Материаловедение и виды материалов: классификация
Классификация строительных материалов
Текстильные материалы и их свойства
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны. Материалы гораздо глубже входят в нашу культуру, чем многие думают. Необходимыми элементами нашей повседневной жизни являются транспорт, жилища, средства связи, отдых, производство пищи, и все они в той или иной степени зависят от выбора подходящих материалов. С исторической точки зрения развитие и успехи общественного строя неразрывно связаны с возможностями людей производить и перерабатывать материалы для удовлетворения существующих потребностей. Ранние цивилизации даже определялись по названиям материалов, которые люди научились использовать - Каменный век, Бронзовый век, Железный век. На ранних этапах человеческого существования люди использовали крайне ограниченное число материалов те, что имелись в природе - камни, дерево, глина, шкуры животных и т. Со временем люди научились производить материалы, по свойствам превосходящие природные продукты керамика, металлы и т. В дальнейшем было обнаружено, что свойства материалов могут видоизменяться в результате термической обработки или добавления к ним различных субстанций. Лишь сравнительно недавно примерно лет назад ученые поняли, что существует соответствие между структурными элементами, составляющими материал, и им самим. Все это привело к тому, что появились десятки тысяч различных материалов с весьма специфическими свойствами, что позволило удовлетворять самые сложные потребности современного общества полимеры, стекла, волокна и т. Успехи современных технологий сделали наше существование более комфортным! Это связано с тем, что подходящие материалы стали доступными. Зачастую развитию новых технологий предшествует понимание того чем определяется тип материала. Так, например, становление автопромышленности было бы невозможным без разработки недорогих сталей и др. В наше время развитие многочисленных сложных электронных устройств основывается на использовании компонентов, производимых из так называемых полупроводниковых материалов. Чем лучше ученый или инженер знаком с различными характеристиками материала и соотношением между его структурой и свойствами, равно как и с технологией получения изделий, тем более умелым и надежным будет его или ее выбор материала, основанный на перечисленных критериях. Эта работа поможет нам разобраться в том, какие виды материалов существуют и где используются в настоящее время. Рассмотрим их виды и классификацию. Твердые материалы обычно подразделяются на три основные группы. Это металлы, керамика и полимеры. Это деление основывается, прежде всего, на особенностях химического строения и атомной структуры вещества. Большинство материалов можно вполне однозначно отнести к той или иной группе, хотя возможны и промежуточные случаи. Кроме того, следует отметить существование композитов, в которых комбинируются материалы, принадлежащие к двум или трем из перечисленных групп. Ниже будет дано краткое описание различных типов материалов и приведены их сравнительные характеристики. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. Изучением этого занимается наука металлургия. Кроме того, в малых количествах они присутствуют в морской воде, растениях, живых организмах играя при этом важную роль. Твёрдость металлов можно определить по шкале Мооса см. Температуры плавления лежат в диапазоне от? Большинство металлов пластичны , то есть металлическую проволоку можно согнуть, и она не сломается. Из золота можно изготовить фольгу толщиной 0. Однако не все металлы пластичны. Очень высокую электропроводность имеет также натрий, в экспериментальной аппаратуре известны попытки применения натриевых токопроводов в форме тонкостенных труб из нержавеющей стали, заполненных натрием. Поэтому ряд теплопроводностей похож на ряд электропроводностей и лучшим проводником тепла, как и электричества, является серебро. Натрий также находит применение как хороший проводник тепла; широко известно, например, применение натрия в клапанах автомобильных двигателей для улучшения их охлаждения. Они могут иметь небольшие количества других металлов или другие элементы добавлены, чтобы дать требуемые свойства хром, марганец, ванадий и др. Цветные металлы - металлы, которые не содержат железа. Они не обладают магнитными свойствами и, как правило, более устойчивы к коррозии, чем черных металлов алюминий, медь, олово и др. Чистые металлы - состоит только из одного элемента. Это означает, что он имеет только один тип атомов в нем. Материалы, принадлежащие к этой группе, включают в себя один или несколько металлов таких как железо, алюминий, медь, титан, золото, никель , а также часто те или иные неметаллические элементы например, углерод, азот или кислород в сравнительно небольших количествах. Сплавы являются одним из основных конструкционных материалов. В технике применяется более 5 тыс. Атомы в металлах и сплавах располагаются в весьма совершенном порядке. Кроме того, по сравнению с керамикой и полимерными материалами плотность металлов сравнительно высока. Что касается механических свойств, то все эти материалы относительно жесткие и прочные. Кроме того, они обладают определенной пластичностью то есть способностью к большим деформациям без разрушения , и сопротивляемостью разрушению, что обеспечило им широкое применение в разнообразных конструкциях. В зависимости от строения различают тонкую керамику черепок стекловидный или мелкозернистый и грубую черепок крупнозернистый. Из-за высокой пористости изделия из фаянса полностью покрываются бесцветной глазурью невысокой термостойкости. Фаянс применяется для производства столовой посуды повседневного использования. Исторически керамические материалы непрозрачны из-за особенностей их структуры. Нанокерамика применяется для производства бронекерамики, генераторных ламп СВЧ-диапазона, подложки для полупроводниковых приборов, изоляторов для вакуумных дугогасительных камер, силовых полупроводниковых приборов и электроннооптических преобразователей в приборах ночного видения. Керамика - это группа материалов, занимающих промежуточное положение между металлами и неметаллическими элементами. Как общее правило, к классу керамики относятся оксиды, нитриды и карбиды. Так, например, некоторые из наиболее популярных видов керамик состоят из оксида алюминия Al2O3 , диоксида кремния SiO2 , нитрида кремния Si3N4. Кроме того, к числу тех веществ, которые многие называют традиционными керамическими материалами, относятся различные глины в частности те, которые идут на изготовление фарфора , а также бетон и стекло. Что касается механических свойств, то керамика - это относительно жесткие и прочные материалы, сопоставимые по этим характеристикам с металлами. Кроме того, типичные виды керамики очень твердые. Однако керамика исключительно хрупкий материал практически полное отсутствие пластичности и плохо сопротивляется разрушению. Все типичные виды керамики не проводят тепло и электрический ток то есть их электропроводность очень низкая. Для керамики характерно более высокое сопротивление высоким температурам и вредным воздействиям окружающей среды. Что касается их оптических свойств, то керамика может быть прозрачным, полупрозрачным или совсем непрозрачным материалом, а некоторые оксиды, например, оксид железа Fe2O3 обладают магнитными свойствами. В большинстве композитов за исключением слоистых компоненты можно разделить на матрицу и включенные в нее армирующие элементы. В композитах конструкционного назначения армирующие элементы обычно обеспечивают необходимые механические характеристики материала прочность, жесткость и т. Механическое поведение композиции определяется соотношением свойств армирующих элементов и матрицы, а также прочностью связи между ними. Эффективность и работоспособность материала зависят от правильного выбора исходных компонентов и технологии их совмещения, призванной обеспечить прочную связь между компонентами при сохранении их первоначальных характеристик. В результате совмещения армирующих элементов и матрицы образуется комплекс свойств композиции, не только отражающий исходные характеристики его компонентов, но и включающий свойства, которыми изолированные компоненты не обладают. Для создания композиции используются самые разные армирующие наполнители и матрицы. Есть материалы, в которых тонкое волокно из высокопрочных сплавов залито алюминиевой массой. Исследуются саморастущие кристаллические структуры, склеенные в единую массу полимерным клеем цементы с добавками водорастворимых клеев , композиции из термопласта с короткими армирующими волоконцами и пр. Одним из наиболее популярных и знакомых всем композиционных материалов является стеклопластик. Этот материал представляет собой короткие стеклянные волокна, помещенные в полимерную матрицу, обычно в эпоксидную или полиэфирную смолу. Стеклянные волокна обладают высокой прочностью и жесткостью, но они хрупкие. В то же время полимерная матрица пластична, но ее прочность низкая. Комбинирование указанных веществ приводит к получению относительно жесткого и высокопрочного материала, который, тем не менее, обладает достаточной пластичностью и гибкостью. Другим примером технологически важного композита являются углепластики - полимеры, армированные углеродными волокнами CFRP. В этих материалах в полимерную матрицу