Gęstość:
metale>ceramika>polimery
ρ=m/V , gdzie:
m – masa komórki elementarnej = (liczba
atomów ∙ masa atomowa)/stała Avogadra
N

A

=0,602*10

24

mol

-1

V – zależy od układu krystalograficznego (np.
dla heksagonalnego = abc*cos30)
gęstość pozorna – stosunek masy do objętości
mierzonej łącznie z porami

m

1

– masa próbki zważonej w powietrzu

m

2

– masa próbki zważonej w cieczy

ρ

0

– gęstość cieczy

Wytrzymałosć:
metale – granica plastyczności
ceramika – wytrzymałość na ściskanie
elastomery – wytrzymałosć na rozdarcie
kompozyty – wytrzymałość na rozciąganie
Moduł sprężystości:
największy – ceramika, stopy metali i
kompozyty
pośredni – polimery inżynierskie i drewno
najmniejszy – elastomery, pianki polimerowe,
korek
Właściwości o charakterze kolektywnym –
cechy materiału - nie można ich określić w
postaci liczbowej np. spawalność, biozgodność
właściwości technologiczne – nie można ich
określić bez uzależnienia od techniki pomiarowej
np. twardość
Porowatość – zawartość pustych przestrzeni –
porów w jednostce objętości materiału

Sypkość – wielkość kąta usypu – zawartego
pomiędzy tworzącą luźno usypanego stożka, a
podstawą
Nasiąkliwość – zdolność do wchłaniania wody
przez materiał: wagowa, objętościowa
Naprężenia cieplne – są spowodowane
nierównomiernym rozszerzaniem cieplnym
różnych obszarów materiału:
I rodzaju – anizotropia rozszerzalności ziaren
lub modułu Younga
II rodzaju – nierównomierny rozkład
temperatury w objętości materiału
Moment magnetyczny: orbitalny i spinowy
M=χ*H
χ – podatność magnetyczna = 1-μ

r

H – natężenie pola magnetycznego
Substancje magnetyczne:
diamagnetyki χ<0 (każdy atom ma zerowy
moment magnetyczny np. Cu, Ag, Au, H

2

, O

2

,

N

2

, Si, Ge, Be, Mg, Zn, Cd, Hg, Pb, Bi, H

2

O,

Na

+

, Cl

-

)

paramagnetyki χ>0 (momenty magnetyczne są
zorientowane przypadkowo i się znoszą np. Cr)
ferromagnetyki χ>>0 (momenty magnetyczne

atomów uporządkowane wewnątrz każdej
domeny np. Fe, Ni, Co, Gadolin, Erb, Dysproz,
Tul, Holm, Terb)
ferrimagnetyki (różne momenty magnetyczne
każdego typu atomów są zorientowane
antyrównolegle np. Pt)

antyferromagnetyki (jednakowe momenty
magnetyczne atomów są zorientowane
antyrównolegle)

Indukacja magnetyczna – określa gęstość
strumienia magnetycznego
B=μ*H
Domeny magnetycze – stanowią strukturę
magnetyczną materiałów ferromagnetycznych –
są to małe makroskopowe obszary o rozmiarach
ok. 0,01μm, w których wszystkie momenty
wypadkowe atomów mają zgodną orientację
Materiały magnetyczne miękkie:
-wąska pętla histerezy magnetycznej
-duże nasycenie magnetyczne przy nieznaczym
polu
-duża przenikalnośc początkowa
-mała wartość stałej anizotropii magn.
-mała magnetostrykcja
Zastosowanie: elementy, od których wymagana
jest natychmiastowa reakcja na przyłożone pole
magn: rdzenie urządzeń elektromagnetycznych,
osłony przeciwdziałające przenikaniu pola mag.
Twarde:
-szeroka pętla histerezy
-duża wartość remanencji B

r

-duża wartość koercji H

c

-duża wartość iloczynu (BH)max (gęstość
energii magnetycznej)
-duża anizotropia megnetokrystaliczna i
magnetostrykcja
Wiązania: metaliczne, jonowe, kowalencyjne
Materiały przwodzące prąd elektryczny:
przewodowe, oporowe, stykowe,
termoeletryczne
Izolatory: słabe przewodnictwo elektryczne;
zdolność do gromadzenia ładunku, wynikająca z
polaryzacji dielektryka na dipole elektryczne;
duża wytrzymałość elektryczna
polaryzacja: elektronowa, dipolowa, jonowe,
przestrzenna
Ferroelektryki: bardzo duża przenikalność
elektryczna, polaryzacja na kształt krzywej
histerezy, przenikalność elektryczna zmienna
nieliniowo wraz z temperaturą
Antyferroelektryki – kryształy o dwóch
identycznych antyrównoległych
spolaryzowanych podsieciach o wypadkowej
polaryzacji spontanicznej równej zeru
Ferrielektryki – kryszyały o dwóch
nieidentycznie antyrównolegle spolaryzowanych
podsieciach cechujący się małą wypadkową
polaryzacją spontaniczną
Piroelektryki – jedna z ich powierzchni podczas
ogrzewania uzyskuje ładunek ujemny, a w
trakcie ochładzania dodatni, gdy druga
zachowuje się odwrotnie np. turmalin
Piezoelektryki – pole elektryczne powstaje w
nich pod wpływem naprężeń mechanicznych np.
kwarc, topaz, turmalin, tytanian baru
Fotony – cząstki o energii E i fale o określonej
długość λ i częstości ν powstające w wyniku
oddziaływania promieniowania
elektromagnetycznego z materiałami. Energia
fotonów jest proporcjonalna do częstości
promieniowania i odwrotnie prop do długości
fali
Współczynniki: załamania, odbicia i
przepuszczania światła:

