1.Co to jest stal, staliwo, żeliwo.

STAL- stop żelaza i innych pierwiastków, obrabiany plastycznie, otrzymywany w procesach stalowniczych w stanie ciekłym.

Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu pyłkowego. Obok węgla i żelaza zawiera inne składniki. Do pożądanych zalicza się głównie: chrom, nikiel, tytan, mangan, wolfram, miedź, molibden. STALIWO- stal w postaci lanej(czyli odlana formy odlewnicze), nie poddana obróbce plastycznej w odmianach użytkowych. Stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami, zawierający do ok. 2% węgla, otrzymany w procesach stalowniczych w stanie ciekłym i odlewany do form odlewniczych.

ŻELIWO- stop odlewniczy żelaza z węglem zawierający od 2,11%-3,6% węgla w postaci cementytu lub grafitu., zawiera krzem, mangan, fosfor, siarkę i inne składniki. Posiada wysoką odporność na korozję.

2.Podstawowa klasyfikacja stali.

Według składu chem.: stale niestopowe; stale nierdzewne; stale stopowe.

Według jakości, własności, zastosowania: klasy jakości stali niestopowych (niestopowe jakościowe; niestopowe specjalne); klasy jakości stali stopowych (stopowe jakościowe; stopowe specjalne); stale nierdzewne(żaroodporne; odporne na pełzanie; odporne na korozje; zaw Ni<2.5%; zaw Ni>2.5%)

Niestopowe jakościowe: konstrukcyjne i maszynowe, spawalne, automatowe niskowęglowe, do zbrojenia.

Niestopowe specjalne: maszynowe, narzędziowe, do betonu.

Stopowe specjalne: konstrukcyjne, maszynowe, sprężynowe, szybkotnące, narzędziowe.

Stopowe jakościowe, spawalne, zaw. miedź.

3. Jak zmienia się struktura stali niestopowych zależnie od zawartości węgla i jaki to ma wpływ na własności stali.

Węgiel bardzo silnie wpływa na własności stali nawet przy nieznacznej zmianie jego zawartości (w przypadku stali niestopowych jego wpływ jest dominujący) i z tego względu jest bardzo ważnym składnikiem stali. Zwiększenie zawartości węgla powoduje zmianę struktury stali: C<0,8% struktura składa się z ferrytu i perlitu; C>0,8% obok perlitu występuje również cementyt wtórny. Zwiększenie zawartości węgla podwyższa wytrzymałość, granicę plastyczności, twardość obniża wydłużenie, przewężenie i udarność.

Wpływa również na własności technologiczne:pogarsza zgrzewalność, skrawalność, podatność na obróbkę plastyczną i spawalność; fizyczne: zwiększa współ rozszerzalności liniowej, zmniejsza przewodność cieplną.

4. W jakim celu stosujemy dodatki stopowe do stali, staliw i żeliw.

Stale-można uzyskać: wys wł mechaniczne i technologiczne, zwiększenie hartowności, wys twardość i odporność na ścieranie, określone własności chemiczne i fizyczne: odporność na korozję, żaroodporność, żarowytrzymałość.

Staliwo- pierwiastki stopowe mają na celu przede wszystkim zwiększenie hartowności staliwa i otrzymanie możliwie jednorodnej struktury martenetycznej po hartowaniu.

Żeliwo- ułatwiają lub hamują proces grafityzacji, sprzyjają tworzeniu się cementyt, polepszają własności użytkowe (zwiększenie własności mechanicznych, odporność na ścieranie).

5. Klasyfikacja żeliw.

Można je podzielić ze względu na postać węgla:

- szare – węgiel występuje w postaci grafitu

- białe – węgiel związany jest w cementycie

- połowiczne – występuje zarówno cementyt jak i grafit

Żeliwo ciągliwe i stopowe.

6. W jakiej postaci występuje węgiel w żeliwach? Jakie czynniki mają wpływ na postać węgla?

Występuje on w postaci grafitu, którego kształt, wielkość i rozmieszczenie mają istotny wpływ na właściwości mechaniczne żeliwa. Czynniki: skład chemiczny i szybkość chłodznia

7. Jakie żeliwo ma wyższą wytrzymałość na rozciąganie – ferrytyczne czy perlityczne?

Ferrytyczne. Niska wytrzymałość, dobra skrawalność, mała odporność na zużycie ścierne. Twardość i wytrzymałość żeliwa szarego zwiększa się w miarę zwiększenia udziału perlitu w strukturze. Wytrzymałość perlitycznego wynosi około 350 – 450 MPa przy twardości 200 – 250 HB.

8. Co to jest żeliwo ciągliwe? Jak się je otrzymuje?

Żeliwo ciągliwe jest to żeliwo białe otrzymuje się w wyniku wyżarzania grafityzującego dla uzyskania odpowiednich własności plastycznych. W czasie tego procesu cementyt ulega rozkładowi i wydziela się tzw. węgiel żarzenia w postaci kłaczkowych skupień. Jeśli wyżarzanie odbywa się w kontrolowanej atmosferze, w celu uniknięcia utleniania, otrzymuje się strukturę złożoną z ferrytu i grafitu.

