Раздел 7. Медь и ее сплавы

Программа. Главные положительные свойства меди. Распространенность меди в земной коре. Главные рудные минералы меди. Медные сплавы. Их состав, свойства и области применения.

Методические указания. Медь – металл, который стал применяться человеком в древние века (бронзовый век). Из меди готовили оружие, щиты, украшения. В настоящее время медь и ее сплавы также широко используют различных отраслях техники: электротехнике, теплотехнике, судостроении, машиностроении. Медь обладает очень высокой электропроводностью и теплопроводностью, не магнитна, обладает коррозионной стойкостью, устойчива при низких температурах.

Наибольшее применение получили сплавы меди – бронзы и латуни.

Бронзы – сплавы меди с оловом. Кроме Sn, в бронзы добавляют Al, Pb, Be, Si, Cr, Ni, Zn.

Наибольшая растворимость олова в меди составляет 15,8%. Наиболее распространены бронзы, в которых олово содержится в количестве 5-6%. При бóльших содержаниях снижается пластичность и вязкость бронзы.

Бронзы обладают литейными свойствами, из них изготавливают сложные отливки, используют в качестве арматуры, которая может работать в агрессивных средах. Бронзы используют также при изготовлении подшипников, они обладают антифрикционными свойствами.

Бериллиевые бронзы применяют в авиастроении и судостроении.

Латуни – сплавы меди с цинком. Кроме цинка, в латунях присутствуют Al, Si, Ni. Латуни образуют несколько полиморфных фаз: -, -, -, -, - и другие. -фаза имеет ГЦК-решетку, а -фаза – ОЦК.

В отличие от бронз, латуни не обладают литейными свойствами, а являются деформируемыми сплавами. Из латуней изготавливают трубы, ленты, проволоку и различные детали приборов.

Вопросы

1. Важнейшие физические свойства меди и ее сплавов.

2. Области применения латуней и бронз.

3. Легирующие примеси в медных сплавах.

4. Назовите сплавы, в которых медь является легирующей примесью.

Раздел 8. Композиты

Методические указания. Композиты – новые конструкционные материалы сложного строения, построенные из разных по составу и свойствам веществ. Это могут быть металлы, минералы, полимеры, керамика древесина. Композиты обладают очень широким набором физических свойств, и их возможности к настоящему времени пока не исчерпаны.

Композиты конструируют с целью создания заданных свойств: прочности, коррозионной стойкости, низкой плотности, химической инертности.

Различают следующие типы композитов:

1. металлические композиционные материалы (МКМ);

2. полимерные композиционные материалы (ПКМ);

3. керамические композиционные материалы.

В любых композитах выделяют две главные составляющие: матрицу и арматуру. Металл, керамика или полимер составляют матрицу – основной объем композита. Арматура – дополнительная часть композита – может быть выполнена из самых различных по составу веществ: 1) оксиды, карбиды, нитриды, бориды; 2) сплавы в виде полос, волокон, лент, малых частиц; 3) углерод либо органические вещества.

Распределение арматуры в матрице может быть различно в зависимости от заданных свойств композита: пластичности, анизотропии, типа воздействия нагрузок и др. Могут быть слоистые композиты, волокнистые, дисперсные, с чередованием различных наполнителей по составу и форме.

Широко применяются композиты состава Al – Al₂O₃, в которых алюминий образует пластичную матрицу, а частицы корунда – упрочняют материал.

Композиты находят самое различное применение: в машиностроении, автомобилестроении, транспорте, строительстве.

Вопросы

1. Какие композиты, применяемые в строительстве, Вы можете назвать?

2. Состав волокнистых составляющих в композитах.

3. Композиты с дисперсной текстурой.

4. Какие минералы применяют в составе композитов?