- •Н.В. Храмцов Основы материаловедения
- •Введение
- •Общие понятия о материалах
- •Исходные понятия
- •1.2. Классификация материалов
- •1. 3. Качество материалов
- •2. Свойства материалов
- •2.1. Химический состав. Макро и микроструктура металлов
- •2.2. Физические свойства материалов
- •Значения плотности некоторых материалов*
- •Взаимосвязь плотности с другими показателями
- •Где ф и o - прочность пористого (фактического) и беспористого материала;
- •Следовательно, более пористые материалы имеют более низкую прочность (рис. 2.2) по сравнению с материалами, имеющими меньше пор. Температурные характеристики
- •Т аблица 2.4 Некоторые температурные характеристики материалов
- •Коэффициенты теплопроводности материалов
- •Теплота плавления
- •Коэффициенты теплоемкости материалов
- •Коэффициенты линейного расширения материалов
- •Характеристики взаимодействия материалов с жидкостями и газами
- •Коэффициенты водопоглащения материалов
- •Электромагнитные свойства
- •Магнитные свойства материалов
- •2.3. Механические характеристики материалов
- •У сталостные испытания
- •2.4. Технологические свойства
- •Потребительские показатели качества материалов
- •Влияние воздуха и воды на свойства материалов
- •Влажность воздуха
- •Точка росы
- •2.7. Экологическая безопасность строительных материалов
- •Средние затраты энергии на производство единицы продукции
- •3. Металлы и сплавы
- •3.1. Кристаллическая структура металлов
- •3.2. Чугуны и стали
- •Сравнительные показатели чугунов и сталей
- •3.3. Углеродистые и легированные стали
- •Легированные стали
- •Арматурные стали
- •3.4. Жаростойкие и тугоплавкие металлы и сплавы
- •3.5. Термообработка сталей
- •Закалка сталей
- •3.6. Общие свойства цветных металлов и сплавов
- •Свойства цветных металлов
- •3.7. Алюминиевые сплавы
- •3.8. Медные сплавы
- •3.9. Свинец, олово, серебро и цинк
- •3.10. Титан и его сплавы
- •4. Каменные строительные материалы
- •4.1. Природные каменные материалы
- •4.2. Вяжущие неорганические материалы
- •Определение марки цемента в результате испытаний
- •4.3. Искусственные каменные материалы
- •Классификация бетонов
- •Классификация керамики
- •Основные различия между силикатными и керамическими кирпичами
- •4.3. Современные стеновые строительные материалы
- •5. Органические материалы
- •5.1. Лесоматериалы
- •Защита древесины от гниения и возгорания
- •5.2. Строительные изделия из древесины
- •Изделия из древесины
- •5.3. Использования древесных отходов
- •5.4. Органические вяжущие
- •5.5. Современные технологии деревянного домостроения
- •Клееные брусья
- •Термодревесина
- •6. Порошковые и композиционные материалы
- •6.1. Классификация порошковых материалов
- •Классификация порошковых материалов
- •Конструкционные металлические порошковые материалы по назначению могут быть:
- •6.2. Получение металлических порошков и изготовление деталей
- •6.3. Композиционные материалы
- •Примерами композиционных материалов являются:
- •7. Полимерные и пластические материалы
- •7.1. Общие свойства
- •Классификация полимерных материалов
- •Достоинства пластмасс:
- •Недостатки пластмасс:
- •7.2. Термопластичные полимеры
- •Группы полимерных материалов
- •Классификация наполнителей полимерных материалов
- •7.3. Изготовление и ремонт деталей
- •Сварка полимерных материалов
- •Способы сварки пластмасс
- •Клеевые составы на основе эпоксидных смол
- •7.5. Резиновые материалы
- •8. Основы получения сырья, обработки материалов, изготовления деталей и сборки конструкций
- •8.1. Добыча сырья
- •8.2. Изготовление материалов
- •Поризация строительных материалов
- •8.3. Обработка камня
- •8.4. Обработка древесины
- •8.5. Литье и прокатка металлов
- •Технология изготовления бесшовных труб
- •8.6. Резка металлов
- •Причины затрудненной резки некоторых сплавов
- •8.7. Антикоррозионная защита металлов и сплавов
- •8.8. Механическая обработка металлов
- •8.9. Сборка деталей
- •9. Сварка металлов
- •9.1. Классификация способов сварки
- •9.2. Тепловые процессы при сварке
