1. Podział materiałów ze względu na proekologiczne podejście: zapewniające ochronę środowiska naturalnego, zapewniające zmniejszoną emisję zanieczyszczeń do atmosfery, materiały zastępujące dotychczas stosowane, będące zagrożeniem dla środowiska.

2. Sfery życia w jakich nauka o materiałach gra dużą rolę: poprawa warunków życia, ochrona zdrowia, komunikacja i przemysł informacji, dobra konsumpcyjne i transport.

3. Nanomateriały – w skali 10^-9; nowe zastosowania w różnych dziedzinach życia

4. Materiały inteligentne – są projektowane tak, aby reagowały na zewnętrzną stymulację i adaptując się do warunków środowiskowych polepszały swe własności zwiększając trwałość, oszczędzając energię lub dostosowując warunki dla poprawy komfortu ludzi, a także samoistnie się powielając, naprawiając lub uszkadzając w miarę potrzeby, zmniejszając odpady i zwiększając efektywność

5. Materiały biomimetryczne (bionaśladowcze) – kopiują lub naśladują procesy i materiały biologiczne, zarówno organiczne jak i nieorganiczne i są wytwarzane coraz bardziej precyzyjnie i efektywnie, w wyniku czego poprawia się ich użyteczność, a odsłaniają się nowe możliwości ich wykorzystania.

6. Skorupa Ziemska: głównie zestalony tlen zanieczyszczony kilkoma procentami innych pierwiastków. Krzemiany i glinokrzemiany. Węgiel i wodór jako składniki polimerów.

OCEANY: O, H, Cl. ATMOSFERA: N, O, Ar, CO2.

1. Wykładniczy wzrost zużycia materiałów:

$\frac{\text{dC}}{\text{dt}}$=( $\frac{r}{100}$)*C

C- zużycie materiału

r- przyrost procentowy w ciągu roku

t – czas

1. t_D- czas podwojenia szybkości zużycia:

t_D= $\frac{100}{r}$*ln2~ $\frac{70}{r}$

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

1. Naturalne

2. Inżynierskie:

- metale i ich stopy

- polimery

- materiały ceramiczne

- kompozyty

10. Grafit: ceramiczne i polimery

Półprzewodniki i nadprzewodniki : ceramika i metale

Szkła metaliczne : polimery i metale.

1. Wiązanie jonowe –substancje o budowie krystalicznej, duża rezystywność i oporność cieplna oraz kruchość

2. Wiązanie kowalencyjne: w gazach, Si, Ge, diament.

3. Wiązania wtórne: między atomami gazów szlachetnych, które mają stabilną strukturę elektronową oraz między cząsteczkami utworzonymi w wyniku wiązań kowalencyjnych.

4. Siły Van der Waalsa: między dipolami wyindukowanymi, dipolami wyindukowanymi i cząsteczkami spolaryzowanymi oraz między cząsteczkami spolaryzowanymi.

5. Siły Londona – występują między cząsteczkami w przypadku okresowych zmian ładunku w cząsteczkach, powodując ich przyciąganie.

6. Metale otrzymuje się z rud, będących najczęściej tlenkami. Procesy metalurgiczne polegają zwykle na redukcji, prowadzącej do ekstrakcji metalu z rudy oraz na rafinacji, usuwającej z metalu pozostałe zanieczyszczenia. Elementy metalowe zwykle wykonywane są metodami odlewniczymi, przeróbki plastycznej lub obróbki skrawaniem, a często także metalurgii proszków. Własności metali i stopów są kształtowane metodami obróbki cieplnej, a powierzchnia elementów metalowych często jest uszlachetniana metodami inżynierii powierzchni, zwiększającymi m.in. odporność na korozję lub odporność na zużycie.

7. Polimery, nazywane także tworzywami sztucznymi lub plastikami, są materiałami organicznymi, złożonymi ze związków węgla. Polimery są tworzone przez węgiel, wodór i inne pierwiastki niemetaliczne z prawego górnego rogu układu okresowego. Polimery są makrocząsteczkami i powstają w wyniku połączenia wiązaniami kowalencyjnymi w łańcuchy wielu grup atomów zwanych monomerami jednego lub kilku rodzajów.

8. 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.

