double arrow

ТЕХНИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА И ЕЁ ПРИМЕНЕНИЕ

1

Свойства

Изделия из пластмасс имеют следующие особенности:

1. Для дизайнеров и инженеров это тот материал, из которого можно изготавливать самые сложные по форме конструкции.
2. Отличаются экономичностью в сравнении с аналогичными продуктами из других материалов. Малые энергетические затраты при производстве. Простота формовки.
3. Почти все виды палстика не нуждаются в покраске, так как они имеют свои различные цветовые гаммы.
4. У них небольшой вес.
5. Обладают высокой эластичностью.
6. Являются отличными диэлектриками (т.е. практически не проводят электрический ток).
7. Обладают низкой теплопроводностью (отличные теплоизоляторы).
8. У материалов высокий коэффициент шумоизоляции.
9. Не подвержены, в отличие от металлов коррозии.
10. Имеют хорошую устойчивость к перепадам дневных и межсезонных температур.
11. У пластиков высокая стойкость ко многим агрессивным химическим средам.
12. Они могут выдержать большие механические нагрузки.












Применение пластмасс

Пластмассы прекрасно могут заменять функции многих, более дорогих в изготовлении, металлических, бетонных или деревянных изделий. И в промышленности и в быту этот материал используется повсеместно.

На наземном, морском и авиационном транспорте применение пластмассовых частей и деталей машин существенно снижает их вес и стоимость.

В машиностроении из пластика изготавливают: технологическую оснастку; подшипники скольжения; зубчатые и червячные колеса; детали тормозных устройств; рабочие емкости и прочее.

В электротехнике многие виды пластмасс используют для производства корпусов приборов, изоляционного материала и др.

В строительстве применяют сделанные из пластика несущие конструкции, отделочные и кровельные материалы, вентиляционные устройства, навесы, панели, двери, окна, рабочий инструмент и др.

В сельском хозяйстве из пластиковых полупрозрачных листов сооружают теплицы.

В медицине большинство аппаратов и приборов состоят из пластмассовых частей и деталей. А многие человеческие органы чаще всего заменяют их пластиковыми аналогами.

В быту полно изделий из пластика. Это — посуда, телевизоры, компьютеры, мобильные телефоны, обувь, одежда и др.

Полимеры

(Определение полимеров)

Полимеры – высокомолекулярные соединения, вещества с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), в которых атомы, соединенные химическими связями, образуют линейные или разветвленные цепи, а также пространственные трехмерные структуры. К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества. Большое число полимеров получают синтетическим путем на основе простейших соединений элементов природного происхождения путем реакций полимеризации, поликонденсации, и химических превращений.

В зависимости от строения основной цепи полимеры делятся на линейные, разветвленные, и пространственные структуры. Линейные и разветвленные цепи можно превратить в трехмерные действием химических агентов, света, и радиации, а также путем вулканизации.

Линейные ВМС могут иметь как кристаллическую, так и аморфную (стеклообразную) структуру. Разветвленные и трехмерные полимеры, как правило, являются аморфными. При нагревании они переходят в высокоэластическое состояние подобно каучуку, резине, и другим эластомерам. При действии особо высоких температур, окислителей, кислот и щелочей, органические и элементоорганические ВМС подвергаются постепенному разложению, образуя газообразные, жидкие, и твердые соединения.

Физико-механические свойства линейных и разветвленных полимеров во многом связаны с межмолекулярным взаимодействием за счет сил побочных валентностей. Так, например, молекулы целлюлозы взаимодействуют между собой по всей длине молекул, и это явление обеспечивает высокую прочность целлюлозных волокон. А разветвленные молекулы крахмала взаимодействуют лишь отдельными участками, поэтому не способны образовывать прочные волокна. Особенно прочные волокна дают многие синтетические полимеры (полиамиды, полиэфиры, полипропилен и др.), линейные молекулы которых расположены вдоль оси растяжения. Трехмерные структуры могут лишь временно деформироваться при растяжении, если они имеют сравнительно редкую сетку (подобно резине), а при наличии густой пространственной сетки они бывают упругими или хрупкими в зависимости от строения.

ВМС делятся на две большие группы: гомоцепные, если цепь состоит из одинаковых атомов (в том числе карбоцепные, состоящие только из углеродных атомов), и гетероцепные, когда цепь включает атомы разных элементов. Внутри этих групп полимеры подразделяются на классы в соответствии с принятыми в химической науке принципами.

Так, если в основную или боковые цепи входят металлы, сера, фосфор, кремний и др., полимеры относятся к элементоорганическим соединениям.

