czél Gergely
	A hosszúszál erősítésű kompozitok dinamikus fejlődése több mint négy évtizede töretlen, nagy szilárdságuk, kis sűrűségük és testreszabható mechanikai tulajdonságaik miatt. A környezetvédelmi előírások szigorodása és a hosszú ideje üzemelő kompozit szerkezetek élettartamának lejárta miatt felhalmozódó hulladék mennyiségének növekedése nyomán az elmúlt években a kutatás homlokterébe került a kompozitok újrahasznosításának kutatása. A kutatás célja: A primer alapanyagokból készült nagy teljesítményű kompozitok tulajdonságait megközelítő újrahasznosított komponenseket tartalmazó anyag és a hozzá tartozó gyártástechnológia kifejlesztése különös tekintettel a szálak újraorientálására.

3.	Multifunkcionális polimerek fejlesztése
	Dr. Czigány Tibor
	a.) Előzmények: A polimerek és kompozitjaik napjaink legjobban fejlődő szerkezeti anyagcsaládja. Kiváló tulajdonságai, mint kis sűrűség, korrózióállóság, jó mechanikai tulajdonságok, csillapítóképesség stb. miatt a legkülönbözőbb alkalmazási területeken kerül előtérbe. Sokszor nemcsak egy, hanem akár többféle extra tulajdonságokkal (multifunkcionalitással) kell, hogy ezek a szerkezeti anyagok rendelkezzenek. Ezek közül a fémes tulajdonságok, mint a mágnesezhetőség és az elektroaktivitás is igény lehet olyan alkalmazásoknál, ahol az intelligens viselkedés, a mágneses tér, vagy az elektromos áram hatására való alakváltozó képesség követelmény. b.) A kutatás célja: A kutatás fő célja olyan polimer szerkezeti anyag fejlesztése, amely képes egyes tulajdonságait megváltoztatni mágneses tér és/vagy elektromos áram hatására anélkül, hogy elveszítené plasztikus jellemzőit. c.) Elvégzendő feladatok: • Irodalmi áttekintés. Szakirodalmi és szabadalmi adatok feldolgozása, különös tekintettel a polimerek és kompozitjaik speciális tulajdonságaira, valamint az erősítő és adalékanyagok polimerekre való hatására (időigény: kb. 6 hónap). • Anyagfejlesztés. A töltő- és erősítőanyagok hatásának elemzése, morfológiai vizsgálatok (időigény: kb. 15 hónap). • Statikus, dinamikus és törésmechanikai vizsgálatok elvégzése, az eredmények statisztikus kiértékelése, modellezése (időigény: kb. 12 hónap). • Alkalmazási lehetőség feltárása és kipróbálása (időigény: kb. 3 hónap). d.) Szükséges berendezések: A kutatómunkához szükséges technológiai, anyagvizsgáló és mérő-berendezések a Polimertechnika Tanszék akkreditált laboratóriumában rendelkezésre állnak. e.) A témához kapcsolódó elnyert pályázat: MTA, OTKA, TéT. f.) Várható tudományos eredmények: Új, speciális tulajdonságú szerkezeti anyag kifejlesztése különböző ipari alkalmazásokhoz. g.) A témához kapcsolódó irodalom: • Balogh G., Hajba S., Karger-Kocsis J., Czigány T.: Preparation and characterization of in situ polymerized cyclic butylene terephthalate/graphene nanocomposites. Journal of Materials Science 48, 2530-2535 (2013) • Mészáros L., Deák T., Balogh G., Czvikovszky T., Czigány T.: Preparation and mechanical properties of injection moulded polyamide 6 matrix hybrid nanocomposite. Composites Science and Technology 75, 22-27 (2013) • Czeller A., Czigány T.: Preparation of microcapsules for self-healing polymers. Materials Science Forum 729, 205-209 (2013)

4.	Kompoziterősítő lapszerű textilszerkezetek 3D-s deformációs tulajdonságainak elemzése és modellezése
	Dr. Halász Marianna
	Előzmények: A Polimertechnika Tanszéken és a MOGI Tanszéken közel 25 éve foglalkozunk számítógépes textilipari tervezőrendszerek fejlesztésével. Ennek a témakörnek egyik fontos területe a 3D-s textilszerkezetek geometriai és nemlineáris mechanikai modellezése. Jelentős eredményeket értünk el a textilanyagok deformációjának vizsgálata területén képfeldolgozást alkalmazó új mérési módszerek fejlesztésében és alkalmazásában. A kutatás célja: Kompozitok erősítésére szolgáló, különböző struktúrájú textilszerkezetek 3D-s deformációs tulajdonságainak elemzése új módszerekkel és ezek modellezése. Elvégzendő feladatok: • Irodalmi áttekintés. Szakirodalmi eredmények feldolgozása, különös tekintettel a műszaki textíliák tulajdonságaira, vizsgálati módszereire, a vizsgáló berendezésekre és modellezési eredményekre (időigény: kb. 6 hónap). • Új vizsgálati módszerek fejlesztése, ill. továbbfejlesztése, alkalmazása, a kiválasztott anyagminták vizsgálata, a vizsgálati eredmények elemzése (időigény: kb. 15 hónap). • A deformációs viselkedés modellezése, szimulációs elemzése (időigény: kb. 15 hónap).