Najogólniej do szeroko rozumianych materiałów ceramicznych można zaliczyć : ceramikę inżynierską, cermetale, ceramikę porowatą, szkła, ceramikę szklaną.

1. Materiały kompozytowe są połączeniami dwóch lub więcej odrębnych i nierozpuszczających się w sobie faz, z których każda odpowiada innemu podstawowemu materiałowi inżynierskiemu, zapewniającymi lepszy zespół własności i cech strukturalnych, od właściwych dla każdego z materiałów składowych oddzielnie. Materiały kompozytowe, dzielą się ze względu na osnowę metalową, polimerową lub ceramiczną. Faza powodująca wzmocnienie ko pozytów, nazywana także zbrojenie może być wprowadzona w postaci drobnych cząstek, niekiedy dyspersyjny krótkich włókien lub płatków, a tal włókien ciągłych.

2. Ekonomiczne stosowanie materiałów: projektowanie z oszczędnym wykorzystaniem materiałów, stosowanie zamienników, pełne wykorzystanie energooszczędnego recyklingu.

3. Właściwości mechaniczne materiałów:

1. gęstość - masy i rozmiarów składających się na materiał atomów,- efektywności z jaką atomy wypełniają przestrzeń w kryształach i szkłach.

1. Płaszczyzna gęstego ułożenia; 3 różne kierunki gęstego ułożenia.

2. PROSTA SIECIOWA- prosta łącząca środki dowolnych dwóch atomów w krysztale.

3. PODSTAWOWY PERIOD IDENTYCZNOŚCI = PARAMETR SIECI- najbliższa odległość atomów na prostej sieciowej w sieci prymitywnej.

4. PŁASZCZYZNA SIECIOWA- przesunięcie prostej sieciowej o identyczności w kierunku różnym od kierunku prostej.

Elementami sieci przestrzennej są płaszczyzny sieciowe, proste sieciowe i węzły sieci (punkty przecięca prostych sieciowych).

1. Elementarna komórka sieciowa – charakteryzuje dany kryształ o sieci prymitywnej. Może być opisana przez jej podstawowe periody identyczności (parametry sieci) a,b,c, oraz kąty alfa, beta, gamma.

2. Rodzaj elementów symetrii w elementarnej komórce sieciowej decyduje o podziale kryształów na 7 układów krystalograficznych: trójskośny, jednoskośny, rombowy, romboedryczny (trygonalny), heksagonalny, tetragonalny, regularny.

3. Jest 14 typów sieci przestrzennej w zależności od tego, czy elementarne komórki sieciowe mają atomy wyłącznie na narożach (komórki prymitywne), czy także wewnątrz lub na ścianach bocznych (komórki złożone).

4. Gęstość wypełnienia sieci rdzeniami atomowymi charakteryzuje liczba koordynacyjna lk, równa liczbie najbliższych i równo oddalonych rdzeni atomowych od dowolnego wybranego rdzenia atomowego w sieci krystalicznej.

5. Stopień wypełnienia przestrzeni sieci krystalicznej jest określony przez stosunek objętości przestrzeni zajętej przez atomy do całkowitej objętości komórki sieciowej. Sieć krystaliczną można scharakteryzować także przez podanie liczby rdzeni atomowych przypadających na jedną elementarną komórkę sieciową.

6. Wskaźniki elementów sieci przestrzennych:

1. Wskaźnik węzła: Współrzędne węzła sieciowego (rys. 3.4) określają liczby periodów identyczności a, b i c (rys. 3.2), o które jest oddalony węzeł od początku układu współrzędnych odpowiednio wzdłuż jego osi x, y oraz z.

2. Wskaźnik kierunku: oznacza kierunki sieciowe. Kierunek krystalograficzny opisują współrzędne węzła najbliższego od początku układu, przez który przechodzi prosta równoległa do analizowanego kierunku, przesunięta do początku układu. Podaje się go w nawiasach KWADRATOWYCH.

3. Wskaźnik płaszczyzny krystalograficznej - należy określić liczby periodów identyczności, odciętych przez daną płaszczyznę na poszczególnych osiach układu współrzędnych x, y, z (rys. 3.5), wyznaczyć ich odwrotność i następnie otrzymane ułamki sprowadzić do wspólnego mianownika. Liczniki ułamków o wspólnym mianowniku oznaczone odpowiednio h, k, l stanowią wskaźniki sieciowe płaszczyzny. Wskaźniki Millera płaszczyzny podaje się w nawiasach okrągłych (hkl), np. (110), a wskaźniki rodziny płaszczyzn w klamrach, np. {111}.

