Pytania z materiałów niemetalowych
Polimery:
1. Scharakteryzować polimery termoplastyczne (własności, najważniejsze zastosowanie,
wiÄ…zania itp.)
Polimery termoplastyczne- podgrzaniu przechodzą w stan plastyczny, a twardnieją po ochłodzeniu
zachowując zdolność do następnego uplastycznienia po ponownym nagrzaniu. Dzięki tej własności
materiały te mogą być przetwarzane na gorąco i wielokrotnie kształtowane. Możliwe jest również
przetwórstwo odpadów. W skład termoplastów wchodzą m. in. polietylen, polipropylen, kopolimery
etylen- propylen i etylen-winyl, polichlorek winylu, polistyren, terpolimer akrylonikryl- butadien-
styren ABS, poliamidy, polimetakrylan metylu PMMA, poliwęglany, poliacetale, poliestry
termoplastyczne, termoplastyczne pochodne celulozy.
2. Scharakteryzować polimery termoutwardzalne (własności, najważniejsze
zastosowanie, wiÄ…zania, itp.)
Polimery termoutwardzalne (duroplasty) utwardzają się w podwyższonej temp stając się
nietopliwymi i nierozpuszczalnymi i nie wykazują zdolności do uplastycznienia. Do polimerów
termoutwardzalnych należą fenoplasty i aminoplasty. Duroplasty złożone są z makrocząsteczek
usieciowanych imajÄ… strukturÄ™ termicznie nieodwracalnÄ…, amorficznÄ… o wysokim stopniu
usieciowania. W zależności od wielkości sił międzycząsteczkowych i stopnia usieciowania, cechuje
je różna zdolność do mięknienia termoplastycznego i zwykle są nierozpuszczalne, chociaż ulegają
pęcznieniu. Polimery utwardzalne dzielą się na: termoutwardzalne, chemoutwardzalne. / Duroplasty
własności mechaniczne: sztywne w temp. Pokojowej; własności cieplne bez mięknienia w
wyniku grzania po poczÄ…tkowym formowaniu; charakterystyka struktury: chemicznie silne
usieciowanie; czynniki wpływające na własności reaktywne składniki uzupełniające i
wzmacniające; typowe przykłady: PF, UF, MF, UP, EP.
3. Scharakteryzować elastomery(gumy)  (własności, najważniejsze zastosowanie,
wiÄ…zania, itp.)
Elastomery (gumy)- Elastomerami są polimery cechujące się skłonnością do dużych odkształceń
sprężystych, a po poddaniu dużemu odkształceniu w temperaturze pokojowej i po
następnym odciążeniu powracają do pierwotnej postaci lub bardzo do niej zbliżonej. Elastomery
mogą być modyfikowane w procesie wulkanizacji do stanu nierozpuszczalnego we wrzących
rozpuszczalnikach organicznych. Wydłużenie elastomerów przy rozerwaniu nie przekracza kilku
procent. W skład elastomerów wchodzą m.in. kauczuk naturalny, wszystkie rodzaje kauczuku
syntetycznego, poliizobutylen, a także niekiedy są zaliczane polietylen i niektóre odmiany
zmiękczonego polichlorku winylu. Mają one ważne zastosowania na opony,
uszczelnienia, węże, spody obuwia, pasy i amortyzatory.
Usieciowane elastomery (guma) zawierajÄ… makroczÄ…steczki usieciowane o strukturze termicznie
nieodwracalnej z przeważającym udziałem struktur amorficznych i niewielkim stopniu
usieciowania. Nie ulegają mięknieniu termoplastycznemu oraz nie rozpuszczają się, natomiast
ulegają pęcznieniu oraz odkształceniu entropowo sprężystemu bez udziału odkształceń
plastycznych.
Drewno
1. Dlaczego drewno można traktować jako materiał kompozytowy?
Drewno może być traktowane jako kompleksowy materiał kompozytowy wzmacniany włóknami,
złożony z długich, jednoosiowo zorientowanych rurowych komórek polimerowych w osnowie
polimerowej, których pory są wypełnione powietrzem i wodą w udziale zmieniającym się w
zależności od warunków otoczenia, a głównie wilgotności. Układ ten zapewnia bardzo dobre
własności wytrzymałościowe w kierunku wzdłużnym.