помещают углеродные волокна. Материалы этого типа более жесткие и более прочные по сравнению со стеклопластиками, но в то же время более дорогие. Углепластики используют в аэрокосмической технике, а также при изготовлении высококачественного спортивного оборудования, например велосипедов, клюшек для гольфа, теннисных ракеток, лыж и сноубордов. Главное преимущество композита в том, что материал и конструкция создается одновременно. Стоит сразу оговорить, что композиты создаются под выполнение данных задач, соответственно не могут вмещать в себя все возможные преимущества, но, проектируя новый композит, инженер волен задать ему характеристики значительно превосходящие характеристики традиционных материалов при выполнении данной цели в данном механизме, но уступающие им в каких-либо других аспектах. Это значит, что композит не может быть лучше традиционного материала во всём, то есть для каждого изделия инженер проводит все необходимые расчёты и только потом выбирает оптимум между материалами для производства. Причём, разные классы композитов могут обладать одним или несколькими преимуществами. Некоторых преимуществ невозможно добиться одновременно. Обусловлена потребностью в высокой наукоёмкости производства, необходимости специального дорогостоящего оборудования и сырья, а следовательно развитого промышленного производства и научной базы страны. Это связано с необходимостью применения специальных трудоемких методов, специальных инструментов для доработки и ремонта объектов из КМ. Часто объекты из КМ вообще не подлежат какой-либо доработке и ремонту. American Airlines Flight , в которой от фюзеляжа оторвался композитный киль, названо разрушение структуры композитного киля от воздействия циклов замерзания воды, проникшей в структуру КМ. Аналогичные примеры отделения композитного киля от фюзеляжа происходили в России. Товары широкого потребления железобетон, автомобильные покрышки, удилища , металлокомпозиты лыжи, палки, клюшки, коньки, каноэ, весла , машиностроение поршни, шатуны и т. Под высокими технологиями обычно имеются в виду устройства или изделия, работа которых основана на использовании сложных современных принципов. Прогрессивные материалы, по существу, представляют собой обычно типичные обсуждавшиеся выше вещества, но с улучшенными показателями свойств, но также и новые материалы, обладающие выдающимися характеристиками. Эти материалы могут быть металлами, керамикой или полимерами, однако их стоимость обычно очень высока. Полупроводниковые материалы - это вещества, заметно изменяющие свои электрические свойства под влиянием различных внешних воздействий - температуры, освещения, электрического и магнитного полей, внешнего давления. Для полупроводниковых материалов характерна высокая чувствительность электрофизических свойств к внешним воздействиям нагрев, облучение, деформации и т. От металлов они отличаются тем, что носители электрического тока в них создаются тепловым движением, светом, потоком электронов и т. Без теплового движения вблизи абсолютного нуля полупроводники являются изоляторами. С повышением температуры электропроводность полупроводников возрастает и при расплавлении носит металлический характер. Полупроводники - это новые материалы, с помощью которых на протяжении последних десятилетий удаётся разрешать ряд чрезвычайно важных электротехнических задач. В настоящее время насчитывается свыше двадцати различных областей, в которых с помощью полупроводников разрешаются важнейшие вопросы эксплуатации машин и механизмов, контроля производственных процессов, получения электрической энергии, усиления высокочастотных колебаний и генерирования радиоволн, создания с помощью электрического тока тепла или холода, и для осуществления многих других процессов. Кристаллические полупроводниковые материалы по химическому составу разделяются на следующие основные группы: Обладает полупроводниковыми свойствами во всех структурных модификациях: Один из наиболее тугоплавких и широкозонных среди широко используемых полупроводниковых материалов. При медленном охлаждении обычно превращаются в кристаллические полупроводниковые материалы. Биоматериалы используют для создания имплантатов для тела человека, которые призваны заменить больные или разрушенные органы или ткани. Например, перелом или травма кости ведет к необходимости замены искусственным имплантатом поврежденной области. При ослаблении слуха пациенту необходим слуховой аппарат. Биоматериалы можно условно разделить на две группы: Особое место занимают биоматериалы, построенные из клеток или являющиеся их носителями. Первая группа - это органы и ткани, пересаженные от самого пациента или его близких родственников