1. UKŁADY I SIECI KRYSTALOGRAFICZNE METALI:

Metale krystalizują wyłącznie w pięciu układach krystalograficznych: regularnym, heksagonalnym, tetragonalnym, rombowym i romboedrycznym. Większość metali krystalizuje w układach krystalograficznych charakteryzujących się wysoką symetrią i dużą gęstością zapełnienia sieci przestrzennej atomami, w szczególności w sieciach:

A1 - ściennie (płasko) centrowanej układu regularnego (RSC),

A2 - przestrzennie centrowanej układu regularnego (RPC),

A3 - heksagonalnej o gęstym ułożeniu atomów (HGU), niekiedy zwanej heksagonalną zwartą (HZ).

Własności metali, w tym głównie podatność na odkształcenie plastyczne, w dużej mierze zależą od typu sieci przestrzennej.

1. Podział metali w stanie stałym:

1. Monokryształy - jednakowa orientacja wszystkich elementarnych komórek sieciowych w całej objętości kryształu. Ciała anizotropowe. Silną zależność własności fizycznych, mechanicznych i innych od kierunku pomiaru lub pobrania próbki.

2. Polikryształy - Składają się z ziarn, z których każde ma w przybliżeniu prawidłową strukturę krystaliczną. Niemal jednakowe własności tych materiałów w różnych kierunkach; Materiały te noszą nazwę quasi-izotropowych.

1. Polimery są olbrzymimi łańcuchowymi cząsteczkami, w których atomy tworzące zasadniczy szkielet łańcucha są połączone ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi. Taki łańcuchowy szkielet jest zwykle zbudowany z atomów węgla (chociaż udaje się również syntetyzować pewną ilość polimerów z łańcuchami krzemowymi).

2. Kopolimer otrzymuje się przez polimeryzację dwu monomerów, łącząc je albo w sposób przypadkowy (kopolimer nieuporządkowany), albo w określony sposób (kopolimer blokowy).

3. Niektóre polimery mają budowę krystaliczną, inne amorficzną a jeszcze inne krystaliczno- amorficzną.

Ułożenie cząstek w polimerach: a) Elastomer powyżej temperatury zeszklenia. Struktura jest całkowicie

amorficzna (bezpostaciowa). Łańcuchy są połączone ze sobą jedynie przypadkowymi, kowalencyjnymi

wiązaniami poprzecznymi,

b) Elastomer poniżej temperatury zeszklenia. Oprócz przypadkowo występujących kowalencyjnych wiązań poprzecznych pomiędzy grupami molekularnymi, łańcuchowe cząsteczki są połączone siłami Van der Waalsa, co prowadzi do układu o mniejszych wzajemnych odległościach,

c) Polietylen o małej gęstości wykazujący obecność obszarów krystalicznych i amorficznych,

d) Polimer (np. żywica epoksydowa), w którym łańcuchy są silnie powiązane przez często występujące kowalencyjne wiązania poprzeczne.

36. Szkła składają się zwykle z tlenków (np. Si02), których atomy są ułożone w sposób nieuporządkowany

(amorficzny). Występują wiązania kowalencyjne. Dodatek tlenku sodu Na20 powoduje zerwanie niektórych wiązań i obniżenie temperatury mięknięcia (w której szkło można kształtować) do ok. 700°C.

1. Cermetale i teflon – duża gęstość.

2. Moduł sprężystości jest miarą oporu materiału podczas elastycznego ("sprężystego") odkształcania. Materiały o małym module sprężystości są miękkie i podczas obciążania znacznie się odkształcają (wyginają). Z modułem jest również związana naturalna częstotliwość drgań danego wyrobu. Belka wykonana z materiału o małym module ma mniejszą naturalną częstotliwość drgań od innej, wykonanej z materiału o dużym module (chociaż gęstość materiału też się tu liczy i ten czynnik, podobnie jak tendencję do odkształcania się, trzeba uwzględniać w obliczeniach projektowych).

