Souhr všech našlých materiálů

rentgenového záření, které lze rozdělit na dva druhy:
brzdící záření – má spojité spektrum
charakteristické záření – má čárové spektrum a souvisí s vlastnostmi látky
Zdroje:
Radioizotopové termoelektrické generátory – RTG
Malé rozměry
Nezávislé na slunečním záření
Stálost výkonu
Nemají pohyblivé částice
Uvolněné alfa záření je možné lehce odstínit
Použití v zařízení s potřebou dlouhé dodávky elektrické energie bez nutnosti zajištění obsluhy, resp. výměny (družice, vesmírné sondy)
Radioizotopové zahřívací jednotky – RHU
Využívají teplo vznikající při rozpadu radioaktivních izotopů
Využívají se např.: ve vesmírných zařízeních pro ohřev přístrojů ve kterých by citlivá elektronika ve vesmírných teplotních podmínkách nefungovala
Radiační technologie:
radiační technologie využívají elektronový svazek generovaný lineárními urychlovači s energií svazku do 10 MeV
radiační technologie využívající rentgenové záření s energií fotonů do 5 MeV
radiační technologie využívající gama záření z radionuklidů zejména se jedná o kobalt 60 a cesium 137
Jaderné procesy
Zachycení střely jádrem je obecně velice složité. Zachycení neutronu jádrem patří mezi méně komplikované jaderné reakce. Není např.: nutné překonávat potenciálový val jádra, který vzniká vzájemnou interakcí mezi nabitou částicí a nábojem jádra. Je však třeba rozlišovat pochody při interakci rychlých nebo pomalých neutronů s jádry.
Dotování pomocí jaderných transmutací je typická tím, že dotující příměs se nevnáší do materiálu z vnějšku, ale vzniká v procesu ozáření materiálu z atomů základního polovodiče.
Jaderné transmutace u polovodičových materiálů:
reakce vlivem nabitých částic s dostatečnou energií
reakce s pomalými neutrony
vytváření elektronicky aktivních struktur – při dlouhodobém ozařování s cílem dosáhnout hodnot měrného vnitřního odporu menšího než 0,05 ohm.m vzniká nebezpečí, že fosfor vzniklý v monokrystalu se může dále měnit na radioaktivní fosfor a ten na síru
Laserové procesy
Lasery:
Pevnolátkové
Krystalické – dielektrické (rubínový, YAG)
Polovodičový (GaAs)
Amorfní (sklo dotované neodynem)
Kapalné
Barvivové roztoky (rhodunin)
Plynové
Atomární (He-Ne)
Iontové (Ar+, Kr+)
Molekulové (CO2)
Dělení podle typu buzení:
buzení optickým zářením
buzení chemickou reakcí
buzení teplem
Dělení podle typu činnosti:
kontinuální
pulsní
Princip činnosti:
Lasery řadíme mezi tzv. kvantové generátory elektromagnetického záření. Při zářivém přechodu do rovnovážného stavu bude vyzářen foton – kvantum energie.
Při tzv. nezářivém přechodu je rozdíl mezi hladinami realizován emisí tepelné energie. Aktivní látka laseru se při konstantní teplotě skládá z N0 atomů nebo molekul, které mají diskrétní spektrum energetických hladin. Počet částic na jednotlivých energetických hladinách exponenciálně klesá s rostoucí energií hladiny.
Střední doba, po kterou zůstává částice ve vybuzeném stavu se nazývá doba života energetické hladiny.
Pro většinu vybuzených stavů je tato doba 10-9 až 10-6 s. Existují ale i hladiny s dobou života 10-3 s i delší. Takové hladiny se nazývají metastabilní.
Existence metastabilních hladin umožňuje uvést kvantovou soustavu do nerovnovážného stavu a může dokonce nastat stav, kdy hladina s vyšší energií bude mít vyšší populaci než hladina s nižší energií.
V takovém případě mluvíme o inverzní populaci hladin, což je základní předpoklad pro realizaci laseru.
Tříhladinový laserový systém – nejjednodušší kvantový systém, u kterého můžeme dosáhnout inverzní populaci pomocí vnějšího pole. Představitelem je laser rubínový, kde jako aktivní prostředí je použit monokrystal rubínu.
Čtařhladinový laser – u tohoto systému je potřebný čerpací výkon v praxi až 100x menší než u tříhladinového systému a může tedy pracovat i ve spojitém režimu
Rezonanční systém laseru – nejjednodušším rezonančním systémem, u kterého změníme kvantový zesilovač v oscilátor – laser, je systém u kterého zavádíme kladnou zpětnou vazbu uzavřením aktivního prostředí mezi dvě zrcadla.
