История развития

Развитие материаловедения - основа прогресса. Вокруг нас повсюду материалы. И их создание - заслуга ученых. История развития общества связана с историей освоения материалов, технологии их получения и обработки каменный бронзовый, железный века. Материаловедение, как прикладная наука, сформировалась на рубеже 18—19 веков. В 19 в. материаловедение достигло теоретического уровня естественных наук. Материаловедение 19 в. — это, в первую очередь, материаловедение металлов. Важнейшую роль в развитии этого направления сыграли русские инженеры П. П. Аносов и Д. К. Чернов. 20 век — век открытия и создания новых материалов, обладающих уникальными свойствами. *Создал новый метод получения стали, объединив науглероживание и плавление металла. *Открыл критические точки фазовых превращений стали. Установил влияние термической обработки стали на её структуру и свойства. Появляются новые направления прикладного материаловедения, изучающего закономерности, определяющее строение и свойства различных материалов (полупроводников и диэлектриков, конструкционных материалов и материалов, различных композитов и полимеров и т. д.). Успехи современного материаловедения способствуют разработке высокоэффективных методов улучшения характеристик различных материалов, повышение их эксплуатационных свойств.

Классификация материалов

Классификация материалов: металлические, неметаллические и композиционные материалы. Металлические материалы подразделяются на цветные металлы, порошковые материалы. Неметаллические материалы: резина, стекло, керамика, пластические массы, ситаллы. Композиционные материалы являются составными материалами, в состав которых входят два и более материалов (стеклопластики).

Существует классификация материалов в зависимости от вида полуфабрикатов: листы, порошки, гранулы, волокна, профили и т. д.

Материаловедение – это наука, изучающая свойства конструкционных материалов и закономерности их изменения в зависимости от химического состава, температуры, фазового состояния, характера приложения нагрузки и других факторов. Конструкционные материалы - материалы, из которых изготовляются детали конструкций (машин и сооружений), воспринимающих силовую нагрузку. Определяющими параметрами К. м. являются механические свойства. Разделяют на три группы: 1 – металлические; 2 – неметаллические; 3 – композиционные материалы. Конструкционная прочность – комплекс прочностных свойств, которые находятся в наибольшей корреляции (статистическая взаимосвязь двух или нескольких случайных величин) со служебными свойствами данного изделия, обеспечивают длительную и надежную работу материала в условиях эксплуатации.

На конструкционную прочность влияют следующие факторы:

конструкционные особенности детали (форма и размеры);

механизмы различных видов разрушения детали;

состояние материала в поверхностном слое детали;

процессы, происходящие в поверхностном слое детали, приводящие к отказам при работе.

ВИДЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

По принципу изготовления различают следующие группы металлических материалов: металлы, металлические сплавы, многослойные металлические материалы, материалы с поверхностным покрытием и спеченные сплавы. Металлы – простые крист. Вещ.

Ме сплавы: сталь, чугун (Fe+Углерод от 2 – 6,67%)

Al сплавы – обладают низкой плотностью. Медные сплавы (латунь и бронза). Латунь – сплав меди с цинком. Бронза – сплав на основе меди с добавкой олова, железа, никеля, спинца. Магниевае сплавы. Титанове сплавы. Никелеевые сплавы.

ГРУППЫ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

В группу немет. Мат. объеденены материалыестественного и искусственного происхождения, органические и неорганические. Они не содержат в своей основе металлов. Материалы растительного происхождения (древесина, лен, хлопок). Из них изготавливают доски, полотна, веревки, канаты и т.д.

Керамика: кирпич, камень, стекло и огнеупорные материалы. Изготавливают сосуды, тубы, огнеупорные изделия, элетроизоляторы. Минералы: алмаз, рубин, сапфир, гранит, мрамор, асбест, гипс. Цемент.

Полимерные материалы: резина, плстмасса.

КОМПОЗИЦИОННЫЕ И ЦЕЛЛ-БУМ. МАТЕРИАЛЫ

Композиционные материалы – материалы, образованные объемным сочетанием химически разнородных компонентов с четкой границей раздела фаз между ними. В строение композита выделяют наполнитель (дисперсную фазу) и связующее (матрицу). Композиты классифицируют по виду наполнителя и природе входящих в его состав компонентов. В зависимости от наполнителя можно выделить: 1) композиты с дисперсными частицами; 2) волокнистые композиты. По природе компонентов разделяют на 4 группы, содержащие следующие компоненты: металлы или сплавы; неорганические соединения (окиды, карбиды, нитриды); немет. Мат., органические соединения.

Целлюлозно-бумажные материалы

Волокнистые целл-бум мат. занимают далеко не последнее место среди конструкц. Мат. и выделяются в отдельную группу. Картонная тара – относительная дешевизна и возможность вторичной переработки.

Картон – листовой материал, состоящий из растительных волокон, обработанных сооств. Образом и соедин. В тонкий лист, в котром волокна связанны между собой поверхностными силами сцепления.

КЛАССИФИКАЦИЯ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