3. Naprężenie, odkształcenie, prawo Hooke’a.

4. Zależność naprężenie-odkształcenie dla sprężystości liniowej, sprężystości nieliniowej oraz asprężystości (krzywa obciążania nie odpowiada dokładnie krzywej odciążania)

WYKRESY PREZENTACJA 4

Charakterystyczne krzywe rozciągania materiałów;

a) materiał kruchy,

b) materiał z wyraźną granicą plastyczności: a - odkształcenie trwałe,

b - odkształcenie sprężyste,

c) materiał nie wykazujący wyraźnej granicy plastyczności

(umowna granica dla odkształceń trwałych e = 0,002).

1. Naprężenie zginające :

Ra - wytrzymałość na zginanie,

RHg - granica proporcjonalności przy zginaniu,

Rspg - granica sprężystości przy zginaniu,

Rg0,2 - umowna granica plastyczności

( oblicza się przyjmując, że skrajne włókna próbki ulegają wydłużeniu e= 0,2% ).

1. W przypadku obciążenia próbki jedną siłą P:

Mg= P*l/4

Dwoma siłami :

Mg= P*z/2

1. Skręcanie:

gdzie: Ms - moment skręcający [ Nm ],

Ws - wskaźnik przekroju na skręcanie [ m3 ].

Rs - wytrzymałość na skręcanie,

RHs - granica proporcjonalności przy skręcaniu,

Rsps - granica sprężystości przy skręcaniu,

Res - granica plastyczności przy skręcaniu.

Odkształcenie postaciowe:

Dla materiałów dla których nie występuje wyraźna granica plastyczności:

1. Twardość materiału badamy:

1. Metody statyczne – Brinella, Yickersa i Rockwella

1. Wytrzymałość teoretyczna- naprężenie, przy którym nastąpi przerwanie wiązania między atomami.

2. Metale i materiały ceramiczne mają dużo mniejszą granicę plastyczności ze względu na skończone wymiary oraz wady punktowe, liniowe i powierzchniowe sieci krystalicznej. Wady punktowe to wakanse (wolne węzły) oraz atomy międzywęzłowe. Ilość wad punktowych zależy od temperatury. Wady liniowe tzw. Dyslokacje: krawędziowe, śrubowe i mieszane. Dyslokacje powodują odkształcenie plastyczne materiałów przy dużo mniejszym naprężeniu.

3. Granice ziarn stanowią wady powierzchniowe budowy krystalicznej. W metalach polikrystalicznym granice oddzielają ziarna różniące się wzajemną orientacją krystaliczną, a w stopach technicznych ponadto składem chemicznym.W zależności od kąta dezorientacji krystalicznej granice ziarn dzieli się na:

- wąskokątowe,

- szerokokątowe.

47. Granice międzyfazowe- granice między ziarnami różnych faz.

a) koherentne- dobre dopasowanie sieci sąsiadujących faz

b) półkoherentne- występowanie dyslokacji na granicy

c) niekoherentne- brak dopasowania sieci sąsiadujących faz

48. Warunek inicjacji nagłego pękania:

Gdzie: człon po lewej = K- współczynnik intensywności naprężeń

49. Pełzanie jest to powolne, ciągłe odkształcenie w czasie, które nie zależy już tylko od

naprężenia, lecz również od temperatury i czasu. Materiały pod obciążeniem, które w temperaturze pokojowej nie ulegają odkształceniu, wraz ze wzrostem temperatury zaczynają pełzać. Temperatura, w której materiał zaczyna pełzać, zależy więc od jego temperatury topnienia.

Również polimery podlegają pełzaniu - wiele z nich już w temperaturze pokojowej.

Większość polimerów jest niekrystaliczna i nie ma ściśle określonej temperatury topnienia. Dla

tych materiałów ważnym parametrem jest temperatura zeszklenia TG,, w której ulegają

wzmocnieniu wiązania Van der Waalsa. W znacznie wyższych temperaturach polimer będzie

zachowywał jak skóra lub guma i będzie pełzał pod obciążeniem. W temperaturach znacznie

niższych od TG stanie się twardy ( czasami kruchy) i praktycznie pełzanie nie wystąpi.