2. Naszkicować i omówić przekrój pnia drewna.
3. W jaki sposób odbywa się przyrost masy drzewnej?
Przyrost masy drzewnej następuje w cyklach rocznych, przejawiających się koncentrycznymi
okręgami przyrostu, przy czym drewno wczesne (wiosenne) charakteryzuje się dużymi komórkami
wzdłużnymi, natomiast póz
ne (letnie) ma komórki również wzdłużne lecz mniejsze, co umożliwia
identyfikację pierścieni rocznego przyrostu. Słoje roczne są szczególnie dobrze widoczne w
drewnie iglastym. Ponadto niektóre komórki, noszące nazwę promieni rdzeniowych, wzrastają w
kierunku promieniowym, umożliwiając przechowywanie i transport wody oraz soków odżywczych.
Najmniej trwaÅ‚Ä…, a zatem najmniej wartoÅ›ciowÄ… częściÄ… pnia, jest rdzeÅ„ o Å›rednicy 1÷5 mm,
usytuowany w osi pnia.
4. Jakie są główne składniki ( chemiczne ) drewna ?
5. Jakie sÄ… podstawowe gatunki drewna?
Podział gatunków:
-w zależności od miejsca pochodzenia: gatunki krajowe, gatunki egzotyczne.
-w zależności od ulistnienia: gatunki iglaste, gatunki liściaste.
-w zależności od występowania twardzieli: gatunki twardzielowe, gatunki beztwardzielowe.
-w zależności od budowy mikroskopowej: gatunki rozpierzchłonaczyniowe, g. pierścieniowe.
-w zależności od twardości: gatunki twarde, gatunki miękkie.
6. Najważniejsze własności drewna i przykłady zastosowań.
Własności mała gęstość, trwałość, sprężystość, wytrzymałość, mały współczynnik
rozszerzalności cieplnej, małą przewodnością cieplną i dobrą podatnością na obróbkę mechaniczną,
w stanie suchym drewno wykazuje bardzo małą przewodność elektryczną, drewno jest
higroskopijne (ma skłonność do pochłaniania wilgoci i wyparowywania jej po ogrzaniu, co
przyczynia się do jego pękania).
Fizyczne i mechaniczne właściwości decydują o możliwości zastosowania drewna w konstrukcjach
budowlanych i przemyśle: są to gęstość, całkowity skurcz, wytrzymałość na ściskanie, ścinanie,
rozciąganie zginanie statyczne?. Trwałość zależy od gatunku drewna i warunków zewnętrznych;
drewno budynków mieszkalnych ulega zniszczeniu w ciągu kilkudziesięciu lat; w warunkach
suchych i stałej wilgotności lub stale zanurzone w wodzie nie niszczeje w ciągu setek lat. Trwałość
drewna zwiększa się przez nasycenie go substancjami przeciwgnilnymi, zabezpieczającymi od
wilgoci lub ognioodpornymi.
Lipa- drewno barwy biało- żółtej z lekkim połyskiem; dość lekkie i miękkie, łatwo obrabialne;
szeroko stosowane w rzez
biarstwie, do wytwarzania modeli odlewniczych, rysownic kreślarskich,
w modelarstwie lotniczy i szkutnictwie.
Sosna- drewno jasno- żółtej bieli i czerwonobrunatnej twardzieli, silnie przesycone żywicą, z
wyraz
nie zaznaczonymi słojami rocznymi; dość łatwe w obróbce, łupliwe, o średnim okresie
trwałości; szeroko stosowane w budownictwie, na słupy dla teletechniki i energetyki, na kopalniaki
górnicze, podkłady kolejowe, w stolarstwie wagonów kolejowych oraz do produkcji papieru,
sklejki i wełny drzewnej, przed ścięciem sosny poddaje się żywicowaniu dla uzyskania surowca do
produkcji terpentyny i kalafonii.
Olcha- drewno beztwardzielowe barwy pomarańczowoczerwonej z licznymi brunatnymi cętkami;
łatwo obrabialne; stosowane do wytwarzania sklejki, ołówków, modeli odlewniczych, przyborów
kreślarskich i rysownic.
Brzoza- drewno beztwardzielowe,barwy białej o lekko żółtym odcieniu; mało trwałe; stosowane na
forniry, sklejki lotnicze i stolarskie, meble oraz drobne produkty gospodarcze i galanteryjne.
