- •СОДЕРЖАНИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Вопросы для повторения материала по главе 1
- •Вопросы для повторения материала по главе 2
- •Вопросы для повторения материала по главе 3
- •ГЛАВА 4. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
- •Вопросы для повторения материала по главе 4
- •ГЛАВА 5. НЕФТЯНЫЕ ТОПЛИВА
- •Вопросы для повторения материала по главе 5
- •ГЛАВА 6. СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- •Вопросы для повторения материала по главе 6
- •ГЛАВА 7. РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ
- •Вопросы для повторения материала по главе 7
- •ГЛАВА 8. ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- •Вопросы для повторения материала по главе 8
- •ГЛАВА 9. РЕЗИНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- •Вопросы для повторения материала по главе 9
- •ГЛАВА 10. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- •Вопросы для повторения материалов по главе 10
- •ГЛАВА 11. КЛЕЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
- •Вопросы для повторения материала по главе 11
- •ГЛАВА 12. ДРЕВЕСИНА
- •Вопросы для повторения материала по главе 12
- •ГЛАВА 13. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- •Вопросы для повторения материала по главе 13
- •ГЛАВА 14. НАНОТЕХНОЛОГИИ И НАНОМАТЕРИАЛЫ
- •Вопросы для повторения материала по главе 14
- •СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет
КОМПОЗИЦИОННЫЕ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Учебно-методическое пособие для студентов инженерно-технических специальностей
Учебное электронное издание
М и н с к |
БНТУ |
2 0 12 |
УДК 620.22: 621
Авторы:
П.С.Гурченко, В.Г. Дашкевич
Рецензент:
А.В. Митинов, доцент кафедры «Химическая техника» УО «Полоцкий государственный университет», кандидат технических наук
Данное пособие предназначено для студентов, изучающих курс неметаллических материалов. Может быть полезно для специалистов машиностроительных предприятий, занятых разработкой, изготовлением и эксплуатацией машин и механизмов, проведением контроля качества материалов на машиностроительных предприятиях. Рассмотрены основные понятия о строении и свойствах неметаллических, органических и композиционных материалов, их классификация, основные представители и методы их получения. Представлены ископаемые минералы, используемые для производства неметаллических материалов, а также получаемые из них материалы: мел, глина, керамика, гранит, мрамор, цеолит, фарфор, графит, гипс, асбест, цемент, бетон, слюда, кварц, стекло, огнеупорные материалы, уголь, нефть, нефтяные топлива, смазочные материалы, технические жидкости, лакокрасочные материалы, полимерные, пластические, резиновые, клеящие материалы, древесина, композиционные материалы.
Белорусский национальный технический университет пр-т Независимости, 65, г. Минск, Республика Беларусь Тел.(017) 292-77-52 факс (017) 292-91-37
Е-mail: mtf@bntu.by http://www.bntu.by/
Регистрационный № _______
©БНТУ, 2012
©Гурченко П.С., Дашкевич В.Г., 2012
©Дашкевич В.Г., компьютерный дизайн, 2012
2
|
СОДЕРЖАНИЕ |
ВВЕДЕНИЕ |
..............................................................................................................7 |
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О МИНЕРАЛАХ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ
НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ............................................................ |
10 |
|
1.1 |
Алюмосиликаты............................................................................................. |
11 |
1.1.1 Каолин...................................................................................................... |
11 |
|
1.1.2 Нефелин ................................................................................................... |
13 |
|
1.1.3 Минералы группы полевого шпата ........................................................ |
14 |
|
1.1.4 Драгоценные, полудрагоценные и поделочные камни на основе |
|
|
алюмосиликатов..................................................................................................... |
17 |
|
1.2 |
Минералы на основе окислов алюминия...................................................... |
21 |
1.3 |
Минералы на основе окислов кремния. Кварц............................................. |
22 |
1.4 |
Минералы на основе окислов фосфора......................................................... |
29 |
ГЛАВА 2. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ИЗ |
|
|
ИСКОПАЕМЫХ МИНЕРАЛОВ........................................................................... |
32 |
|
2.1 |
Слюда.............................................................................................................. |
32 |
2.2 |
Гранит............................................................................................................. |
34 |
2.3 |
Мрамор............................................................................................................ |
36 |
2.4 |
Цеолит............................................................................................................. |
37 |
2.5 |
Мел.................................................................................................................. |
42 |
2.6 |
Гипс................................................................................................................. |
50 |
2.7 |
Графит............................................................................................................. |
52 |
2.8 |
Асбест ............................................................................................................. |
55 |
ГЛАВА 3. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ |
|
|
ПЕРЕРАБОТКОЙ МИНЕРАЛОВ......................................................................... |
67 |
|
3.1 |
Керамика......................................................................................................... |
67 |
3.2 |
Стекло́ ............................................................................................................. |
72 |
3.3 |
Фарфор............................................................................................................ |
84 |
3.4 |