Vlastnosti laserového svazku:
Monochromatičnost – je určena šířkou spektrální čáry laseru.
Koherence – rozumíme vzájemnou souvislost vlnění vycházejících buď ze dvou různých míst na povrchu zářícího tělesa (koherence prostorová) nebo vlnění vychází z jednoho místa, avšak s určitým časovým odstupem (koherence časová)
Směrovost – malá rozbíhavost světelných paprsků, veškerá energie je soustředěna ve stopě bez difrakčních kroužků
Využití laseru:
laserová metalurgie
laserové metody analýzy materiálů
laserové leptání – umožňuje realizovat suché leptání při výrobě IO
Laserové leptací technologie
fotochemický a tepelný
Využití laserů
žíhání polovodičových materiálů
rekrystalizace a poimplantační žíhání
expozice rezistů, odstraňování rezistů a leptání v litografii
maskové dotování, nanášení a leptání tenkých vrstev
kontaktování
pájení, přepájení hradlových polí, odstraňování vadných paměťových buněk
obrábění tenkých vrstev, dostavování tenkovrstvých rezistorů
značení spojů, popisování součástí
řezání polovodičových desek, vrtání
Výkonové lasery – v průmyslových aplikacích se používají lasery s výkonem až desítky kW v kontinuálním provozu
YAG laser – relativně nízká účinnost 0,1 až 3,5 %, chlazení deoinozovanou vodou
CO2 laser – účinnost až 10 %
Využití ve strojírenství:
sublimační řezání
tavné řezání
řezání s aktivním plynem
svařování
bodové svařování
Elektroerozivní procesy
Proces elektroeroze spočívá v roztavení, případně odpaření mikroskopického objemu kovu v důsledku vysoké teploty povrchu v místě kde došlo k elektrickému výboji mezi dvěma elektrodami.
Rozdělení:
eletroimpulsní
elektrojiskrové
elektrokontaktní
Generování elektrickým nebo kombinovaným způsobem pro elektrojiskrovou a elektroimpulsní technologii, generátory pracují v širokém rozsahu amplitud, proudů a frekvence.
Mechanická metoda se využívá v elektrokontaktní technologii a spočívá ve vzdalování a přibližování elektrod napájených proudem.
Generátory:
závislé – parametry impulsů jsou ovlivněny vzdáleností elektrod
nezávislé – parametry jsou dány vlastnostmi generátoru
Použití:
obrábění materiálů tvrdých slitin
řezání pomocí drátové elektrody
Ultraakustické procesy
Ultrazvukem nazýváme mechanické kmitání částic prostředí kolem rovnovážné klidové polohy s kmitočtem vyšším než 20 kHz.
Rozdělení:
infrazvuk – nižší než 20 Hz
akustické pásmo – 20Hz až 20kHz
ultrazvuk – 20kHz až 1GHz
hyperzvuk – víc než 1GHz
Podle velikosti přenášené energie dělíme:
aktivní – fyzikální a chemické účinky
pasivní – malý výkon, využití v diagnostice
V plynech a kapalinách se mohou šířit pouze podélné akustické vlny.
Průchodem ultrazvukových vln daným prostředím dochází k jeho zhušťování a zřeďování.
V homogenním prostředí se ultrazvukové vlnění šíří přímočaře. Dopadne - li na rozhraní dvou prostředí, a toto rozhraní má mnohem větší rozměry než je vlnová délka vlnění, dojde jednak k odrazu vlnění a jednak k lomu.
Účinky a využití ultrazvuku
chemické a fyzikální účinky
oxidační – způsobování kavitací
disperzní účinky – k vytváření emulzí a suspenzí, využití v metalurgii, odplyňování tavenin
účinky urychlující chemické reakce
ultrazvukové vrtání – obrábění ultrazvukovými vybracemi
svařování plastů a kovů, i textilu obsahující větší množství plast
ultrazvukové kontaktování
Thermosonic
Ultrasonic
Zdroje ultrazvuku – zdrojem ultrazvuku je tzv. ultrazvukový měnič (keramická destička s nanesenými elektrodami), nejrozšířenější jsou magnetostrikční a piezoelektrické, dále:
aerodynamické
hydrodynamické
elektromagnetické
elektrodynamické
elektrostatické
elektostrikční
Magnetrostrikční zdroj – využívá jevu magnetostrikce, kdy dochází k deformaci feromagnetických materiálů v magnetickém poli.