Luminescencja – zjawisko polegające na
absorbowaniu energii i następnej reemisji
promieniowania świetlnego
podział: foto-(fluoro- fosfo-), elektro-, chemi-,
termo-, trybo-
Fotoprzewodnictwo – zwiększenie
przeowdnictwa elektrycznego spowodowane
dodatkowym przepływem prądu w wyniku
przeskoku elektronu wywołanego przez foton
absorbujący światło
Fotonika – przekazywanie sygnałów za pomocą
przewodników optycznych (światłowodów,
włókien optycznych) wykorzystując fotony
promieniowania elektromagnetycznego lub
świetlnego
Prawo Hook'a, moduł Younga:

Wydłużenie równomierne A

r

– niezależne od

długości pomiarowej próbki i jest mierzona poza
obszarem wpływu przewężenia

Statyczne próby twardości: Brinella (kulka),

Rockwella (kulka stalowa lub stożek
diamentowy), Vickersa (ostrosłup prawidłowy),
Chruszczowa-Bierkowicza (diamentowy
ostrosłup trójścienny), Grodzińskiego (podwójny
stożek), Knoopa (ostrosłup)
twardość – miara odporności materiału na
odkształcenia trwałe, powstające w wyniku
wciskania wgłębnika
Udarność – odporność materiału na pękanie
przy uderzeniu dynamicznym
Wiązkość - stała materiałowa określająca
podatność materiału na pękanie lub złamanie,
odpowiadająca energii pochłanianej w czasie
powstawania pękania niszczącego materiał
wyrażana w J/m².
Hartowność – podatność stali na hartowanie –
zależność przyrostu twardości w wyniku
hartowania od warunków austenityzowania i
szybkości chłodzenia
utwardzalność – podatność stali na hartowanie,
miarą której jest zależność największej –
możliwej do uzyskania po hartowaniu –
twardości od warunków austenityzowania
przehartowalność – podatność stali na
hartowania, miarą której jest zależnośc przyrostu
twardości w wyniku hartowania od szybkości
chłodzenia
Odpuszczalność – reagowanie struktur
utworzonych z przchłodzonego austenitu na
odpuszczanie
parametr odpusczania M – ujmuje wpływ
temperatury i czasu odpuszczania na twardosć
stali węglowej
M=T*(C+logτ)
Pękanie transkrystaliczne – w przypadku
dużych naprężeń i dużych minimalnych
szybkości pełzania i towarzyszy mu znaczne
wydłużenie i przewężenie
Pękanie międzykrystaliczne – w przypadku
niskich naprężeń i małych minimalnych
szybkości pełzania; wydłużenie i przewężenie
bardzo małe. Szczelinowe i kawitacyjne.
Zużycie trybologiczne – spowodowane
procesami tarcia, w którym następuje zmiana
masy oraz struktury i fizycznych właściwości
warstw wierzchnich obszarów styków
Zużycie ścierne – gdy w obszarach tarcia
współpracujących elementów występują
utwierdzone albo luźne cząstki ścierniwa, lub
wystające nierówności twardego materiału:
-bruzdowanie F1/F2=1
-mikroskrawanie F1/F2=0
-rysowanie 0 < F1/F2 < 1
Scuffing – gwałtowne zużycie spowodowane
zachwianiem równowagi termicznej i
mechanicznej w wyniku przerwania warstwy
olejowej, polegające na zaczepianiu nierówności
powierzchni i podwyższeniem temperatury w
warunkach, gdy warstwa olejowa istnieje, lecz
jest zbyt cienka w stosunku do wysokości
nierówności
Zużycie przez łuszczenie (spalling) – odpadanie
od podłoża cząstek materiału utworzonych w
wyniku rozprszestrzeniania się mikropęknięć
Zużycie gruzełkowe (pitting) – występują w
obecności oleju i w warstwach wierzchnich
skojarzonych elementów tarciowych wskutek
cyklicznego oddziaływania naprężeń
kontaktowych
Korozja:
-elektrochemiczna
-chemiczna
*erozyjna
*cierna
*kawitacyjna
#równomierna
#lokalna i wżerowa
#selektywna
#międzykrystaliczna
#naprężeniowa i zmęczeniowa
Pasywacja – metal cechujący się ujemnym
potencjałem elektrodowym o dużej aktywności
w danym środowisku, wytwarza na swojej
powierzchni powłokę pasywną, która powoduje
podwyższenie potencjału standardowego
Ochrona przed korozją:
-dobór składu chemicznego
-ochrona katodowa
-ochrona protektorowa
-ochrona anodowa
-stosowanie inhibitorów (pasywatory, inh.
trawienia, inh. lotne)
-powłoki i warstwy ochronne (metalowe,
szlachetne-katodowe, protektorowe-anodowe,
ceramiczne, fosforanowe, malarskie, gumy i
tworzywa sztuczne)
-ograniczenie oddziaływania środowiska
korozyjengo
Etapy procesu PM: wytwarzanie proszków,
przygotowanie i mieszanie proszków,
prasowanie, spiekanie, ewentualna obróbka
wykańczająca