5.	Hajlékony kompozit lapok és erősítőszerkezeteik uni-, bi- és multiaxiális deformációjának elemzése és modellezése
	Dr. Halász Marianna
	Több mint 25 éve foglalkozunk számítógépes textilipari tervezőrendszerek fejlesztésével. Ennek a témakörnek egyik fontos területe a 3D-s textilszerkezetek geometriai és nemlineáris mechanikai modellezése. Jelentős eredményeket értünk el a textilanyagok deformációjának vizsgálata területén képfeldolgozást alkalmazó új mérési módszerek fejlesztésében és alkalmazásában. A kutatás célja: Hajlékony kompozit lapok és erősítőszerkezeteik uni-, bi- és multiaxiális deformációjának elemzése új módszerekkel, és ennek modellezése.

6.	Additív technológiával gyártott, egyénre szabott, felszívódó polimer alapú implantátum fejlesztése kézsebészeti alkalmazásra
	Dr. Kiss Zoltán
	A kutatás fő célja egy egyénre szabott kézsebészeti implantátum fejlesztése felszívódó polimer alapanyagból, amellyel lehetővé válik a jelenleg alkalmazott, nem egyedileg készült fémimplantátumok negatív tulajdonságainak megszüntetése.

7.	Fröccsöntő szerszámok elosztórendszerének fejlesztése
	Dr. Kovács József Gábor

8.	Speciális töltőanyagok fejlesztése fröccsöntött termékek tulajdonságmódosításához
	Dr. Kovács József Gábor

9.	Poliamid mátrixú nanorészecske tartalmú hibridkompozitok tribológiai tulajdonságai
	Mészáros László
	a.) Előzmények: A polimer kompozitok fejlesztésének egyik kitüntetett iránya napjainkban a hibridizáció, azaz amikor legalább három fázisból álló együttműködő rendszereket hoznak létre. Napjainkban újabb nanorészecske típusok, és mikroszálak megjelenésével további lehetőségek nyíltak a tribológiai tulajdonságok módosítására is. Bár ilyen kutatások szép számban történtek az elmúlt időszakban, de a hibridizáció útján megvalósítható anyagkombinációk esetén ezek száma kevés, a terület még jórészt feltáratlan. b.) A kutatás célja: Polimer mátrixú hibridkompozitok létrehozása, azok tribológiai tulajdonságainak feltárása, és összevetése a hagyományos kompozitokéval. c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye: • Szakirodalmi áttekintés. Szakirodalmi adatok feldolgozása, különös tekintettel a a hagyományos szálak és a nanorészecskék, illetve esetlegesen ezek hibridjeinek polimerek tribológiai tulajdonságokra gyakorolt hatásainak feltárása (időigény: kb. 6 hónap). • Hibridkompozitok előállítása, az előállított kompozitok minősítése hagyományos kvázi-statikus mechanikai vizsgálatokkal, illetve a nanorészecskék eloszlatottságának ellenőrzése. (időigény: kb. 12 hónap). • A kiválasztott hibridkompozitok tribológiai vizsgálata és az eredmények összevetése a referenciaanyagoknál tapasztaltakkal. Az eredmények alapján anyagszerkezettani magyarázatok megfogalmazása. (időigény: kb. 16 hónap).

10.	Biopolimer mátrixú hibridkompozitok fejlesztése
	Mészáros László
	a.) Előzmények: Napjainkban egyre inkább előtérbe kerülnek azok a kutatások, amelyek a fenntartható fejlődés elveit is figyelembe véve olyan anyagok előállítását tűzik ki célul, amelyek kevésbé terhelik a környezetet. A mérnöki szempontból fontos szilárdsági tulajdonságokat biopolimerek esetén is gyakran erősítőanyagokkal történő társítással fokozzák. A különböző erősítőanyagok együttes jelenlétének hatásaival kapcsolatos kutatások száma biopolimer mátrix esetén igen kevés, így ezen a területen szükséges az ismeretanyag bővítése. b.) A kutatás célja: Biopolimer mátrixú kompozitok, és hibridkompozitok fejlesztése mérnöki alkalmazásokhoz. Az előállított kompozitok, hibridkompozitok szerkezetének elemzése, és a kialakuló tulajdonságok anyagszerkezeti szintű magyarázata. c.) Elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye: • Szakirodalmi áttekintés. A hagyományos szálak és a nanorészecskék, illetve esetlegesen ezek hibridjeinek polimerek mechanikai tulajdonságokra gyakorolt hatásainak szakirodalmi feltárása, illetve az erősítőanyag jelenlétének biopolimerekre gyakorolt szerkezetmódosító hatásainak feltárása (időigény: kb. 12 hónap). • Hibridkompozitok előállítása, az előállított kompozitok minősítése hagyományos kvázi-statikus mechanikai vizsgálatokkal, illetve a nanorészecskék eloszlatottságának ellenőrzése. (időigény: kb. 20 hónap). • A hibridkompozitok morfológiájának feltárása, különös tekintettel az erősítőanyagok kristályosságra gyakorolt hatásainak elemzése. Az eredmények alapján anyagszerkezettani magyarázatok megfogalmazása. (időigény: kb. 16 hónap).