9. Jakie własności mają żeliwa ciągliwe i gdzie mają zastosowanie?

Żeliw ciągliwe dobre własności wytrzymałościowe i plastyczne, dobra skrawalność, duża odporność na dym i wody kopalniane, łączy w sobie dobre własności odlewnicze żeliwa z dobrymi własnościami mechanicznymi staliwa. Stosowane w przemyśle: górniczym, samochodowym, ciągnikowym, maszyn rolniczych, w kolejnictwie do wytwarzania licznych drobnych części maszyn.

Żeliwo ciągliwe białe jest stosowane głównie do wytwarzania żeliwa ciągliwego.

10.Klasyfikacja stopów miedzi.

- mosiądze(z cynkiem): przerabiane plastycznie: dwuskładnikowe, z dodatkiem ołowiu,wysokoniklowe,wieloskładnikowe; odlewnicze

- brązy: do przeróbki plastycznej: z cyną, aluminium, krzemem, berylem, manganem, ołowiem

- miedzionikle( z niklem)

11. Jakie stopy nazywamy mosiądzami? Klasyfikacja mosiądzów.

Mosiądze to stopy miedzi z cynkiem.

W zależności od składu mosiądze dzieli się na:

-dwuskładnikowe (CuZn5, CuZn10-40)

- ołowiowe – zawierające dodatki ołowiu, dodawanego w celu polepszenia skrawalności materiału.

-wieloskładnikowe- oprócz cynku mogą zawierać inne dodatki stopowe(Pb, Si, Mn, Al, Fe)

- wysokoniklowe – stopy Cu, Zn i Ni z dodatkiem Mn. Ze względu na srebrzysty kolor stop ten popularnie nazywany jest “nowym srebrem” lub argentanem. Stop ten ma b. dobre własności sprężyste i odporność na korozję –

W zależności od składu rozróżnia się mosiądz: czerwony (do wyrobu cienkiej folii), żółty (do wyrobu części maszyn, klamek), biały.

12.Jakie stopy nazywamy brązami? Klasyfikacja brązów.

Brązy- stopy miedzi, w których głównym dodatkiem stopowym jest cyna lub inne metale za wyjątkiem niklu i cynku. Dzieli się je na brązy do obróbki plastycznej oraz odlewnicze. Pośród brązów do obróbki plastycznej wyróżnia się:

- brąz cynowy – zawierający 1-9% Sn; barwa szara, intensywność tej barwy wzrasta wraz z zawartością cyny. Mogą też zawierać inne dodatki stopowe, takie jak: Zn (2,7-5%), Pb (1,5-4,5%), oraz domieszki fosforu (0,1-0,3%), z zanieczyszczeniami nie przekraczającymi 0,3%. Symbole b. c. to: B2, B4, B6, B43, B443, B444. B. c. używane są na elementy sprężyste, trudno ścieralne, a przy większej zawartości ołowiu na tuleje i panwie łożyskowe.

- brąz aluminiowy – zawierający 4-11% Al; może mieć też inne dodatki stopowe tj: Fe (2-5,5%), Mn (1,5-4,5%) oraz Ni (3,5-5,5%), z zanieczyszczeniami nie przekraczającymi 1,7%. Symbole b. a. to: BA5, BA8, BA93, BA1032, BA1044, BA92. Stosowane są na części w przemyśle chem., elementy pracujące w wodzie morskiej, monety, styki ślizgowe, części łożysk, wały, śruby, sita.

- brąz berylowy – zawierający 1,6-2,1% Be oraz inne dodatki stopowe, tj: Ni z Co (0,2-0,4%) oraz Ti (0,1-0,25%), z zanieczyszczeniami mniejszymi od 0,5%. Symbole b. b. to: BB2, BB1T, BB2T. Stosowane są na elementy sprężyste, elem. aparatury chem., elem. żaroodporne.

- brąz krzemowy – BK31, mający 2,7-3,5% Si, 1-1,5% Mn, -przy zanieczyszczeniu 1%. Stosowany na elem. sprężyste, w przem. chem., konstrukcje spawne, elem. odporne na ścieranie.

- brąz manganowy – BM123; 11,5-13% Mn i 2,5-3,5% Ni przy zanieczyszczeniu do 1%. Stosowany na oporniki wysokiej jakości.

Wśród brązów odlewniczych wyróżnia się:

-b. cynowy – B10

- b. cynowo – cynkowy – B102

- b. cynowo – fosforowy – B101

- b. cynowo – ołowiowy – B1010, B520

- b. cynowo – cynkowo – ołowiany – B555, B663, B476.

- b. aluminiowo – żelazowo – manganowy – BA1032

- b. krzemowo – cynkowo – manganowy – BK331

13. Klasyfikacja stopów aluminium.

Dzielą się na stopy odlewnicze i do obróbki plastycznej.

- odlewnicze: cecha każdego stopu składającego się z litery A (stop Al), K (Si), G (Mg) lub M (Cu) oraz liczby określającej zawartości % głównego lub dwóch głównych skł. stop., np: AK20 – siluminy –stopy Al z Si.

- do obróbki plastycznej – można je podzielić na dwie grupy: stosowane bez obróbki cieplnej (Al-Mn, Al-Mg, Al-Mg-Mn) oraz stosowane w stanie utwardzonym dyspersyjnie

14. Stopy aluminium do odlewania.

Zaliczamy do nich przeważnie wieloskładnikowe, o większej zawartości pierwiastków stopowych (5-25%), głównie Si, Cu, Mg, Mn lub ich różnych zestawień. Cechują się one dobrą lejnością i małym skurczem odlewniczym.

