Параметри гратки. 5 страница

Вже при невеликих домішках другого компоненту такі характеристики як твердість, електроопір та ін. стають вищими, ніж властивості компонентів, що становлять сплав, а електропровідність та магнітна проникність знижуються.

3.У сплавах – твердих розчинах з обмеженою розчинністю (111 типу) властивості для:

однофазних твердих розчинів змінюються криволінійно;

двофазних - прямолінійно.

4.У сплавах, що утворюють хімічні сполуки (1У типу) властивості змінюються стрибком.

Таким чином, знаючи діаграму станів сплавів можна робити висновки про властивості багатьох сплавів:

ОДНОФАЗНІ СПЛАВИ –мають кращі властивості, ніж двофазні, краще деформуються у холодному та гарячому стані, більш корозійностійкі, ніж двофазні;

ОДНОФАЗНИЙ ТВЕРДИЙ РОЗЧИН – має погану здатність до лиття, пластичний, добре прокатується, пресується, твердість, міцність та електроопір вище ніж у чистих металів, а електропровідність та коефіцієнт електроопору менше.

ДВОФАЗНІ СПЛАВИ – легше обробляються різанням, мають погану здатність до лиття, тобто чим більша відстань між лініями ліквідус та солідус, тим менше рідкоплинність.

ЕВТЕКТИЧНІ СПЛАВИ – добре формуються литтям та різанням.

НАВЧАЛЬНІ ЗАВДАННЯ, ЗАПИТАННЯ ДЛЯ ПОТОЧНОГО КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ ТА ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ

Див. НМКД с.32-34 (лабораторна робота 3) та “Робочий зошит для виконання лабораторних робіт з курсу “Матеріалознавство та основи технології виробництва товарів народного споживання ” (ч.ІІ).

ТЕРМІНОЛОГІЧНИЙ СЛОВНИК

СПЛАВАМИ називають тверді речовини, які одержують шляхом дифузії елементів у твердому, рідкому або газоподібному стані.

ТВЕРДІ РОЗЧИНИ - це фази в яких один із компонентів – розчинник зберігає свою кристалічну гратку, а інший (або інші компоненти) віддають свої атоми у гратку розчинника.

ХІМІЧНІ СПОЛУКИ - це фази які мають кристалічну гратку з упорядкованим розміщенням атомів, яка відрізняється від граток компонентів, які утворюють цю сполуку.

МЕХАНІЧНІ СУМІШІ - можуть складатися з компонентів, які не розчиняються один в одному. Вони неоднорідні - це суміші кристалів висхідних компонентів.

ЕЛЕКТРОННІ СПОЛУКИ - як і хімічні суміші з нормальною валентністю мають гратку, яка відрізняється від граток висхідних компонентів.

ФЛУКТУАЦІЯМИ КОНЦЕНТРАЦІЇ – називають тимчасово виникаючі відхилення хімічного складу сплаву в окремих малих об’ємах рідкого розчину від середнього його складу.

ДІАГРАМА СТАНІВ СПЛАВУ – це графічне відображення залежності температур фазових перетворень у сплавах від їх складу, а також рівноважного та нерівноважного стану цих сплавів.

ДІАГРАМУ МЕХАНІЧНА СУМІШ утворюють сплави компоненти яких у рідкому стані необмежено розчинні один в одному, а у твердому стані нерозчинні і не утворюють хімічні сполуки:

ЕВТЕКТИКА – механічна суміш двох або більше видів кристалів, що одночасно кристалізуються із рідини, в перекладі з грецької “легко плавиться”.

ЛІКВІДУС - л інія початку кристалізації.

СОЛІДУС - л інія кінця кристалізації.

КОНОДА - л інія, що поєднує склад фаз, які знаходяться у рівновазі.

ДІАГРАМУ ТВЕРДИЙ РОЗЧИН З НЕОБМЕЖЕНОЮ РОЗЧИННІСТЮ утворюють компоненти сплаву, які мають повну взаємну розчинність як у рідкому, так і у твердому стані і не утворюють хімічних з’єднань

ДІАГРАМУ ТВЕРДИЙ РОЗЧИН З ОБМЕЖЕНОЮ РОЗЧИННІСТЮ утворюють сплави, у яких компоненти необмежено розчинні у рідкому стані, обмежено – у твердому, утворюють при кристалізації евтектику.

ДІАГРАМУ ХІМІЧНА СПОЛУКА УТВОРЮЮТЬ сплави, компоненти яких необмежено розчинні у рідкому стані, нерозчинні у твердому та утворюють стійкі хімічні сполуки.

ПРАВИЛО ФАЗ використовується для виявлення факторів, які можна змінювати без зміни числа фаз у системі.

ПРАВИЛО ВІДРІЗКІВ використовують для визначення кількості фаз при будь-якій температурі сплаву у двофазній області.

ЛІТЕРАТУРА

1.Закусілов А.П. та інш. Матеріалознавство і технологія виробництва товарів народного споживання. К. 1994р. 2.Ещенко В.Ф., Леженин Е.Д. Товароведение хозяйственных товаров.т.2 М.Экономика. 1984г.

3.Алексеев Н.С., Ганцов Ш.К., Кутянин Г.И. Теоретические основы товароведения непродовольственных товаров.М.Эконо-мика.1988.

4.Зіміна Н.К., Андрієнко В.М., Савчук Н.В. Матеріалознавство та технологія непродовольчих товарів:Навч. посібник.-К.: ІЗМН, 1998 р.

5.Мозберг Р.К. Материаловедение. М. Выс-шая школа.,1991.

6.Федаева Н.И.Основы технологии производства товаров важнейших отраслей промышленности..-Гомель.-1995г. с.15-22.