11.	Határfázisok szerepe és jelentősége polimer mátrixú hibridkompozitokban
	Mészáros László
	a.) Előzmények: Napjainkban a nanorészecskéket is tartalmazó hibridkompozitok fejlesztése még mindig népszerű kutatási területnek számít. Bár egyre szélesebb körben kerülnek alkalmazásra, még mindig számos probléma van, ami akadályozza a robbanásszerű elterjedésüket. A fő ok, hogy a nanorészecskék méretükből fakadóan másként fejtik ki a hatásukat, mint a mikrorészecskék. Az már jól ismert tény, hogy a hagyományos kompozitokban a szál és a mátrix határfelületén létrejön egy véges vastagságú határfázis, amelynek tulajdonságai eltérnek a két kompozitot alkotó alapanyagétól. A nanorészecskék körül szintén létre jön egy határfázis. Mindez azt jelenti, hogy hibridkompozitok esetén egy igen bonyolult kapcsolatrendszer jön létre az erősítőanyagok és a mátrix között, amely kapcsolatrendszer máig kevéssé feltárt. b.) A kutatás célja: Annak feltárása, hogy a nanorészecskék körüli határfázisnak milyen tulajdonságai vannak, illetve a nanorészecskék a határfázisaikkal együtt hagyományos szálerősítésű kompozitokban milyen szerepet töltenek be. c.) Elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye: • Szakirodalmi áttekintés. A hagyományos szálak és a nanorészecskék, határfázis módosító szerepének feltárása. Olyan vizsgálati módszerek keresése, amelyekkel a határfázisok azonosíthatóak, illetve annak bemutatása, hogy a határfázisok hogyan és miként módosítják a polimer kompozitok mechanikai jellemzőit. (időigény: kb. 12 hónap). • Hibridkompozitok előállítása, az előállított kompozitok minősítése hagyományos kvázi-statikus mechanikai vizsgálatokkal, illetve a nanorészecskék eloszlatottságának ellenőrzése. (időigény: kb. 20 hónap). • A hibridkompozitok morfológiájának feltárása, különös tekintettel az erősítőanyagok határfázisokra gyakorolt hatásainak elemzése. Az eredmények alapján anyagszerkezettani magyarázatok megfogalmazása. (időigény: kb. 16 hónap).

12.	Akusztikus emissziós anyagvizsgálati módszer fejlesztése
	Dr. Romhány Gábor
	Az akusztikus emissziós vizsgálati módszer a többi roncsolásmentes módszerekhez képesti eltérő tulajdonságai miatt egyre elterjedtebb az anyagvizsgálat és a szerkezetek üzem közbeni felügyelete terén. Mint minden anyagvizsgálati eljárásnál, itt is vannak a vizsgálatot hátrányosan befolyásoló tényezők, jelen esetben a környezetből származó rezgések, valamint inhomogén anyag esetén a hullámterjedéskor fellépő jelenségek (visszaverődés, szóródás, gyengülés). Ez megnehezíti az akusztikus jelek tönkremeneteli módhoz való társítását, illetve az akusztikus emissziós jelek forrásának helymeghatározását is nehezítik valamint pontatlanná teszik. A téma keretében tehát a hamis jelek kiszűrésére lehet eljárásokat kidolgozni, illetve a forrás helymeghatározására új, pontosabb módszereket kifejleszteni.

13.	Deformációs mező meghatározása képkiértékelésen alapuló módszerrel
	Dr. Romhány Gábor
	A mechanikai vizsgálatok során a próbatestek deformálódnak. A tönkremeneteli folyamat megértéséhez a folyamat során kialakuló deformációs mező ismerete értékes plusz információkat szolgáltat, főleg a terhelés azon szintjén, amikor a próbatest deformációja lokalizálódik a próbatest adott részére. Ezt napjainkig csak közvetetten lehetett meghatározni, pl. hőkamerával, vagy akusztikus emissziós vizsgálattal. Az elektronika fejlődése lehetővé tette, hogy ma már nagy felbontású digitális kamerákat lehet beszerezni olcsón. A próbatestre megfelelő sűrűséggel felvitt mintázat a deformáció során torzulni fog. Ezt digitális kamerával követve, az egyes képkockák kiértékelésével a deformációs mező meghatározható. A kutatás célja: A kutatás keretén belül ki kell dolgozni képkiértékelési módszert a deformációs mező meghatározásához, és különböző mechanikai vizsgálatokra adaptálni a módszert.

14.	Növelt rétegközi teherbírású hibrid nanokompozitok fejlesztése
	Dr. Szebényi Gábor

15.	Bazaltszállal erősített, megújuló erőforrásból előállított polimer kompozitok fejlesztése hosszútávú műszaki alkalmazásokhoz
	Dr. Tábi Tamás

© 2014 BME Polimertechnika Tanszék - Készítette: Dr. Romhány Gábor