2.1.1 Materia i jej składniki

MATERIA składa się z cząstek elementarnych.

Materia jest zbudowana z 6 kwarków i 6 leptonów. – Są one cząstkami elementarnymi nie podzielnymi, wchodzącymi w skład innych cząstek.

KWARKI – cząstki elementarne, które nie są trwałe samodzielnie, lecz wchodzą w skład innych cząstek po dwa lub trzy.

- cząstki złożone z dwóch kwarków =mezony

- cząstki złożone z trzech kwarków = barionami

NUKLEONY – w ich skład wchodzą dwa kwarki – górny „u” o ładunku +2/3

- doolny „d” o ładunku -1/3

- to protony i neutrony

Proton – składa się z 2 kwarków u i jednego kwarka d

Neutron – składa się z 2 kwarków d i jednego kwarka u

LEPTONY – cząstki elementarne, na które nie wpływają oddziaływania silne.

Cząstki te to elektron, mion i talon.

Powszechnie występującym leptonem w otaczającej nas materii jest elektron o ładunki -1.

Najważniejsze cząstki elementarne to: elektrony, protony i neutrony

ATOMY – większe cząstki materii, składają się z jądra i rozmieszczonych wokół niego elektronów. W skład jądra wchodzą nukleony które są protonami lub neutronami.

Pierwiastek chemiczny – zbiór atomów o jednakowych ładunkach jąder.

Liczba atomowa Z – liczba protonów w jądrze równa liczbie elektronów atomu obojętnego Liczba masowa A – liczba nukleonów

Izotop – pierwiastki chemiczne o jednakowej liczbie atomowej Z lecz różniące się liczbą masową A

Nuklidy – atomy których jądra różnią się liczbą protonów i neutronów.

2.1.1 Grupy materiałów

Materiały – ciała stałe o własnościach umożliwiających ich stosowanie przez człowieka do wytwarzania produktów.

- materiały naturalne – wymagają jedynie nadania kształtu (drewno, skały)

- materiały inżynierskie - nie występujące w naturze, wymagają zastosowania

złożonych procesów wytwórczych do ich przystosowania do potrzeb technicznych po

wykorzystaniu surowców dostępnych w naturze

(metale i ich stopy,

polimery(nazywane tworzywami sztucznymi lub plastikami),

materiały ceramiczne

ORAZ materiały kompozytowe = połączenie dwóch dowolnych z wymienionych)

Własności - patrzeć po kątem :

- gęstości

- dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne czy własności izolacyjne

- jak odbijają światło

- plastyczność

www.chomikuj.pl/MarWag987

2.4. Podstawy doboru materiałów na produkty i ich elementy

2.4.1. Czynniki decydujące o doborze materiałów inżynierskich.

2.4. 2. Porównanie własności mechanicznych, technologicznych i eksploatacyjnych

materiałów inżynierskich

## Gęstość i wytrzymałość materiałów

mała>>>>>>>> Gęstość >>>>>>duża

polimery >>>ceramika >>> stopy metali

mała >>>>>>> wytrzymałość >>>> duża

## Odporność na pękanie i wytrzymałość

mała>>>>>>>> odporność na pękanie >>>>>>duża ceramika >>> kompozyty = stopy metali

mała >>>>>>> wytrzymałość >>>> duża

## Odporność na pękanie i gęstości

mała>>>>>>>> odporność na pękanie >>>>>>duża ceramika = drewno = polimery >>> kompozyty = stopy metali

mała >>>>>>> gęstośc >>>> duża

## Moduł sprężystości i gęstość materiałów

mała>>>>>>>> sprężystość >>>>>>duża

korek = pianki polimerowe >>>> polimery inż. = drewno >>>> ceramika inżynierska = stopy metali = kompozyty

mała >>>>>>> gęstość >>>> duża

## moduł sprężystości i współczynnik tłumienia

mała>>>>>>>> sprężystość >>>>>>duża

Elastomery <<->>polimery = drewno << -- >> ceramika inżynierska = stopy metali =

kompozyty

duże <<<<<< tłumienie <<<<< małe

www.chomikuj.pl/MarWag987

Zasady doboru materiałów inżynierskich

- materiał powinien być stabilny chemicznie, mechanicznie lub cieplnie w warunkach eksploatacji

- naprężenia nie powinny przekraczać granicy sprężystości materiału

- twardość materiału powinna być wyższa niż czynnika ścierającego

- warunki użytkowania powinny być dostosowane do możliwości zastosowanego materiału

## Wytrzymałość materiałów a temperatura

mała >>>>>>> wytrzymałość >>>> duża

drewno >>polimery i kompozyty inż. >>> ceramika inżynierska = stopy inż. = ceramika porowata

mała >>>>>>> temperatura >>>> duża

## przewodność cieplna a rozszerzalność cieplna

mała >>>>>>> przewodność >>>>>> duża

polimery = pianki <<>> szkło = ceramika <<>> stopy metali = ceramika inż. <<>> diament duża <<<<<<< rozszerzalność <<<<< mała

##odporność na korozję

mała >>>>>>> odporność na korozję >>>> duża

stale węglowe i niskostopowe >>> kompozyty >>> ceramika = szkło= polimery

##wytrzymałość a energochłonność właściwa materiałów

mała >>>>>>> energochłonność >>>> duża

>>>>>>>>>>> szkło = polimery >>>>> stopy metali = ceramik inż.

mała >>>>>>> wytrzymałość >>>> duża

##wytrzymałość a koszty materiałów

mała >>>>>>> wytrzymałość >>>> duża

ceramika porowata >>>> drewno >>>>> polimery = elastomery = pianki polimerowe >>>>> metale i ich stopy = kompozyty >>>>> ceramika

mała >>>>>>> koszt >>>> duża

2.5 Współczesne znaczenie i tendencje rozwojowe nauki o materiałach

Nauka o materiałach – nauka o materiałach jest dziedziną nauki, dotyczącą struktury i własności materiałów(tworzyw), zwłaszcza z uwzględnieniem możliwości ich zastosowania.

Inżynieria materiałowa – dziedzina inżynierii, obejmująca zastosowanie nauki o materiałach dla bezpośrednio użytecznych celów związanych z projektowaniem, wytwarzaniem i

użytkowaniem różnych produktów i dóbr powszechnego użytku.

www.chomikuj.pl/MarWag987