Grusza- drewno jasno- lub ciemnopomarańczowej barwie; łupliwe, dobrze obrabialne, łatwo
polerujące się; stosowane na modele odlewnicze, meble, ołówki, przybory kreślarskie, czółenka
tkackie, łoża do broni myśliwskiej i sportowej, a także jako materiał rzez
biarski.
Wiąz- drewno barwy ciemnobrunatnej; trudno łupliwe i trudno obrabialne, bardzo trwałe;
stosowane w szkutnictwie, meblarstwie, na forniry.
Jawor- drewno beztwardzielowe barwy biało- żółtej; trudno łupliwe; stosowane na forniry, w
lutnictwie, w rzez
biarstwie oraz do wytwarzania drobnych przedmiotów ozdobnych i
gospodarczych, klepek podłogowych artystycznych.
Dąb- cenne drewno barwy jasnożółtej z wyraz
nymi słojami; ; drewno o dużej trwałości, gęstości i
wytrzymałości, trudno obrabialne; szeroko stosowane w budownictwie, meblarstwie,
posadzkarstwie, do wytwarzania beczek, fornirów oraz ekstraktów garbarskich, przez długotrwałe
moczenie w wodzie uzyskuje się tzw. dąb czarny, używany w meblarstwie artystycznym.
Jesion- cenne drewno barwy jasnożółtej; twarde, trudno obrabialne i sprężyste; stosowane do
wytwarzania klepki podłogowej, boazerii, mebli, fornirów, a także nart i śmigieł lotniczych.
Buk- drewno beztwardzielowe barwy białej z różowym odcieniem i wyraz
nymi słojami; wykazuje
skłonność do pęcznienia i pękania, bez impregnacji mało trwałe; stosowane do wytwarzania klepki
podłogowej, mebli giętych, sklejek lotniczych i stolarskich, beczek, drobnych elementów
konstrukcyjnych.
Akacja- drewno barwy białej z lekko żółtawym odcieniem; dosyć twarde, odporne na ścieranie,
łupliwe, ale dość trudne w obróbce; stosowane jako materiał zastępujący drogi i deficytowy dąb, na
trzonki do młotów, siekier i kilofów.
Materiały Ceramiczne
1. Co to są materiały ceramiczne?
Materiały ceramiczne- to materiały wytworzone z nieorganicznych niemetalowych materiałów,
zbudowane z faz będących związkami metali z niemetalami, głównie z tlenem, azotem, węglem,
fosforem, siarką. Struktura ceramik: sieć przestrzenna kryształów bardziej złożona niż metali;
kryształy lub ciała niekrystaliczne; wiązania od czysto jonowych do czysto kowalencyjnych.
Ceramikę stanowią materiały nieorganiczne o jonowych i kowalencyjnych wiązaniach
międzyatomowych, wytwarzane zwykle w wysokotemperaturowych procesach związanych z
przebiegiem nieodwracalnych reakcji, chociaż do tej grupy materiałów zaliczane są również szkła
oraz beton i cement, pomimo że przy ich wytwarzaniu zachodzą nie wszystkie z tych procesów.
Liczne pierwiastki chemiczne wchodzące w skład materiałów ceramicznych, które mogą być
wytwarzane w wyniku połączenia metali (zielone) i siedmiu kluczowych pierwiastków
niemetalicznych (różowe). Wiele praktycznie stosowanych materiałów ceramicznych zawiera
związki lub roztwory więcej niż dwóch spośród wskazanych pierwiastków chemicznych.
2. Podstawowe rodzaje i własności materiałów ceramicznych?
Rodzaje
a) Ceramika inżynierska: jednoskładnikowa (tlenek aluminium, dwutlenek krzemu, dwutlenek
cyrkonu, węglik krzemu, azotek krzemu, materiały super twarde), wieloskładnikowa (mulit,
krzemo- azotek węgla, azotek krzemu- węglik krzemu).
b) Ceramika tradycyjna: wyroby garncarskie (wyroby gliniane, ceramika porowata, wyroby
porcelanowe, wyroby kamionkowe), szkło, materiały ogniotrwałe, cement.
