MATERIAŁY NIEMETALOWE

Materiałoznawstwo niemetalowe – zajmujące się charakterystykami materiałów niemetalowych, takich jak: drewno, tworzywa sztuczne,guma, ceramika, szkło, itp. oraz materiałów pomocniczych, takich jak lakiery, kity, kleje, papier, skóra itp.

DREWNO

Surowiec drzewny otrzymywany ze ściętych drzew i formowany przez obróbkę w różnego rodzaju sortymenty. Zajmuje przestrzeń pomiędzy rdzeniem, a warstwą łyka i kory.

Stosuje się je jako materiał na podłogi, boazerie, do wykonania więźb dachowych, ogrodzeń i pergoli, mebli i zabawek. Drewno jest doskonałym materiałem konstrukcyjnym, zarówno w stanie naturalnym jak i w postaci sklejek, płyt spilśnionych, wiórowych itp. Cechuje je lekkość, trwałość, sprężystość, znaczna wytrzymałość mechaniczna. Cechą ujemną dla drewna jest higroskopijność (skłonność do pochłaniania wilgoci i wyparowywania jej po ogrzaniu, co wywołuje powstanie pęknięć ).

Zalety drewna:

• gatunki miękkie łatwe w obróbce

• izoluje termicznie i elektrycznie

• jest materiałem ekologicznym

Wady drewna:

• sękatość

• grzybienie

• pęcznienie

• wielordzenność

• zabarwienia

• wady kształtu

• uszkodzenia mechaniczne

Właściwości fizyczne drewna:

• barwa (od jasnożółtej u krajowych drzew, po intensywną barwę egzotycznych)

• rysunek drewna – różni się w zależności od przekroju, barwy drewna, sęków itp.

• higroskopijność

• zapach – każdy gatunek drewna ma swój specyficzny zapach (zależy on od znajdujących się w drewnie żywic, olejków eterycznych, itp.)

• skurcz i pęcznienie

• wilgotność

Zastosowanie drewna:

• technika

• stolarstwo

• budownictwo wodne, morskie, mostowe, lądowe

• produkcja papieru, sklejki i wełny drzewnej,

• przemysł galanteryjny,

• rzeźbiarstwo

• modelarstwo lotnicze

• trzony do młotów, siekier, kilofów

Niektóre gatunki używane w budownictwie:

• jodła (miękkie, o średniej wytrzymałości)

• modrzew (najtrwalszy gatunek drzewa)

• świerk (miękkie, o średniej wytrzymałości, sprężyste, trudne w obróbce)

• brzoza (drewno o małej odporności na grzyby)

• buk (twarde, o dużej wytrzymałości, łatwe w obróbce )

• dąb (twarde, o dobrych parametrach wytrzymałościowych, odporne na ścieranie)

• jesion (w warunkach suchych jest trwałe, w wilgotnych łatwo ulega zniszczeniu )

TWORZYWA SZTUCZNE

Materiały składające się z polimerów syntetycznych (wytworzonych sztucznie przez człowieka i niewystępujących w naturze) lub zmodyfikowanych polimerów naturalnych oraz dodatków modyfikujących takich jak np. napełniacze proszkowe lub włókniste, stabilizatory termiczne, stabilizatory promieniowania UV, barwniki itp.

Termin "tworzywa sztuczne" funkcjonuje obok niepoprawnych często stosowanych określeń takich jak: plastik lub plastyk. Najbardziej poprawnym terminem obejmującym wszystkie materiały zawierające jako główny składnik polimer, bez rozróżniania, czy jest on pochodzenia sztucznego czy naturalnego, jest określenie "tworzywa polimerowe".