51. Konsekwencja potęgowego prawa pełzania:

a) przy stałym naprężeniu odkształcenie rośnie w miarę upływu czasu

b) przy stałym odkształceniu naprężenie maleje w miarę upływu czasu

53. Podczas pełzania narasta uszkodzenie materiału, w wyniku powstawania wewnątrz jamek.

Uszkodzenie to pojawia się w momencie odpowiadającym trzeciemu stadium pełzania i

powiększa się coraz szybciej. Ilustruje to kształt krzywej w obszarze trzeciego stadium

pełzania - gdy jamki się powiększają, przekrój próbki maleje i (przy stałym obciążeniu) wzrasta

naprężenie.

54. Materiały odporne na pełzanie:

Właściwością, którą przede wszystkim musi wykazywać materiał odporny na pełzanie,

jest wysoka temperatura topnienia (lub mięknięcia). Jeśli materiał ma być eksploatowany w

temperaturze niższej od 0,3 temperatury topnienia (K), pełzanie nie będzie stanowiło

problemu. Jeżeli temperatura eksploatacji ma być wyższa, należy wprowadzić pierwiastki

stopowe powodujące wzrost odporności na pełzanie.

55. Projektowanie ceramik odpornych na płynięcie dyfuzyjne:

Płynięcie dyfuzyjne odgrywa ważną rolę w materiałach drobnoziarnistych (często w

ceramikach) oraz w materiałach podlegających pełzaniu pod małym obciążeniem, w wysokich

temperaturach. Aby wybrać właściwy materiał należy:

a) Szukać materiału o wysokiej temperaturze topnienia.

b) Stworzyć warunki powstania dużego ziarna, które wydłuża drogę dyfuzji i ogranicza rolę

mechanizmu dyfuzji po granicach ziarn - idealny byłby monokryształ.

c) Stworzyć warunki powstania wydzieleń na granicach ziarn, w celu ograniczenia poślizgu

granic ziarn.

Ceramiki, zwykle ulegają odkształceniu głównie przez płynięcie dyfuzyjne (ponieważ mają

małe ziarno, a duży opór sieci krystalicznej utrudnia pełzanie według prawa potęgowego).

Zastosowanie odpowiedniej obróbki cieplnej, prowadzącej do rozrostu ziarna, może zwiększyć

ich odporność na pełzanie.

56. Temperatura zeszklenia polimerów rośnie ze wzrostem stopnia krzyżowania się łańcuchów.

Polimery o dużym stopniu krzyżowania (np. epoksydowe) są bardziej odporne na pełzanie w

temperaturze pokojowej, niż te o małym stopniu krzyżowania (np. polietylen). Lepkość

polimerów, powyżej TG, wzrasta ze wzrostem ciężaru cząsteczkowego, co również wpływa na

zmniejszenie pełzania. Wreszcie polimery krystaliczne lub częściowo krystaliczne (np. polietylen

o dużej gęstości) są bardziej odporne na pełzanie niż materiały typowo szkliste (np. polietylen o

małej gęstości).

57. Metale (oprócz złota), polimery oraz kompozyty polimerowe nie ulegają reakcjom utleniania.

58. Energia dodatnia – materiał stabilny, energia ujemna – materiał będzie się utleniał.

59. Im większa energia jest uwalniana w procesie utleniania, tym większa będzie szybkość utleniania. Utlenianie zachodzi przez przyłączanie atomów tlenu do powierzchni materiału, masa materiału zwiększa się zwykle proporcjonalnie do ilości materiału, który się utlenił. Ten wzrost masy, Dm, może być rejestrowany w sposób ciągły w zależności od czasu t. Przyrost masy liniowo lub parabolicznie. Gdy temperatura rośnie szybkość utleniania wzrasta wykładniczo. Szybkość utleniania rośnie wraz ze wzrostem ciśnienia cząstkowego tlenu (w różnych warunkach ma ono inną wartość, dlatego testy elementów należy przeprowadzać w ściśle określonych warunkach).

60. Utlenianie paraboliczne przebiega w 2 etapach. Tlenek może tworzyć się na granicy metal-tlenek gdy jon metalu dyfunduje bardzo wolno w tlenku. Tlenek może tworzyć się na granicy tlenek-powietrze gdy jon tlenu dyfunduje bardzo wolno w tlenku.

