Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Керамические технические материалы
Керамические материалы получают из синтезированных или природных тонкодисперсных порошков неорганических химических соединений (оксидов, нитридов и др.). Для приготовления керамической массы применяют и вспомогательные вещества: пластификаторы, улуч- шающие формование непластичных порошков, связующие вещества, смазывающие жидкие масла с малым поверхностным натяжением, приме- няемые для уменьшения трения и прилипания массы к поверхности прессформы, поверхностно – активные вещества (олеиновая и стеариновая кислоты), уменьшающие смачивание керамических частиц. В приготовлении керамической массы важнейшими операциями являются: измельчение исходных материалов, составление смеси порошков, гранулирование и сушка керамических масс. Материалы в виде кусков различных размеров с различными физическими свойствами размельчают механическим путем (дробят и размалывают). Сначала производят грубое дробление до размера частиц 10…15 мм, затем среднее – до размера частиц 1мм и мелкое дробление. Измельченный материал просеивают через металлические сита, пропускают через магнитный сепаратор для отделения ферромагнитных примесей и направляют для повторного мелкого помола, обычно совмещаемого со смешиванием компонентов. Часто помол осу- ществляется с добавлением воды. Смесь исходных материалов получают смешиванием тонкодисперсных компонентов или одновременным тонким измельчением и смешиванием исходных компонентов. Наибольшее распространение в производстве керамических изделий получили пресс-порошки, литьевые шликеры и пластичные формовочные массы. Эти массы отличаются друг от друга содержанием пластификаторов. При малом содержании пластификаторов 3…10% получают пресс-порошки, при 7…20%-ном содержании пласти- фикаторов-пластичные формовочные массы и при большем содержании пластификаторов (до 40%) – литьевые шликеры. Процесс формования изделий из керамических масс основан на способности их к пластическому течению без нарушения сплошности под действием внешних сил и сохранении полученной формы. Свойства пластичности керамической массе обычно придают специальные вещества – пластификаторы. В производстве наиболее часто формование изделий выполняют следующими способами: прессованием, шликерным литьем, формованием из пластичных масс, прокаткой.
Сформованные заготовки подвергаются обжигу. При обжиге проис- ходит спекание керамического материала в результате протекания ряда физико – химических процессов с приобретением изделиями определенных свойств, уплотнение и упрочнение материала за счет протекания процессов переноса и перераспределения веществ. Обжиг осуществляют в печах периодического или непрерывного действия. Керамические материалы относятся к телам кристаллического строения и состоят из большого количества зерен химических соединений. Размер зерен, как правило, 50…100 мкм и более. В зернах наблюдается упорядоченное расположение ионов в пространстве в виде некоторой кристаллической решетки. Кристаллы оксидов и других неорганических химических соединений имеют в основном ионный характер сил связи (ионные кристаллы). Основу ионной связи составляет электростатическое притяжение между ионами с положительным зарядом (катионами) и с отрицательным зарядом (анионами). Ионный характер связи в большей степени проявляется в соединениях, элементы которых относятся к наиболее удаленным друг от друга группам периодической системы элементов Менделеева (например, MgO, BeO). Техническая керамика в зависимости от наличия в изготовленном материале определенного химического соединения и свойств подразделяется на несколько основных классов: конструкционная, режущая, электро- техническая, радиотехническая и др. Конструкционная керамика. Конструкционная керамика допускает применение более высоких температур по сравнению с металлами и поэтому является перспективным материалом для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей. Помимо более высокого КПД двигателей, преимуществом керамики является низкая плотность и теплопроводность, повышенная термо- и износостойкость. Высокотемпературная конструкционная керамика характеризуется умеренной пористостью и высокой термостойкостью при сохранении достаточно высоких термомеханических свойств при температурах эксплуатации 1300 С и выше. Детали из этой керамики имеют форму трубок, втулок, стержней, шайб, крюков и более сложных фасонных изделий.
В качестве конструкционной керамики используются нитриды, оксиды, карбиды Si N , Al O , ZrO , SiC и др. Керамика с содержанием более 95% Al O называется корундовой. Наиболее перспективной технологической схемой изготовления изделий из конструкционной керамики на данном этапе ее развития считается следующая: формование подготовленной композиции – обжиг заготовок – дополнительное уплотнение методом горячего изостатического прессования (ГИП). Например, ГИП нитрида кремния Si N проводится в оболочках из стекла при температурах 1800…2000 С под давлением аргона 100…150 МПа в течение часа. При этом предел прочности возрастает с 830 до 1030 МПа. Предварительный обжиг ведут с использованием нагрева в микроволновых печах (частота тока 28000 МГц). Конструкционная керамика в опытном порядке применяется в автомобилестроении для верхней части толкателя клапана двигателей внутреннего сгорания (д.в.с.), рабочей поверхности кулачков распре- делительного вала д.в.с. и др. деталей. Керамические материалы относятся к хрупким материалам, и их прочность в значительной мере зависит от состояния поверхности деталей, особенно от наличия микротрещин, которые являются концентраторами напряжений. Для деталей машин с точными размерами необходимо проведение механической обработки. Вследствие высокой твердости и хрупкости керамики используется абразивная обработка. Наиболее используемым методом обработки в настоящее время является точное шлифование с использованием кругов, имеющих в качестве абразива алмазные порошки. Изменяя такие факторы, как глубина резания и зернистость алмазного порошка в шлифовальном круге, можно контро- лировать характер разрушения керамики, а, следовательно, изготавливать изделия с рациональными параметрами шероховатости обработанной поверхности. Следовательно, структура дефектного поверхностного слоя изделия определяется как физико-механическими свойствами, так и режимами алмазного шлифования керамики. Стекло неорганическое Стеклообразное состояние присуще обширному классу неорганических веществ, от отдельных элементов до сложных многокомпонентных систем. Стекло как искусственный продукт, может включать в свой состав боль- шинство элементов периодической системы. Наибольшее применение получили стекла, содержащие оксиды SiO , В О . Каждый из этих стеклообразующих оксидов может образовывать стекла в сочетании с модифицирующими оксидами: SiO -Al O ,SiO -В О , СаО-MgO -В О и др. Многовековая история стекловарения, начиная с Древнего Египта, Вавилонии, Ассирии и по настоящее время, связана с изготовлением силикатных стекол, основывающихся на системе Si-Na O-СаО. Состав некоторых промышленных стекол представлен в табл. 22. Таблица 22 Химический состав стекол
Стекло – это такое состояние аморфного вещества, которое получается при охлаждении переохлажденного расплава. Отличие стекла от кристаллов состоит в отсутствии в нем периодичности строения, дальнего порядка в структуре.
Температурный интервал, в котором происходит процесс стеклования, называется интервалом стеклования и ограничен двумя температурами: со стороны высоких температур Т (температура размягчения), со стороны низких температур Т . Стекло обладает свойствами твердого тела с хрупким разрушением. Температура Т является границей пластического состояния и расплава. При температуре Т из стекломассы уже удается вытягивать тонкие нити. Стекло приобретает твердость благодаря постепенному возрастанию вязкости при уменьшении температуры. Характеристические температуры Т и Т соответствуют определенным значениям вязкости (рис. 123).
Формование изделий из стекломассы – расплава проводится в области пластичного состояния на стеклоформующих машинах механическими способами (прессованием, прокаткой, выдуванием и др.). Для получения листового полированного стекла формование расплава стекла в ленту происходит на ровной поверхности расплавленного олова (флоат-способ). Перемещаясь вдоль ванны, лента стекла охлаждается от 1000 С до 600 С, затем проводится отжиг в туннельной печи длиной 120 метров. Свойства стекла зависят от сочетания входящих в их состав компонентов. Наиболее характерное свойство стекла - прозрачность (свето- прозрачность оконного стекла 83…90%, а оптического стекла – до 99,95%). Стекло типично хрупкое тело, весьма чувствительное к механическим воздействиям, особенно ударным. Для повышения прочности стекло подвергают упрочнению (закалка, химическая и термохимическая обработка и др.), что ослабляет действие поверхностных микротрещин. Для устранения влияния микротрещин применяют стравливание поверхностного слоя. При стравливании дефектный слой растворяется плавиковой кислотой, а на обнажившийся бездефектный слой наносится защитная пленка, например из полимеров.
Плотность стекла 2200…8000 кг/м , микротвердость 4…10 ГН/м , модуль упругости 50…85 ГН/м . Предел прочности стекла при сжатии равен 0,5..2 ГН/м , при изгибе 30…90 ГН/м . Коэффициент теплопроводности стекла мало зависит от его химического состава и равен 0,7…4,3 Вт/(м К). Коэффициент преломления 1,4…2,2, диэлектрическая проницаемость 3,8…16,0. Как материал стекло широко используется в различных областях. В соответствии с назначением известны разнообразные виды стекла: оконное, посудное, тарное, химико-лабораторное, термическое, жаростойкое, строи- тельное, оптическое, электровакуумное и многочисленные другие виды стекла технического. В пределах каждого вида стекла имеют самые разнообразные его сорта. В зависимости от условий службы каждого вида и сорта стеклу предъявляются определенные требования в отношении свойств, сформулированные в соответствующих стандартах и технических условиях.
ГЛАВА 7
КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
7.1.Общие сведения. Свойства матричных материалов и волокон. Композиционные материалы (КМ) состоят из разнородных составляющих, называемых матрицей и наполнителем, которые имеют различные физико-механические свойства. Такие КМ получают по особым технологиям путем объемного сочетания наполнителя и матрицы. Характерной особенностью КМ является наличие границ раздела между составляющими материалов, т.е. между матрицей и наполнителем. Матрица обычно непрерывна в объеме композиционного материала, придает изделию заданную геометрическую форму, передает и пере- распределяет механические нагрузки по объему. В качестве матриц используются полимеры, металлические материалы (Al, Ni, Ti и др.), керамические и углеродные материалы. В зависимости от рабочей температуры применяются различные материалы матриц КМ (табл.23). Некоторые данные о характеристиках ряда матричных материалов даны в табл.24. Таблица 23
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-02-07; просмотров: 57; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.223.0.53 (0.022 с.) |