Цемент............................................................................................................. |
86 |
3.5 |
Бетон ............................................................................................................... |
89 |
3.6 |
Огнеупорные материалы................................................................................ |
93 |
ГЛАВА 4. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ... |
100 |
|
4.1 |
Углеводороды............................................................................................... |
107 |
4.1.1 Предельные углеводороды.................................................................... |
107 |
|
4.1.2 Непредельные углеводороды. Алкены................................................. |
112 |
|
4.1.3 Важнейшие представители бутадиена ................................................. |
114 |
|
4.1.4 Каучук.................................................................................................... |
115 |
|
4.1.5 Живица и ее использование.................................................................. |
117 |
|
4.1.6 Растительные пигменты........................................................................ |
119 |
|
4.1.7 Ацетилен................................................................................................ |
119 |
|
4.1.8 Ароматические непредельные углеводороды (арены)........................ |
120 |
|
4.1.9 Спирты................................................................................................... |
123 |
|
4.1.10 Белки .................................................................................................... |
125 |
|
4.2 |
Природные источники углеводородов и их использование ...................... |
128 |
4.2.1 Нефть...................................................................................................... |
128 |
|
|
3 |
|
4.2.2 Каменный уголь..................................................................................... |
143 |
|
ГЛАВА 5. НЕФТЯНЫЕ ТОПЛИВА ................................................................... |
150 |
|
5.1 |
Бензины......................................................................................................... |
151 |
5.2 |
Реактивные топлива ..................................................................................... |
167 |
5.3 |
Дизельные топлива....................................................................................... |
171 |
5.4 |
Котельные, тяжелые моторные, газотурбинные и печное топлива........... |
179 |
ГЛАВА 6. СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ .......................................................... |
183 |
|
6.1 |
Моторные масла........................................................................................... |
185 |
6.2 |
Особенности синтетических и полусинтетических моторных масел ....... |
187 |
6.3 |
Масла для карбюраторных бензиновых двигателей .................................. |
189 |
6.4 |
Масла для дизелей........................................................................................ |
197 |
6.5 |
Трансмиссионные масла.............................................................................. |
197 |
6.6 |
Индустриальные масла ................................................................................ |
201 |
6.7 |
Осевые масла................................................................................................ |
202 |
6.8 |
Пластичные смазки ...................................................................................... |
203 |
6.9 |
Ингибиторы коррозии.................................................................................. |
206 |
ГЛАВА 7. РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ.................................................................... |
209 |
|
7.1 |
Рабочие жидкости для гидравлических систем.......................................... |
209 |
7.1.1 Система обозначений рабочих жидкостей........................................... |
209 |
|
7.2 |
Тормозные и амортизаторные жидкости .................................................... |
211 |
7.3 |
Технические жидкости................................................................................. |
212 |
7.3.1 Смазочно-охлаждающие технологические средства........................... |
212 |
|
7.3.2 Охлаждающие жидкости....................................................................... |
214 |
|
7.3.3 Вода как охлаждающая жидкость ........................................................ |
215 |
|
7.3.4 Низкозамерзающие охлаждающие жидкости...................................... |
216 |
|
7.3.5 Хладагенты ............................................................................................ |
218 |
|
ГЛАВА 8. ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ........................................................ |
222 |
|
8.1 |
Классификация и свойства полимеров........................................................ |
222 |
8.2 |
Пластические материалы............................................................................. |
227 |
8.3 |
Способы получения пластмасс.................................................................... |
228 |
8.4 |
Основные представители пластических масс............................................. |
230 |
8.5 |
Основные способы изготовления деталей из пластмасс............................ |
238 |
8.5.1 Получение листов из пластических материалов.................................. |
239 |
|
8.5.2 Прессование........................................................................................... |
243 |
|
8.5.3 Литье под давлением............................................................................. |
248 |
|
8.5.4 Экструзия............................................................................................... |
252 |
|
8.5.5 Вакуумное формование......................................................................... |
254 |
|
8.6 |
Обработка пластмасс резанием ................................................................... |
259 |
8.7 |
Методы соединения пластмассовых изделий............................................. |
260 |
ГЛАВА 9. РЕЗИНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ............................................................ |