Ceramika tradycyjna- materiały uformowane z drobnych ziaren mineralnych i wypalone w
wysokiej temp ( 1250- 1450 stopni C), w której zachodzą nieodwracalne reakcje. Surowce są
pozyskiwane z natury i łatwo dostępne: glinka iłowa, kaolin, glina zwykła i garncarska, margiel
ilasty, łupek ilasty, kwarc, mika itd. Formuje się je w stanie plastycznym (mokrym), a następnie
suszy i spieka.
Ceramika inżynierska (specjalna)- materiały wytworzone w wyniku spiekania w wysokiej
temperaturze (1500- 2100 stopni C) bardzo czystych, syntetycznych, drobnoziarnistych proszków,
bez udziału faz szklistej, z takich związków jak: tlenki, węgliki, azotki, borki, fosforki i złożone
zwiÄ…zki na ich osnowie.
Własności wysoka temp topnienia, niski ciężar właściwy, wysoka twardość, wysoka
wytrzymałość na ściskanie, niska wytrzymałość na rozciąganie, niska rozszerzalność cieplna, mała
przewodność cieplna, dobra żaroodporność i żarowytrzymałość, dobra odporność na korozję duża
kruchość.
3. Co to są szkła i jaka jest ich struktura?
Szkła mogą być uważane za odmianę materiałów ceramicznych, pomimo przewagi struktury
bezpostaciowej nad krystaliczną. Stan struktury szkieł jest pośredni między stanami ciekłym i
stałym. Stan ten nie jest stanem równowagi i jest osiągany przez powstrzymanie krystalizacji, w
wyniku szybkiego chłodzenia w zakresie temp krzepnięcia, zapewniającej powstanie fazy
krystalicznej, w razie powolnego chłodzenia w warunkach zbliżonych do równowagowych. Szkła
podlegają odszkleniu, stają się materiałami krystalicznymi, lecz okres ten trwa minimum kilkaset
lat. Szkła podlegają odszkleniu (dewitryfikacji), stając się materiałami krystalicznymi, lecz okres
ten trwa minimum kilkaset lat. Podstawowymi składnikami szkło-twórczymi są trzy tlenki
kwasowe: SiO2, B2O3 iP2O5, tlenki arsenu i germanu, a także siarka, selen i fluorek ołowiu. W
skład szkła, oprócz składników szkło-twórczych, mogą wchodzić modyfikatory wiązań sieci
przestrzennej oraz tlenki pośrednie.
Właściwości szkła: odporność na czynniki atmosferyczne, odporność na działanie kwasów i zasad,
odporność na działanie wysokich temp, przezroczystość, niepalność, łatwość kształtowania w stanie
plastycznym, nieprzenikalność dla cieczy i gazów, mała przewodność cieplna i elektryczna.
4. Klasyfikacja szkieł?
Szkło sodowo-wapienne łatwe do wytworzenia; ma szerokie zastosowanie w nieco różniących
się odmianach na szyby okienne, zbiorniki i żarówki elektryczne; zawierające 45%SiO2
(23÷25)%CaO (24÷25)%Na2O (1÷10)%P2O5 oraz modyfikatory ZnO, B2O3 i CaF2, wiąże siÄ™ z
kością wciągu 30 dni. Szkła o małej reaktywności, nietworzące z kością wiązań, objęte są przez
obszar B. Bioszkła objęte obszarem C cechują się zbyt dużą reaktywnością, natomiast
odpowiadające obszarowi D wiążą się wprawdzie z kością, lecz nie tworzą właściwych struktur
bioszkieł.
Szkło ołowiowe- łatwo topliwe i łatwe do wytwarzania, o dobrych własnościach elektrycznych,
przy dużej zawartości ołowiu absorbuje promieniowanie, dobrze załamuje światło i służy do
wyrobu soczewek chromatycznych, dekoracyjne kryształy,
Szkło boro- krzemianowe o małej rozszerzalności mała rozszerzalność, dobra odporność na
udary cieplne i stabilność chemiczna, szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym.
Szkło boro-krzemianowe o małej stratności dielektrycznej- małe straty elektryczne.
Szkło glinoboro- krzemianowe aparaturowe- podwyższony udział tlenku aluminium i mniejszy
udział tlenku boru poprawiają trwałość chemiczną.
Szkło glinoboro- krzemianowe E o małej zawartości alkalii- szerokie zastosowanie na włókna
kompozytach z polimerów tworzyw sztucznych wzmocnionych szkłem.
