- •Міністерство освіти, науки, молоді та спорту України
- •Основи матеріалознавства
- •Основи матеріалознавства
- •1 Основи матеріалознавства
- •1.1 Структура матеріалів
- •1.1.1 Атом, молекула, хімічний зв'язок
- •1.1.2 Фазовий стан речовини
- •1.1.3 Газ і рідина
- •1.1.4 Тверде тіло
- •1.2 Основні властивості матеріалів
- •1.2.1 Механічні властивості
- •1.3 Класифікація матеріалів
- •Питання для самоконтролю
- •2 Конструкційні матеріали, що застосовуються у виробництві неорганічних речовин
- •2.1 Метали і сплави
- •2.2 Сталі
- •2.2.1 Загальна класифікація сталей
- •2.2.2 Вуглецеві сталі
- •2.2.3 Леговані сталі
- •2.2.4 Галузі застосування сталей
- •2.3 Чавуни
- •2.3.1 Структура і класифікація чавунів
- •2.4 Кольорові метали та сплави
- •2.4.1 Алюміній та його сплави
- •2.4.2 Мідь та її сплави
- •2.4.3 Титан та його сплави
- •2.4.4 Магній та його сплави
- •2.4.5 Нікель і його сплави
- •2.4.6 Свинець
- •2.4.7 Цирконій. Ніобій
- •Питання для самоконтролю
- •3 Корозія металів і сплавів
- •3.1 Електрохімічна корозія
- •3.2 Хімічна корозія
- •3.3 Суцільна і локальна корозія
- •3.4 Корозійна стійкість металів і сплавів
- •3.5 Способи захисту апаратів від корозії
- •3.5.1 Плівкові захисні покриття
- •3.5.2 Листове покриття
- •3.5.3 Футерування апаратів штучними кислототривкими виробами
- •3.5.4 Методи катодного захисту і інгібування
- •Питання для самоконтролю
- •4 Неметалічні конструкційні матеріали, що застосовуються у виробництві неорганічних речовин
- •4.1 Неорганічні неметалічні матеріали
- •4.2 Кераміка
- •4.2.1 Склад, будова, властивості кераміки
- •4.2.2 Кераміка на основі глини
- •4.2.3 Технічна кераміка
- •4.2.3.1 Кераміка на основі чистих оксидів
- •4.2.3.2 Безкиснева кераміка
- •4.3 Полімерні матеріали
- •4.3.1 Класифікація, структура
- •4.3.2 Властивості полімерних матеріалів
- •4.3.3 Орієнтаційні зміцнення та релаксація напруги у полімерах
- •4.3.4 Старіння полімерів
- •4.4 Пластичні маси
- •4.4.1 Склад, класифікація та властивості пластмас
- •4.4.2 Термопластичні пластмаси
- •4.5 Силікати
- •4.5.1 Склад і будова силікатного скла
- •4.5.2 Фізичні властивості скла
- •4.5.3 Хімічні властивості
- •4.6 Склокристалічні матеріали
- •4.6.1 Ситал
- •4.6.2 Технічне скло і скловолокнисті матеріали
- •Питання для самоконтолю
- •Основна література
- •Рекомендована література
- •Жуков а.П. Основы материаловедения: Учебное пособие. – м.: рхту, 1999. – 155 с.
4.6.2 Технічне скло і скловолокнисті матеріали
Для скління транспортних засобів використовують переважно триплекси, термопари і загартоване скло. Загартування полягає в нагріві скла і наступному швидкому і рівномірному охолодженні в потоці повітря або в маслі. При цьому опір статичного навантаженням збільшується в 3-6 разів, ударна в'язкість в 5-7 разів. При загартуванні підвищується також термостійкість скла.
Термохімічне зміцнення засноване на глибокій зміні структури скла і властивостей його поверхні. Скло піддається загартуванню у підігрітих силіційорганічних рідинах, в результаті чого на поверхні матеріалу утворюються полімерні плівки; цим створюється додаткове зміцнення.
Підвищення міцності та термостійкості можна отримати травленням загартованого скла фтористодневою кислотою, в результаті чого видаляються поверхневі дефекти, які знижують його якість. Силікатні триплекси представляють собою два аркуші загартованого скла (товщиною 2-3 мм), що склеєні прозорою полімерною плівкою. При руйнуванні триплексу утворюються негострі осколки, що утримуються на полімерній плівці. Триплекси бувають пласкими і гнутими.
Термопан – тришарове скло, що складається з двох шарів скла і повітряного проміжку між ними. Цей повітряний прошарок забезпечує теплоізоляцію. Оптичне скло, яке застосовується в оптичних приладах та інструментах, підрозділяють на крони, що відрізняються малим коефіцієнтом заломленням, і флінти – з високим вмістом оксиду плюмбуму і великими коефіцієнтами заломлення. Важкий флінт не пропускає рентгенівське і γ-випромінювання.
Світлорозсіювальне скло містить у своєму складі фтор. Скління кабін і приміщень, де знаходяться пульти управління мартенівських і дугових печей, прокатних станків і підйомних кранів в ливарних цехах, виконується склом, що містять оксиди феруму і ванадію, які поглинають близько 70 % інфрачервоного випромінювання в інтервалі довжин хвиль 0,7-3 мкм.
Кварцове скло внаслідок високої термічної і хімічної стійкості застосовують для виготовлення тиглів, чаш, труб, наконечників, лабораторного посуду. Близьке за властивостями до кварцового скла, але більш технологічне кварцоїдне (кремнеземне) скло використовують для електроколб, форм для точного лиття і т.д. Електропровідне (напівпровідникове) скло: халькогенідне і оксидно ванадієве, знаходять широке застосування в якості термісторів, фотоопорів.
Теплозвукоізоляційні скловолокнисті матеріали мають крихко волокнисту структуру з великим числом повітряних прошарків, волокна в них розташовуються безладно. Така структура дає цим матеріалам малу об'ємну масу (20-130 кг/м3), низьку теплопровідність λ=0,030-0,0488 Вт/м·К.
Різновидами скловолокнистих матеріалів є скловата, застосування якої обмежено її крихкістю.
Скломат – матеріали Асім, АТІМС, АТМЗ, які складаються з скловолокна, розташованого між двома шарами склотканини або склосітки, що простьобаних сконитками. Вони застосовуються в інтервалі температур від 60 до 600 °С. Іноді скловолокна поєднують з термореактивною смолою, яка надає матам більш стійкої рихлої структуру (матеріал АТІМСС), вони працюють при температурі до 150 оС.
Матеріали, що виробляються з короткого волокна і синтетичних смол, називаються плитами. Коефіцієнт звукопоглинання плит при частоті 200-800 Гц дорівнює 0,5 при частоті 8000 Гц – 0,65. Скловату, мати, плити застосовують для теплозвукоізоляції кабін літаків, кузовів автомашин, залізничних вагонів, тепловозів, корпусів судів, в холодильній техніці ними ізолюють різні трубопроводи, автоклави і т.д [2].