БУДОВА ТА ВЛАСТИВОСТІ НЕМЕТАЛЕВИХ МАТЕРІАЛІВ 1 ПОНЯТТЯ ПРО

БУДОВА ТА ВЛАСТИВОСТІ НЕМЕТАЛЕВИХ МАТЕРІАЛІВ 1. ПОНЯТТЯ ПРО НЕМЕТАЛЕВІ МАТЕРІАЛИ. 2. ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ НЕОРГАНІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ. 3. ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ СКЛА.

БУДОВА ТА ВЛАСТИВОСТІ НЕМЕТАЛЕВИХ МАТЕРІАЛІВ 4. ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ СИТАЛІВ. 5. ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ КЕРАМІКИ. 6. ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ.

ЛІТЕРАТУРА 1. Закусілов А. П. та інш. Матеріалознавство і технологія виробництва товарів народного споживання. К. 1994 р. с. 80 -88, 107 -119. 2. Алексеев Н. С. Товароведение хозяйственных товаров. т. 1 М. Экономика. 1984 г. с. 6 -22, 5969, 121 -146. 3. Зіміна Н. К. , Андрієнко В. М. , Савчук Н. В. Матеріалознавство та технологія непродовольчих товарів: Навч. посібник. -К. : ІЗМН, 1998 р. с. 49 -65.

1. Поняття про неметалеві матеріали.

НЕМЕТАЛЕВІ МАТЕРІАЛИ n пластичні маси n скло, кераміка, ситали n деревина n композиційні n гумові матеріали n клеї та герметики n лакофарбові матеріали n тощо

НЕМЕТАЛЕВІ МАТЕРІАЛИ Основною складовою частиною цих матеріалів є полімери – сполуки, які складаються із макромолекул, що схожі на витягнуті ланцюжки, окремі ланки яких являють собою атомні угрупування (мономери).

НЕМЕТАЛЕВІ МАТЕРІАЛИ КЛАСИФІКУЮТЬ за хімічним складом: - органічні - елементоорганічні - неорганічні

ОРГАНІЧНІ ПОЛІМЕРИ КАРБОЦЕПНІ (основний молекулярний ланцюг утворюється за рахунок атомів вуглецю) ГЕТЕРОЦЕПНІ (в основному ланцюгу, окрім вуглецю присутні атоми інших елементів, які суттєво змінюють властивості полімерів)

В ГЕРЕРОЦЕПНИХ q КИСЕНЬ – підвищує гнучкість q ФТОР – підвищує хімічну стійкість q ФОСФОР, ХЛОР – підвищує вогнестійкість q СІРКА – підвищує газопроникність q тощо.

ОРГАНІЧНІ ПОЛІМЕРИ смоли каучуки

ЕЛЕМЕНТООРГАНІЧНІ містять неорганічні атоми кремнію, титану, алюмінію та інших елементів, які надають полімеру підвищену вогнестійкість n до атомів основного ланцюжку приєднуються бокові радикальні групи (СН 3, С 6 Н 5, СН 2), які надають матеріалу міцність та еластичність n в природі вони не зустрічаються n представниками є – кремнійорганічні сполуки, теплостікі смоли, каучуки, менш пружні та еластичні ніж органічні полімери. n

ЕЛЕМЕНТООРГАНІЧНІ ПРЕДСТАВНИКАМИ Є: Ø кремнійорганічні Ø теплостікі сполуки, смоли, Ø каучуки, менш пружні та еластичні ніж органічні полімери.

НЕОРГАНІЧНІ n мінеральне n ситали n кераміка слюда n азбест n графіт. n скло

НЕОРГАНІЧНІ nу складі цих сполук немає вуглецевого скелету n основу складають оксиди кремнію, алюмінію, магнію, кальцію та інших металів.

2. Особливості будови та властивостей неорганічних матеріалів.

