14. Загальна характеристика неорганічних (силікатних) матеріалів

Основою неорганічних матеріалів є оксиди та без кисневі сполуки металів.

Кам’яне литво – група матеріалів, вироблених із розплавів гірських порід промислових відходів з подальшою термічною обробкою. Вироби із кам’яного литва застосовують у різних галузях народного господарства.

Кварцове скло:

• прозоре (виготовляють з гірського кришталю та застосовують в оптиці та приладобудуванні)

• непрозоре (добувають з чистого кварцового піску в електричних печах із вугільним або графітовим електродом)

Силікатне скл. Хімічний склад скла – XR2O ·YR2O·2RO2

До складу неорганічного (силікатного) скла входять скло утворюючі оксиди кремнію, бору, фосфору, германію, миш’яку, що змінюють фізико-механічні властивості скломаси.

Скло класифікують за: вмістом модифікаторів; скло утворюючою речовиною; призначенням.

За хімічною природою скло утворюючої речовини скло поділяють на: алюмоборосилікатне, силікатне, алюмосилікатне, алюмофосфатне, боросилікатне.

За вмістом модифікаторів скло поділяють на: лужне, кварцове, безлужне.

За призначенням скло поділяють на: технічне, будівельне, побутове.

Властивості стекол:

• механічні (високий опір стисканню, низька маже міцності під час розтягування, низька ударна в’язкість)

• оптичні ( відбиття, світлопрозорість, розсіювання, поглинання та заломлення світла)

Термостійкість скла: для усіх видів стекол – від 90-170ºС; для кварцового – 800-1000ºС.

Триплекси – два листи загартованого скла товщиною 2-3мм, склеєні прозорою полімерною плівкою.

Термопан – тришарове скло, яке складається з двох стекол і повітряного проміжку між ними.

Скловати – матеріали зі скловолокон, плити. Застосовують для теплоізоляції кузовів автомашин, кабін літаків, у холодильній техніці.

Ситали та шлакоситали

Ситали – продукт повної або часткової кристалізації стекол із дуже дрібними, рівномірно розподіленими за об’ємом матеріалу кристалами, які зрослися один з одним, або з’єдналися; вони є ізотропними.

Кераміка – неорганічний матеріал, отриманий з відформованих мінеральних мас у процесі у процесі високотемпературного випалювання.

Керамічні фази :

• кристалічна (хімічні сполуки або тверді розчини)

• газова ( міститься у кераміці у вигляді прошарків скла, що зв’язують кристалічну фазу)

• склоподібна (гази, які містяться у порах кераміки)

Цементи – в’яжучі речовини, які утворюють під час змішування з водою пластичну масу, зручну для формування, яка з часом перетворюється на міцне каменеподібне тіло.

Властивості цементів:

• повітряні ( твердіють і зберігають властивості лише не повітрі)

• гідравлічні (твердіють і зберігають властивості на повітрі та у воді)

• кислото- та лугостійкі

Цементи застосовуються для виготовлення бетону.

Бетон - кам’яний матеріал, виготовлений з цементу, заповнювачів і добавок.

Бетони:

• кислотостійкі ( виробляються на основі кислотостійких цементів)

• вогнетривкі (складаються на 15-20% з цементу та на 80-85% наповнювача)

• полімер бетони (добувають введенням різних полімерних матеріалів у бетонну суміш, їм притаманна підвищена зносостійкість)

15. Заг. Хар-ка гумових матеріалів (гуми і каучуку, іх суміші)

Гу́ма — матеріал, необхідний для виробництва різноманітних виробів - від автомобільних шин до хірургічних рукавичок. Головна перевага гуми - її еластичність. Вона може розтягуватися й гнутися, а потім приймати початкову форму. Натуральну гуму виробляють з особливої рідини - латексу, який одержують із соку каучукового дерева. Батьківщина каучукового дерева - Центральна та Південна Америка. Сьогодні його вирощують на плантаціях у теплих країнах по усьому світу, зокрема й у Південно-Східній Азії. Після Другої світової війни з нафти хімічним шляхом одержали синтетичну гуму, яка набула широкого застосування. Зараз частка синтетичної гуми складає дві третини світового виробництва гуми.

Для виготовлення гуми каучук слід переробити, додавши до нього сірку. Цей процес називають вулканізацією. Одержаний матеріал є міцнішим та еластичнішим за каучук-сирець. Для більшої тривкості до гуми додають тканини або металеві дроти (у виробництві автомобільних шин).

Найважливішим компонентом гуми є натуральний або синтетичний каучук, від якого залежать основні властивості гумового матеріалу. Для поліпшення властивостей гуми до її складу крім каучуку додають вулканізатори, зміцнювачі, пластифікатори, барвники, стабілізатори та інші компоненти.

Вулканізатори (сірка, селен, іноді пероксиди) додаються в кількістю 1-5 %. Внаслідок певних хімічних реакцій вулканізатора з каучуком утворюється високоеластична гума. Якщо масову частку сірки в сирій гумі довести до 30 і більше %, то утворюється твердий нееластичний матеріал ебоніт, який використовують як ізолятор в електротехніці. Вулканізацію можна активізувати оксидами магнію, свинцю, цинку та ін.

Зміцнювані — дрібнодисперсні порошки сажі, оксиду кремнію або оксиду цинку — додають для підвищення міцності, твердості і стійкості гумових виробів. Для відповідальних гумових виробів (шини, шланги високого тиску, привідні паси та ін.) використовують волоконні зміцнювані із синтетичних волокон або металевого дроту, покритого латунню, щоб підвищити зчеплення дроту з полімером.

Пластифікатори (тіарафін, каніфоль, стеаринова кислота, рослинні олії) сприяють рівномірному розподілу компонентів у суміші, полегшують формування виробів та підвищують їх морозостійкість.

Барвники (мінеральні й органічні) надають гумовим виробам бажаного кольору.

Сукупність технічних властивостей гумових матеріалів дає змогу застосовувати їх для амортизації та демпфірування, хімічного захисту деталей машин, трубопроводів, шлангів, ущільнення і герметизації із умовах повітряних і рідких середовищ, для покришок і камер коліс літаків та автотранспорту тощо. Номенклатура гумових виробів налічує понад 40000 найменувань.

За призначенням у машинобудуванні гумові деталі поділяють на такі групи: ущільнювачі, вібро- та звукоізолятори, протиударні, силові (шестірні, корпуси насосів, муфти, шарніри), антифрикційні, фрикційні деталі та інструменти. Гума також використовується з метою захисну виробів та як декоративна речовина.