Piezoelektrické zdroje – pracují na principu piezoelektrického jevu – elektrická polarizace krystalů náležících do určitých tříd, přičemž dochází k deformaci. Látky splňují piezoelektrický jev se dělí na:
přírodní
umělé
keramické
Dnes se využívá hlavně keramických měničů
Akustické transformátory (vlnovody) – k zavedení ultrazvuku do daného místa, ke koncentrování energie, ke zvýšení kmintů.

Zpracování kovů
Tváření kovů – metoda s vysokou produktivitou a hospodárností. Výrobky jsou přesné, pevné a lehké. Využití materiálu je velmi hospodárné, s nejmenším odpadem. Při obrábění odpadá průměrně 50%, při tváření asi 5% až 10% materiálu. Výkonnost strojního zařízení je velká. Výrobní pochody se mohou velmi dobře mechanizovat takže se podstatně snižují výrobní náklady.
Hutní polotovary – tyto polotovary jsou jedním j nejpoužívanějších druhů polotovarů ve strojírenství. Vyrábějí se přímo v hutích a jsou normalizovány v různých profilech o různé rozměrové a geometrické přesnosti.
Válcové polotovary – tváření kovů rotujícími válci, mezi něž je materiál vtahován a zároveň je stlačován a prodlužován. Válcuje se za studena a za tepla. Válce jsou uloženy ve stojanech a s příslušenstvím tvoří válcovací stolici, a proto jsou válcovací stolice uspořádány buď vedle sebe, nebo za sebou a tvoří tak válcovací trať, Podle velikosti předvalků a vývalků, které na jednotlivých tratích vyrábějí, jsou těžké, hrubé a jemné tratě.
Podle počtu válců a způsobu práce jsou válcovací stolice dvouválcové, tříválcové a univerzální. Žádaného průřezu vývalku se dosahuje postupně, buď přibližováním válců, nebo změnou kalibru.
Válcováním vznikne z ingotu nejdříve předvalek na předválcovacích stolících. Z těchto předvalků se pak vyrobí na doválcovacích zařízeních konečný výrobek – vývalek, tj. tyčový a profilový materiál, plechy.
Tažené polotovary – výchozí polotovar (tyč, drát) se protahuje (kalibruje) průvlakem z kalené oceli, slinutého karbidu nebo diamantu. Tažené profily jsou velmi přesné, takže se nemusí dále obrábět. Používají se hlavně v sériové a hromadné výrobě součástí na revolverových soustruzích a automatech.
Dráty do průměru 5mm se táhnou nepřetržitě na bubnových tažecích strojích – drátotazích. Žádané tloušťky drátu se dosahuje postupným protahováním stále menšími průvlaky. Několikerým tažením drát ztvrdne a zkřehne a nelze jej dál táhnout. Musí se proto po určitém počtu tahů normalizačně žíhat.
Výroba trubek – trubky se vyrábějí z materiálů kovových i nekovových. Litinové trubky se vyrábějí litím na stojato nebo odstředivým litím. Ocelové trubky jsou buď svařované, nebo bezešvé.
Svařované trubky se vyrábějí z pásové oceli. Okraje se svaří na tupo, přeplátováním nebo ve šroubovici. Jakost svařovaných trubek se rozvojem výrobní technologie svařování zlepšuje. Proto dnes v mnoha odvětvích nahrazují svařované trubky dražší bezešvé.
Bezešvé trubky se používají tma kde nestačí pevnost trubek svařovaných. Nejčastěji se vyrábějí Mannesmannovým způsobem, tj. válcováním vývalku mezi dvěma válci s mimoběžnými osami a se stejným smyslem otáčení, kromě otáčení vzniká ještě šroubovitý posuv. Tím, že na vývalek působí jednosměrný tlak, vzniká v jeho středu velké tahové napětí, které porušuje materiál a ve vývalku tak vzniká dutina. K vytvoření dutiny není tedy zapotřebí trnu. Pokud se používá, tak jen proto, aby se usnadnilo vytvoření hladké dutiny. Tímto způsobem se vytvářejí krátké tlustostěnné trubky, které se pak zpracovávají na potřebnou tloušťku válcováním.
Volba a použiti hutních polotovarů – normalizované hutni polotovary patří k nejlevnějším druhů polotovarů. Je to zejména válcovaný i tažený tyčový materiál. Jeho normalizované rozměry jsou odstupňovány v řadě velikostí. Při volbě rozměru polotovaru se volí nejbližší rozměr, který je větší, než je průměr součásti zvětšený o přídavek na obrábění. To vede mnohdy k neúměrnému odpadu třísek. Proto tam, kde vyhovuje přesnost rozměrů a jakost povrchu tažených polotovarů, volí se raději ty. V sériové výrobě bude mnohdy výhodnější volit jako polotovar zápustkový výkovek.