например, почка, участок кости, кожа. В таком случае проблемы совместимости материала или не возникает, или, наоборот, орган отторгается, зато при удачном исходе он полностью обеспечивает необходимое функционирование. Однако невозможность предсказания итогов пересадки, а также более чем ограниченное количество трансплантатов накладывают свои ограничения на данный тип биоматериалов. В случае имплантатов проблемы генетической несовместимости материала не возникает, тут встает вопрос о его принципиальной токсичности или биосовместимости. Имплантаты могут быть произведены в любом количестве, чтобы обеспечить необходимый спрос, что является их несомненным плюсом, однако полностью восстановить функции заменяемого органа они не в состоянии. Совершенно новые горизонты открываются при использовании последних достижений генной инженерии и операций с клеточными культурами. Особую роль отводят при этом стволовым клеткам, которые потенциально могут восстановить любые поврежденные ткани. Проводятся работы в области создания тканей, выращенных в питательной среде на основе клеток человека, нуждающегося в помощи. Такие ткани не только не вызывают осложнений при замене ими поврежденных участков ведь они идентичны тканям конкретного пациента , но и по всем свойствам повторяют утраченные или поврежденные органы. Именно успех в области создания биоматериалов открывает дорогу к увеличению продолжительности жизни человека, а нанотехнологии и, тем более, развивающиеся в последнее время бионанотехнологии занимают здесь далеко не последнее место. В качестве компонентов умных материалов или систем могут использоваться некоторые типы датчиков распознающих входящие сигналы , а также исполнительные системы активаторы , играющие роль отвечающих и адаптивных устройств. Последние могут использоваться для изменения формы, положения, собственных частот или механических характеристик как ответа на изменение температуры, интенсивности освещенности, напряженности электрического или магнитного полей. В качестве активаторов обычно используют материалы четырех типов: Пьезоэлектрические виды керамики расширяются и сжимаются в ответ на изменение электрического поля или напряжения ; если же их размеры изменяются, то это приводит к возбуждению электрического сигнала. Поведение магнитострикционных материалов аналогично реакции пьезоэлектриков, но только как реакция на изменение магнитного поля. Что касается электро- и магнитореологических жидкостей, то это такие среды, которые претерпевают огромные изменения вязкости в ответ на изменение электрического или магнитного поля, соответственно. Вплоть до самого недавнего времени общепринятая процедура работ в области химии и физики материалов состояла в том, что вначале изучались весьма крупные и сложные структуры, а затем исследования переходили на анализ более мелких фундаментальных блоков, составляющих эти структуры. Эти возможности аккуратно собирать атомы открыли перспективы создавать материалы с механическими, электрическими, магнитными и другими свойствами, которые были бы недостижимы при использовании иных методов. Как правило, речь идет о структурных элементах с размерами меньше нм, что эквивалентно примерно диаметрам атома. Одним из примеров материалов рассматриваемого типа являются углеродные нанотрубки. В будущем, несомненно, нам удастся найти все больше и больше областей, в которых проявятся достоинства нанотехнологичных материалов. Несмотря на то, что за последние несколько лет был достигнут огромный прогресс в области материаловедения и технологии применения материалов, необходимость в создании еще более совершенных и специализированных материалов, а также в оценке взаимосвязей между производством таких материалов и его влиянием на окружающую среду, все же остается. По этому вопросу необходимо дать некоторые комментарии, чтобы обрисовать возможные перспективы в этой области. Существует общепризнанная необходимость в новых экономически обоснованных источниках энергии, а также в более эффективном использовании существующих источников возможность прямого преобразования солнечной энергии в электрический ток. В настоящее время солнечные батареи представляют собой довольно сложные и дорогостоящие устройства. Несомненно, что должны быть созданы новые относительно дешевые технологические материалы, более эффективные в осуществлении использования солнечной энергии. Еще одним очень привлекательным примером в технологии преобразования энергии служат водородные топливные элементы, не загрязняю щие окружающую среду. В настоящее время только начинается использование этой технологии в электронных устройствах; в перспективе такие элементы могут использоваться как силовые