12. srpna 2019 11:20

Dokonalé zpracování kovů začíná u čistoty slitiny

Cesta k dokonalému zpracování kovů začíná u čistoty slitiny. A u elektronového mikroskopu.

Jen pár zasvěcených ví, že v Boskovicích, malém městě severně od Brna, sídlí již téměř 30 let jeden z nejvýznamnějších výrobců keramických filtrů. Ty se používají zejména ve slévárenském průmyslu, kde zajišťují čistotu slitiny a také lepší vlastnosti odlitků. Při výrobě filtrů využívá firma Láník elektronovou mikroskopii již od roku 1997. Na místo, kde by elektronový mikroskop čekal jen málokdo, jsme se proto vydali pořídit reportáž.

Keramické filtry a jejich použití

Na první pohled vypadá keramický 3D filtr jako houbička na nádobí ve tvaru puku. O to více překvapí, že jeho jemná struktura dokáže odolat teplotám vyšším než 1 000 °C a zároveň zachytit nežádoucí příměsi v roztaveném kovu. Ty se zachytávají ve speciálně tvarovaných pórech a záhybech mimořádně pevné a odolné keramiky. Pokud to velmi zobecníme, mají všechny filtry dvě základní vlastnosti. Tou první je velikost pórů, která zjednodušeně řečeno udává, jak velké nečistoty filtr dokáže zachytit. Tou druhou je potom průtočnost, jež určuje, kolik tekutiny dokáže filtr zpracovat za jednotku času. Tajemství úspěchu keramických filtrů Láník spočívá právě v jejich struktuře. Kanálky ve filtrech využívají poznatků o vlastnostech proudění roztaveného kovu, kdy například různá rychlost průtoku ovlivňuje usazování strusky a nežádoucích příměsí ve filtru.

O kvalitě filtru rozhodují nanometry

Jak nám prozradil Petr Mareček, pracovník technického rozvoje a operátor elektronového mikroskopu TESCAN VEGA3, ke své práci využívá především režim vysokého vakua. „Vyhovuje nám, že vzorky nemusíme pokovovat. Přestože je keramika nevodivá, nenabíjí se a v elektronovém mikroskopu krásně vynikne její topografie,“ uvedl Mareček. Kromě samotných elektronů využívají v Láníku i EDS analýzu chemického složení pro přesnou identifikaci zobrazovaných materiálů. Na mikroskopu TESCAN VEGA3 provádí také automatickou kvantitativní analýzu pro zjištění defektů mezi zrny a plošnou analýzu oblasti kolem 100 nm. „U té nás zajímá topografie povrchu, uspořádání a slinutí zrn, jejich chemické složení a také kontrola kvality po výpalu,“ popsal Mareček. „Při kontaktu filtru s kovem dochází ke vzniku mikrotrhlin, které mohou měnit jeho vlastnosti. My s nimi proto počítáme, a naopak je umíme využít. Za zdánlivě jednoduchým produktem jsou roky zkušeností a inovací.“

Tuny žhavého kovu i nečistoty v řádu mikronů

Některé výrobky z produkce boskovického specialisty zvládnou přefiltrovat až desítky tun materiálů. Filtry se vyrábí pomocí technologie impregnace polyuretanu a jejich funkcí je kromě vyčištění kovu i lepší plnění formy taveninou. Každý filtr z Láníku navíc musí být stoprocentně spolehlivý a účinný. Jakékoliv selhání by pro zákazníky mohlo znamenat vysoké ztráty. Zejména u drahých kovů tak nesmí vznikat žádné zmetky a výsledná slitina musí být velmi čistá. Elektronový mikroskop v Láníku mimo jiné využívají pro kontrolu jakosti, kdy analyzují zrnitost surovin v rozlišení jednotek mikrometrů.

www.tescan.com