266 |
|
9.1 |
Натуральный каучук .................................................................................... |
266 |
9.2 |
Состав резиновых смесей ............................................................................ |
267 |
9.3 |
Вулканизация резины................................................................................... |
269 |
9.4 |
Резины общего назначения, области применения...................................... |
274 |
9.5 |
Резины специального назначения ............................................................... |
275 |
|
4 |
|
ГЛАВА 10. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ............................................. |
278 |
|
10.1 |
Состав лакокрасочных материалов........................................................... |
278 |
10.1.1 Пленкообразователи............................................................................ |
278 |
|
10.1.2 Пигменты ............................................................................................. |
279 |
|
10.1.3 Наполнители........................................................................................ |
279 |
|
10.1.4 Пластификаторы.................................................................................. |
280 |
|
10.1.5 Растворители и разбавители ............................................................... |
280 |
|
10.1.6 Сиккативы............................................................................................ |
280 |
|
10.2 |
Классификация лакокрасочных материалов............................................. |
280 |
10.3 |
Характеристика свойств материалов......................................................... |
281 |
10.4 |
Основные виды лакокрасочных материалов, применяемых в |
|
машиностроении .................................................................................................. |
283 |
|
10.4.1 Грунтовки............................................................................................. |
283 |
|
10.4.2 Лак........................................................................................................ |
284 |
|
10.4.3 Краски .................................................................................................. |
284 |
|
10.4.4 Эмали.................................................................................................... |
285 |
|
10.4.5 Шпатлевки ........................................................................................... |
286 |
|
10.5 |
Основные свойства лакокрасочных материалов ...................................... |
286 |
ГЛАВА 11. КЛЕЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ.............................................................. |
289 |
|
11.1 |
Классификация клеев................................................................................. |
289 |
11.2 |
Природные клеи животного и растительного происхождениия.............. |
290 |
11.3 |
Синтетические клеи ................................................................................... |
292 |
11.4 |
Герметики ................................................................................................... |
297 |
ГЛАВА 12. ДРЕВЕСИНА.................................................................................... |
305 |
|
12.1 |
Химический состав древесины.................................................................. |
306 |
12.2 |
Строение древесины................................................................................... |
308 |
12.3 |
Свойства древесины................................................................................... |
310 |
12.4 |
Использование древесины ......................................................................... |
313 |
12.5 |
Древесно-волокнистые плиты и пластики................................................ |
318 |
12.5.1 Древесно-слоистый пластик (ДСП).................................................... |
318 |
|
12.6 |
Бумага ......................................................................................................... |
321 |
ГЛАВА 13. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ.......................................... |
328 |
|
13.1 |
Композитные материалы на металлической основе................................. |
333 |
13.2 |
Композитные материалы на полимерной основе ..................................... |
337 |
13.3 |
Виды армирования композитных материалов.......................................... |
344 |
13.4 |
Слоистые пластики..................................................................................... |
345 |
13.4.1 Гетинакс............................................................................................... |
346 |
|
13.4.2 Текстолит............................................................................................. |
347 |
|
13.4.1 Слоистые стеклопластики................................................................... |
350 |
|
13.5 |
Армированные пластики............................................................................ |
361 |
13.6 |
Керамические композиционные материалы............................................. |
373 |
13.6.1 Порошковые инструментальные материалы ..................................... |
375 |
|
13.7 |
Автомобильные шины................................................................................ |
377 |
ГЛАВА 14. НАНОТЕХНОЛОГИИ И НАНОМАТЕРИАЛЫ ............................ |
390 |
|
14.1 |
Сущность и основные понятия.................................................................. |
390 |
|
5 |
|
14.2 |
Классификация наноматериалов ............................................................... |
393 |
14.3 |
Получение наноматериалов....................................................................... |
395 |
14.3.1 Принцип самосборки........................................................................... |
396 |
|
14.4 |
Углеродные наноматериалы...................................................................... |
398 |
14.5 |
Перспективы использования нанотехнологий и наноматериалов........... |
402 |
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ............................................ |
407 |
|
6
