- •Министерство обазования и науки украины
- •Содержание
- •Тема 1 введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
- •Тема 2 металлические материалы . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 12
- •Тема 3 неметаллические материалы . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 66
- •Тема 4 композиционные материалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
- •Тема 5 волоконная оптика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217
- •Тема 6 люминофоры . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222
- •Тема 1 введение
- •1.1 Материалы в современной технике
- •1.2 Классификация конструкционных материалов
- •Тема 2 металлические материалы
- •2.1 Магнитные стали и сплавы
- •2.1.1 Основные магнитные характеристики металлов
- •2.1.2 Магнитомягкие стали и сплавы
- •2.1.3 Магнитотвердые стали и сплавы
- •2.I.4 парамагнитные материалы
- •Металлы, стали и сплавы со специальными свойствами
- •Тема 3 неметаллические материалы
- •3.1 Общие сведения
- •3.2 Неорганические материалы
- •3.2.1 Неорганическое стекло
- •3.2.2 Ситаллы (стеклокристаллические материалы)
- •3.2.3 Керамические материалы
- •3.2.4 Графит
- •3.3 Органические полимерные материалы
- •3.3.1 Пластмассы
- •3.3.2 Резины
- •Тема 4 композиционные материалы
- •4.1 Введение
- •4.1.1 Классификация композиционных материалов и перспективы развития
- •4.1.2 Применяемые волокна и требования к ним
- •4.2 Металлические композиционные материалы
- •4.3 Полимерные композиционные материалы
- •4.4 Керамические композиционные материалы (ккм)
- •4.5 Дисперсионноупрочненные сплавы (дс)
- •5 Волоконная оптика
- •5.1 Применение оптических волокон
- •5.2 Оптическое волокно
- •6 Люминофоры
- •Темы рефератов
- •Вопросы для самоконтроля Тема 1: материалы в современной технике
- •Тема 2: металлические материалы
- •Тема 3: неметаллические материалы
- •Тема 4: композиционные материалы
- •Тема 5: волоконная оптика
- •Министерство обазования и науки украины
Тема 3: неметаллические материалы
Строение и состав неорганических стекол.
Классификация неорганических стекол.
Общие свойства неорганических стекол
Виды обычного промышленного стекла и их применение.
Характеристика других видов стекол: сталинит, триплексы, термопаны, теплозвукоизоляционные стекловолокнистые материалы, армированные стекла.
Характеристика стеклокристаллических материалов (ситаллов), их виды и применение.
Принципы классификации различных видов керамики.
Виды технической керамики.
Виды керамики на основе чистых оксидов: состав, свойства, применение.
Бескислородная керамика: состав, свойства, применение.
Виды радиотехнической керамики: состав, свойства, применение.
Структура и свойства графита. Способы получения и применение различных видов графита.
Классификация полимерных материалов по различным признакам.
Общие сведения о пластмассах: состав и свойства.
Классификация пластмасс по различным признакам.
Свойства термопластичных пластмасс. Полярные и неполярные термопласты.
Виды неполярных термопластов: состав, свойства, применение.
Виды полярных термопластов: состав, свойства, применение.
Свойства и виды термореактивных пластмасс. Их применение.
Свойства, состав и виды газонаполненных пластмасс.
Характеристика резин: состав, свойства.
Различные виды резин, их применение и свойства.
Тема 4: композиционные материалы
Классификация композиционных материалов по различным признакам. Различные группы композиционных материалов в соответствии с различными признаками классификации.
Основные требования к волокнам, применяемым для армирования композиционных материалов. Виды армирующих волокон.
Основные требования к материалам, применяемым в качестве матричных при создании композиционных материалов.
Виды матричных материалов, применяемых при создании металлических композиционных материалов.
Виды металлических композиционных материалов: их состав и применение.
Основные свойства металлических композиционных материалов.
Характеристика физических свойств МКМ.
Основные механические свойства металлических композиционных материалов.
Основные свойства полимерных композиционных материалов.