Szkło glino- krzemianowe- wytrzymałość na wysokie temperatury, mała rozszerzalność.
Krzemionka 96%-owa- otrzymywana z dość miękkiego szkła borokrzemianowego, ogrzewana w
SiO2 i B2 O3 B2 O3
celu oddzielenia faz , Å‚ugowana kwasem fazy , ogrzewana w celu
zasklepienia porów.
Krzemionka- trudnotopliwa i trudna do wytworzenia, lecz może być stosowana do 1000°C, bardzo
mała rozszerzalność i duża odporność na udar cieplny.
Ceramika szklana- ceramika drobnokrystaliczna otrzymana przez dewitryfikację szkła, łatwa do
wytwarzania jako szkło, dobre własności, różne szkła i katalizatory.
5. Z jakich surowców wytwarza się szkło i od czego zależą własności szkła?
SiO2, B2O3i P2O5 , tlenki
Podstawowymi składnikami szkło- twórczymi są trzy tlenki kwasowe:
arsenu i germanu, a także siarka, selen i fluorek ołowiu. W skład szkła, oprócz składników szkło-
twórczych, mogą wchodzić modyfikatory wiązań sieci przestrzennej oraz tlenki pośrednie.
Własności Szkło sodowo- Szkło ołowiane Szkło boro- Krzemionka 96% Krzemionka
wapienne krzemianowe
Gęstość wysokie najwyższe dobre słabe złe
Wytrzymałość słabe słabe dobre wysokie najwyższe
Obrabialność dobre najwyższe wystarczające słabe złe
cieplna
Odkształcalność na dobre dobre złe - -
gorÄ…co
Odporność na wystarczające złe dobre dobre najwyższe
udarowe ścieranie
Odporność na udary słabe słabe dobre wysokie najwyższe
cieplne
Rezystywność dobre najwyższe dobre dobre dobre
elektryczna
Odporność złe wystarczające dobre wysokie najwyższe
chemiczna
Przepuszczalność złe złe wystarczające dobre dobre
promieniowania
nadfioletowego
Względny koszt złe słabe dobre wysokie najwyższe
6. Porcelana  rodzaje, własności.
Porcelana- jest spiekanym materiałem ceramicznym z mullitu, kwarcu i szkła skaleniowego i dzieli
siÄ™ na: twardÄ… i miÄ™kkÄ…. PorcelanÄ™ wypala siÄ™ jednokrotnie w temp 850-1000°C (nieszkliwionÄ…)
lub dwukrotnie w 1280-1320°C (szkliwionÄ…) i w 1350-1460°C (twardÄ…). W zależnoÅ›ci od
zastosowania porcelanę dzieli się na: stołową (służy do wytwarzania zastaw stołowych jako twarda
lub miękka), artystyczną, elektrotechniczną, laboratoryjną i dentystyczną.
7. Materiały ogniotrwałe  rodzaje, własności.
Materiały ogniotrwałe- są to materiałami ceramicznymi stosowanymi na piece przemysłowe i na
wymurówki kadzi na ciekÅ‚e metale, pracujÄ…ce w temp do ok. 1700°C cechujÄ…ce siÄ™ ogniotrwaÅ‚oÅ›ciÄ…
zwykłą i pod obciążeniem, odporności na udary cieplne, odporności na ścieranie i na działanie żużli
oraz wymaganą nasiąkliwością, przewodnictwem cieplnym i elektrycznym.
Podział materiałów ogniotrwałych na podstawie odporności temp materiały ogniotrwałe
(1500°C- 1770°C); materiaÅ‚y wysoko- ogniotrwaÅ‚e(1770°C- 2000°C); najwyżej ogniotrwaÅ‚e
(>2000°C).
-Podział ogniotrwałość zwykła- temp przy której stożek pirometryczny wykonany z badanego
materiału pochyli się do połowy swojej wysokości (wierzchołek między granicą 3-4);
ogniotrwałość pod obciążeniem- najwyższa temp przy której nie występuje jeszcze deformacja
materiału ogniotrwałego poddanego ściskaniu pod ciśnieniem 0,2 MPa.
W grupie materiałów ogniotrwałych wyróżnia się kwaśne, zasadowe, obojętne.
