Technika, 1964 (8. évfolyam, 1-12. szám)
1964-01-01 / 1. szám
Vágás 20-50 angstrom vastagságra Fernandes Moran amerikai biokémikus 10 éves munkával dolgozta ki azt az új kést és vágási eljárást, amely messze felülmúlja az ismert mikrovágó eszközöket. Eddig üvegből vagy nemes acélból készített mikrotomot használtak, amely a gondos kezelés ellenére is gyorsan elkopott. Moran kése gyémántból készül és nemcsak szövetvizsgálatokhoz alkalmas, hanem fémeket, uránt, germániumot stb. szeletelhet vele 20—50 angstrom vastagságban. Az elektronmikroszkóp ilyen vékony metszeteket igényel a kristályrács vizsgálatokhoz. Moran a kés anyag utáni kutatása során a 0,02—0,05 karátos ipari gyémántból hasítással 2,5—3,5 mm-es „pengét” kapott. A nagyobb gyémánt nagyobb élhosszat ad. A nyers darabot a gyémánt-technológiában szokásos módon köszörülte, s ezután a köszörült gyémánt élő nagyító alatt fűrésznek tűnt. Morannak a további élfinomítás módszerét is ki kellett dolgoznia. A megoldás: háromszor centrifugált, legfinomabb gyémántpor és glicerin keverékét viszi fel egy tárcsára, amely 40 000 rezgést végez percenként. Mikroszkóp alatt közelíti hozzá a gyémántkést és ezzel csiszolja finomra, sőt, a kellő élszöget is meg tudja adni a késnek, aszerint, mit akarnak vágni vele. A metszendő anyagot invar rúdra helyezik. A mikrokést a preparátum felett mereven rögzítik, majd az invar rúd — lassú melegítése során — felnyomja a preparátumot és a metszés megtörténik. A tárcsa 20—50 angstrom vastag szeletet metsz ki, amely folyadékkal teli edénybe hull, és onnan rögtön az elektronmikroszkóp vákuum-kamrájába kerül. A biológiai preparátumokat — Moran eljárása szerint — légmentesen lezárják, hogy nedvesség-tartalmuk a vákuumkamrában ne illanjon el. _____| OPTIKA| csehszlovák újdonságok A csehszlovák optikai és finommechanikai üzemek fényképezőgép, filmfelvevő és más optikai újdonságaiknak széles " "Választékával lepik meg évenként vásárlóikat. Ezúttal csak A S mm-es Adustra filmfelvevő pán néhány új gyártmányukról kívánunk említést tenni. Most jelent meg az új 8 mm-es filmfelvevő, az Adastra. Ennek a gépnek régebbi típusából csak az ötsebességes rugós hajtómű maradt meg. Az újabb típust az idén két változatban készítik: revolveres és gumioptikás kivitelben. A revolverfej optikái: Openar 1,9 —12,5 mm, Anagon 0,5 és Dalmar 2X3, a gépet felszerelték tehát normál- és teleobiektívvel, valamint széleslátószögű optikával. Az objektívek teleszkópos keresővel vannak összekötve, az optikai rendszerben hat beépített szűrő van. A gumioptikás típus Vario—Openar 1,9-es objektível készült, amelynek gyújtótávolsága 10 és 40 mm között változtatható. Mindkét változatban félautomatikus megvilágításmérő is van. A géptartó pisztolymarkolatú kialakítású, a formai kialakítás tetszetős, kivitel gondos munka. Ugyancsak az újdonságok között kell megemlíteni a Grandina típusú állványos fényképezőgépet. A nagyformátumú síkfilmes géppel adapterrel 9X12 cm-as kép készíthető. A gép alkalmas 6X9 cm-es műfilmes felvételre is. Öt különböző objektível látták el az új típust, a standard objektív f/4 135 mm gyújtó távolságú. Ez a fényképezőgép főleg a hivatásos, műszaki felvételeket készítő fényképészek részére készült. A filmvetítők közül érdemes kiemelni a MEOPTA AM8 típusú gépet, miután ennél a típusnál nemcsak az az újdonság, hogy a gép automatikusan befűzi a filmet (ami 8 mm-es filmvetítőnél nagyon előnyös), hanem ezt a konstrukciót gumiobjektível látták el. Ennek az objektívnek a gyújtótávolsága15—-25 mm között