15. Stopy Aluminium do przeróbki plastycznej

Zawierają one na ogół mniejsze ilości dodatków stopowych, głównie Cu (do ok. 5%), Mg (do ok. 6%), mangan (1,5%), rzadziej Si, Zn, Ni, Cr, Ti. Niektóre z tych stopów SA stosowane: w stanie zgniecionym, lub po wyżarzaniu rekrystalizującym, lub podlegają obróbce cieplnej –utwardzaniu dyspersyjnemu

16. Stopy magnezu.

Ogólnie stopy magnezu dzieli się na odlewnicze i do przeróbki plastycznej.

Głównymi składnikami stopów obok Mg są:Al, Zn, Mn, Zr, cer, tor i metale ziem rzadkich.

Stopy magnezu, podobnie jak większość stopów aluminium można obrabiać cieplnie. Obróbka ta jednak tylko w nieznacznym stopniu polepsza własności mechaniczne i rzadko jest stosowana.

Zastosowanie: przemysł samochodowy(elementy silnika, skrzyni biegów, karoserii), przemysł produkcji telefonów komórkowych(izolacja przed promieniowaniem), przemysł lotniczy i kosmiczny, wszędzie tam gdzie ciężar wyrobów ma znaczenie przy ich uzytkowaniu(komp przenośne), produkcja podzespołów dla rożnego rodzaju maszyn, przy produkcji sprzętu medycznego czy sportowego.

17. Stopy cynku.

Głównym składnikiem jest cynk. Zawierają dodatki Al, Cu i Mg. Stopy dużej zawartości Al. Stosowane są jako odlewnicze(elementy gaźników, maszyn do pisania, liczników)

s. c. posiadają gorsze własności wytrzymałościowe i są mniej odporne na korozję. Ze względu na to stosowane są tylko przy konstrukcjach i elementach mniej odpowiedzialnych

18. Stopy tytanu.

Charakteryzują się dużą wytrzymałością, plastycznością, dobrą odpornością korozyjną na działanie wody morskiej, chlorki, kwasy organiczne i atmosferę powietrza.

Zalety stopów, a szczególnie ich duża wytrzymałość decydują o ich zastosowaniu w: przemyśle lotniczym, okrętowym, chemicznym, w protetyce stomatologicznej i chirurgii kostnej.

Dzieli się na stop α- główny składnik Al., a także Sn(dobra spawalność i żarowytrzymałość); α i β- większa wytrzymałość od jednofazowych, SA obrabiane cieplnie i plastycznie; β-pierwiastki stopowe:V, Mo, Cr, Fe, Mn, Ni, Co(bardzo wysoka wytrzymałość, spawalne, można je obrabiać skrawaniem).

19. Co to są polimery?

Polimer jest to substancja zbudowana z makrocząsteczek (czyli cząstek o bardzo dużym ciężarze cząsteczkowym), powstałych z dużej liczby powtarzających się i połączonych między sobą identycznych elementów podstawowych zwanych merami (lub też jednostkami strukturalnymi). Makrocząsteczki polimerów posiadają długość wielokrotnie przekraczającą ich średnicę i giętkość przypominającą giętkość łańcucha.

Makrocząsteczki zbudowane są zasadniczo z atomów węgla i wodoru, a także N₂, O₂, Cl₂, F₂, S powstają w wyniku połączenia wiązaniami kowalencyjnymi w długie łańcuchy wielu grup atomowych (monomerów). W temp. pokojowej są bezpostaciowe lub częściowo krystaliczne.

Właściwości: mała gęstość (0,9-1,45, a nawet 2,2 g/cm³), izolacyjność cieplna i elektr., słabo odbijają świato, zwykle półprzeźroczyste, niska twardość i moduł sprężystości. Własności zależą od temp.

20. Co rozumiem pod pojęciem tworzywa sztuczne?

Tworzywa sztuczne są materiałami, w których najistotniejszy składnik stanowią POLIMERY (związki wielkocząsteczkowe), syntetyczne lub pochodzenia naturalnego. Oprócz związku wielkocząsteczkowego tworzywo

sztuczne zawiera zwykle składniki dodatkowe, które nadają mu korzystne właściwości użytkowe i przetwórcze. Składnikami tymi mogą być:

- napełniacze (wypełniacze)

- plastyfikatory (zmiękczacze)

- stabilizatory

- środki barwiące (barwniki, pigmenty)

- a także środki porotwórcze, smarujące , antystatyki czy środki opóźniające palenie

są potocznie zwane plastikami (plastykami) lub masami plastycznymi.

21. Podział polimerów ze względu na budowę makrocząsteczki.

W zależności od kształtu i budowy makrocząsteczek można polimery podzielić na 4 grupy:

- liniowe – zbudowane z monomerów z dwoma aktywnymi wiązaniami, połączonych liniowo w łańcuch siłami Van der Waalsa. Polimery te są termoplastyczne. Należą do nich: PE, PVC, PP, polistyren. Cząsteczki liniowe nie mają odgałęzień, mogą mieć jedynie boczne grupy funkcyjne.