Według składu chemicznego materiały ogniotrwałe dzielą się na: krzemionkowe, glinkrzemianowe,
szamotowe, magnezytowe, magnezytowo- krzemianowe, wapienne, dolomitowe, chromitowe,
węglowe, karborundowe, korundowe, cyrkonowe.
Właściwości korundowe materiały duża ogniotrwałości, odporności na ścieranie, ale małą
odpornością na zmiany temp., materiały węglowe odporne na ściskanie, ścieranie i szoki termiczne,
a także na stopione żużle, sole i metale, które nie reagują z węglem.
8. Jakie materiały ceramiczne znalazły zastosowanie do wyrobu narzędzi?
a) Na silniki samochodowe i lotnicze ze względu na temp pracy ceramiki konstrukcyjnej
osiągającą ok. 1750 stopni C, jej niską gęstość i przewodnictwo cieplne, oraz wysoką
żaroodporność i odporność na zużycie, następuje rozwój zastosowań ceramiki w budowie silników
turbinowych i wewnętrznego spalania, pomimo nierozwiązanych dotychczas w pełni problemów
związanych m. in. z zawodnością i trudnościami w łączeniu elementów z tych materiałów.
(dwutlenek cyrkonu i azotek krzemu znajdujÄ… zastosowanie w produkcji adiabatycznych
wysokotemperaturowych turbin gazowych)
b) W technice kosmicznej- wdrożono różne zestawy ceramicznych płyt stanowiących system
ochrony termicznej pojazdów kosmicznych. Są to materiały kompozytowe wzmacniane włóknami o
gruboÅ›ci ok 10 µm.
c) Materiały ceramiczne o nadprzewodnictwie wysokotemperaturowym- 1986 roku przez J.G.
Bednorza i K. A. Mullera z IBM Research Laboratory w Zurychu.
d) W technice jÄ…drowej
e) Zastosowania militarne- na pancerze lądowych pojazdów bojowych, okrętowych, samolotów i
helikopterów, kuloodpornych do ochrony osobistej sił porządkowych.
Beton, asfalt & ( ostatni wykład z materiałów niemetalowych)
1. Co to sÄ… kompozyty?
Kompozyty:
-Kompozyty o osnowie metalowej- materiały kompozytowe o osnowie metalowej wzmacniane
nieciągłymi włóknami stanowią grupę materiałów, których własności są połączeniem własności
osnowy i włókiem wzmacniających, które mogą być ultrawytrzymałymi wiskerami, krótkimi lub
ciętymi włóknami. Każdorazowo o zastosowaniu danego rodzaju włókien decydują pożądane
własności oraz koszty. Stosowane są na ogół konwencjonalne metody wytwarzania tych materiałów
kompozytowych, w tym metody metalurgii proszków, procesy infiltracji ciekłych metali oraz
procesy przetwórstwa przez wyciskanie, kucie, walcowanie oraz inne metody odkształcenia
plastycznego. Ponieważ przecięcie krótkich włókien nie powoduje degradacji własności
mechanicznych takiego materiału kompozytowego, możliwe jest stosowanie procesów obróbki
mechanicznej, w tym wiercenia a także szlifowania półproduktów oraz produktów o ostatecznych
kształtach wytworzonych z tych materiałów kompozytowych.
a) Zastosowanie- lekkie elementy silnika i podwozia.
b) Proces- tanie techniki wytwarzania; małe naddatki na obróbkę.
c) Własności- lepsza odporność na zmęczenie cieplne, opracowanie bazy danych.
d) A
ączenie- złącze nieciągłe.
e) Recykling- metody segregacji odpadów.
-Kompozyty o osnowie ceramicznej- CMCs, wykazują wysoką żaroodporność i większą
odporność na zniszczenie niż monolityczne materiały ceramiczne. Materiały tej grupy są
klasyfikowane na 3 typy:
a)wzmacniane włóknami nieciągłymi (DR- CMCs)
b)wzmacniane włóknami ciągłymi (CFCCs)
c)o osnowie węglowej wzmacniane włóknami węglowymi (CCCs)
Ze względu na identyczność mechanizmów umacniania i uplastyczniania nie wydziela się
materiałów kompozytowych o osnowie szklanej jako oddzielnego typu materiałów kompozytowych
o osnowie ceramicznej. Są wytwarzane z wykorzystaniem zarówno technik konwencjonalnej
metalurgii proszków, stosowanymi najczęściej w przypadku faz wzmacniających w postaci cząstek,
płytek, a niekiedy także wiskerów i krótkich włókien nieciągłych, jak i nowszych technik
wprowadzonych specjalnie dla tej grupy materiałów kompozytowych.
