25 Билет

Композиционные материалы

Композиционные материалы по удельным прочности и жесткости, прочности при высокой температуре, сопротивлению усталостному разрушению и др. свойствам значительно превосходят все известные конструкционные материалы. Они имеют высокую прочность и долговечность и низкую плотность.

Характеристика Композиционными называют сложные материалы, в состав которых входят отличающиеся по свой­ствам нерастворимые друг в друге компоненты. Основой композиционных материалов является сравнительно пла­стичный материал непрерывный в объеме - матрица (связующий). В матрице рав­номерно распределены более твердые и прочные вещества – упрочнители или наполнители.

Матрица может быть металлической, полимерной, неорганической (углеродной, кера­мической), комбинированной.

Матрица обеспечивает форму материала, перераспределяет нагрузки по его объему, защищает армирующие компоненты от механич и коррозионных воздействий.

Глинистые породы составляют 5 % осадочных пород. Глина – тонкозернистый материал, который при смешивании с водой обнаруживает пластичность и содержит в качестве обязательного компонента глинистые минералы. Глинистые породы могут содержать обло­мочные зерна кварца, полевых шпатов, слюд, карбонаты, сульфаты и прочие минералы, которые оказывают существенное влияние на степень пла­стичности глины.

Глины находят большое применение. Их широко используют в керамической промышленности, для изготовления кирпича, грубой керами­ки и других изделий. Глины являются также компонентом сырье­вой смеси в производстве цемента.

Глины используют как строи­тельный материал при возведении земляных плотин (экраны и пр.).

Глины делятся по температуре плавления на: легкоплавкие, тугоплавкие, огнеупорные.

Компоненты системы

Железо – переходный металл серого цвета, температура плавления 1539°С.Техническое железо содержит 99,9 % Fе.

Углерод – неметаллический компонент, температура плавления 3500°С. В обычных условиях может существовать в виде графита и алмаза.

Графит является устойчивой аллотропической формой в обычных условиях.

Фазы системы

Углерод взаимодействуют с железом, образуя фазы системы. Углерод неограниченно растворим в жидком железе, образуя жидкую фазу – неограниченный жидкий раствор углерода в железе.

Цементит — это хим. соединение железа с углеродом (карбид железа) Fe₃C. В нем содержится 6,67 % углерода. Характеризуется очень высокой твердостью, низкой пластичностью и хрупкостью.

Феррит - твердый раствор внедрения углерода в α-железо. Может быть низкотемпературный (α) феррит и высокотемпературный феррит (δ), оба имеют решетку ОЦК(объёмно-центрированная кубическая). Содержание углерода—max 0,02 %. Имеют низкую твердость и высокую пластичность.

Аустенит — это твердый раствор внедрения углерода в γ-железо. Мах содержание углерода 2,14 %. Аустенит характеризуется высокой пластичностью и низкими прочно­стью и твердостью.

26 Билет

Теплоизоляционные материалы.

Материалы для минимизации теплообмена с окружающей средой ч/з ограждающие конструкции зданий и поверхности оборудования, и трубопроводов.

По назначению общестроительные, монтажные(для изоляции агрегатов, трубопроводов)

По виду исходного сырья неорганические,органические

По внешнему виду и форме сыпучие, штучные

Виды !!!

Неорганические

-Минерловатные (на основе коротких и тонких мин.волокон) мягкие плиты,прошивные маты,полутвердые и твердые плиты и скорлупы

-Пеностекло –мат.получаемы терм-ой обработкой порошкообразного стекла,смешанного с порошком газообразователя(мел, известняк)

-Теплоизоляционные бетоны- бетоны плот= <500 кг/м в кубе

-Монтажная теплоизоляция засыпки,мастики,листы,плиты,скорлупы

Органические

-изоляциооные древесноволокнистые плиты(мягкие и полутвердые ДВП)изготов-ют из неделовой древесины, измельчая ее в воде на отдельные волокна.

-фирболит и арболит-мат.из древесной стружки,опилок и щепы на цементном вяжущем.

-пенопласты-листовые и фасонные изделия получают из различных полимеров

-заливочные пенопласты-жидко-вязкие олигомерные смолы

-сотопласты получают,пропитывая синтетическими клеями и склеивая графрированные листы бумаги или ткани.(что-то похожее по форме на пчелиные соты)

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов

Диаграммы фазового равновесия – это графическое изображение фазового состава сплавов какой-нибудь материальной системы в условиях равновесия в зависимости от температуры и хим состава сплава.

Диаграмма состояния показывает строение сплава в зависимости от соотношения компонентов и от температуры. Она строится экспериментально по кривым охлаждения. В отличие от чистых металлов сплавы кристаллизуются не при постоянной температуре, а в интервале температур.

Диаграмма равновесия железо – углерод: сплошные линии соответствуют метастабильной(неустойчивой) системе железо – цементит, а пунктирной железо – графит.

Практическое значение имеют сплавы железа с углеродом, содержащие углерода до 6,67 % (стали и чугуны). Поэтому рассматривают диа­грамму только до этой концентрации,

Линия ABCD диаграммы является линией ликвидус. На ней начинается кристаллизация: на участке АВ — феррита, ВС — аустенита и CD — первичного цементита. Линия AHJECF является линией солидус (конец кристализации) диаграммы.

Железоуглеродистые сплавы в зависимости от содер­жания углерода делятся на стали (до 2,14 % С) и чугуны (от 2,14 до 6,67% С).

Классификация минеральных вяжущих

В зависимости от условий твердения раз­личают:1)гидравлические,2) воздушные, 3) кислото­упорные и 4) автоклавного твердения. Каждую из этих групп, в свою очередь, делят на подгруппы в соответствии с составом и основ­ными свойствами отдельных вяжущих веществ.

Гидравлические вяжущие материалы (цементы) способны при затворении водой после предварительного затвердевания на воз­духе продолжать твердеть в воде, сохраняя и увеличивая свою прочность. К ним относят портландцемент и его разновидности – главные вяжущие современного строительства; глиноземистые цементы; гидравлическая известь и романцемент.

Воздушные вяжущие материалы при затворении водой схваты­ваются, твердеют и превращаются в камень только на воздухе. Образовавшийся камень сохраняет прочность в течение длитель­ного времени только в воздушной среде. К этой группе вяжущих от­носят строительную воздушную известь, а также гипсовые и маг­незиальные вяжущие материалы.

Кислотоупорные вяжущие материалы после затвердевания на воздухе могут длительное время сохранять прочность при воздей­ствии минеральных кислот. К этой группе относят кисло­тоупорный цемент, кварцевый кремнефтористый цемент и др.

Вяжущие материалы автоклавного твердения превращаются в камень только при автоклавной (гидротермальной) обработке при давлении насыщенного пара и высокой температуре. В эту группу входят известково-кремнеземистые, известково-зольные, известково-шлаковые и нефелиновый цемент, хотя по существу они также относятся к гидравлическим вяжущим.