- liniowe z rozgałęzieniami- Powstają z monomerów dwufunkcyjnych oraz niewielkiej liczby trójfunkcyjnych. Efektem takiej budowy jest pewna liczba odgałęzień od głównego łańcucha. Spójność zachowują również dzięki siłom Van der Waalsa. Rozgałęzienia powstają w czasie polimeryzacji np. polietylen o małej gęstości PE-LD (wysokociśnieniowy) oraz kopolimery szczepione.

- usieciowane- Powstają z monomerów mających więcej niż dwa aktywne wiązania, w wyniku wytworzenia poprzecznych powiązań między łańcuchami. O właściwościach decyduje stopień usieciowania:

-- Przy dużym stopniu usieciowania - powstaje jedna olbrzymia cząstka. Utworzona w ten sposób silna struktura powoduje dużą sztywność poplimeru oraz zapobiega mięknięciu tych materiałów podczas podgrzewania i pęcznieniu w rozpuszczalnikach.

-- Przy małym stopniu usieciowania – duża plastyczność nierozpuszczalność w rozpuszczalnikach ale duża zdolność do pęcznienia - elastomery sieciujące (wulkanizowane kauczuki)

22.Stany fizyczne polimerów amorficznych. Temperatury charakterystyczne.

W zależności od warunków (temp. lub czas obciążenia) polimery mogą być w jednym z czterech stanów: szklistym (dzieli się na kruchy i z wymuszoną elastycznością), lepko sprężystym, wysokoelastyczny, plastycznym (ciekłym).

Temperatury charakterystyczne: temp. kruchości (T_K, temp, przejścia ze stanu szklistego kruchego w stan szklistyz wymuszoną elastycznością),temp. zeszklenia (T_g, temp. przejścia ze stanu wysokoelastycznego w szklisty), temp. płynięcia (T_p, temp. przejścia ze stanu wysokoelastycznego w plastyczny, ciekły).

23.Wyjaśnij pojęcia: termoplasty, duroplasty, elastomery.

- termoplasty- polimery, które pod wpływem naprężeń wykazują małe odkształcenia (odkształcenia przy rozerwaniu jest niższe od 100 %). Temperatura zeszklenia plastomerów jest wyższa niż temperatura pokojowa, zakres temperatury ich użytkowania znajduje się w obszarze stanu szklistego lub twardego. Tworzywa te ogrzane do wystarczająco wysokiej temperatury miękną aż do plastycznego płynięcia, a po ochłodzeniu ponownie stają się twardym ciałem stałym. Proces ten jest odwracalny pod warunkiem nie przekroczenia temperatury rozkładu tworzywa. (PE polietylen, PVC poli(chlorek winylu), PS polistyren, PP polipropylen, PA poliamidy)

- duroplasty – polimery przechodzące nieodwracalnie ze stanu plastycznego w utwardzony pod działaniem podwyższonej temp. (tworzywa termoutwardzalne) lub pod wpływem czynników chem. (tworzywa chemoutwardzalne). Charakteryzują się sztywnością, trwałością wymiarów, nietopliwością, kruchością, niemożnością powtórnego formowania.(PF żywice fenolowo-formaldehydowe, fenoplasty (rezole i nowolaki) UF żywice mocznikowo-formaldehydowe)

- elastomery – tworzywa, których temperatura zeszklenia jest niższa od temperatury pokojowej. Zakres użytkowania znajduje się w obszarze temperatur stanu wysokoelastycznego. grupa tworzyw naturalnych i sztucznych o właściwościach kauczuku. Wykazują dużą zdolność do odkształceń i rozciągliwości (do kilkukrotnej długości) zachowując pierwotny kształt.

24.Jaki wpływ na zdolność do krystalizacji polimeru ma budowa makrocząsteczek?

Krystaliczność polimerów to zdolność do równoległego układania się makrocząsteczek na dużej odległości. Zdolność do krystalizacji zależy między innymi od struktury makrocząsteczek.

Najbardziej istotne są: - długość łańcucha, a więc jego ciężar cząsteczkowy; - stereoregularność cząsteczki do tego dochodzą jeszcze warunki: - mała lepkość polimeru w stanie ciekłym, - warunki i szybkość chłodzenia stopu

Budowa krystaliczna wpływa na:

- wytrzymałość mechaniczną polimerów

- sztywność

- rozpuszczalność

- przezroczystość

- odporność cieplną

- właściwości barierowe (np. przepuszczalność gazów)

25. . Co wiem o... ?

- polietylenie – (PE) [CH₂-CH₂]- , jest tworzywem o doskonałych własnościach dielektrycznych, znacznej elastyczności i udarności, dobrych własnościach mech., odporny na działanie kwasów, zasad, soli i większości zw. org. P. stosuje się gł. do prod. folii, powłok kablowych do prądów o dużej częstotliwości, płyt, rur do wody pitnej, ścieków i dla przemysłu, elementów sprzętu AGD, zabawek i powlekania papieru.

- polipropylenie – (PP), syntetyczny polimer termoplastyczny, właściwościami zbliżony do PE. Jest to białożółtawa, przejrzysta, twarda masa o b. dobrych własnościach mech. i dielektr. Jest palny, w temp. pokojowej odporny na działanie chemikaliów. Stosowany do prod. części aparatów narażonych na korozję, wykładzin, butelek, folii, opakowań, naczyń odpornych na stetylizację wrzątkiem.