Полимерные связующие, применяемые в качестве матрицы для композиционных материалов.
Виды полимерных композиционных материалов и области их применения.
Свойства и основные виды керамических материалов.
Материалы, применяемые в качестве матричных при создании ККМ.
Материалы, применяемые в качестве наполнителя при создании ККМ.
Общая характеристика дисперсионноупрочненных сплавов: структура, свойства.
Методика получения деталей из ДС.
Основные виды и свойства ДС и области их применения.
Тема 5: волоконная оптика
Применение оптических волокон в различных отраслях современного приборостроения.
Физическая сущность оптических явлений, происходящих при преломлении на границе раздела двух диэлектрических сред.
Строение оптических волокон и процессы преломления в различных видах волокон.
Тема 6: ЛЮМИНОФОРЫ
Сущность люминосцентных явлений и свойства люминофоров.
Классификация люминофоров.
Химический состав люминофоров.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Аморфные металлические материалы: Сб. статей / Под ред. А.И. Манохина - М.: Наука, 1984. – 125с.
Белащенко Д.К. Структура жидких и аморфных металлов. - М.: Металлургия, 1985. – 130с.
Бутусов М.М. Волоконная оптика и приборостроение. - Л.: Машиностроение, 1987.- 328с.
Бушуев Ю.Г., Персин М.И., Соколов В.А. Углерод - углеродные композиционные материалы: Справочник. - М.: Металлургия, 1994.- 127с.
Волокнистые и дисперсионно-упрочненные композиционные материалы. - М.: Наука, 1976 – 203с.
Волоконные композиционные материалы / Под ред. Дж.Уитона и Э. Скала.; Перевод с англ. В.И.Шулепова. - М.: Металлургия, 1978. – 239с.
Гольдштейн М.И., Литвинов В.С., Бронфин Б.М. Специальные стали. М.: Металлургия, 1986. – 312с.
Дак Э. Пластмассы и резины. - М.: Мир, 1976.- 127с.
Дубинин Г.Н., Авраамов Ю.С. Конструкционные проводниковые и магнитные материалы. - М.: Машиностроение, 1973. – 295с.
Забашта В.Ф., Кривов Г.А., Бондарь В.Г. Полимерные композиционные материалы конструкционного назначения. - К.: Технiка, 1993. – 143с.
Каменев Е.И., Мясников Г.Д., Платонов М.П. Применение пластических масс: Справочник. – Л.: Химия, 1985. – 448с.
Карпинос Д.М., Тучинский. Л.И., Вишняков Л.Р. Новые композиционные материалы - К.: Вища школа, 1977. – 310с.
Константинова - Шлезингер М.А. Химия ламповых люминофоров. - М.: Наука, 1970. – 200с.
Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. - М.: Машиностроение, 1990. – 528с.
Лейкин А.Е., Родин Б.И. Материаловедение. - М.: Высшая школа, 1971. – 414с.
Марковский Л.Я. Люминофоры. – М.: Химия, 1966. – 153с.
Пилиповский Ю.Л., Грудина Т.В., Сапожникова А.Б. Композиционные материалы в машиностроении. - К.: Техника, 1990.- 211с.
Полухин В.А., Ватолин Н.А. Моделирование аморфных металлов. - М.: Наука, 1985. – 95с.
Портной К.И., Салибеков С.Е. и др. Структура и свойства композиционных материалов. - М.: Машиностроение, 1979. – 253с.
Сталь на рубеже столетий / Под ред. Ю.С. Карабасова - М.: МИСИС, 2001. - 400с.
Тарнопольский Ю.М.. Жигун И.Г., Поляков В.А. Пространственно-армированные композиционные материалы: справочник. – М.: Машиностроение, 1987. – 224с.
Тихонова А.С., Герасимов А.П, Прохорова И.И. Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении. - М.: Машиностроение, 1981. - 80с.
Тростянская Е.Б., Колачева Б.А. и др. Новые материалы в технике. - М.: Гостоптехиздат, 1962. – 533с.