Tworzywa sztuczne mogą być otrzymywane z czystego polimeru, kopolimerów lub mieszanek polimerów. Często otrzymywane są także z polimerów modyfikowanych metodami chemicznymi lub przez dodatki innych substancji pomocniczych. W każdym z wymienionych przypadków składnikiem podstawowym są polimery i dlatego tez reakcje polimeryzacji uważane są za główne technologie otrzymywania tworzyw sztucznych

Zalety tworzyw sztucznych:

• mała gęstość

• odporność na korozję

• łatwość przetwórstwa

Wady tworzyw sztucznych:

• mała odporność na wysokie temperatury

• mniejsze właściwości mechaniczne (np. twardość)

• bardzo długi czas rozkładu

Zastosowanie tworzyw sztucznych:

• produkcja przedmiotów gospodarstwa domowego

• wyroby galanteryjne

• wyroby elektrotechniczne

• budownictwo

• części wyposażenia samochodów i samolotów

• opakowania

GUMA

Guma jest elastycznym produktem wulkanizacji kauczuku naturalnego lub syntetycznego. Otrzymuje się ją przez przeróbkę mieszanek zawierających oprócz kauczuku inne substancje ułatwiające procesy przetwórcze oraz nadające gumie odpowiednie właściwości.

Właściwości fizyczne gumy:

• nie jest odporna na wysoką temperaturę

• pali się wydzielając czarny dym

• może być elastyczna w zakresie temperatur od -60 do 220 stopni C.

Zastosowanie gumy:

• przemysł oponowy

• taśmy izolacyjne

• węże paliwowe

• tkaniny gumowe

• okrycia ochronne

• produkcja obuwia

• masy uszczelniające

• amortyzatory

CERAMIKA

Tradycyjnie terminem ceramika określa się materiały uzyskane przez wypalanie substancji

mineralnych czemu towarzysza nieodwracalne reakcje chemiczne.

Klasyczny proces produkcji wyrobów ceramicznych polega na dokładnym wymieszaniu odpowiednich surowców, formowaniu, wysuszeniu i wypaleniu (jednokrotnym lub wielokrotnym) . Temperatura wypalania mieści się w zakresie od 900 °C do 2000 °C.

Do produkcji materiałów ceramicznych używa się m.in.: gliny, kwarcu, tlenków aluminium

i tytanu, azotków, siarczków , itd.

Zalety ceramiki:

• odporność na działanie wysokich temperatur

• odporność na działanie czynników chemicznych,

• dobre właściwości mechaniczne,

• dobre właściwości dielektryczne i izolacyjne

• duża twardość

Wady ceramiki:

• kruchość

• mała wytrzymałość na rozciąganie

• podatna na uderzenia

Zastosowanie ceramiki:

• wyposażenia domu (talerze, miski, itd.)

• budownictwo

• hutnictwo

• elektronika

• transport (samochody, samoloty)

• przemysł kosmicznym

SZKŁO

Jest to szczególny rodzaj ceramiki, zalicza się tu materiały nieograniczone, głównie tlenki. Według amerykańskiej normy ASTM-162 (1983) szkło zdefiniowane jest jako nieorganiczny materiał, który został schłodzony do stanu stałego bez krystalizacji.

Surowcami do produkcji szkła są głównie piasek kwarcowy, boraks, skalenie sodowo-potasowe, soda, wapienie. Odpowiednio dobraną mieszaninę surowców wraz w dodatkami wytapia się w temperaturze od 1300°C do 17000°C w piecach szklarskich na jednorodną masę szklaną, z której formuje się wyroby (np. poprzez wydmuchiwanie, prasowanie czy wytłaczanie.

Właściwości szkła:

• nie posiada stałej temperatury topnienia

• jest słabym przewodnikiem elektryczności

• ma dużą odporność chemiczną

• nie ma uporządkowanej budowy wewnętrznej (substancja bezpostaciowa)

Wady szkła:

• kruchość

• wrażliwość na zmiany temperatury

Zastosowanie szkła:

• naczynia laboratoryjne

• lampy radiowe

• soczewki

• pryzmaty

• lustra

• szkło ozdobne

• produkcja okien