установки в автомобилях. Для создания более эффективных топливных элементов нужны новые материалы, а для производства водорода необходимы новые катализаторы. Для поддержания качества окружающей среды на требуемом уровне нам необходимо осуществлять контроль состава воздуха и воды. Для осуществления контроля загрязнений используют различные материалы. Кроме того, необходимо усовершенствовать методы переработки и очистки материалов с тем, чтобы снизить загрязнение окружающей среды, то есть стоит задача создавать меньше отходов и меньше вредить окружающей нас природе. Следует также учесть, что при производстве некоторых материалов образуются токсичные вещества, так что следует учесть возможный ущерб экологии от сброса таких отходов. Многие используемые нами материалы получают из невосполнимых ресурсов, то есть источников, которые не могут быть регенерированы нефть, металлы. Ресурсы постепенно исчерпываются, отсюда возникает необходимость: Новый класс конструкционных материалов — интерметаллиды. Космос и нанотехнологии, роль нанотрубок в строении материалов. Применение "интеллектуальных" космических композитов. Классификация цветных металлов, особенности их обработки и области применения. Производство алюминия и его свойства. Энергетическое отличие металлических проводников от полупроводников и диэлектриков. Виды теплоизоляционных материалов, которые предназначены для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, а также различных технических применений. Материалы на основе природного органического сырья. Современные клеи, свойства, виды и области применения клеящих материалов. Лакокрасочные материалы и их основные компоненты, классификация по виду, химическому составу, основному назначению. Основные свойства и использование лакокрасочных материалов. Общие сведения о композиционных материалах. Свойства композиционных материалов типа сибунита. Ассортимент пористых углеродных материалов. Экранирующие и радиопоглощающие материалы. Фосфатно-кальциевая керамика — биополимер для регенерации костных тканей. Общие сведения о древесных композиционных материалах, их классификация и разновидности, направления и особенности практического применения. Инновационный композиционный материал, оценка его главных преимуществ и недостатков, перспективы развития. Классификация композиционных материалов, их геометрические признаки и свойства. Использование металлов и их сплавов, полимеров, керамических материалов в качестве матриц. Особенности порошковой металлургии, свойства и применение магнитодиэлектриков. Классификация, виды композиционных материалов и определение экономической эффективности применения каждого из них. Нормативные материалы для нормирования труда, их применение. Сущность, разновидность, требования, разработка нормативных материалов. Методические положения по разработке нормативных материалов. Классификация нормативов по труду. Классификация цветных металлов, особенности применения и обработки. Эффективные методы защиты цветного металла от атмосферной коррозии. Алюминий и алюминиевые сплавы. Металлические проводниковые и полупроводниковые материалы, магнитные материалы. Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Главная Библиотека "Revolution" Производство и технологии Виды и классификация материалов. Классификация и виды материалов, особенности их использования в современном производстве: Прогрессивные материалы, оценка их главных преимуществ и недостатков: Виды и классификация материалов материал керамика композит нанотехнология Твердые материалы обычно подразделяются на три основные группы. Таким образом, к металлам, возможно, относится 96 элементов из всех открытых. Высшим сортом фаянса считается Опак. Области применения Товары широкого потребления железобетон, автомобильные покрышки, удилища , металлокомпозиты лыжи, палки, клюшки, коньки, каноэ, весла , машиностроение поршни, шатуны и т. Заключение Несмотря на то, что за последние несколько лет был достигнут огромный прогресс в области материаловедения и технологии применения материалов, необходимость в создании еще более совершенных и специализированных материалов, а также в оценке взаимосвязей между производством таких материалов и его влиянием на окружающую среду, все же остается. Перспективные космические композиционные материалы. Основные виды и свойства теплоизоляционных материалов. Клеящие и лакокрасочные материалы. Композиционные материалы в деревообработке. Практическое применение нормативных материалов для нормирования труда на предприятиях машиностроительной промышленности. Металлические проводниковые и полупроводниковые материалы. Другие документы, подобные "Виды и классификация материалов".
