Эксплуатационные свойства конструкц. материалов

Большое влияние на конструкции оказывает окружающая среда, которая приводит к изменению свойсв, снижает срок службы или делает невозможным применение деталей из того или иного материала.

Износостойкость – сопротивление прогрессирующей потери материала с поверхности в результате контакта с другой поверхн.

Диэлектрические св-ва – хар-ся диэлектрической проницаемостью материала изолятора по сравнению с диэлектр. Прониц. Вакуума.

Долговечность – характеризуется пределом усталости (срок годности)

Коррозийная стойкость – сопротивл. Ухудшению св-в при химической реакции в контате с окруж. Средой.

Старение – самопроизвольное, необратимое изменение св-в материала во времени.

Теплопроводность – скорость переноса энергии в форме теплачерез материал.

Демпфирующие св-ва – способность к поглощению энергии вибрации.

Радиопрозрачность – способность материала пропускать радиоволны без создания помех.

Жаростойкость – способность сопротивляться окислению и газовой коррозии при высоких темпер.

 

Общие представления о структуре материалов.

Каждый материал обладает определенным внутренним строением, которое принято называть структурой.

Внутреннее строение материала хар-ся взаимным расположением элементов, а также формой и прочностью связей между ними. В зависимости от вида материала в качестве элементов структуры могут выступать атомы, образ. Кристалл. Решетку, а также сами кристаллы (у Me), макромолекулы (у полимеров), материал матрицы и дисперсной фазы (у композитов), волокна и связи м/д ними (у бумаги).

В настоящее время понятие структуры разделяют на 4 маштабных уровня. (наноуровень: микроуровень, макроуровень, мезосуровень)

Весьма чувствительны к изменению структурных параметров и такие показатели, как предел текучести, теплопроводность и электропроводность материала.

 

Особенности строение металлов и сплавов

Металлы и их сплавы повсеместно используются для изготовления конструкций машин, оборудования, инструмента и т. д.

Общее свойство металлов и сплавов — их кристаллическое строение, характеризующееся определенным закономерным расположением атомов в пространстве. Для описания атомно-кристаллической структуры используют понятие кристаллической решетки, являющейся воображаемой пространственной сеткой с ионами (атомами) в узлах.

В кристалле элементарные частицы (атомы, ионы) сближены до соприкосновения. Для упрощения пространственное изображение принято заменять схемами, где центры тяжести частиц представлены точками. В точках пересечения прямых линий располагаются атомы; они называются узлами решетки. Расстояния a, b и c между центрами атомов, находящихся в соседних узлах решетки, называют параметрами, или периодами решетки.

Строение сплавов. Для рассмотрения строения и св-в сплавов вводятся следующие понятия:

компоненты – химические элементы, входящие в состав сплава;

фаза – однородная часть системы, имеющий одинаковый состав и св-ва и отделения от остальных частей поверхн. Раздела.

Система – софокупность фаз, наход. В состоянии устойчивого равновесия.

 

 

Атомно-кристаллические несовершенства структуры

Встречающиеся в природе кристаллы, как монокристаллы, так и зерна в поликристаллах, никогда не обладают строгой периодичностью в расположении атомов т. е. не являются «идеальными» кристаллами. В действительности «реальные» кристаллы содержат те или иные несовершенства (дефекты) кристаллического строения.

Дефекты в кристаллах принято классифицировать по характеру их измерения в пространстве на точечные (нульмерные), линейные (одномерные), поверхностные (двухмерные), объемные (трехмерные).

Точечными дефектами называются такие нарушения периодичности кристаллической решетки, размеры которых во всех измерениях сопоставимы с размерами атома.

Линейные дефекты в кристаллах характеризуются тем, что их поперечные размеры не превышают нескольких межатомных расстояний, а длина может достигать размера кристалла. К линейным дефектам относятся дислокации — линии, вдоль и вблизи которых нарушено правильное периодическое расположение атомных плоскостей кристалла.

В кристаллах встречаются и так называемые смешанные дислокации. Дислокации не могут обрываться внутри кристалла — они должны быть либо замкнутыми, либо выходить на поверхность кри­сталла.

 

Деревянные материалы. Особенности св-в и строения.

Древесина была всегда необходимой для человеческих потребностей. Из-за своих уникальных физических свойств, древесина держит заслуженный статус как технический, материальный и функциональный товар. Древесина является стойкой, закалённой, относительно лёгкой, так как её клетки, в основном, заполнены воздухом. Будучи растительного происхождения, она мягкая, по сравнению с железом или камнем (другими материалами эквивалентной силы), и поэтому сравнительно легка в обработке, но, при этом, удивительно прочна.

Вместе с тем древесина имеет недостатки она подвержена горению и загниванию, разрушению от воздействия насекомых и грибов

Технологический процесс изготовления деревянных конструкций включает в себя следующие операции:

Заготовка пиломатериалов,

Сушка древесины;

Сортировка;

Механическая обработка;

Нанесение защитных покрытий;

Сборка конструкций;

Контроль качества

Полимерные материалы. Строение и св-ва

Полимерные материалы находят всё большее применение в строительстве и других отрослях промышленности.

Различают природные и синтетические полимеры. К природным полимерам относятся натуральный каучук, целлюлоза, слюда, асбест, шерсть. Однако ведущее место занимают синтетические полимеры, получаемые в процессе химич. Синтеза.

По составу все полимеры делятся на органические, элементоорганические и неорганические.

Основная цепь элементоОРГ соедин. Построена из атомов кремния и кислорода.

Неорганические полимеры (силикатное стекло, керамика, слюда) не содержат атомов углерода. Основой их являются оксиды кремния, алюминия, магния.

Органические полимеры составл. Наибольшую группу соединений, состоят из атомов углерода, водорода, кислорода, азота, серы и галогенов.

Пластмассы хар-ся значительно большим, чем элатомеры, межмолекулярным взаимодействием. Пластмассы классифицруют по виду наполнителя (твердый или газообразный) и по реакции связующего полимера к повторным нагревам.

Резины (эластомеры) – низкомодульные конструкц. Мат., продукт вулканизации каучука. Это плстмассы с редкосетчатой структурой, в которым связующим выступает полимер.

 

Керамические материалы. Особенности св-в, область использования.

Керамическими называются искусственные каменные материалы и изделия, получаемые из глин и их смесей с минеральными добавками путем их формования, сушки, обжига. Сырьем для керамических материалов служат различные глины.

Керамические материалы и изделия объединяют в группы по назначению и свойствам, по основному используемому сырью или его фазовому составу. По назначению строительные керамические материалы и изделия классифицируются на стеновые материалы, пустотелые изделия для перекрытий, облицовочные материалы для наружной и внутренней отделки зданий, кровельные материалы, трубы, огнеупорные материалы, заполнители для легких бетонов, санитарно-технические изделия, специальные изделия.

Большая прочность, значительная долговечность, декоративность многих видов керамики, а также распространенность в природе сырьевых материалов обусловили широкое применение керамических материалов и изделий в строительстве. В долговечности керамических материалов можно убедиться на примере Московского Кремля, стены которого сложены почти 500 лет назад.

Сво-ва: Водопоглощение, Предел прочности при сжатии