ТЕМА 4.БУДОВА ТА ВЛАСТИВОСТІ НЕМЕТАЛЕВИХ МАТЕРІАЛІВ

4.1.ПОНЯТТЯ ПРО НЕМЕТАЛЕВІ МАТЕРІАЛИ

Окрім металів та сплавів у виробництві товарів народного споживання використовують неметалеві матеріали:

- пластичні маси;

- композиційні та гумові матеріали;

- клеї та герметики;

- лакофарбові матеріали;

- скло, кераміка, ситали;

- деревина тощо.

Основною складовою частиною цих матеріалів являється полімери – сполуки, які складаються із макромолекул, що схожі на витягнуті ланцюжки, окремі ланки яких являють собою атомні угрупування (мономери). Для зручності вивчення зв’язку складу, структури із властивостями полімерів їх можна класифікувати за різними ознаками.

За хімічним складом:

- органічні;

- елементоорганічні;

- неорганічні.

ОРГАНІЧНІ ПОЛІМЕРИ складають найбільш поширену групу сполук. Якщо основний молекулярний таких сполук утворюється за рахунок атомів вуглецю, то вони називаються КАРБОЦЕПНИМИ полімерами. В ГЕТЕРОЦЕПНИХ полімерах атоми інших елементів, які присутні в основному ланцюгу, окрім вуглецю, суттєво змінюють властивості полімерів:

- О – підвищує гнучкість;

- ФТОР – підвищує хімічну стійкість;

- ФОСФОР,ХЛОР – підвищує вогнестійкість;

- СІРКА – підвищує газопроникність тощо.

Органічні полімери –це смоли та каучуки.

До складу ЕЛЕМЕНТООРГАНІЧНИХ полімерів входять неорганічні атоми кремнію, титану, алюмінію та інших елементів, які надають полімеру підвищену вогнестійкість. До атомів основного ланцюжку приєднуються бокові радикальні групи (СН₃, С₆Н₅, СН₂), які надають матеріалу міцність та еластичність. В природі вони не зустрічаються. Представником являються – кремнійорганічні сполуки, теплостійкі смоли, каучуки, менш пружні та еластичні ніж органічні полімери.

До НЕОРГАНІЧНИХ полімерів відносять силікатне скло, кераміку, слюду, азбест, графіт.

У складі цих сполук немає вуглецевого скелету, а основу складають оксиди кремнію, алюмінію, магнію, кальцію та інших металів.

В силікатах існують два типи зв’язків:

атоми у ланцюгу з’єднані ковалентними зв’язками (Si-О), а ланцюги між собою – іонними зв’язками. Тому ці полімери відрізняються більш високою щільністю, високою подовженою теплостійкістю. Однак, стекла та кераміка крихкі, погано переносять динамічні навантаження.

За структурою (або формою) макромолекул полімери поділяють на:

а) лінійні (ланцюгоподібні) – велика міцність вздовж ланцюга і слабкими між молекулярними зв’язками забезпечують еластичність, здатність його розм’якшуватись при нагріванні, а при охолодженні твердіти;

б) розгалужені – мають меншу щільність, менш міцні, більш розчинні та легкоплавкі;

в) драбинчасті – більш жорсткі, теплостійкі, нерозчинні в стандартних органічних розчинниках;

г) просторові (сітчасті); рідко сітчасті (гуми) втрачають здатність розчинятися і плавитись, вони пружні; густосітчасті – відрізняються твердістю, підвищеною теплостійкістю, нерозчинністю. Це основна маса конструкційних не металічних матеріалів.

д) паркетні – пластичні, відносять графіт, являє собою карбоцепний полімер.

4.2.ПОНЯТТЯ НЕОРГАНІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ

До неорганічних полімерних матеріалів відносяться силікатне скло, ситали, кераміка тощо.

Цим матеріалам притаманні:

- негорючість;

- висока стійкість до нагріву;

- хімічна стійкість;

- не схильність до старіння;

- висока твердість;

- добрий опір стискаючим навантаженням.

Однак, вони:

- мають підвищену крихкість;

- погано переносять різку зміну температури;

- слабо опираються розтягуючим та вигинаючим зусиллям;

- мають більшу щільність, ніж органічні полімерні матеріали.

Основою неорганічних полімерних матеріалів є головним чином оксиди та безкисневі сполуки металів. Оскільки більшість цих матеріалів містять різноманітні сполуки кремнію з іншими елементами, ці матеріали ще називають силікатними. Однак, в наш час, окрім сполук кремнію широко використовують чисті оксиди Al, Mg, Zr та інш., які мають більш цінні властивості.

Таким чином, в групу неорганічних полімерних матеріалів включають:

- неорганічне скло;

- склокристалічні матеріали (ситали та кераміка);

- графіт.

4.3.ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТІ СКЛА.

Неорганічне скло слід розглядати як особливий вид розчину, що затвердів – складний розплав високої в’язкості кислотних та основних оксидів. Склоподібний стан є різновидом аморфного стану речовини. 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”. У зв’язку з цим неорганічному склу властива неупорядкована та неоднорідна структура внутрішньої будови.

Уявлення про скло,як про складний розплав високої в’язкості були, було висловлені ще Д.І.Менделєєв а у подальшому Г.Ц, Таманом.

Структурна подібність рідкого та твердого стану підтверджується даними рентгенівського аналізу: рентгенівські промені розсіюються газами, рідиною та твердими тілами по-різному:

Криві розсіювання рентгенівських променів скла займають проміжне положення між рідиною та кристалами, і для склоподібного стану характерні криві з визначеними максимумами, внаслідок наявності великої кількості малих та деформованих кристалів(піки на кривій).