- polichlorku winylu – (PVC), (-CH₂-CHCl-)_n , syntetyczny polimer termoplastyczny, otrzymywany w wyniku polimeryzacji chlorku winylu. Jest to biały, niepalny proszek, bez smaku i zapachu o temp. mięknienia 70^oC, odporny na działanie kwasów, zasad, alkoholi, benzyny, olejów mineralnych. Nie jest toksyczny. Stosowany bez dodatków plastyfikatorów służy do wyrobu płyt, rur, armatury sanitarnej, przyborów kreślarskich, pomp, materiałów chemoodpornych, w budowie aparatury chem. i powłok antykorozyjnych. Z dodatkiem zmiękczaczy – do wyrobu węży do wody i chemikaliów, uszczelek, wykładzin podłogowych i tapicerskich powłok ochronnych, folii ubraniowej i galanteryjnej. Ponadto sztuczna skóra oraz cewniki, dreny, sondy używane w różnych schorzeniach.

- poliepoksydach (żywicy epoksydowej) – to rodzaj żywicy syntetycznej powst. w reakcji polifenoli, rzadziej glikoli z epichlorohydryną(?) lub innymi związkami epoksydowymi. Utwardzana żywica epoksydowa staje się nierozpuszczalna i nietopliwa, b. przyczepna do prawie wszystkich materiałów oraz względnie chemoodporna. Żywice te są stosowane jako lepiszcze do laminatów konstrukcyjnych, do zalewania elem. elektr., na kleje do metali.

- poliuretanie – ich właściwości są różnorodne, ponieważ poliureatany znajdują się na granicy elastomerów i plastomerów. Cechą charakt. jest specyficzna segmentowa, blokowa budowa łańcucha typu (AB)_n. Makrocząsteczki składają się naprzemiennie z segmentów sztywnych i elastycznych, mają duży moduł sprężystości, doskonałą wytrzymałość na rozciąganie oraz wielokrotne zginanie, odporność na ścieranie, rozdzieranie, zdolność do tłumienia drgań, dobre właściwości termoizolacyjne. Stosowane do wyrobu łożysk, kół zębatych, obuwia sportowego itp.

- tworzywach fenolowo – formaldehydowych – tworzywa sztuczne na bazie żywic otrzymywanych w wyniku polimeryzacji fenolu i formaldehydu. Zalety: sztywność, stabilność wymiarów, nierozpuszczalność, nietopliwość, dobre własności elektroizolacyjne. Wady: kruchość oraz niemożność powtórnego formowania. Stosowane do prod. artykułów gospodarstwa domowego, galanteryjnych i ozdób, elem. elektrotech. obudów aparatów, laminatów, części maszyn, lakierów, klejów, pianek.

26. . Materiały ceramiczne. Podstawowe własności, rodzaje.

Współcześnie do ceramiki zalicza się zazwyczaj wszystkie te materiały, które nie są metalami, polimerami lub kompozytami, a więc:

- ceramikę właściwą (wyroby z glin),

- szkło i dewitryfikaty (tworzywa szklanokrystaliczne - szkło poddane procesowi

krystalizacji),

- materiały wiążące (cementy, wapno, gips),

- betony

- naturalne materiały kamienne

- materiały ścierne,

- niemetaliczne materiały inżynierskie (konstrukcyjne i funkcjonalne – uzyskane

z silnie zagęszczonych tlenków, azotków, węglików).

- a także grafit, diament, a nawet lód.

Materiały ceramiczne cechują się duż odpornością na działanie wysokiej temp., czynników chemicznych, twardością. Są to jednak materiały kruche i nie nadają się do obróbki po wypaleniu. Rodzaje: 1.welkotonażową (masowo produkowana): materiały budowlane, ceramika szlachetna (porcelana, porcelit, fajans), ceramika sanitarna, ceramika ogniotrwała. 2. Specjalna: materiały elektryczne, materiały narzędziowe. 3. Szkło-materiały odporne na ścieranie. 4. Kompozyty.

27. Surowce stosowane do wytwarzania ceramiki porowatej (klasycznej).

-glina – składa się z b. drobnych ziaren uwodnionego krzemianu glinu.

- krzemionka – krystaliczna odmiana SiO₂, zwana również kwarcem.

- skaleń – glinokrzemian metali alkalicznych stanowiących mieszaninę skalenia potasowego, sodowego i wapniowego.

28. Podział ceramiki tradycyjnej ze względu na strukturę.

Ze względu na strukturę wyroby ceramiczne dzielimy: wyroby o strukturze porowatej i nasiąkliwości wagowej do 22% należą do tej grupy wyroby ceglarskie, ogniotrwałe, ceglarskie: cegły pełne, pustaki ceramiczne, pustaki wentylacyjne, akermany, Szkliwoniowe:płytki ścienne ikafle. Ogniotrwałe: kształtki i cegły szamotowe, kształtki krzemionkowe i termalitowe – wyroby o strukturze spieczonej i nasiąkliwości wagowej dochodzącej do 12%. Są to: cegły budowlane, klinkierowe, cegły kanalizacyjne, cegły z krzemionki, klinkier drogowy, płytki klinkierowe, kształtki, płytki podłogowe terakotowe, płytki kształtki kamionkowe ścienne i szkliwione, płytki krzemionkowe kwasoodporne, kamionkowe rury, kształtki kanalizacyjne – ceramika są to: płyty ścienne szkliwowe, wyroby fajansowe, wyroby sanitarne (umywalki, miski).