Полимерные материалы делятся на три основные группы: пластические массы, каучуки, волокна химические. Они широко применяются во многих областях человеческой деятельности, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины, культуры и быта.

 

Основные смолы для пластмасс

Для пластмасс применяются главным образом синтетические смолы, такие как феноло-формальдегидные, мочевино-формаль-дегидные, анилино-формальдегидные, эпоксидные, кремнийорга-нические (полисилоксановые), полиэфирные, политетрафторэтиленовые, полиакриловые, полиэтиленовые, полистироловые, полихлорвиниловые, полиамидные и многие другие.

Феноло-формальдегидные смолы (бакелиты) получаются в результате реакции конденсации между фенолом и формальдегидом и поэтому называются конденсационными. Эти смолы называются еще бакелитовыми, или бакелитами. Они получили широкое распространение в производстве пластмасс.

Процесс получения смолы ведется в котлах при температуре около 100°. Кроме исходных продуктов (фенола и формальдеги- 4 да) в котел вводится катализатор. В зависимости от соотношения количеств фенола и формальдегида и от свойств катализатора может быть получена смола с различной структурой молекулы и разными свойствами.

При избытке фенола и использовании кислого катализатора получается термопластичная новолачная смола с линейной структурой молекулы. Свойства термореактивности можно придать этой смоле добавлением к ней уротропина.

 

ТЕХНИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА И ЕЁ ПРИМЕНЕНИЕ

 

Керамика, как материал, была известна с древнейших времён и является, возможно, первым искусственным материалом созданным человеком. По мере развития научных знаний и совершенствования технологических процессов производства, стали появилась различные виды керамики, отличающиеся как по химическому составу, так и по технологиям.

Керамика – это поликристаллические материалы и изделия из них, состоящие из соединений неметаллов III–VI групп периодической системы с металлами или друг с другом и получаемые путем формования и обжига соответствующего исходного сырья. Исходным сырьем для производства керамики могут служить как вещества природного происхождения (силикаты, глины, кварц и др.), так и получаемые искусственно (чистые оксиды, карбиды, нитриды и др.) [1, с. 5]. Керамические материалы нашли своё применение в различных областях деятельности, при этом особую значимость они имеют в металлургической и химической промышленности, а в последние десятилетия ‒ в электронике, машиностроении и военной промышленности.

Техническая керамика это искусственным образом синтезированные материалы с различным фазовым и химическим составом, благодаря чему она имеет ряд специфических свойств. Она содержит в своём составе глину в малых количествах или глина полностью отсутствует в её составе. Основными элементами технической керамики являются оксиды и соединения металлов (бескислородные). Большинство её видов имеют спекшуюся структуру и поликристаллическое строение.

Данная разновидность керамики является перспективным материалом для конструкций, работающих при высоких температурах (1200°С и выше). Она используется для теплообмен­ников, для химического и металлургического оборудования, деталей двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей, уплотнителей насосов и т. д.


  • устойчивость к атмосферным воздействиям и ультрафиолетовому излучению,
  • химическая стойкость,
  • отсутствие в составе примесей,
  • высокие антикоррозийные свойства,
  • устойчивость к воздействию электроэнергии,
  • способность выдерживать воздействие магнитного поля,
  • устойчивость к механическим повреждениям.

Для оценки механических свойств керамики используются различные характеристики, одной из которых является механическая прочность. Керамические материалы лучше работают на сжатие, чем на растяжение, изгиб или удар. Весомое влияние на прочностные характеристики оказывает структура:

  • микроструктура материала;
  • природа межатомных сил в фазах;
  • пористость;
  • макро - и микродефектность;
  • количественное соотношение кристаллических фаз;
  • содержание и состав стеклофазы.

3.Стекло – это материал, по некоторым свойствам не имеющий аналогов. До сих пор для его производства используются натуральные ингредиенты, повторная переработка испорченного изделия может происходить неоднократно без потери качества и почти без отходов. - Читайте подробнее на SYL.ru: https://www.syl.ru/article/310145/steklo-chto-takoe-vidyi-tehnologiya-proizvodstva-svoystva-naznachenie

Состав Для множества целей используется стекло. Что такое стекло, мы уяснили, а что представляют собой его основные ингредиенты? Состав исходных ингредиентов за весь период практики изготовления материала практически не изменился. Три основных компонента составляют основу (шихту) – это кремнезем или кварцевый песок, сода (оксид натрия) и оксид кальция, известный под названием известь. Составляющие соединяются в определенных пропорциях и плавятся в печи при температуре от 300 до 2500 °С. В состав шихты, в зависимости от желаемых свойств, добавляются поташ, борный ангидрид, битое стекло предыдущих варок или сырье вторичной переработки

Виды В зависимости от используемых компонентов в составе шихты, разделяют виды стекла:

 Кварцевое. Изготавливается из одного компонента – кремнезема. Обладает высокими качествами: устойчиво к высокой температуре (до 1000 °С) и термоудару, пропускает видимый и ультрафиолетовый спектр излучения. Производство связано с высокими энергетическими затратами, поскольку кремнезем (силикатное стекло) - тугоплавкое сырье и плохо поддается формовке. Основные сферы применения – химическая и лабораторная посуда, части оптических систем, ртутные лампы и пр.