Tváření kovů za tepla – nejvíce používaný způsob tváření za tepla je kování. Kováním se dává materiálu vhodný tvar buď údery kladiva či beranů, nebo klidným tlakem lisů. Dosahuje se tak lepších mechanických vlastností, jemnější a stejnoměrnější struktury. Kování je volné nebo v zápustkách, ková se ručně nebo strojně.
Při volném kování může materiál tvářený údery nebo tlakem volně téci, hlavně ve směru kolmém k působení síly. Při kování v zápustkách je materiál vtlačován údery nebo tlakem do kovové formy – zápustky.
Strojní kováni – strojní kování ulehčuje těžkou práci dělníka, zrychluje a zproduktivňuje výrobu malých a středních výkovků a umožňuje výrobu těžkých výkovků, na které lidská síla nestačí. Materiál se ková na různých tvářecích strojích, z nichž nejdůležitější jsou buchary a lisy.
Buchary – působí na tvářený materiál údery, ale prokovou jej jen do určité hloubky. Hospodárně lze kovat středně velké výkovky, popř. předkovky. Předkovky se dále kovou v zápustkách na požadovaný tvar výkovku. Při úderech beranu bucharu odpadávají z tvářeného materiálu okuje, a proto je povrch výkovku čistý. Rázy se však přenášejí do základů stroje a působí otřesy i v okolí.
Lisy – působí na tvářený materiál klidným tlakem a prokovou materiál v celém průřezu. Kovou se na nich i nejtěžší výkovky. Práce na lisech je bezpečnější než na bucharech.
Volné strojní kování – je v podstatě stejné jako kování ruční. Tímto způsobem se vyrábějí velké hřídele turbogenerátorů, ojnice apod. Předměty se vykovou jen zhruba a hrubé výkovky se pak obrábějí na přesný tvar na obráběcích strojích. Kovářská práce závisí na řemeslné zručnosti a zkušenosti kováře. Je zdlouhavá a drahá.
Zápustkové kování – zápustka je ocelová dvoudílní forma, jejíž obě poloviny vytvářejí dutinu, odpovídají vnějšímu tvaru výkovku. Ohřátý materiál se vloží do zápustky a působí se na něj silou tvářecího stroje. Materiál postupně vyplňuje zápustku, až vyplní celou její dutinu. Při kování na bucharu je zápustková dutina vyplňována postupně během několika úderů beranu bucharu. Při kování na lisech je tvar výkovku zhotoven v průběhu jednoho zdvihu. Přebytečný kov je vytlačen do stran a vytváří výronek, nebo uprostřed blánu, která se odstraní ostřižením.
Výkovky ze zápustek jsou velmi jakostní, mají přesný tvar, takže se buď nemusí obrábět, nebo se obrábějí jen zčásti. Průběh vláken materiálu sleduje obrys výkovku. Výroba zápustky je však drahá, a proto se tento způsob hodí jen pro sériovou a hromadnou výrobu. Výkovky nelze vždy vykovat v jedné zápustce. Někdy se musí nejdříve předkovat v předběžné zápustce a dokončí se v zápustce dokončovací. Takovým zápustkám se říká postupové zápustky.
Tváření (lisování) kovů za studena – tváření za studena se uskutečňuje trvalá změna tvaru výchozího materiálu bez odběru třísek působením vnější síly, podle převládajícího průběhu deformace je tváření plošné a objemové.
Plošným – tvářením se dosáhne žádaného tvaru součásti bez podstatné změny průřezu nebo tloušťky výchozího materiálu. Mechanické vlastnosti se nemění.
Objemové tváření – tímto způsobem se dosáhne žádaného tvaru součásti změnou průřezu nebo tvaru výchozího materiálu. Objem se nemění, ale materiál se zpevňuje a současně klesá jeho tažnost. Tím je omezen počet tvářecích operací.
Stříhání – postup tváření, při kterém je materiál postupně nebo současně oddělován v celém průřezu.
Tváření – je mechanické zpracování materiálu přemisťováním částic tahem nebo tlakem bez porušení jehou soudržnosti. Podle potřeby převládá tah nebo tlak.
Stříhání – tímto způsobem se vytvářejí rozmanité polotovary nebo výrobky z plech nebo pásů. Stříhá se nůžkami nebo stříhacímu nástroji - střihadly. Tyto nástroje se vyrábějí v různém provedení a velikostech, podle druhu výrobků a použité technologie. Ke stříhání plechu rovnými střihy se používají tabulové nůžky. Nestříhá se celá šířka plechu najednou, ale jen určití část, jejíž velikost je pro daný úhel sklonu a druh nůžek stálá.
Střihadla – hlavní částí střihadla je střižník a střižnice. Materiál se vkládá mezi střižník a střižnici a je veden vodícími lištami. Jeho posuv mezi jednotlivými zdvihy zajišťujícími správný chod nástroje, jako např. ústrojí upevňování, posunové, vyhazovací aj.
Jednoduché střihadlo – je určeno pro vystřihování jednoduchých tvarů – výstřižků z pásu plechu. Poloha pásu při stříhání je zajištěna pevným koncovým dorazem. Před dalším vystřižením se pás posune o hodnotu kroku k.
Postupové střihadlo – zhotovuje výstřižky postupně. V prvním kroku je to děrování, v dalším vystřižení tvaru výstřižku. K vymezení správné polohy pásu pro jeho umístění v nástroji se pro děrování použije tzv. načínací doraz. V dalším průběhu práce je poloha pásu zajištěna pevným koncovým dorazem.
Sloučené střihadlo – při jednom pracovním zdvihu nástroje je ve stejné poloze pásu děrován a vystřihován hotový výstřižek.
Sdružené střihadlo – sdružuje ve dvou krocích různé pracovní úkony, jako např. děrování, stříhání a ohýbání.
Ohýbání – způsob tváření materiálu, při němž se vytváří ostré nebo oblé hrany. Je to proces pružné plastické deformace, která má různý průběh od povrchu materiálu k neutrální ose. Při ohybu jsou napětí v krajních vláknech materiálu opačného smyslu. Kolem střední části průřezu ohýbaného materiálu jsou tahová napětí malá, v přechodu mezi tímto pásmem jsou vlákna bez napětí a bez deformace. Jejich spojnice tvoří tzv. neutrální osu, v níž není napětí a která se při ohýbání ani neprodlouží, ani nezkrátí. Neutrální osa je v ohýbané části materiálu posunuta k vnitřní straně ohybu. Není tedy totožná s těžištní osou ohýbaného materiálu. U tenkých plechů není tento rozdíl patrný. Při ohýbání tlustých plechů se však musí s touto okolností počítat. Z délky neutrální osy v ohýbaných částech a z délky rovných úseků se určuje rozvinutá délka polotovaru před ohybem. Vypočítaná délka se ověřuje praktickou zkouškou.
Zpětné odpružení ohýbaných součástí je způsobeno zejména vlivem pružné deformace materiálu. Velikost úhlu odpružení závisí na tvárnosti materiálu, na poloměru ohybu a způsobu deformace ohýbání (bývá 3° až 15°). Proto se materiál ohýbá navíc o úhel odpružení. Kalibrací nebo prolisy výlisků se vliv odpružení téměř odstraní.
Nástroj pro ohýbání je ohýbadlo, výrobek je výlisek. Hlavní částí ohýbadla je ohybník a ohybnice (pohyblivá a pevná část). Podle druhu ohybu dělíme ohýbadla na ohýbání tvaru V, U, apod.
Osa ohybu má být kolmé na směr vláken materiálu vzniklých při válcování plechu. Odpružení materiálu je sice větší, ale není nebezpečí vzniku trhlin na vnější straně ohybu. Poloměr ohybu se volí se zřetelem na odpružení materiálu co nejmenší, se zřetelem na tvárnost a tloušťku ohýbaného materiálu co největší.
Zakružování a lemování
Zakružování – používá se při výrobě válcových nebo kuželových plášťů nádob, kotlů apod., a to o z tlustších plechů (kolem 30 mm). Stroje používané pro tuto tvářecí operaci se nazývají zakružovadla. Jsou buď tříválcová nebo víceválcová. Jejich konstrukce provedení je závislá na tloušťce zpracovávaného plechu.
Lemování – vytváření podélných žlábků uprostřed nebo na okraji plechu, aby se zvětšila tuhost plechových výlisků.
Tažení – při tažení je rovný plech (přístřih, výstřižek) tvářen v dutou polozavřenou nádobu rotačních i nerotačních tvarů. Výtažky se většinou již neupravují. Proto má tažení velký význam zvláště v sériové a hromadné výrobě. Tvářený plech musí mít dostatečnou tažnost.
Rozměry přístřihu se určují z podmínky stálosti objemu (početně, graficky nebo přibližně, zkusmo). Objem výtažku je roven objemu přístřihu (platí obecně).
Nástrojem pro tažení je tažidlo, výrobek výtažek. Hlavní části tažidla jsou tažník (pohyblivá část) a tažnice (pevná část), popř. přidržovač (přidržuje plech k