29. Ceramiczne materiały ogniotrwałe.

Stosowane są do budowy:

- urządzeń służących do wytwarzania i oczyszczania metali

- pieców do obróbki cieplnej

- innych urządzeń , w których występują wysokie temperatury

Są odporne na działanie wysokich temperatur

Cechują się ogniotrwałością zwykłą pod obciążeniem, odpornością na udary cieplne, na ścieranie, działanie żużli. Mogą być formowane, odlewane, wycinane ze skał naturalnych oraz mogą być stosowane w postaci ziaren, proszków, włókien.

30. Co to jest porcelana, porcelit i fajans?

- porcelana – spiekany materiał ceramiczny z mulitu, kwarcu i szkła skaleniowego. Dzieli się na twardą i miękką. (tw)W zależności od zastosowania dzieli się na: stołową, artystyczną, elektrotechniczną, laboratoryjną, dentystyczną. Charakteryzuje się niską nasiąkliwością, dobrymi własnościami dielektrycznymi, dużą wytrzymałością mech., i wysoką odpornością na działanie czynników chem, nieprzepuszczalna dla cieczy i gazów. Bardzo duża rezystywność, odporność na udary cieplne, odporność na działanie kwasów

-porcelit – rodzaj białej do kremowej, szklanej, nieprześwitującej ceramiki wytwarzany podobnie jak porcelana, ale z surowców (kaolin, skaleń, kwarc), najczęściej o gorszej jakości.Używany jako materiał do wyrobu m.in. sanitariatów. Wykazuje mniejszą porowatość i większą wytrzymałość niż fajans.

- fajans – rodzaj ceramiki podobny nieco do porcelany, wytwarzanej z zanieczyszczonego kaolinu. Po wypaleniu (w temp. wyższej od 1000^oC) wyroby fajansowe mają kolor od białego do jasnokremowego. Powleka się je najczęściej nieprzeźroczystym szkliwem. Cechuje się skłonnością do nasiąkania wodą i znacznie mniejszą wytrzymałością od porcelany. Szkliwo fajansu z czasem pęka, nasiąka wodą i trwale brudzi się.

31. Co to jest cement. Jakie znam rodzaje cementu.

Cement- rodzaj spoiwa hydraulicznego, po zarobieniu wodą twardnieje a po stwardnieniu nie ulega działaniu wody. otrzymywane przez wypalenie na klinkier i zmielenie surowców mineralnych (margiel lub wapień igielna) w piecu cementowych. Stosowany do przygotowania zapraw cementowych, betonów. W zależności od: składu użytych surowców, sposobu produkcji, właściwości produktu rozróżnia się następujące rodzaje cementów:

- portlandzki, - hutniczy, - glinowy, - magnezjowy ,- cementy specjalne - o własnościach kwalifikujących je do specjalnych zastosowań

Spoiwa dzieli się na podstawie ich zachowania w środowisku wodnym. Rozróżnia się spoiwa: powietrzne - po zmieszaniu z wodą mogą twardnieć na powietrzu: wapno, gips, cement anhydrytowy, cement Sorela,

hydrauliczne - twardnieją zarówno na powietrzu jak i w wodzie: cementy: portlandzki, hutniczy, glinowy ; wapno

32. Co to jest beton. Rodzaje betonów

Beton jest kompozytem wykonanym z;

- cementu,

- wody,

- kruszywa grubego i drobnego,

- domieszek chemicznych i

- dodatków mineralnych.

Ponadto do betonów należą:

- betony polimerowe - zamiast spoiwa cementowego zawierają polimery

- betony cementowo - polimerowe - zawierają spoiwa cementowe z dodatkiem polimerów, stosowane w sytuacjach, gdy konieczne jest uzyskanie w krótkim czasie betonu o wysokiej wytrzymałości i niskiej kurczliwości podczas wiązania

- fibrobetony - oprócz kruszyw naturalnych zawierają włókna stalowe, szklane lub syntetyczne, stosowane jako betony do wykonywania np. posadzek przemysłowych.

- asfaltobetony - bez cementu i wody, zawierają asfalt, mączkę mineralną, piasek, grysy kamienne i żwir - stosowany do wykonywania nawierzchni drogowych

Ważną cechą betonu jest wytrzymałość na ściskanie. Gwarantowaną wartość wytrzymałości określa klasa betonu.

a) W zależności od gęstości pozornej (tj. masy właściwej z uwzględnieniem porów)

-beton ciężki ( > 2600 kg/m3) np używany do wykonywania osłon eaktorów jądrowych – chroniący przed promieniowaniem). Jako kruszywo stosuje się:

baryt (siarczan baru Ba SO4),limonit (ruda żelaza – uwodniony tlenek żelaza 2 Fe2 O3 3 H2 O )

-beton zwykły (= 2200 - 2600 kg/m3) używany jako tworzywo konstrukcyjne do układów nośnych betonowych i elbetowych. Jako kruszywo stosuje się żwir (żwirobeton)