61. Stopy – materiał odporny na korozję lub pokrycie stabilnym materiałem ceramicznym np. Cr2O3 lub Al2O3. Skuteczniej jest przez domieszki w stopie niż przez pokrycie warstwą ochronną. Ochronna warstewka tlenków przeszkadza przy łączeniu materiałów za pomocą lutowania. Przyczyna: słaby elektryczny kontakt pomiędzy materiałami.

62. Ubytki materiału w wysokich temperaturach w środowisku suchym są uzależnione od dyfuzji jonów lub od przewodnictwa elektronów poprzez warstewkę tlenków wytworzoną na powierzchni materiału.

63. Korozja w środowisku wilgotnym:

Atomy żelaza przechodzą do roztworu wodnego jako jony Fe++, przy czym każdy atom pozostawia w metalu dwa elektrony (reakcja anodowa). Są one przewodzone przez metal do miejsca, gdzie zachodzi reakcja redukcji tlenu konsumująca elektrony(reakcja katodowa). W reakcji tej powstają jony OH-, które łączą się z jonami Fe++, tworząc uwodniony tlenek żelaza Fe(OH)2 (w rzeczywistości FeOH20);

Jednak znacznie szybszy atak korozyjny w środowisku wilgotnym zachodzi wskutek następujących czynników:

a) Fe(OH)2 osadza się albo daleko od korodującego metalu, albo,

jeśli osadza się na powierzchni, ma postać luźnego osadu (lub żelu)

nie dającego ochrony, lub bardzo niewielką.

b) Jony M++ i OH- dyfundują łatwo w ośrodku ciekłym, dlatego proces

zachodzi bardzo szybko.

c) W materiałach przewodzących elektrony mogą się przemieszczać

również bardzo łatwo.

63. W środowisku suchym można przewidzieć na podstawie różnicy potencjałów. W wilgotnym jest to niemożliwe ze względu na obecność obcych jonów w wodzie. (NAJWIĘKSZY Zn, Cu, Al., Sn, Ti)

64. Pęknięcie korozyjne, zmęczenie korozyjne, korozja międzykrystaliczna (Granice ziaren mają inną odporność korozyjną aniżeli ziarna i mogą korodować wybiórczo, dając początek pęknięciom, które później rozwijają się wskutek korozji naprężeniowej lub zmęczeniowej), korozja wżerowa (na nieciągłości warstewki tlenkowej powstałych przez starcie lub zarysowanie).

65. Do głównych środków zabezpieczających przed korozją należą:

• dobór składu chemicznego stopów pracujących w warunkach korozji,

• ochrona katodowa (polega na polaryzacji zewnętrznym prądem metalu, na powierzchni

którego występują lokalne ogniwa korozji elektrochemicznej)

• ochrona protektorowa (Ochrona protektorowa jest odmianą ochrony katodowej. Jeżeli zewnętrzna elektroda charakteryzuje się niższym standardowym potencjałem elektrodowym w szeregu napięciowym niż chroniony metal, nie trzeba stosować zewnętrznego źródła prądu stałego.)

• ochrona anodowa (znacznie zmniejsza szybkość korozji, lecz nie powoduje jej całkowitego ustania.)

• stosowanie inhibitorów (substancja chemiczna, która po dodaniu do środowiska korozyjnego wpływa na zmniejszenie szybkości korozji. W zależności od sposobu działania

rozróżnia się: pasywatory- i inhibitory niepasywujące)

Pasywatorami są np. jony występujące w roztworach chromianów Cr04, azotynów N02 ,

molibdenianów Mo04 , wolframianów W04 , żelazianów Fe04 lub nadtechnetanów Te04 .

Po zetknięciu się z powierzchnią metalu chronionego przed korozją pasywatorywywołują na

powierzchni anodowej dużą gęstość prądu, tak że zostaje przekroczony prąd Ikt powodujący

pasywację metalu.

Inhibitory trawienia

Inhibitorami trawienia są zwykle związki organiczne zawierające grupy z N, S i OH oraz

aminy. Inhibitory te wpływają w niewielkim stopniu na potencjał korozyjny. Tworzą na

powierzchni metalu bardzo cienkie zaadsorbowane warstwy, hamujące rozpuszczanie się

metalu. Adsorpcja przebiega zarówno w obszarach katodowych, jak i anodowych, a

polaryzacja ma charakter mieszany. Przykładowo - inhibitorami dodawanymi do środowisk

działających na stale są: jodek chinolinowy, tolilotiomocznik, siarczek propylu, dwuamyloamina

i formaldehyd.

Inhibitory lotne to substancje o odpowiednio małej prężności par, które tworzą na

powierzchni metalu warstwę zaadsorbowaną, zabezpieczającą przed dostępem wody lub tlenu.

Należą do nich azotyn dwucykloheksyloaminy, węglan cykloheksyloaminy oraz mieszanina

mocznika i azotynu sodowego. Środki te są używane do czasowego zabezpieczenia przed

korozją takich

• powłoki i warstwy ochronne,

• ograniczenie oddziaływania środowiska korozyjnego.

66. Tarcie pomiędzy stykającymi się materiałami zależało jedynie od siły dociskającej je do siebie, a nie w sposób oczywisty od powierzchni styku.

67. Jeżeli wywołamy poślizg jednej powierzchni po drugiej, to ruchowi temu przeciwdziałają

naprężenia ścinające t na wypukłościach. Naprężenia te są największe w tych miejscach,

w których przekrój wypukłości jest najmniejszy, czyli w obszarze rzeczywistego styku.

68. Dlaczego mk jest mniejsze? Ponieważ w trakcie ślizgania się powierzchni czas, w ciągu

którego mogą utworzyć się zbliżenia atom-atom w miejscach kontaktu między wypukłościami

powierzchni, jest krótszy i odpowiednio mniejsza jest powierzchnia styku, na której zachodzi

ścinanie. Po zatrzymaniu poślizgu powierzchnie punktów styku zwiększają się nieco,

wskutek pełzania materiału, a proces dyfuzji wzmacnia połączenie. W konsekwencji wartość m

wzrasta do wartości ms.

69. Polimery nadają się świetnie do produkcji niskoobciążonych łożysk, mają one

jednakże pewne wady: cząsteczki polimeru łatwo się ścierają ze ślizgającej się

powierzchni, a więc zużycie tej powierzchni jest duże. Ponadto, w czasie bezruchu

części ślizgającej się, pełzanie materiału powoduje rozrost złączy i statyczny

współczynnik tarcia ms jest czasem znacznie większy niż współczynnik kinetyczny mk .

70. Smary- "Zanieczyszczają" one powierzchnię, zapobiegając w ten sposób tworzeniu się

połączeń adhezyjnych; ponadto cienka warstwa oleju lub innego smaru łatwo ulega ścinaniu pod

wpływem siły ścinającej Fs, co w sposób oczywisty zmniejsza współczynnik tarcia.

71. Smarowanie graniczne – część aktywnych cząsteczek oleju przyczepia się do metalu reagując z nim, a pozostałe końcówki przyciągają się wzajemnie i w ten sposób 2 warstwy cząsteczek mogą z łatwością ulegać wzajemnemu ścinaniu. Smarowanie graniczne może obniżyć współczynnik tarcia nawet 10-krotnie.

72. Zużycie ścierne - Fragmenty materiału, które uległy zużyciu adhezyjnemu, często odrywa ją się od nierówności powierzchni materiału w czasie jej poślizgu po innej powierzchni. W substancjach smarujących znajduje się pewna ilość tlenu (aby utrzymać barierę tlenkową pomiędzy ślizgającymi się materiałami), więc te oderwane fragmenty materiału mogą ulec utlenieniu, w wyniku czego powstają twarde cząstki tlenku, które działają na ślizgające się po sobie powierzchnie w taki sposób jak papier ścierny. Zużycie ścierne zachodzi gdy występują utwierdzone albo luźne cząstki ścierniwa, lub wystające nierówności twardego materiału.

73. Ubytek materiału w warstwie wierzchniej podczas zużycia ściernego związany jest z:

• bruzdowaniem, czyli odkształceniem plastycznym obszarów styku i

spęczenia materiału z obu stron bruzdy, gdy stosunek Fl / F2 = 1,

• mikroskrawaniem, gdy stosunek Fl / F2 = 0,

• rysowaniem, gdy materiał jest częściowo odkształcany plastycznie oraz częściowo

skrawany w postaci wiórów jako produktów zużywania, gdy stosunek 0 < Fl / F2 < 1.

74. Szybkość zużycia ściernego może być zmniejszona poprzez zmniejszenie obciążenia lub zwiększenie twardości materiału.

75. Podatność na zużycie adhezyjne: Skłonność metali do szczepiania i zrastania oraz skłonność metalu do tworzenia na powierzchni warstw tlenkowych. Całkowita siła przyciągania adhezyjnego zależy od wartości sił międzycząsteczkowych i rzeczywistej powierzchni styku. Przyciąganie adhezyjne bez trwałych wiązań międzypowierzchniowych nie powoduje zużycia. Rozrywanie sczepień powoduje często na granicy umocnionego materiału ubytki na powierzchni i tworzenie na drugiej powierzchni narostów o twardości większej od rdzenia. Narosty działają jak mikroostrza umocowane w jednej z powierzchni.

76. Scuffing - zaczepianiu nierówności powierzchni i podwyższeniem temperatury w warunkach, gdy warstwa olejowa istnieje, lecz jest zbyt cienka w stosunku do wysokości nierówności.

77. Stop: dwu- lub wieloskładnikowe; Co najmniej jeden ze składników jest metalem; mogą być subst. Proste np. pierwiastki lub substancje złożone np. związki nie ulegające przemianom. Makroskopowo wykazują właściwości metaliczne. Stężenia masowe lub atomowe; mogą mieć strukturę jedno- lub wielofazową; są wytwarzane głównie przez topienie oraz krystalizację ze stanu ciekłego;

Układ- zbiór faz znajdujących się w równowadze termodynamicznej.

78. Stany stopu:

a) rozwtory stałe (stanowi jednorodną fazę o wiązaniu metalicznym i strukturze krystalicznej o własnościach typowo metalicznych. Metal, którego atomy występują w sieci w przewadze, jest rozpuszczalnikiem. Drugi składnik jest nazywany pierwiastkiem rozpuszczonym.)

b) fazy międzymetaliczne (są połączeniami metali lub metali z niemetalami i wykazują własności metaliczne ze względu na częściowy lub całkowity udział wiązania metalicznego między atomami wchodzącymi w skład fazy.)

Charakterystyczne cechy faz międzymetalicznych opisują cztery zasady:

- struktura krystaliczna faz międzymetalicznych różni się od struktury każdego

ze składników,

- atomy każdego ze składników wykazują uporządkowane rozmieszczenie w

sieci krystalicznej,

- w oddziaływaniach między atomami występuje przewaga wiązania metalicznego,

- wzajemne stosunki ilościowe atomów składników rzadko odpowiadają

wartościowościom chemicznym pierwiastków, jakie wykazują one w związkach

chemicznych, chociaż fazom można przypisać wzory podobne do wzorów

związków chemicznych.

c) mieszaniny faz (gdy w stopie znajdują się co najmniej dwie fazy w stanie rozdrobnienia, oddzielone od siebie granicami międzyfazowymi).

79. 2 odmiany alotropowe żelaza: ferromagnetyk, paramagnetyk.

80. Rozróżnia się dwa wykresy równowagi układu żelazo-węgiel:

- stabilny żelazo-grafit,

- metastabilny żelazo-cementyt.

81. Stal – jest to stop żelaza z węglem; Wg skłądu chemicznego stal dzielimy na : stopowe, niestopowe i nierdzewne.

82. Klasy jakości stali niestopowych:

a) specjalne - wszystkie gatunki stali, które nie zostały ujęte w klasie stali nierdzewnych oraz stopowych jakościowych.

b) jakościowe –

83. Obróbka cieplna stali- zespół zabiegów wywołujących polepszenie własności mechanicznych i fizyczno-chemicznych metali i stopów, powodowane zmianami struktury w stanie stałym w wyniku zmian temperatury, czasu oraz działania ośrodka.

Rodzaje obróbki:

Ze względu na czynniki wpływające na kształtowanie struktury i własności metali i

stopów można wyróżnić następujące rodzaje obróbki cieplnej:

- obróbkę cieplną zwykłą,

- obróbkę cieplno-chemiczną,

- obróbkę cieplno-mechaniczną (zwaną także obróbką cieplno-plastyczną),

- obróbkę cieplno-magnetyczną.

84. Zabiegi obróbki cieplnej:

- ogrzewanie

- wygrzewanie

- chłodzenie (wolno- studzenie, szybko- oziębianie)

85.