változtatható. Az állványos Grandina fényképezőgép A MEOPTA AM8 típusú 8 mm-es filmvetítő Szubminiatűr GM-cső A Telefunken-gyár elsősorban a műszergyárak kérésére dolgozta ki a ZP—1070 típusú , önkioltó, szubminiatűr, Gei,ger—JVlüller számlálócsövet. Amint képünk eről tanúskodjdik, a számlálócső jóval kissebb méretű egy szokásos ci*■ garettánál is. Külméretei: átmérő 10 mm, hossz 28 mm. A csövet elsősorban gammasugárzás mérésére alkalmas berendezéseken kívánják felhasználni, mégpedig nem annyira a tényleges sugárzási színt, mint inkább a sugárzás jelenlétének megállapítására. A cső üzemi feszültsége 350—530 V. Az elektródok csatlakozásai egyszerűen beforrasztható huzalok, s így a szubminiatűr elem beépítése nagyon egyszerű. 4 ÚJDONSÁGOK a robbantásos alakításban Az angol Haditechnikai Kutatóintézet (BARDE) szerkezeti és robbanóanyag-osztálya több mint három éve foglalkozik a nagyenergiájú alakító eljárásokkal, elsősorban a robbantásos alakítással, valamint az elektro-hidraulikus hatásnak ilyen célokra való hasznosításával. A robbanótöltetek indításakor a hirtelen felszabaduló nagy mennyiségű energia a környező közegben erőteljes lökéshullámokat hoz létre. Ezek tulajdonképpen néhány mikromásodperces tartamú, rendkívül hegyes nyomásimpulzusok. A nyomásnak a munkadarabra való átviteléhez vizet, olajat, gumit, műanyagokat, formázóanyagot lehet felhasználni. A munkadarabot a szerszámra (matricára) helyezik, és ott rögzítőgyűrűvel biztosítják. A munkadarab alatti szerszámüreget kiszivattyúzzák, kis szerszámok esetében elegendő, ha kellő számú légtelenítő nyílásról gondoskodnak. A robbanótöltetet a gyutaccsal együtt a munkarabra helyezik, majd az egész együttest víztartályba süllyesztik. A megfelelő óvintézkedések megtétele után távvezérléssel elrobbantják a töltetet. A munkadarab rendkívül gyors alakváltozásnak van kitéve; az alakítás sebessége 200 cm/sec nagyságrendű. A legtöbb alkatrésznél a kismértékű nyújtás hatására a lemez el is vékonyodik, bár adott alak esetében a falvastagság növekedése is bekövetkezhet. A robbanótöltetet elektromos kisüléssel, az ún. elektrohidraulikus hatás hasznosításával is helyettesíteni lehet. Ez az eljárás azonban csupán kisméretű alkatrészek gyártására alkalmas, minthogy igen nagy kondenzátor-telep szükséges az aránylag kis robbanótöltettel egyenlő értékű robbanóhatás eléréséhez. Ez utóbbi eljárásinak azonban megvan az az előnye, hogy rendkívül gyorsan ismételhető és automatizálható is. Az alapvető angol kutatás egyrészt a robbanótöltet (vagy villamos szikra) energiája és a munkadarabhoz viszonyított helyzete — mint alapvető változók — vizsgálatából állott. Az első munkadarabok félgömb alakú, maximálisan 300 mm átmérőjű szerszámokon készültek. Megállapították, hogy a töltet nagysága és a kapott bemélyedés D mélysége között egyértelmű öszszefüggés áll fenn, nevezetesen: D —*^+, ahol W — a töltet súlya, R — a töltet távolsága a munkadarabtól, míg to és c — a munkadarab anyagától és vastagságától függő állandók. A kísérletek során a jelenleg használatos szerkezeti anyagok minden fajtáját megvizsgálták. A robbantásos alakítás közben a munkadarab jelentős mértékben felkeményedik. Ez azonban — a rendkívül gyors deformáció miatt — eltér a lassúbb sajtolási eljárások során fellépő keményedéstől. A rozsdamentes acél, a Nimonic és az alumíniumötvözetek (valamennyi lapközepes, köbös rácsú fém) erőteljesebben keményednek a robbantástól, mint a sajtolástól. A lágy acél (térközepes köbös) és a titán ötvözetek (tömött hexagonális rácsú