-beton lekki (= 200 - 1800 kg/m3) używany jako tworzywo konstrukcyjne lub izolacyjne. Jako kruszywo stosuje się: - rozdrobniony gruz (gruzobeton),- żużel (żużlobeton),- inne lekkie materiały porowate

osobną grupę betonów lekkich stanowią betony wytwarzane bez użycia

kruszywa, przez spienienie zaczynu cementowego w wyniku dodania:

- środków spieniających (pianobeton) lub

- związków chemicznych rozkładających się z wydzielaniem gazów (gazobeton).Takie rodzaje betonu mają dobre własności termoizolacyjne.

b) w zależności od konsystencji świeżej masy betonowej i sposobu jej formowania:

- beton lany (układa się w formie pod wpływem własnej masy)

- beton ubijany (zagęszczany za pomocą ubijaków)

- beton wibrowany (zagęszczanie przez wprawianie masy betonowej w drgania o odpowiedniej częstotliwości za pomocą specjalnych wibratorów)

- beton prasowany(zagęszczany za pomocą nacisku mechanicznego)

33. Szkło. Rola tlenków w tworzeniu szkieł.

Szkło jest bezpostaciową substancją otrzymywaną ze stopionej mieszaniny odpowiednich tlenków, która przy chłodzeniu ze stanu ciekłego przechodzi w stan szklisty. Szkła uważamy za odmianę materiałów eramicznych, pomimo przewagi struktury bezpostaciowej nad krystaliczną Własności szkła są jednakowe we wszystkich kierunkach ( jest tworzywem izotropowym ).

Podstawowym materiałem wykazującym zdolności szkłotwórcze jest krzemionka SiO2, która wchodzi w skład wszystkich szkieł znajdujących praktyczne zastosowanie. Tworzy ona sieć amorficzną szkła.

Rola tlenków w tworzeniu szkła: tl. tworzące sieć (szkłotwórcze)-SiO₂, P₂O₃, P₂O_5, modyfikujące sieć - K₂O, Na₂O, CaO, MgO, BaO(obniżają temperaturę mięknięcia szkła, dzięki czemu łatwiejsze jest wytwarzanie wyrobów ze szkła), stabilizujące sieć – PbO, SbO₃.(Same nie tworzą szkieł, ale kationy metalu mogą zastępować kation Si4+ w sieci dzięki czemu stabilizują sieć)

34. Rodzaje szkła.

- krzemowo-sodowo-wapniowe zwane też szkłem zwykłym, łatwe do wytwarzania i formowania o stosunkowo niskiej temperaturze mięknięcia (szkło okienne, butelki, opakowania)

- boro-krzemowe o stosunkowo dobrej odporności na szybkie zmiany temperatury-(naczynia kuchenne, laboratoryjne)

- bezsodowe szkło E nie zawiera tlenków alkalicznych K2O, Na2O ( na włókna i tkaniny do wzmacniania kompozytów)

- kryształowe o dużej zawartości tlenku ołowiu 20 – 24 % PbO

- kwarcowe prawie sama krzemionka (niekrystaliczna) do 99,5%, jeżeli nie zawiera tlenków modyfikujących wytrzymuje temperaturę pracy do 1000 C (lampy kwarcowe, sprzęt laboratoryjny, wzierniki w piecach i komorach spalania)

- ołowiowe (do 40% Pb, nie przepuszcza promieni Roentgena-(na ekrany aparatów rentgenowskich).)

35. Czym się różni szkło od pyroceramiki?

Ceramika szklana charakteryzuje się znacznie większą odpornością na szoki mechaniczne i cieplne niż ceramiki tradycyjne. Jest to efektem usunięcia pustek (porów), które są koncentratorami naprężeń, oraz małego współczynnika rozszerzalności cieplnej tych materiałów.

Szkło – materiał otrzym. w wyniku stopienia tl. krzemu z różnymi dodatkami w odpowiednich proporcjach. Surowcem do prod. tradycyjego szkła jest piasek kwarcowy i dodatki.

Pyroceramika – ceramika szklana, powst. przez krystalizację masy szklanej w ściśle określony sposób, umożliwiający utworzenie struktury b. drobnoziarnistej, bez porowatości, z pozostałością tylko ok. 2% fazy szklistej. Otrzymuje się ją w wyniku krystalizacji szkła na zarodkach tworzonych przez niewielkie dodatki Cu, Ag lub Au pod wpływem promieniowania UV. Materiały te mają własności mech. i odporne są na udary znacznie większe od szkieł.

36.Jakie materiały nazywamy kompozytami?

Tworzywa składające się z co najmniej dwóch składników (zw. komponentami, fazami) o różnych właściwościach w taki sposób, że ma właściwości lepsze i/lub nowe w porównaniu z z właściwościami poszczególnych składników lub w porównaniu z sumą właściwości tych składników. Jest materiałem zewnętrznie monolitycznym, jednakże z makroskopowo widocznymi granicami między składnikami.