-Kompozyty o osnowie polimerowej-
a) Zastosowanie- karoseria, podwozi, zawieszenie i układ przeniesienia napędu.
b) Proces- krótki czas wykonania elementów; tłoczenie na gorąco materiałów termoplastycznych.
c) Własności- opracowanie bazy danych o materiałach; pewne prognozowanie trwałości przy
obciążeniu cyklicznym w wodzie; elementy pochłaniające energię odkształcenia.
d) A
ączenie- złączenie nieciągłe.
e) Recykling- proces recyklingu.
2. Beton, asfalt?
Beton- należy do najpowszechniej stosowanych w świecie materiałów kompozytowych, w których
zarówno osnowa jak i cząstki wzmacniające są materiałami ceramicznymi. W betonie zarówno
piasek jak i pozostałe kruszywa (zwykle pochodzenia naturalnego, jak żwir) są rozmieszczone w
osnowie z cementu portlandzkiego lub innych jego rodzajów (m. in. hutniczego, magnezjowego,
aluminiowego, anhydrytowego, pucolanowego), twardniejącego w reakcjach składników
mineralnych z wodÄ…, w wyniku czego czÄ…stki kruszywa sÄ… utrzymywane w ustalonym miejscu, a
beton wykazuje dużą wytrzymałość na ściskanie. Bardzo drobnoziarniste lepiszcze cementowe
złożone z różnych składników w różnych proporcjach, w tym z
sCaOÅ"Al2 O3,2CaOÅ"SiO2,3CaOÅ"SiO2,4CaOÅ"Al2 O3Å"Fe2O3 oraz z innych minerałów, tworzy staÅ‚y
żel wiążący cząstki kruszywa w wyniku reakcji hydratacji (uwodnienia), przebiegających w
2CaOÅ"SiO2ƒÄ…xH O Ca2 SiO4Å"xH OƒÄ…Q
obecności wody: ,
2 2
3CaOÅ"Al2O3ƒÄ…6H2 O Ca3 Al2śąOH źą12ƒÄ…Q
,
3CaOÅ"SiO2ƒÄ…śą x ƒÄ…1źą H O Ca2 SiO4Å"xH OƒÄ…Ca śąOH źą2ƒÄ…Q
, gdzie Q- ciepło.
2 2
W celu właściwego pokrycia cząstek kruszywa cementem, co zapewnia wzajemne połączenia
między nimi, konieczny jest wystarczający udział objętościowy cementu w suchej masie betonowej
lub zaprawie murarskiej, który zwykle nie jest mniejszy od 15%. Własności betonu oraz czas
wiązania zależą od proporcji między poszczególnymi składnikami mineralnymi. Zwykle czas
wiązania betonu wynosi 28 dni, natomiast nawet do roku mogą trwać niektóre dodatkowe procesy
związane z tymi reakcjami. Ze względu na pęknięcia i pory beton mam małą wytrzymałość na
rozciąganie, natomiast około 10- krotnie większą wytrzymałość na ściskanie, zwartą w zakresie 20-
30 MPa.
Asfalt  jest materiałem kompozytowym złożonym z kruszywa, którym najczęściej jest piasek i
drobny żwir oraz osnowy, którą jest bitum, czyli polimer termoplastyczny uzyskiwany najczęściej z
ropy naftowej. Asfalt jest stosowany na nawierzchnie dróg i ulic. Do modyfikowania osnowy
asfaltu używane są benzyna lub nafta, ułatwiające mieszanie w stanie płynnym i skracające czas
tężenia asfaltu. W typowym asfalcie występuje objętościowo 5-10% bitumu a ok. 2-5% stanowią
pory (których udział może być zmniejszony przez ściskanie) decydujące o uszkodzeniach i pękaniu
sfaltu oraz o przełomach związanych z wnikaniem wody w te pory i następnym jest również tzw.
glasasfalt , w którym kruszywem jest kruszone szkło, nierzadko właśnie w ten sposób utylizowane
po zakończeniu eksploatacji w pierwotnej postaci szyb, butelek lub innych produktów ze szkła.