- •9.2. Тепловые процессы при сварке
- •9.3. Основы электродуговой сварки и наплавки
- •9.4. Ручная электродуговая сварка и наплавка
- •9. 5. Особенности сварки чугуна и алюминия
- •9.7. Газовая сварка и наплавка
- •9.8. Оценка качества сварки
- •Методы контроля с разрушением сварного соединения
- •10. Перспективные технологии
- •10.1. Нанотехнологии
- •Размерные приставки для единиц измерения
- •Фуллерены
- •Нанотрубки
- •Шунгиты
- •Шунгит имеет следующие замечательные свойства:
- •Нанобетоны и наноасфальты
- •Полимерцементогрунт
- •Области применения наноматериалов
- •Научные перспективы
- •10.2. Фаббер-технологии в производстве деталей и строительных конструкций
- •10.3. Лазерные технологии
- •Характеристики резки материалов лазером мощностью 1,5 кВт
- •Литература
- •4.2. Вяжущие неорганические материалы -82
- •5. Органические материалы -102
- •6. Порошковые и композиционные материалы - 111
- •6.2. Получение металлических порошков и изготовление деталей -115
- •7. Полимерные и пластические материалы -120
- •9. Сварка металлов - 163
- •Механические свойства арматурной стали по классам
7. Полимерные и пластические материалы
Полимерные и пластические материалы применяются при изготовлении машиностроительных (шестерни, рычаги, крышки, корпуса, трубы и т.д.) и строительных (пленки, трубы, теплоизоляционные материалы и др.) деталей, для нанесения коррозийно-стойких и декоративных покрытий на металлические изделия и прокат (лакокрасочные материалы, биметаллический листовой прокат и др.), для ремонтных целей (нанесение покрытия взамен изношенного металла) и для неразъемного соединения (склеивания) деталей.
Полимеры - это высокомолекулярные соединения искусственного или естественного происхождения. Слово «полимер» греческое и несет смысл «многочисленное». Молекулы полимеров состоят из многократно повторяющихся элементов одинаковой структуры, образующих линейные или разветвленные цепи, или пространственные решетки. Полимеры (высокомолекулярные соединения) получают синтезом из простых низкомолекулярных веществ.
Пластмассы - композиционные материалы, изготовленные на основе полимеров, способные при заданных температуре и давлении принимать определенную форму, которая сохраняется в условиях эксплуатации. Кроме полимера, являющегося связующим веществом, в состав пластмассы входят наполнители, пластификаторы, отвердители, ускорители, красители и другие добавки. Содержание наполнителей (металлический порошок, цемент, графит, ткань и др.) может достигать до 70%.
7.1. Общие свойства
Большое разнообразие полимеров определяется их происхождением, химическим составом, структурой и другими особенностями (табл.7.1).
Таблица 7.1
Классификация полимерных материалов
№ |
Признак классификации |
Группы |
Особенности строения, примеры |
1 |
Состав звеньев и вид химической связи |
1.1. Органические 1.2. Элементоорганические 1.3. Неорганические |
Атомы С, Н, О, S C+ Si ( Al, Ti, Sb,….) Нет атомов углерода |
2 |
Структура |
2.1. Аморфная
2.2. Кристаллическая
2.3. Аморфно - кристаллическая |
Неориентированная аморфная структура Ориентированная кристаллическая структура Состоит из участков ориентированной (кристаллической) и неориентированной (аморфной) структур |
3 |
По способу соединения звеньев |
3.1. Линейные
3.2. Разветвленные
3.3. Сетчатые, т.е. пространственные (3-х мерная сетка с поперечными химическими связями) |
-А-А-А-А-…
А А -А-А-А-А-А- … А А
-А-А-А-А-А- А-… А А -А-А-А-А-А-А-
|
4 |
По происхождению |
4.1. Природные
4.2. Искусственные, получаемые путем химической модификации природных веществ 4.3. Синтетические, получаемые синтезом из низкомолекулярных веществ |
Биополимеры: целлюлоза, смолы Нитроцеллюлоза, резина, эбонит,…
Полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол,… |
5 |
По отношению к нагреву |
5.1 Термопластичные: при нагреве переходят из твердого состояния в жидкое (плавятся) 5.2 Термореактивные: переход из жидкого состояния в твердое необратим |
Битумы, полиэтилен, поливинилхлорид, смолы, … Смолы, олифы, каучук,… |