Фринляндер И.Н., Шоршоров М.Х., Портной К.И. Композиционные материалы / Под ред. А.И. Манохина – М.: Наука, 1981. – 292с.
Хосомура Т. и др. Разработка композиционного материала типа углерод-углерод. – Ниссан Гихо, 1981.- 156с.
Материал |
Плотность, г/см3 |
Рабочая температура, ˚С |
Предел прочности, МПа |
Относительное удлинение при разрыве,% |
Ударная вязкость, а кДж/м2 | |||
максимальная |
минимальная |
При растяжении |
При сжатии |
При изгибе | ||||
Полиэтилен: ПЭВД |
0,91-0,92 |
105-108 |
-70 |
10-17 |
12 |
12-17 |
50-600 |
Не ломается |
ПЭНД |
0,94-0,95 |
120-125 |
-70 |
18-35 |
20-36 |
20-38 |
250-1000 |
То же |
Полипропилен |
0,90 |
150 |
-15 |
25-40 |
11 |
- |
200-800 |
33-80 |
Полистирол |
1,05-1,08 |
90 |
-20 |
37-48 |
90-100 |
65-105 |
1-4 |
10-22 |
Фторопласт |
1,90-2,20 |
250 |
-269 |
15-35 |
10-12 |
14-18 |
250-500 |
100 |
Оксиды |
Температура плавления,˚С |
Плотность (теоретическая), г/см3 |
Предел прочности, МПа |
Модуль упругости, ГПа |
Твердость по Моосу |
Коэффициент линейного расширения, α, 10-6с-1 |
Удельное электрическое сопротивление (объемное), Омּсм |
Стойкость к тепловому удару |
Стойкость к эрозии | ||
При растяжении |
При изгибе |
При сжатии | |||||||||
Al2O3 |
2050 |
3,99 |
260 |
150 |
3000 |
382 |
9 |
8,4 |
1016 |
Высокая |
Высокая |
ZrO2 |
2700 |
5,60 |
150 |
230 |
2100 |
172 |
7 - 8 |
7,7 |
104 |
Низкая |
- |
BeO |
2580 |
3,02 |
100 |
130 |
800 |
310 |
9 |
10,6 |
1014 |
Высокая |
Средняя |
MgO |
2800 |
3,58 |
100 |
110 |
1400 |
214 |
5 - 6 |
15,6 |
1015 |
Низкая |
- |
CaO |
2570 |
3,35 |
- |
80 |
- |
- |
4 - 5 |
13,8 |
1014 |
- |
- |
ThO2 |
3050 |
9,69 |
100 |
- |
1500 |
140 |
7 |
10,2 |
1013 |
Низкая |
Высокая |
UO2 |
2760 |
10,96 |
- |
- |
980 |
164,5 |
6 |
10,5 |
103 |
- |
- |
Таблица 3.2 – Свойства бескислородной керамики
-
Название
Температура плавления, ˚С
Плотность, г/см3
Предел прочности при 20˚С, МПа
Модуль упругости, ГПа
Твердость по Моосу
Коэффициент линейного расширения, α, 10-6 с-1
При растяжении
При изгибе
При сжатии
Карбид кремния SiC
2600
3,20
155
-
2250
394
9,2 – 9,5
16,7 (200-1400˚C)
Диборид титана TiB2
2980
4,52
140
246
1350
-
-
-
Диборид циркония ZrB2
3040
6,09
-
-
-
-
-
-
Нитрид бора BN «белый графит»
2350
2,34
50 – 110 (25˚C)
0,7-1 (1000˚C)
50 - 110
500 - 600
8,65 (25˚C) 1,16 (1000˚C)
1 - 2
15 – 12,3 (300-1000˚C)
Нитрид кремния Si3N4
1780 - 1820
3,20
-
160
-
317
-
30
Дисилицид молибдена MoSi2
2030
6,24
281 (980˚C)
473 (980)
1130 (20˚C) 340 (1400˚C)
430
-
48,5 (900˚C)