- •Москва 2010 Оглавление
- •1. Введение.
- •2. Структура твёрдых тел.
- •2.1. Механизм кристаллизации.
- •2.2. Термодинамика кристаллизации.
- •2.3. Правило фаз Гиббса, фазовые диаграммы.
- •2.4. Процессы структурообразования.
- •2.5. Надмолекулярная структура полимеров.
- •3. Основные свойства материалов.
- •3.1. Механические свойства материалов.
- •3.1.1. Особенности структуры и свойств полимерных материалов.
- •3.2. Теплофизические свойства материалов.
- •3.2.1. Теплоёмкость.
- •3.2.2. Теплопроводность.
- •3.2.3. Температуропроводность
- •3.2.4. Тепловое расширение.
- •3.2.5.Температуры фазовых переходов.
- •3.3. Электрические свойства.
- •3.3.1. Проводники, полупроводники и диэлектрики.
- •3.3.2. Основные электрические характеристики материалов.
- •Эта величина носит название температурный коэффициент диэлектрической проницаемости.
- •3.4. Магнитные свойства материалов.
- •4. Металлические материалы.
- •4.1. Сплавы железо – углерод
- •4.2. Легированные стали.
- •4.3. Термическая и химико-термическая обработка металлов.
- •4.3. Металлические проводниковые материалы.
- •4.3.1. Материалы высокой проводимости.
- •4.3.2. Материалы высокого удельного сопротивления.
- •Металлические материалы для приборов измерения температуры, основанных на тепловом расширении веществ.
- •4.4. Сверхпроводники и криопроводники.
- •4.5. Металлические магнитные материалы.
- •5. Диэлектрические материалы.
- •5.1. Стёкла, ситаллы.
- •5.2. Ситаллы.
- •5.3. Техническая керамика.
- •6.1. Традиционная электротехническая керамика.
- •6.2. Оксидная керамика
- •6.2.1. Керамика на основе ВеО (брокерит, броммелитовая керамика).
- •6.2.2. Керамика на основе МgО (периклазовая керамика).
- •6.2.3. Керамика из оксида алюминия – корундовая керамика.
- •6.2.4. Кварцевая керамика.
- •6.2.5. Керамика из диоксида циркония ZrO2
- •6.2.6. Керамика из оксида иттрия y2o3.
- •6.3. Керамика из бескислородных соединений.
- •6.3.1. Карбиды и карбидная керамика
- •6.3.1.1. Керамика на основе карбида кремния.
- •6.3.1.2. Карбид бора в4с.
- •6.3.1.3. Керамика на основе карбидов d – элементов.
- •6.3.2. Нитридная керамика.
- •6.3.2.2. Нитрид алюминия.
- •6.3.2.3. Керамика на основе нитрида кремния Si3n4
- •6.3.3. Боридная керамика.
- •6.3.4. Силицидная керамика.
- •6.4. Конденсаторная керамика - на основе диоксида титана, титанатов, цирконатов и других соединений с подобными свойствами.
- •6.5. Магнитная керамика
- •7. Полимерные материалы
- •7.1. Термопластичные полимеры.
- •7.1.1. Полиэтилен (пэ).
- •7.1.3. Полистирол (пс)
- •7.1.4. Полиметилметакрилат (пмма).
- •7.1.5. Поливинилхлорид (пвх).
- •7.1.6. Фторопласты.
- •7.1.9. Полиуретаны (пу).
- •7.1.10. Полиимиды (пи).
- •7.1.11. Эфиры целлюлозы (этролы, целлулоид).
- •7.2. Термореактивные полимеры – реактопласты.
- •7.2.1 Фенопласты.
- •7.2.2. Аминопласты (карбамидные пластики).
- •7.2.3. Эпоксидные смолы.
- •7.2.4. Ненасыщенные полиэфирные смолы (пн).
- •7.2.5. Эластомеры (каучуки и резины).
- •7.3. Герметики
- •7.3.1. Вулканизирующиеся, отверждаемые герметики (ог).
- •7.3.2. Высыхающие герметики (вг).
- •7.4. Тепло- и термостойкие полимеры.
- •7.4.1. Карбоциклические полимеры и связующие.
- •7.4.2. Гетероциклические полимеры и связующие.
- •7.5. Полимерные композиционные материалы (пкм).
- •7.6. Полимеры со специфическими свойствами
- •7.6.1. Полимеры со специфическими электрическими свойствами
- •7.6.1.1. Антистатические полимерные материалы.
- •7.6.1.2. Полимерные электреты.
- •7.6.1.3. Полимерные полупроводники и проводники.
- •7.6.2. Флуоресцирующие полимеры.
- •7.6.3. Оптические полимеры.
- •7.6.4. Светочувствительные полимерные материалы.
