Министерство науки и образования, молодежи и спорта Украины
Донецкий Национальный Технический Университет
Кафедра Физического материаловедения
Индивидуальное задание
по дисциплине Неметаллические материалы
на тему: «Выбор материала для заданного изделия»
Выполнили ст. гр. ПМ-09
Гончарова О. Д
Лещенко И. А
Шевченко М. В
Проверила Снижко О. А.
Донецк - 2012г.
ЗАДАНИЕ
Выбрать материал пригодный для изготовления панелей приборов, которые не несут значительных нагрузок. Материал должен быть диэлектриком и иметь хороший декоративный вид.
1 Выбор материала
Приборную панель изготавливают из материала с малой теплопроводностью – металлов (аллюминия), полимерных материалов (пластмасс). Широкое применение находят термопластичные пластмассы на основе полипропилена, полистирола, поливинилхлорида.
Основными достоинствами полимеров являются коррозионная стойкость, малый вес, повышенная стойкость к образованию вмятин, эффективное шумопоглощение и экономические преимущества, благодаря возможности объединения нескольких элементов в одной детали.
Пластмассы (пластические массы) или пластики — органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров.
Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять после охлаждения или отвердения заданную форму. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего) состояния в стеклообразное состояние.
2 Основные свойства пластмассы
Теплопроводность пластмасс довольно низкая и зависит от их пористости. У пористых пластмасс теплопроводность 0,03 Вт/(м °С), у плотных 0,22...0,68 Вт/(м°С). Низкая теплопроводность позволяет изготовлять ограждающие конструкции зданий и сооружений тонкими и легкими.
Прозрачность и светопроницаемость многих пластмасс дает возможность успешно применять их для остекления специальных помещений, создавать новые конструкции оконных проемов и кровель большепролетных и промышленных зданий. Так, прозрачность органических стекол 83...94, а прозрачность алмаза принята за 100.
Диэлектрические свойства пластмассы давно применяются в повседневности. Пластмассы плохо или совсем не проводят электричество, поэтому часто применяются в современной технике, в установках радиосвязи, телевидения и т.д.
Высокие декоративные качества пластмасс значительно расширяют область их применения как отделочного материала, создают художественные возможности при разработке и создании интерьеров.
Пластмассы обладают ценными технологическими свойствами: сравнительно легко формуются (литье, штампование, прессование) и обрабатываются (распиливание, строгание, сверление), что позволяет из пластмасс получать разнообразные по форме и сложные по очертанию изделия. Пластмассы можно сваривать и склеивать между собой.
Основные механические характеристики пластмасс те же, что и для металлов.
Пластмассы характеризуются малой плотностью (0,85—1,8 г/см³), чрезвычайно низкими электрической и тепловой проводимостями, не очень большой механической прочностью. При нагревании (часто с предварительным размягчением) они разлагаются. Не чувствительны к влажности, устойчивы к действию сильных кислот и оснований, отношение к органическим растворителям различное (в зависимости от химической природы полимера). Физиологически почти безвредны. Свойства пластмасс можно модифицировать методами сополимеризации или стереоспецифической полимеризации, путём сочетания различных пластмасс друг с другом или с другими материалами, такими как стеклянное волокно, текстильная ткань, введением наполнителей и красителей, пластификаторов, тепло- и светостабилизаторов, облучения и др., а также варьированием сырья, например использование соответствующих полиолов идиизоцианатов при получении полиуретанов.
Твёрдость пластмасс определяется по Бринеллю при нагрузках 50—250 кгс на шарик диаметром 5 мм.
Теплостойкость по Мартенсу — температура, при которой пластмассовый брусок с размерами 120 × 15 × 10 мм, изгибаемый при постоянном моменте, создающем наибольшее напряжение изгиба на гранях 120 × 15 мм, равное 50 кгс/см², разрушится или изогнётся так, что укреплённый на конце образца рычаг длиной 210 мм переместится на 6 мм.
Теплостойкость по Вика — температура, при которой цилиндрический стержень диаметром 1,13 мм под действием груза массой 5 кг (для мягких пластмасс 1 кг) углубится в пластмассу на 1 мм.
Температура хрупкости (морозостойкость) — температура, при которой пластичный или эластичный материал при ударе может разрушиться хрупко.
Для придания особых свойств пластмассе в нее добавляют пластификаторы (силикон, дибутилфталат, ПЭГ и т. п.), антипирены (дифенилбутансульфокислота), антиоксиданты (трифенилфосфит, непредельные углеводороды).
По характеру связующего вещества пластмассы подразделяются на термопластичные (термопласты), получаемые на основе термопластичных полимеров, и термореактивные (реактопласты).