Możemy przyjąć, że kompozytem jest materiał spełniający następujące warunki:

- materiał musi być wytworzony sztucznie

- musi składać się z co najmniej dwu różnych chemicznie i fizycznie materiałów (tworzyw)

- pomiędzy komponentami musi istnieć wyraźna granica rozdziału

- jednym ze składników jest osnowa, której zadaniem jest spajanie zbrojenia i przekazywanie obciążenia zewnętrznego na zbrojenie

- drugim składnikiem jest zbrojenie, którego zadaniem jest przenoszenie obciążeń

- własności kompozytu są funkcją własności komponentów oraz ich udziałów objętościowych

37. Jak można sklasyfikować kompozyty?

Podział kompozytów ze względu na:

a) rodzaj osnowy: organiczna(o osnowie polimerowej, o osnowie węglowej), metalowa, ceramiczna, międzymetaliczna

b) rodzaj składników wzmacniających: cząstkami(utwardzane dyspersyjnie, duże cząstki),wzmacniane włóknami(tkaniny, włókna ciągłe, włókna nieciągłe(zorientowane, rozmieszczone przypadkowo), kompozyty strukturalne(warstwowe, zz rdzeniem z materiałów lekkich)

38. Jakie tworzywa i w jakiej postaci stosujemy do wzmocnienia kompozytów?

Jako materiał zbrojący stosowany w postaci cząstek głównie stosuje się proszki:

metali: Al, Ni, Ti, Fe

ceramiczne: Si O2 , Si C, Al2 O3 , Zr O2, Zr Si O4, TiO2, a także grafit, mika, itd.

Wielkość stosowanych cząstek jest bardzo różna od kilku do kilkuset mikrometrów.

Obecnie stosuje się następujące rodzaje włókien: węglowe, szklane, borowe, wągliki krzemu, włókna organiczne typu Kevlar.

39.Jakie tworzywa są stosowane na osnowę kompozytów.

Osnową materiałów kompozytowych mogą być zarówno materiały:

a. metaliczne:

- stopy metali lekkich (Al, Mg ewentualnie Ti) przeznaczone są do wytwarzania kompozytów stosowanych w lotnictwie oraz przemyśle samochodowym. Cechują się: niskim ciężarem właściwym, niską temperaturą topnienia, stosunkowo łatwą technologią wytwarzania

- stopy srebra i miedzi to osnowy kompozytów wykazujących dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne

- stopy niklu to osnowa kompozytów żarowytrzymałych wytwarzanych najczęściej w procesach kierunkowej krystalizacji (np. łopatki turbin)

- stopy ołowiu i cynku to osnowy kompozytów o dobrych własnościach ślizgowych

b. ceramika:

- materiały budowlane, a ściśle mówiąc materiały wiążące jak np.cementy, czy gips

- materiały ogniotrwałe stosowane np. na okładziny pieców w hutnictwie itp. Zbrojenie tych materiałów włóknami ma za zadanie przeciwdziałanie ich pękaniu pod wpływem zmiennych pól temperatury, tzw. szoków temperatury.

- materiały ceramiczne stosowane w elektronice (ceramika funkcjonalna) oparte przede wszystkim na ceramice tlenkowej

c. tworzywa sztuczne:

-żywice termoutwardzalne: fenoplasty, aminoplasty

-żywice chemoutwardzalne:

-- poliestrowe

-- żywice

-tworzywa termoplastyczne: poliamidy, polipropylen, poliestry termoplastyczne (nasycone), poliwęglan czasami też polimery styrenowe

40. kompozyty polimerowe.

Kompozyty polimerowe stanowią obszerną rodzinę materiałów konstrukcyjnych, z których wytwarzane są najróżniejsze wyroby szeroko stosowane w wielu dziedzinach techniki i życia codziennego. Z kompozytów wykonywane są:

- zarówno proste nadkola samochodowe jak i skomplikowane karoserie samochodów Formuły l,

- zwykłe łodzie rybackie oraz niewiarygodnie lekkie i sztywne morskie łodzie regatowe,

- słupy ogłoszeniowe i korpusy rakiet balistycznych,

- skrzynki na piasek i hełmy kuloodporne.

Można z nich produkować zarówno liczące setki tysięcy sztuk serie przegród silnikowych do samochodów osobowych jak pojedyncze reaktory czy zbiorniki przeznaczone do bardzo agresywnych mediów chemicznych. Właściwości kompozytów polimerowych zależą od właściwości polimerów stosowanych na osnowę, od rodzaju włókna i sposobu zbrojenia oraz od technologii wykonywania. Jako włókna do zbrojenia kompozytów polimerowych stosuje się najczęściej włókna węglowe lub organiczne typu Kevlar, dodawane pod postacią tzw. „rovingu” (siatki włókien) lub tkanin szklanych.

41. Porównanie własności ceramiki, polimerów i tworzyw metalicznych.

a) ceramika: gęstość wyższa od tworzyw sztucznych, mniejsza od metali, niska przewodność cieplna i elektryczna, odporne na korozję, zachowują własności w podwyższonych temp., dobra odporność chem. na działanie środowiska, wysoka twardość, odporność na zużycie, wysoka wytrzymałość na ściskanie, ścieranie, zgniatanie, a niska na rozciąganie, wysoka sztywność, niska gęstość, duża kruchość, porowatość.

b) polimery: mała gęstość, izolacyjność cieplna i elektr., słabo odbijają światło, zwykle przezroczyste, niska twardość i moduł sprężystości, własności zależą od temp.

c) tworzywa metaliczne: plastyczność, sprężystość, dobra przewodność ciepła i elektr., nieprzezroczysty, metaliczny połysk, ujemny współczynnik temp. przewodności elektrycznej.