Metody wytwarzania proszków:
-mechaniczne
*z fazy stałej (rozdrabnianie zgrubne, mielenie)
*z fazy ciekłej (rozpylanie, granulowanie)
-fizykochemiczne
*z par metali
*ze związków metali(redukcja chemiczna,
redukcja elektrochemiczna, rozkład termiczny)
Metoda Hausnera:
wyzaczenie parametrów: a,b,A,C
wskaźnik wydłużenia: x=a/b
wskaźnik masy y=A/(a*b)
wskaźnik powierzchni z=C

2

/(12,6*A)

Sypkość proszku – określana przez czas
przesypywania masy próbki (50g) przez
znormalizowany lejek Halla
Gęstość nasypowa – stosunek masy proszku
luźno zasypanego przez znormalizowany
przyrząd do objętości zajmowanej przez ten
proszek (z wykorzystaniem wolumetru Scotta
lub lejka Halla)
Zagęszczalność – podatność proszku do
zmniejszania objętości w wyniku prasowania w
matrycy
Formowalność – zdolnośc do tworzenia
trwałych wyprasek
Przygotowanie proszku:
-sortowanie proszku na różne frakcje ziarnowe
-mieszanie proszków w odpowiednich
proporcjach
-dodawanie środków poślizgowych o
porotwórczych
-granulacja proszków
+sferoidyzacja – dodatkowa obróbka cieplna lub
cieplno-mechaniczna, która zapewnia zmianę
kształtu w kulisty lub kropelkowy
+utlenianie wewnętrzne – proces
umożliwiający wytwarzanie proszków
kompozytowych
Metody formowania:
#na zimno:
-prasowanie na zimni
-prasowanie izostatyczne w komorach
wysokociśnieniowych
-wibracyjne zagęszczanie
-prasowanie obwiedniowe
-walcowanie proszków
-wyciskanie na zimno
-formowanie udarowe
-kucie na zimno
-odlewanie i napylanie gęstwy
#spiekanie:
-z fazą stałą
-z fazą ciekłą
Kalibrowanie – ma na celu uzyskanie wysokiej
dokładności wymiarowej gotowych produktów z
proszków spiekanych. Odbywa się przy znacznie
mniejszych naciskach niż formowanie na zimno
Obróbka cieplna spieków: hartowanie i
odpuszczanie, przesycanie i starzenie,
nawęglanie, azotowanie
Nasycanie metalami – celem zmniejszenia
porowatości spieku
Zalety PM:
-ściśle określony skład chemiczny i wysoki
stopień czystości
-struktura drobnoziarnista
-kontrolowane właściwiości izotropowe,
anizotropowe
-regulacja właściwiości fizycznych i
chemicznych
-eliminacja lub minimalizacja obróbki
maszynowej
-eliminacja lub minimalizacja stat materiałów
-duża dokładność wymiarowa
-szeroki wybór stopów
-wysoka jakość powierzchni
-możliwość zastosowania dalszej obróbki
cieplnej
-kontrola porowatości materiału
-możliwość uzyskania wyrobów o
skomplikowanych kształtach
-duża żywotność wyrobu

o

p

i

i

o

r

o

p

p

o

I

I

n

n

n

n

I

I

c

c

n

n

n

=









+

−

=

=

=

=

=

τ

ρ

β

α

2

sin

sin

β

ε

σ

ε

σ

tg

E

L

L

E

S

F

E

spr

=

∆

∆

=

∆

⋅

=

⋅

=

0

%

100

2

2

2

0

⋅

−

=

r

r

r

d

d

d

A

(

)

2

2

204

,

0

d

D

D

D

F

HBW

−

−

⋅

=

π

%

100

⋅

−

=

ρ

ρ

ρ

poz

P

0

2

1

1

ρ

ρ

m

m

m

poz

−

=