ДЛЯ НЕОРГАНІЧНИХ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ ХАРАКТЕРНІ: n НЕГОРЮЧІСТЬ n ВИСОКА СТІЙКІСТЬ ДО НАГРІВУ n ХІМІЧНА СТІЙКІСТЬ n НЕ СХИЛЬНІСТЬ ДО СТАРІННЯ n ВИСОКА ТВЕРДІСТЬ n ДОБРИЙ ОПІР СТИСКАЮЧИМ НАВАНТАЖЕННЯМ.

ДЛЯ НЕОРГАНІЧНИХ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ ОДНАК, ВОНИ : n МАЮТЬ ПІДВИЩЕНУ КРИХКІСТЬ n ПОГАНО ПЕРЕНОСЯТЬ РІЗКУ ЗМІНУ ТЕМПЕРАТУРИ n СЛАБО ОПИРАЮТЬСЯ РОЗТЯГУЮЧИМ ТА ВИГИНАЮЧИМ ЗУСИЛЛЯМ n МАЮТЬ БІЛЬШУ ЩІЛЬНІСТЬ, НІЖ ОРГАНІЧНІ ПОЛІМЕРНІ МАТЕРІАЛИ.

НЕОРГАНІЧНІ n ОСНОВОЮ Є ГОЛОВНИМ ЧИНОМ ОКСИДИ ТА БЕЗКИСНЕВІ СПОЛУКИ МЕТАЛІВ. n ОСКІЛЬКИ БІЛЬШІСТЬ ЦИХ МАТЕРІАЛІВ МІСТЯТЬ РІЗНОМАНІТНІ СПОЛУКИ КРЕМНІЮ З ІНШИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ, ЦІ МАТЕРІАЛИ ЩЕ НАЗИВАЮТЬ СИЛІКАТНИМИ.

В СИЛІКАТАХ ДВА ТИПИ ЗВ’ЯЗКІВ: атоми у ланцюгу з’єднані ковалентними зв’язками (Si-О) ланцюги між собою – іонними зв’язками.

СИЛІКАТИ (скло та кераміка ) n ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ БІЛЬШ ВИСОКОЮ ЩІЛЬНІСТЮ n ВИСОКОЮ ПОДОВЖЕНОЮ ТЕПЛОСТІЙКІСТЮ ОДНАК n КРИХКІ n ПОГАНО ПЕРЕНОСЯТЬ ДИНАМІЧНІ НАВАНТАЖЕННЯ.

НЕОРГАНІЧНІ n ОКРІМ СПОЛУК КРЕМНІЮ ШИРОКО ВИКОРИСТОВУЮТЬ ЧИСТІ ОКСИДИ AL, MG, ZR ТА ІНШ. , ЯКІ МАЮТЬ БІЛЬШ ЦІННІ ВЛАСТИВОСТІ.

ТАКИМ ЧИНОМ В ГРУПУ НЕОРГАНІЧНИХ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ ДОЦІЛЬНО ВКЛЮЧИТИ: n НЕОРГАНІЧНЕ СКЛО n СКЛОКРИСТАЛІЧНІ МАТЕРІАЛИ (СИТАЛИ ТА КЕРАМІКА) n ГРАФІТ.

3. ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ СКЛА.

НЕОРГАНІЧНЕ СКЛО СЛІД РОЗГЛЯДАТИ ЯК : n ОСОБЛИВИЙ ЗАТВЕРДІВ ВИД РОЗЧИНУ, ЩО АБО n СКЛАДНИЙ РОЗПЛАВ ВИСОКОЇ В’ЯЗКОСТІ КИСЛОТНИХ ТА ОСНОВНИХ ОКСИДІВ.