Портал токарного дела и производства в сфере машиностроения, металлообработка на металлообрабатывающих станках для различных рабочих групп. Все химические элементы, которые представлены в таблице Менделеева, делятся на две основных категории металлы и неметаллы. Они очень сильно отличаются не только по своим физическим и химическим свойствам, но и по строению кристаллической решетки. При проведении различных производственных работ в большинстве случаев применяются металлы и сплавы. Все металлические материалы можно разделить на две основные подгруппы - черные, к которым относятся чугун и сталь, и цветные, к которым относятся все остальные сплавы. Черные металлы представляют собой железо и различные сплавы железа. Такие материалы чаще всего применяются во многих производственных процессах. Цветные металлы, которые применяются в технике делятся на несколько подгрупп: Все металлы вне зависимости от того, к какой группе относятся, имеют уникальные свойства, правильное применение которых позволяет использовать материалы в различных отраслях техники. Их пластичность определяет возможность механической обработки , что позволяет получить заготовку нужной формы. Использование металлов и сплавов различной теплопроводности дает возможность создавать изделия, которые будут или поглощать или выделять тепло. Электропроводность позволяет минимизировать затраты на преодоление внутреннего сопротивления металла при передаче электроэнергии на расстояния. Комплексное использование всех свойств металлов и сплавов позволяет подобрать материал, который отвечал бы требованиям, предъявляемым на производстве. Любое современное производство требует правильного подбора материалов. В зависимости от требований к конечному изделию применяются различные комбинации металлов и сплавов. Черные металлы чаще всего используются в качестве основы или каркаса для многих изделий и механизмов. Цветные же металлы в большинстве случаев находят применение либо в качестве покрытий, дающих дополнительные свойства черным металлам, либо же самостоятельно, обеспечивая при этом вспомогательные функции при проектировании оборудования или изделий. Обработка металлов основные способы. Классификация материалов что это такое? Виды материалов и их группы. Данный раздел описывает основные способы обработки металлов: В данном разделе описываются различные виды материалов используемых в различных сферах обработки. При копировании материалов с данного сайта фото, видео, текстов, книг и иной информации необходима связь с администрацией сайта! При копировании указывать прямую ссылку на http: Классификация материалов Все химические элементы, которые представлены в таблице Менделеева, делятся на две основных категории металлы и неметаллы. Классификация металлов Все металлические материалы можно разделить на две основные подгруппы - черные, к которым относятся чугун и сталь, и цветные, к которым относятся все остальные сплавы. Эти металлы чаще всего применяются в качестве жидкометаллических теплоносителей в ядерных реакторах, очень часто применяются в качестве катализатора или для легирования легких и прочных сплавов на основе алюминия. Свойства металлов Все металлы вне зависимости от того, к какой группе относятся, имеют уникальные свойства, правильное применение которых позволяет использовать материалы в различных отраслях техники. Применение металлов и сплавов Любое современное производство требует правильного подбора материалов. Основные способы обработки металлов [18] Данный раздел описывает основные способы обработки металлов: Сварочное производство [7] В данной категории описаны различные виды сварки. Металлы, неметаллы, сплавы [1] В данном разделе описываются различные виды материалов используемых в различных сферах обработки.
Фильмы основанные на реальных событиях 2015
Люди рожденные в год земляной собаки
Проблемыс почтой яндекс сегодня 2017
Посторонний камю цитаты
Бб тест на беременность до задержки