anyagok) valamivel gyengébben keményednek a robbantástól, mint a sajtolástól. A robbantásos alakítás nagy előnye a visszaugrás jelentős mértékű csökkentése. A kívánt alak elérését biztosító legkisebb töltetnél a visszaugrás kb ugyanakkora, mint a közönséges sajtoláskor. Ennél nagyobb töltetek esetében azonban a visszaugrás csökken, és nagyon jó méretpontosságú alkatrészek gyárthatók. Robbantásos alakító eljárásokat dolgoztak ki különféle szerelési műveletekhez, pl. a kábelek egyes elemeinek felerősítéséhez. Felhasználható ezenkívül a robbantás hegesztésre is. Mindenesetre a robbantásos alakítás alapvető előnye: a robbanóanyagok aránylag olcsó ára; az egyik szerszámfél (a tüske vagy a bélyeg) elmaradása, a visszarugózás hatásos csökkentése és a nagyméretű és költséges sajtók feleslegessé válása. Élszalagok befogó patronokra Ha a befogópatronok kúpos felületére a hasítékok helyénél élszalagokat köszörülünk, ez lényegesen megjavítja a patron működését és jobban kihasználja a tengelyirányú befogóerőt. Az ábrán látható egyszerű készülékkel körköszörűn lehet az említett élszalagokat előállítani. A körköszörű tár gyorsójának (5) orsófuratába rögzítik a (6) csavarral meghúzott (2) tüskét. E tüske hengeres részén nyugszik a (10) persely, amely tengelyirányban elmozdulhat és amelyen a (3) befogócsúcs van. A (10) perselybe sajtolt (8) csapok a szegnyeregorsó rugós csúcsának hatására az (1) bütyök homlokfelületére fekszenek fel. E bütyöknek három kiálló része és három hornya van, amelyeket folytonos sima átmenetek kötnek össze. A kiálló bütyökrészek száma és viszonylagos helyzete a patronon köszörülendő élszalagok számának és helyzetének felel meg. A bütykök a hornyokhoz képest 1—1,5 mm-rel állnak ki, hogyha a bütyköstárcsa átmérője 70—80 mm. A megmunkálandó befogópatront a (4) szívvel rögzítik oly módon, hogy a csúcsokba való befogás és a szívnek a (9) menesztővel való összekapcsolása után a befogópatronon mart hasítékok az (1) bütyköstárcsa homlokán lévő hornyok középvonalába essenek, a köszörűkorong pedig az egyik hasíték helyzetének feleljen meg. A (7) síktárcsa forgatásakor — ezen van rögzítve az (1) bütyköstárcsa is — a megmunkálandó befogópatron forgó és oszcilláló (tengelyirányú lengő) mozgást végez. A befogópatron anynyiszor lép érintkezésbe a síktárcsa egy fordulata közben a köszörűkoronggal (és ennek megfelelően annyi élszalagot is alakít ki), ahány korong van az (1) bütyköstárcsa homlokfelületén. A köszörűkorong szükséges előtolását a korongorsó előtoló mechanizmusának osztótárcsája segítségével kell beállítani. befogópatronok járulékos megmunkálására alkalmas készülék vázlata. A szitall (devitrokerámia vagy pirokerámia) néven ismert anyagok az üvegszerű kristályos anyagok, új osztályát alkotják, és rendkívül jó fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek. A Szovjetunió Tudományos Akadém ,iájának szilikátkémiai intézete az utóbbi 10 év folyamán rendkívül sok vizsgálatot végzett el ezekkel az új anyagokkal. Ezek az anyagok hőállóak, jól viselik el a hirtelen hőmérsékletváltozásokat, rendkívül kemények és az üvegnél sokkal nagyobb szilárdságúak. Kedvező a villamos szigetelő tulajdonságuk is. A jó szilárdság és a kis fajsúly (2,4 —2,6) igen vonzó szerkezeti anyaggá teszi őket. A sziláitokat különféle öszszetételű üvegek katalizációs kristályosításával kapják. Az olvasztott üvegből előbb pontos alakra formált darab egész térfogatában megy végbe a kristályosodás és rendkívül finom szemcsés egyenletes szerkezetet eredményez, ami a kiváló mechanikai és termikus tulajdonságok oka. A mrrt szízadban sok millió finom, legtöbbször szabálytalan, torzult alakú kristály van. Gyakran gömbkristályokká, szferolitokká csoportosulnak, amelyek között közbenső üvegréteg figyelhető meg. A mikrokristályokat egymással közvetlenül össze is lehet növeszteni, kristályos érintkezés hozható létre és a szitallizálásnak alávetett üvegdarabokban kristályos váz alakítható ki. Már a külsőleg teljesen átlátszó üvegben is finom inhomogenitások vannak. Amikor az ömlesztett anyag üvegszerű állapotban megdermed, a belső szerkezet gyakorlatilag a folyékony ömleny teljesen szabálytalan elrendeződése és a kristályos testek rendkívül rendezett szerkezete közötti, közbenső állapotban marad. Igaz ugyan, hogy az ömlesztett anyagban is van bizonyos rendszer az atomok eloszlásában, és a valóságos kristályrácsban is fellépnek különféle rácshibák. A valóságban az üveg finom mikrotartományokból áll, amelyeket néha az irodalomban elemi cédáknak neveznek. A kristályos test rácselemétől eltérőleg azonban ezek szabálytalan alakúak, néha cseppszerűek és a méretük néhány millimikron. Az üveg szerkezetét kétféle, egymástól független módon lehet vizsgálni: elektronmikroszkópos vizsgálatokkal és röntgenográfiai vizsgálatokkal. Az SZTA szilikátkémiai intézetében az üveg szerkezetére vonatkozó vizsgálatokból kiindulva dolgozták ki a nagy viszkozitású szilikát ömlenyek katalizátoros kristályosításának módszereit. Katalizációs szitallizálás Az üvegnek szitadá való átalakításához általában olyan katalizátorokat adagolnak be, amelyek a tárgy kristályosodási folyamatait változtatják, és így az eredeti üveg egész térfogatában óriási számú kristálycsira keletkezéséhez vezetnek. E katalizátorok sorában a legfontosabb a titándioxid, amiből a szitallizálandó üvegbe néhány százaléknyi mennyiséget adagolnak be. Alkalmaznak azonban e célra fémeket is, pl. aranyat, ezüstöt, fluorsókat, cirkondioxidot, cinkoxidot, a króm, a vanádium, a nikikel és más átmeneti fémek oxidjait. Különösen fontos, hogy meghatározott összefüggés álljon fenn a kristálycsirán át beadagolt anyag kristályrácsának szerkezete és a szitall szerkezetét meghatározó mikrokristályok rácsai között. Miután az üveget valamelyik katalizátor hozzáadásával megolvasztották, az üvegtechnológiában szokásos valamelyik eljárással (öntéssel, áthúzással, fúvással, sajtolással) készre formázzák, ezt követőleg pedig két szakaszban kristályosítják. Az első szakasz a kristálycsirák kiválasztásának, a második pedig a mikrokristályok terjeszkedésének szakasza. Egyes esetekben még az üveget ionizáló sugárzás hatásának vetik alá, hogy így a csíraképződés folyamatát meggyorsítsák. Erre a célra ibolyántúli, röntgen-, gammasugárzást stb. használnak. A szilakok gyártását jelentősen olcsóbbítja az üvegtechnológia módszereinek alkalmazása. Jó eredményeket értek el e téren a román kutatók is. Különlegesen szilárd üvegporcelánt kaptak azáltal, hogy a magnézium, a kalcium, a bárium, a cink és alkáli fémek oxidjait tartalmazó alumíniumszilikát ömlenyhez finom fluorit port adtak hozzá. Az utóbbinak a kristályai az üvegből a 600—900 C fok hőmérséklettartományban végzett lágyítás közben válnak ki, maga a kristályosítás pedig valamivel magasabb hőmérsékleten végezhető. Mindez a közönséges porcelángyártási eljárásokhoz képest kb. 75 százalékos költségmegtakarítást eredményez. A szitallanyagokat egyébként tipikusan kerámiai úton is elő lehet állítani, poralakú összetevők zsugorításával, szinterélésével, de ez az eljárás kevésbé gazdaságos. Szitallfajták A korszerű technikában a szitaitokat gyakorlati alkalmazásuk szerint néhány csoportba oszthatjuk. Az első csoportba a magas olvadáspontú szitaitok tartoznak, amelyek erősen érzéketlenek a hirtelen hőmérsékletváltozások iránt és dielektromos tulajdonságaik pontosan meghatározott módon változnak. Ezekből a szitaitanyagokból olcsó és szilárd villamos szigetelőket és rádiótechnikai alkatrészeket lehet gyártani. A sziláitok második csoportjába a kémiai szempontból rendkívül stabil, hőálló és magas olvadáspontú anyagok sorolhatók. Ezeket elsősorban vegyipari berendezések céljaira használják fel, pl. a magas olvadáspontú üvegből készült csöveket messze felülmúló tulajdonságú csövek gyártására, reaktorok készítésére, szivattyú alkatrészek, vegyi laboratóriumi edények gyártására. A szitártok harmadik csoportja rendkívül szilárd és igen nagy a kopási ellenállása; emiatt csapágyakat, egyéb géprészeket és jelentős koptató terhelésnek kitett készülékelemeket gyártanak belőle. A Moszkvai Mengyelejev Kémiai-technológiai Intézet üvegtechnológiai tanszékén a szitáitok tömeggyártásának merőben új technológiáját dolgozták ki. Az alapanyag itt olvasztott kohósalak, az eljárás tehát e hulladék óriási mennyiségű hasznosítását teszi lehetővé (a kohósalak összmennyiségének kb. kétharmada jelenleg hányóra kerül). Ily módon különféle építőanyagok, épületszerkezetek elemi szita-lamezek, különféle lépcsőházi bevonólapok, épületfal-burkoló elemek stb. gyárthatók. A szitaitokból ma már a legkülönfélébb sztatikai terheléseket kiálló acélbetétes lemezek is készíthetők. A szitall-lemez egyébként tetszetős és gyakorlatilag örök élettartamú tetőfedő anyag is, minthogy mechanikai szilárdsága nagy és a légköri korróziós tényezőkkel szemben feltétlenül ellenálló. Ugyancsak jól felhasználhatók a szitaitanyagok a különféle épületgépészeti és egészségügyi berendezésekhez. Ha a megömledt anyagba megfelelő színezékeket vezetnek be, akkor a szitaitok tetszetősen színezhetők. Festhetők is. A szilaitanyagok hiáztartási edények gyártására is alkalmasak. Szokatlan szilántok Szovjet szakértők véleménye szerint a térfogati kristályosítás módszere az öntött kövek technológiájában is fontos szerephez juthat. A vulkáni eredetű kőzetek — főleg a bazalt és a diabáz — átolvasztása nagy szilárdságú építőanyagok előállítására a többek között Csehszlovákiában is jól bevált. A megolvadt bazaltból készült öntvények tulajdonságait krómoxid — mint kristályosító katalizátor — bevitelével lehet megjavítani. Több minszki tudományos intézet kísérletei arról tanúskodnak, hogy nem csupán a bazalt, de több más kőzet és ezek kombinációi is jó nyersanyagok a szkallizált öntött kövek gyártásához, pl. fel lehet használni az anyagok különféle fajtáit, a nefelin-apatit ércek dúsítási hulladékait. Valószínű, hogy ugyanezekre a célokra jól megfelelnek azok a viszkózus szilikátkőzetek is, amelyek megolvadt állapotban Földünk szilárd kérgét támasztják meg és amelyeket a mélyfúrási technika további tökéletesítésével éppúgy ki lehet majd termelni, mint a kőolajat. A szitáltok bevezetésével egy rendkívül érdekes technikai tulajdonságokkal rendelkező, teljesen új szerkezeti anyag gyártásának fejlesztése kezdődött meg A szitáitok a legtöbbeit ígérő szerkezeti anyagok közé sorolhatók. Nem csupán műszaki alkalmazások szempontjából rendkívül értékesek (ezek eyébként a közeljövőben valószínűleg még sokkal változatosabbak és nagyobb arányúak lesznek), hanem a szervetlen szilárd testek különleges állapotainak tudományos vizsgálatai szempontjából is jelentősek. Új korszerű anyagok ~z~zz.r. SZITUIM Az ESSO kutatólaboratórium (az egyik nagy amerikai olajmonopólium kutatási intézménye) a nagynyomású olajégők égési viszonyainak tanulmányozása során arra a megállapításra jutott, hogy az olajégők lángjának középső tartományában még csak tökéletlen elégés sem lép fel. A nagynyomású olajégő lángjának magjában tehát hatalmas „lyuk” van, pedig éppen ezen a területen a legnagyobb az olajkoncentráció és éppen ezért itt kellene a leghatékonyabb égésnek végbemennie. A lángból kihulló olajcseppek gyakorlatilag veszteséget jelentenek és a tüzelőanyag tökéletlen kihasználását teszik csak lehetővé. A fenti megállapítás egy különlegesen megépített égéstéren végzett kétévi megfigyelési program eredménye. Az égési téren kvarcablakokat szereltek fel, amelyeken keresztül nagy sebességű filmfelvétel segítségével tanulmányozták az égési viszonyokat. A vizsgálat azt mutatta, hogy a láng középrészén az égés elmaradása annak a következménye, hogy a jelenlegi kivitelű nagynyomású olajégőkben a levegő sebessége nagyobb a láng sebességénél, és ez a láng terjedését gátolja. Emiatt az ESSO kutatói rácsszerű elemet szerkesztettek, amely a levegő-olaj áramot örvénylővé teszi és ezáltal lelassítja. A lelassult légáramban az olaj könnyen meggyullad, és a láng a középső részre is kiterjed. Ezáltal a teljes olajmennyiség elég és nem lépnek fel tökéletlen elégésből eredő hőveszteségek. Miután a megoldást megtalálták, megfelelő anyagot kellett keresni a rács sorozatgyártásához. Ennek az anyagnak az oxidációs és a korróziós hatásokkal szemben egyaránt ellenállónak kell lennie. A kísérletek végül is az Inconet—600 típusú nikkelötvözet alkalmaságát bizonyították. Jelenleg az égést tökéletessé tevő rácsot „magic grid” (bűvös rács) néven gyártják és hozzák forgalomba. Lényeges szerkezeti részei maga a rács, valamint két rugós tartóelem, amelyeket az égőfej végére illesztenek. A rendszerhez ezenkívül gyújtásszabályozó elektromos egység is tartozik, amely a gyújtóelektródokat lekapcsolja a láng begyulladásakor, hogy ily módon a rács elkokszosodását meggátolja. Az Inconet-rács normális üzemi hőmérséklete 980 C°. 1. ábra. A közönséges nagynyomású olajégőben a tökéletlen elégés miatt kinylló olajcseppek, jelentős veszteséget jelentenek. 1. ábra: A „bűvös rácsot” a láncba helyezve, az áramlás örvénylővé válik és ez elősegíti a jobb égést. Bár a láng kisebb lesz, mégis jóval nagyobb hő szabadul fel a tökéletes elégés folytán. 2. ábra: A felnagyított feltételen jól látható, hogy a láng középrészén nincs égés. 1. ábra: A 180 C-fok hőmérsékleten működő Humbels-ESSO „bűvös rács”, amelynek anyaga Inconel— 600 ötvözet. „Önellátó” hordozható kőzetfúró FRAM—63 a jelzése annak a hordozható — és beépített benzinmotorja folytán minden külső energiaforrástól független — kőzetfúrónak, amelyet a Warsop Power Tools Ltd. angol gyár hozott forgalomba. A szerszám hétévi fejlesztő munka eredménye, a prototípust és a nullszériát három éven át vetették alá a legkeményebb próbáknak. A szerszám nem csupán kőzetfúróként, de zúzásra, bontásra, fejtésre is használható (egyetlen kar átállításával). Teljesítménye ilyenkor egy közepes préslégkalapács teljesítményével egyenértékű. Kőzetfúróként használva a szabványos fúróbetétekkel 3,6—4,0 m mélységig lehet fúrni. Kemény gránit kőzetben 23 cm/perc sebességgel lehet 32 mm átmérőjű furatot készíteni. A gépbe 170 cms-es kétütemű motor van beépítve. A teljes súly nem éri el a 30 kg-ot.