СКЛОПОДІБНИЙ СТАН РІЗНОВИД АМОРФНОГО СТАНУ РЕЧОВИНИ n ПРИ ПЕРЕХОДІ СКЛА ІЗ РОЗПЛАВЛЕНОГО РІДКОГО СТАНУ ДО ТВЕРДОГО АМОРФНОГО В ПРОЦЕСІ ШВИДКОГО ОХОЛОДЖЕННЯ ТА НАРОЩУВАННЯ В’ЯЗКОСТІ НЕУПОРЯДКОВАНА СТРУКТУРА , ЯКА ВЛАСТИВА РІДКОМУ СТАНУ, НІБИ “ЗАМОРОЖУЄТЬСЯ” n

СКЛОПОДІБНИЙ СТАН n. У ЗВ’ЯЗКУ З ЦИМ НЕОРГАНІЧНОМУ СКЛУ ВЛАСТИВА НЕУПОРЯДКОВАНА ТА НЕОДНОРІДНА СТРУКТУРА ВНУТРІШНЬОЇ БУДОВИ. n УЯВЛЕННЯ ПРО СКЛО, ЯК ПРО СКЛАДНИЙ РОЗПЛАВ ВИСОКОЇ В’ЯЗКОСТІ БУЛО ВИСЛОВЛЕНЕ ЩЕ Д. І. МЕНДЕЛЄЄВ, А У ПОДАЛЬШОМУ Г. Ц. ТАМАНОМ.

ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ СКЛА. n СТРУКТУРНА ПОДІБНІСТЬ РІДКОГО ТА ТВЕРДОГО СТАНУ ПІДТВЕРДЖУЄТЬСЯ ДАНИМИ РЕНТГЕНІВСЬКОГО АНАЛІЗУ n КРИВІ РОЗСІЮВАННЯ РЕНТГЕНІВСЬКИХ ПРОМЕНІВ СКЛА ЗАЙМАЮТЬ ПРОМІЖНЕ ПОЛОЖЕННЯ МІЖ РІДИНОЮ ТА КРИСТАЛАМИ

КРИСТАЛІТНА (ЛЄБЄДЄВА А. А. ) уявляє скло у вигляді каркасу, який складається з неупорядковано розміщених атомів або іонів, що утворюють так звані КРИСТАЛІТИ , які складають структуру скла. n кристаліти являють собою малі та сильно деформовані структурні утворення. n в центральній частині структура кристаліта близька до структури кристалічної гратки, а по мірі переходу від центру до периферії – до аморфної будови. n

Структурно-координаційна (А. А. Аппена) n структура скла подібна кристалічним сполукам, але розміщення координаційних багатогранників в ній менш упорядковане.

Агрегативна (О. К. Ботвінкіна) у склі є угрупування іонів у вигляді обривків ланцюгів або шарів, які складаються із невеликої кількості кремнієвокисневих тетраедрів. n скло складається із поєднання цих агрегатів. n

Теорія Захаріассена В. n скло являє собою просторову сітку, у вузлах якої розміщені атоми, іони, атомні групи. n сітка утворюється шляхом повторення елементарних комірок, але на відміну від кристалічної гратки менш упорядкована.

АМОРФНОКРИСТАЛІТНА n найкраще підтверджує мікронеоднорідність скла, що складається як правило, з упорядкованих кристалів та неупорядкованої аморфної речовини.

ДЛЯ ОТРИМАННЯ СКЛА ВИКОРИСТОВУЮТЬ РІЗНОМАНІТНІ КОМБІНАЦІЇ ОКСИДІВ, ЯКІ ЗА ПРИЗНАЧЕННЯМ ПОДІЛЯЮТЬСЯ НА: n СКЛОУТВОРЮЮЧІ n МОДИФИКУЮЧІ n ПРОМІЖНІ.

ДЛЯ ОТРИМАННЯ СКЛА ВИКОРИСТОВУЮТЬ СКЛОУТВОРЮЮЧІ – ОКСИДИ КРЕМНІЮ, БОРУ, ФОСФОРУ, ГЕРМАНІЮ, МИШ’ЯКУ. МОДИФІКУЮЧІ – ОКСИДИ ЛУЖНИХ ТА ЛУЖНО-ЗЕМЕЛЬНИХ МЕТАЛІВ ДЛЯ ЗМІНИ ФІЗІКО-ХІМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ. ПРОМІЖНІ - ОКСИДИ AL, PB, FE, TI, ЯКІ МОЖУТЬ ЗАМІЩУВАТИ СКЛОУТВОРЮЮЧІ ТА ЗМІНЮВАТИ ВЛАСТИВОСТІ.