 Натриево-силикатное. Изготавливается из двух компонентов, состав стекла – силикатный песок и сода (1:3). По своим свойствам имеет широкое применение в промышленности в качестве компонента какого-либо процесса, но не применяется в других сферах, изделия из него не изготавливаются. Основной недостаток – растворяется в воде.

 Известковое. Самый распространенный вид материала, из которого производится большинство изделий – листовое стекло, стеклотара, зеркальное полотно, посуда и многое другое. Свинцовое. В классический состав стекла (шихты) пропорционально добавляется оксид свинца.

Свинцовое стекло отличается повышенными диэлектрическими свойствами, что позволяет использовать его в качестве лучшего изолирующего состава в телевизионных трубках, осциллографах, конденсаторах и пр. Наличие свинца в стеклянной массе придает материалу дополнительный блеск, сверкание, что часто используется при изготовлении художественных изделий, посуды и т. д.

 Хрусталь – один из видов свинцового стекла. Боросиликатное. Добавка оксида бора в состав материала увеличивает его устойчивость к термическому удару до 5 раз, существенно улучшаются химические свойства.

 Боросиликатное стекло используется для изготовления труб и лабораторно-химической посуды, изделий для бытовых нужд. Масштабным примером использования служит зеркало, созданное на основе боросиликатного стекла для крупнейшего в мире телескопа.

 Прочие виды стекла – алюмосиликатные, боратные, цветные и др.


Вулканизация

Вулканизация, так называют один из технологических процессов, применяемых на производстве резины. Во время этого процесса сырой каучук, натурального или искусственного происхождения, становится резиной.

У каучука, прошедшего через вулканизацию, заметно улучшается прочность, химическая стойкость, эластичность, повышается устойчивость к воздействию высоких и низких температур и ряд других технических свойств. Суть этого процесса заключается в следующем – под воздействием высокой температуре и определенного давления происходит связывание линейных макромолекул в единую целое. Эта система носит название вулканизационной сетки.

По окончании процесса вулканизации между макромолекулами создаются поперечные связи. Их количество и структура определяется способом проведения этой операции. Во время этого процесса определенные свойства каучука изменяются не линейно, а с прохождением через определенные точки максимума и минимума. Точка, в которой проявляются оптимальные свойства резины, называется оптимумом вулканизации.

Свойства резины

Подавляющее большинство каучуков является непредельными, высокополимерными (карбоцепными) соединениями с двойной химической связью между углеродными атомами в элементарных звеньях макромолекулы. (Некоторые каучуки получают на основе насыщенных линейных полимеров.)
Молекулярная масса каучуков исчисляется в 400 000—450 000. Структура макромолекул линейная или слаборазветвленная и состоит из отдельных звеньев, которые имеют тенденцию свернуться в клубок, занять минимальный объем, но этому препятствуют силы межмолекулярного взаимодействия, поэтому молекулы каучука извилистые (зигзагообразные). Такая форма молекул и является причиной исключительно высокой эластичности каучука (под небольшой нагрузкой происходит выпрямление молекул, изменяется их конформация).


Твердая древесина

— это так называемые широколиственные породы деревьев. Она дорогая, т.к. твердая древесина плотнее мягкой, изделия из нее прочны и долговечны. Вот поэтому такая древесина ценится в столярном деле.

в Советское время древесина делилась на две группы: «Хвойные» и «Лиственные».
Хвойные — считались мягкой породой.
Лиственные — относились к твердым породам.

Виды древесины:



Сосна

(мягкая порода)

Существует много разновидностей сосны, повсеместно используемой в строительстве и для изготовления некоторых видов мебели.

Красное дерево

(твердая порода)

Породы, произрастающие в Гондурасе и Африке, широко используются в мебельном производстве, обычно в виде шпона.

Вяз

(твердая порода)

Хороший материал общего назначения, используемый в судостроении, в качестве конструкционного материала и для токарных работ.

Кедр

(мягкая порода)

Легкая и прочная древесина кедра со временем со временем становится серой. Применяется для изготовления лестниц, оконных рам.

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  


1

Сейчас читают про: