Билет 2

Вопрос 1 Понятие пористости, виды пор и их влияние на свойства материалов

По́ристость (устар. скважность^[1]) — доля объёма пор в общем объёме пористого тела ^[2].

Является безразмерной величиной от 0 до 1 (или от 0 до 100 %). 0 соответствует материалу без пор; 100 %-я пористость недостижима, но возможны приближения к ней (пена, аэрогель и т. п.). 

Отрицательное[править | править вики-текст]

Поры относятся к внутренним, объёмным дефектам. Незапланированные поры могут изменить характеристики материала в худшую сторону: например, сделать его менее прочным или подверженным коррозии. Но, в частности, в сварном деле объёмные дефекты не оказывают значительного влияния на работоспособность соединения. Поэтому в сварных швах допускают содержание объёмных дефектов, до определённых размеров и количеств.

Положительное[править | править вики-текст]

Исследования пористых материалов крайне важно во многих областях науки и техники.

Инновационные биотехнологичные товары и продукты все больше и больше используются в здравоохранении, медицине, фармацевтике. Например, препараты для роста тканей, системы доставки лекарственного вещества к участку действия, имплантаты, повязки на рану, артериальные протезы, фильтры для отделения бактерий из жидкостей организма, субстраты органных культур. Эффективность всех материалов зависит от их пористых характеристик, поскольку пористая структура управляет потоком и кинетикой биохимических процессов. Химическая среда, температура, влажность, давление/сжатие/нагрузка могут значительно воздействовать на структуру пор. Поэтому важно знать как пористая структура вещества может меняться при внешнем воздействии.

В материале обычно имеются открытые и закрытые поры. В звукопоглощающих материалах специально создаются открытая пористость и перфорация для большего поглощения звуковой энергии.

Вопрос 2 Керамические свойства глин: огневая усадка, огнеупорность, спекаемость.

Огневой усадкой называется уменьшение линейных размеров и объема изделий после обжига вследствие того что легкоплавкие составляющие глины расплавляются и частицы глины в местах их контакта сближаются. В зависимости от вида глин огневая усадка составляет 2...6 %. Огнеупорность зависит от химического состава глин, а также характера газовой среды при обжиге глин, содержащих оксиды железа. 

Легкоплавкие глины, плавятся при температуре ниже 1350° С. Из таких глин, называемых кирпичными, изготовляют кирпич, стеновые камни и черепицу.

Тугоплавкие глины, содержащие незначительное количество примесей, плавятся при температуре 1350...1580° С. Применяют их для изготовления облицовочных керамических изделий, лицевого кирпича, канализационных труб. Спекаемость — способность глины при обжиге переходить в камневидное состояние, в котором она не размокает в воде

Механизм спекания: при нагреве до 900... 1200° С в глине последовательно начинают протекать химические и физико-химические процессы, приводящие к полному и необратимому изменению ее структуры:

• удаление химически связанной воды (500...600° С);

• разложение обезвоженной глины на оксиды Аl203 и SiO2, (800...900° С);

• образование новых водостойких и тугоплавких минералов

• образование некоторого количества расплава из легкоплавких материалов глины (900... 1200° С).