ХІМІЧНИЙ СКЛАД СКЛА n МОЖНА ЗМІНЮВАТИ У ШИРОКИХ МЕЖАХ, ТОМУ І ВЛАСТИВОСТІ СКЛА МОЖУТЬ БУТИ ДОСИТЬ РІЗНОМАНІТНИМИ n ПРОМИСЛОВІ СТЕКЛА МІСТЯТЬ НЕ МЕНШЕ 5 КОМПОНЕНТІВ, А СПЕЦІАЛЬНІ – ЗНАЧНО БІЛЬШЕ.

ВЛАСТИВОСТІ СКЛА В ЗНАЧНІЙ МІРІ ЗАЛЕЖАТЬ ВІД : n КОМПОНЕНТІВ, ДО ЇХ СКЛАДУ n. А ЩО ВХОДЯТЬ ТАКОЖ МЕТОДІВ ЇХ ДОДАТКОВОЇ ОБРОБКИ

ВЛАСТИВОСТІ СКЛА ВВЕДЕННЯ : n ОКСИДУ КАЛІЮ СПРИЯЄ ПІДВИЩЕННЮ ЧИСТОТИ ВІДТІНКУ ТА БЛИСКУ; n СВИНЦЮ ЗАБЕЗПЕЧУЄ ПІДВИЩЕННЯ ЩІЛЬНОСТІ ТА КОЕФІЦІЄНТА ЗАЛОМЛЕННЯ; n ЛУЖНИХ ОКСИДІВ ЗБІЛЬШУЮТЬ ТЕРМІЧНУ СТІЙКІСТЬ, ЗНИЖУЮТЬ КОЕФІЦІЄНТ ЛІНІЙНОГО РОЗШИРЕННЯ.

ВЛАСТИВОСТІ СКЛА n ОБРОБКА ПОВЕРХНЕВОГО ШАРУ СКЛА ТЕРМІЧНИМ, ХІМІЧНИМ ТА ТЕРМОХІМІЧНИМ СПОСОБАМИ ЗАБЕЗПЕЧУЮТЬ ПІДВИЩЕННЯ МЕХАНІЧНОЇ МІЦНОСТІ СКЛА.

ВЛАСТИВОСТІ СКЛА n ТЕРМІЧНИЙ МЕТОД (ЗАКАЛКА) – СКЛО НАГРІВАЮТЬ ДО 620 – 6500 І ВИТРИМУЮТЬ ПРИ ЦІЙ ТЕМПЕРАТУРІ, ПОТІМ ШВИДКО ОХОЛОДЖУЮТЬ З ДВОХ БОКІВ. ПРИ ЦЬОМУ СТІЙКІСТЬ СКЛА ДО СТАТИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ ЗРОСТАЄ У 4 -6 РАЗІВ, ДО УДАРІВ В 5 -7 РАЗІВ, ТЕРМІЧНА СТІЙКІСТЬ В 2 -3 РАЗИ.

ВЛАСТИВОСТІ СКЛА n ХІМІЧНИЙ МЕТОД - ПОЛЯГАЄ У ВИДАЛЕННІ ДЕФЕКТНОГО (З МІКРОТРІЩИНАМИ) ПОВЕРХНЕВОГО ШАРУ СКЛА МЕТОДОМ ХІМІЧНОГО ТРАВЛЕННЯ.

ЗАГАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ СКЛА. n ПРИ НАГРІВАННІ СКЛО ПЛАВИТЬСЯ В ДЕЯКОМУ ТЕМПЕРАТУРНОМУ ІНТЕРВАЛІ ( В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ХІМІЧНОГО СКЛАДУ). n ВЛАСТИВОСТІ СКЛА ІЗОТРОПНІ. n ЩІЛЬНІСТЬ КОЛИВАЄТЬСЯ ВІД 2200 ДО 6500 КГ/М 3 , А СВИНЦЕВИХ МОЖУТЬ ДОСЯГАТИ 8000 КГ/М 3.

МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СКЛА n ВИСОКИЙ ОПІР СТИКАННЮ (500 - 2000 МПА) n НИЗЬКА ГРАНИЦЯ МІЦНОСТІ ПРИ РОЗТЯГУВАННІ (30 -90 МПА) ТА ЗГИНАННІ (50 -150 МПА) n ВИСОКИЙ МОДУЛЬ ПРУЖНОСТІ (45100 МПА) n ТВЕРДІСТЬ ЗА МІНЕРАЛОГІЧНОЮ ШКАЛОЮ МООСА В МЕЖАХ 5 -7 ОД. n УДАРНА В’ЯЗКІСТЬ НИЗЬКА (1, 5 – 2, 5 КДЖ/М 2), ТОБТО ВОНО КРИХКЕ.

ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СКЛА : n ПРОПУСКАЄ 90% ПОГЛИНАЄ 1%, ВІДОБРАЖАЄ 8% ВИДИМОГО ТА ІНФРАЧЕРВОНОГО СВІТЛА n УФ – НЕ ПРОПУСКАЄ, МАЙЖЕ ПОВНІСТЮ ПОГЛИНАЄ.

ТЕРМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СКЛА ТЕРМОСТІЙКІСТЬ : n ДЛЯ БІЛЬШОСТІ СТЕКОЛ - 90– 1700 0 С n ДЛЯ КВАРЦОВОГО - 800 - 10000 0 С

ОСНОВНІ ВИДИ СКЛА КВАРЦОВЕ - ПРАКТИЧНО ІЗ ЧИСТОГО КРЕМНЕЗЕМУ. МАЄ ВИСОКУ ТЕРМО ТА ХІМІЧНУ СТІЙКІСТЬ. n БЕЗОСКОЛКОВЕ (ТРИПЛЕКС) – КОМБІНОВАНЕ СКЛО, ЩО СКЛАДАЄТЬСЯ З ДВОХ АБО ДЕКІЛЬКОХ ШАРІВ ЗВИЧАЙНОГО СКЛА СКЛЕЄНОГО ЕЛАСТИЧНИМ ТА ПРУЖНИМ ШАРОМ ПРОЗОРОГО ОРГАНІЧНОГО ПОЛІМЕРУ. n

ОСНОВНІ ВИДИ СКЛА n ПІНОСКЛО – ОТРИМУЮТЬ СПІНЮВАННЯМ РОЗПЛАВЛЕНОГО СКЛА ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 700 -9000 С РІЗНОМАНІТНИМИ ГАЗОВИМИ РЕЧОВИНАМИ ( КРЕЙДА, ВУГІЛЛЯ, КОКС) n СКЛЯНЕ ВОЛОКНО – ОТРИМУЮТЬ ІЗ РОЗПЛАВЛЕНОГО СКЛА ВИТЯГУВАННЯМ СКЛОМАСИ ЧЕРЕЗ ФІЛ’ЄРИ АБО ІНШИМИ СПОСОБАМИ

ОСНОВНІ ВИДИ СКЛА n ТЕРМОПАН – ТРИШАРОВЕ СКЛО, ЩО СКЛАДАЄТЬСЯ ІЗ ДВОХ СТЕКОЛ ТА ПОВІТРЯНОГО ПРОМІЖКУ МІЖ НИМИ (ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ ЯК ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНИЙ МАТЕРІАЛ) n ТОЩО.

4. ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ СИТАЛІВ.