- •7.6.5. Ионнообменные полимеры.
- •7.6.6. Биодеструктируемые полимеры.
- •7.6.7. Полимерные материалы триботехнического назначения.
- •8. Углеродные материалы и композиции.
- •8.1. Углеродные волокна (ув).
- •8.2. Углепластики (уп).
- •8.3. Композиционные материалы на основе ув и углеродной матрицы
- •9. Полупроводниковые материалы.
- •9.1. Элементарные полупроводники.
- •9.2. Полупроводниковые соединения.
- •10. Технология конструкционных материалов.
- •10.1. Технология металлических материалов.
- •10.1.1. Характеристика литейного произвдства.
- •10.1.2. Обработка металлов давлением (омд).
- •10.1.2.1. Виды обработки металлов давлением.
- •10.1.3. Сварка и пайка металлов и сплавов.
- •10.2. Переработка полимерных материалов
- •10.3. Технология стеклянных материалов.
- •10.3.1. Вытягивание.
- •10.3.2. Прокат.
- •10.3.3. Растекание (флоат – способ).
- •10.3.4. Выдувание.
- •10.3.5. Прессование.
- •10.3.6. Центробежное формование.
- •10.4. Технология керамических материалов.
- •10.4.1. Прессование на механических прессах.
- •10.4.2. Гидростатическое прессование.
- •10.4.3. Литьё в пористые формы.
- •10.4.4 Формование способом выдавливания (пластический способ).
10.3.2. Прокат.
Листовое стекло можно получать также методом прокатки периодическим или непрерывным способами. При периодическом прокате порцию расплавленного стекла выливают на охлаждаемый металлический стол и прокатывают валом, катящимся по столу и разравнивающим стекло.
При непрерывном способе стекломасса поступает в промежуток между двумя цилиндрическими металлическими валками, вращающимися навстречу друг другу. Прокатываемой ленте стекла сообщается поступательное движение. Толщину стекла регулируют расстоянием между валками, а скорость проката – изменением скорости вращения валков. Кстати, нельзя не заметить аналогии между способом прокатки стекломассы и каландрованием полимерных материалов.
10.3.3. Растекание (флоат – способ).
Особенность способа состоит в том, что лента стекла формуется горизонтально на поверхности расплавленного олова. Лента образуется в результате растекания под действием силы тяжести стекломассы, поступающей из ванной печи, перемещения растёкшейся стекломассы по поверхности олова в продольном направлении, её охлаждения и отвердевания. Нижняя сторона ленты получается полированной в результате контакта с идеально ровной поверхностью олова, а верхняя – за счёт последующей огневой полировки горячими газами. Способ характеризуется высокой производительностью и высоким качеством листа. (Кстати, в лабораторной практике нечто подобное используется при отливки полимерных плёнок из летучих растворителей на поверхности ртути.).
10.3.4. Выдувание.
Порцию стекла можно, подобно мыльному пузырю, раздувать воздухом под давлением. При этом сначала получают заготовку (пульку, баночку), а затем из пульки формуют изделие. Стекло набирают на конец полой трубки или специальной дутьевой головки с полым керном (рис.9.31), через который подаётся воздух. Изделие обычно выдувают в форму, в которой его держат до тех пор, пока оно не отвердеет, после чего его передают на отжиг.
Рис.9.31. Схема выдувания изделия в форме.
1 – дутьевая головка; 2 – керн; 3 – набор стекломассы; 4 - форма; 5 - изделие.
Ручное выдувание используется при изготовлении художественных изделий, при стеклодувных работах для изготовления научных приборов и аппаратов.
10.3.5. Прессование.
Стекло прессуют при помощи формы, определяющей внешнюю конфигурацию изделия, и керна (пуансона), создающего давление на стекло и оформляющего изделие изнутри (рис.60). При прессовании поверх формы накладывают кольцо, которое задерживает стекломассу в форме и оформляют край изделия.
Р ис.9.32.. Схема прессования изделия в форме.
1 – капля стекломассы; 2 – пресс-форма;
3 – ограничительное кольцо; 4 – керн;
5 – изделие; 6 – поддон.
Прессованием вырабатывают главным образом изделия бытового назначения и изделия для строительства. Изделия сложной формы прессуют в раскрывных формах.
10.3.6. Центробежное формование.
Сущность способа заключается в том, что сильно разогретую порцию стекла помещают на дно формы и вращают с большой скоростью (800 – 1200 об/мин). центробежными силами стекло растекается по дну формы и поднимается по стенкам формы до верхнего края. При этом стекло плотно прижимается к стенкам и точно принимает требуемую конфигурацию. Формы центробежных машин раскрываемые.
Способ применяется для изготовления изделий крупных размеров, большой массы или значительной высоты, имеющих форму тел вращения.