СИТАЛИ n ОДЕРЖУЮТЬ НА ОСНОВІ НЕОРГАНІЧНИХ СТЕКОЛ, ШЛЯХОМ ЇХ ПОВНОЇ АБО ЧАСТКОВОЇ КРИСТАЛІЗАЦІЇ, ЩО УПРАВЛЯЄТЬСЯ n ВІД СКЛА СИТАЛИ ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ МІНЕРАЛОГІЧНИМ СКЛАДОМ ТА МІКРОКРИСТАЛІЧНОЮ БУДОВОЮ n ВІД КЕРАМІКИ СИТАЛИ ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ БІЛЬШОЮ МІЛКОЗЕРНИСТІСТЮ ТА ОДНОРІДНІСТЮ МІКРОКРИСТАЛІЧНОЇ СТРУКТУРИ.

ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ СИТАЛІВ. n ТЕРМІН “СИТАЛИ” УТВОРЕНИЙ ВІД СЛІВ : “СКЛО” ТА “КРИСТАЛ”. n ЗА КОРДОНОМ ЇХ НАЗИВАЮТЬ СКЛОКЕРАМІКОЮ , ПІРОКЕРАМІКОЮ.

ДО СКЛАДУ СИТАЛІВ ВХОДЯТЬ: n СКЛОУТВОРЮЮЧІ ОКСИДИ (AL, SI, MG, CA, LI) n КАТАЛІЗАТОРИ (НУКЛЕАТОРИ) ЦЕ СОЛІ СВІТЛОЧУТЛИВИХ МЕТАЛІВ AU ТА AG , CU n ФТОРИСТІ І ФОСФАТНІ СПОЛУКИ n ГЛУШНИКИ

ВЛАСТИВОСТІ СИТАЛІВ НА ВІДМІНУ ВІД ЗВИЧАЙНОГО СКЛА, ВЛАСТИВОСТІ ЯКОГО ВИЗНАЧАЮТЬСЯ В ОСНОВНОМУ ХІМІЧНИМ СКЛАДОМ, ДЛЯ СИТАЛІВ ВИРІШАЛЬНЕ ЗНАЧЕННЯ МАЮТЬ СТРУКТУРА ТА ФАЗОВИЙ СКЛАД. n ПРИЧИНА ПОЗИТИВНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ СИТАЛІВ У ЇХ ДРІБНОЗЕРНИСТОСТІ, МАЙЖЕ ІДЕАЛЬНІЙ ПОЛІКРИСТАЛІЧНІЙ СТРУКТУРІ. n

ВЛАСТИВОСТІ СИТАЛІВ ІЗОТРОПНІ, ВОНИ МАЮТЬ: n ВИСОКУ ТВЕРДІСТЬ, ЯКА НАБЛИЖАЄТЬСЯ ДО ЗАКАЛЕНОЇ СТАЛІ n МІЦНІСТЬ n ВИСОКУ ДО ЗГИНАННЯ 150 -500 МПА ТЕРМОСТІЙКІСТЬ 700 -8000 С

ВЛАСТИВОСТІ СИТАЛІВ n ВИСОКУ ХІМІЧНУ СТІЙКІСТЬ n ЗНОСОСТІЙКІСТЬ В 25 РАЗІВ ВИЩЕ ЗВИЧАЙНОГО СКЛА n ТЕПЛОПРОВІДНІСТЬ, ЗВИЧАЙНІ СТЕКЛА n АЛЕ ВОНИ КРИХКІ. ЯКА ПЕРЕВАЖАЄ

ВИДИ СИТАЛІВ. n ФОТОСИТАЛИ n ТЕРМОПЛАСТИ n ШЛАКОСИТАЛИ ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ № 8 ДАТИ ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЗАНАЧЕНИМ ВИДАМ СИТАЛІВ

5. ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ КЕРАМІКИ.

ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ КЕРАМІКИ. n КЕРАМІКА – неорганічний матеріал, який одержують із відформованих мінеральних мас в процесі високотемпературного випалу (1200 -25000 С). n В результаті випалу формується структура матеріалу ( спікання) і виріб набуває необхідних фізикомеханічних властивостей.

ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ КЕРАМІКИ. Будь-який керамічний матеріал являється багатофазною системою та містить такі фази: n кристалічну n склоподібну n газову (пори).

ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ КЕРАМІКИ. КРИСТАЛІЧНА ФАЗА – хімічні сполуки та тверді розчини. Це основа кераміки яка визначає механічну міцність, термостійкість та інш. властивості. n СКЛОПОДІБНА – у вигляді прошарків скла, які пов’язують кристалічну фазу (1 -10%). Ця фаза знижує механічні міцність та термостійкість. Однак, вони полегшують технологію обробки виробів. n ГАЗОВА ФАЗА – являє собою гази , що знаходяться у порах кераміки. n

ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ КЕРАМІКИ. ПО ГАЗОВІЙ ФАЗІ КЕРАМІКУ ПІДРОЗДІЛЯЮТЬ НА: n щільну n без відкритих пор n пористу. Наявність навіть закритих пор сильно знижує механічну міцність.

кераміка побутова спеціальна

Кераміка спеціальна оксидна безкиснева

ВИДИ КЕРАМІКИ n. У виробництві ОКСИДНОЇ кераміки використовують в основному оксиди Al 2 O 3 (корунд), Zr 2 O, Mg. O, Ca. O, Be. O n Структура кераміки однофазна полікристалічна n Окрім кристалічної фази може міститися невелика кількість газів (пори) та склоподібної фази, яка утворюється в результаті наявності домішок у вихідних матеріалах

ВИДИ КЕРАМІКИ n ОКСИДНА кераміка має більш високу міцність при стисканні ніж при розтягуванні та вигинання. З підвищенням температури міцність кераміки знижується n Температура плавлення чистих оксидів перевищує 20000 С, тому їх відносять до класу високовогнестивких.

ВИДИ КЕРАМІКИ БЕЗКИСНЕВА КЕРАМІКА n Отримують на основі тугоплавких безкисневих сполук n До тугоплавких безкисневих сполук відносять сполуки елементів : n з вуглицем (Ме. С) –карбіди, n з бором (Ме. В 0 – бориди, n з азотом (Ме. N) –нітриди, n з кремнієм (Ме. Si) – сіліциди та з сіркою (Ме. S) –сульфіди.

ВИДИ КЕРАМІКИ ЦІ СПОЛУКИ ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ ВИСОКИМИ: n вогнетривкістю (2500 -35000 С) n твердістю (іноді такою як у азмазу) n зносостійкістю по відношенню до агресивних середовищ n але вони крихкі.

6. Особливості структури та властивостей композиційних матеріалів.

КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ це з’єднання високоміцних, жаростійких або надто жорстких (високо-модульних) тонких волокон n із полімерною, металевою або керамічною матрицею, в яку занурені ці волокна і які зв’язуються нею у монолітне тіло. n

КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ n ЗА ЖОРСТКІСТЮ ТА ПИТОМОЮ МІЦНІСТЮ , МІЦНІСТЮ ПРИ ВИСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ, ОПОРОМ ВТОМЛЮЮЧОМУ РУЙНУВАННЮ ТА ІНШИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ ЗНАЧНО ПЕРЕВАЖАЮТЬ КОНСТРУКЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ. n ЇХ ВЛАСТИВОСТІ ВИЗНАЧАЮТЬСЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ КОМПОНЕНТІВ ТА МІЦНІСТЮ ЗВ’ЯЗКУ МІЖ НИМИ.

КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ n властивості матриці визначають технологію отримання композиційних матеріалів, температуру експлуатації, опір стомлюючому руйнуванню, щільність та питому міцність. n зміцнювачи (наповнювачи) рівномірно повинні бути розміщені в матриці. n за твердістю, міцністю та модулем пружності зміцнювачи або так звані «армуючі компоненти» повинні значно переважати матрицю.

КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ можуть бути двох типів n НА МЕТАЛЕВІЙ ОСНОВІ ( МАТРИЦЯ ІЗ МЕТАЛІВ АБО ІЗ СПЛАВІВ) n НА НЕМЕТАЛЕВІЙ ОСНОВІ ( МАТРИЦЯ ІЗ ПОЛІМЕРІВ, ВУГЛЕЦЮ ТА КЕРАМІКИ)

КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ З МЕТАЛЕВОЮ МАТРИЦЕЮ МАТРИЦЯ ( ЧАСТІШЕ AL, MG, NI ТА ЇХ СПЛАВИ), n ЗМІЦНЕНА ВИСОКОМІЦНИМИ ВОЛОКНАМИ ( ВОЛОКНИСТИМИ МАТЕРІАЛАМИ ) АБО ТОНКОДИСПЕРСНИМИ ТУГОПЛАВКИМИ ЧАСТИНКАМИ, ЩО НЕ РОЗЧИНЯЮТЬСЯ В ОСНОВНОМУ МЕТАЛІ (ДИСПЕРСНО ЗМІЦНЕНІ МАТЕРІАЛИ). n

КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ ДИСПЕРСНО ЗМІЦНЕНІ n ВОЛОКНИСТІ n АМОРФНІ МЕТАЛИ. n

ДИСПЕРСНО ЗМІЦНЕНІ n АРМУЮЧІ КОМПОНЕНТИ ПРИСУТНІ У ВИГЛЯДІ ЧАСТИНОК МАЛОГО РОЗМІРУ n ВОНИ ІЗОТРОПНІ n НАВАНТАЖЕННЯ НЕСЕ МАТРИЦЯ

ВОЛОКНИСТІ n АРМУЮЧІ КОМПОНЕНТИ У ВИГЛЯДІ ВОЛОКНА АБО ПЛАСТИНИ n ВОНИ АНІЗОТРОПНІ n НАВАНТАЖЕННЯ НЕСЕ ЗМІЦНЮВАЧ

АМОРФНІ МЕТАЛИ ВІДСУТНІЙ ДАЛЬНІЙ ПОРЯДОК У РОЗТАШУВАННІ АТОМІВ n ЇХ ІНОДІ НАЗИВАЮТЬ МЕТАЛЕВИМ СКЛОМ АБО НЕКРИСТАЛІЧНИМИ СПЛАВАМИ n

КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ З НЕМЕТАЛЕВОЮ МАТРИЦЕЮ n МАТРИЦІ - ПОЛІМЕРНІ, ВУГЛЕЦЕВІ І КЕРАМІЧНІ МАТЕРІАЛИ n. З ПОЛІМЕРНИХ – ЕПОКСИДНІ, ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГІДНІ І ПОЛІАМІДНІ ПЛАСТМАСИ n ВУГЛЕЦЕВІ – ОДЕРЖУЮТЬ ІЗ СИНТЕТИЧНИХ ПОЛІМЕРІВ, ПІДДАНИХ ГІДРОЛІЗУ.

КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ З НЕМЕТАЛЕВОЮ МАТРИЦЕЮ n властивості залежать від складу компонентів, їхнього сполучення, кількісного співвідношення, міцності зв'язку між ними. n чим вище міцність і модуль пружності армуючих компонентів, тим вище міцність

КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ З НЕМЕТАЛЕВОЮ МАТРИЦЕЮ АРМУЮЧІ МАТЕРІАЛИ МОЖУТЬ БУТИ У ВИГЛЯДІ : n волокон (до 60 -80% - у орієнтованих, до 20 -30% - у неорієнтованих) n джгутів n ниток n стрічок n багатошарових тканин.

КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ З НЕМЕТАЛЕВОЮ МАТРИЦЕЮ ЗА ВИДОМ АРМУЮЧОГО КОМПОНЕНТА: q. СКЛОВОЛОКНИСТІ q. КАРБОВОЛОКНИСТІ З ВУГЛЕЦЕВИМИ ВОЛОКНАМИ q. БОРОВОЛОКНИСТІ q. ОРГАНОВОЛОКНИСТІ.