PROGRAM WYKŁADU: „MATERIAŁOZNAWSTWO”
Inżynieria Środowiska - studia zaoczne
Rok akademicki 209/2010
1. Przedmiot i cel nauki materiałoznawstwa
Historyczny rozwój materiałów
Materia - substancja - tworzywo - materiał
Struktura, poziomy struktury tworzyw
Wiązania pomiędzy atomami
Rozmieszczenie atomów w przestrzeni (stan krystaliczny, stan amorficzny)
Klasyfikacja tworzyw: metale i stopy metali, polimery, ceramika, kompozyty
Podstawowa charakterystyka tworzyw
2. Struktura krystaliczna, podstawy krystalografii
Sieć przestrzenna, typy sieci, układy krystalograficzne, komórka elementarna
Klasyfikacja struktur krystalicznych, struktury RSC, RPC, HZ
proste ceramiki jonowe, struktury kowalencyjne, krzemiany i krzemionka
Struktura ciał bezpostaciowych.
struktura szkła, struktura polimerów
3. Budowa kryształów rzeczywistych
Klasyfikacja defektów struktury krystalicznej
Defekty punktowe
Dyslokacja krawędziowa, śrubowa
Granice ziarn - rodzaje granic ziarn
Granice międzyfazowe
Błędy ułożenia
Wpływ wad budowy krystalicznej na własności metali
4. Własności mechaniczne
Własności materiału, klasyfikacja własności
Naprężenie, odkształcenie
Sprężystość, moduły sprężystości
Plastyczność, granica plastyczności, wydłużenie, przewężenie
Wytrzymałość: doraźna, zmęczeniowa, na pełzanie, udarność, pękanie, twardość
5. Metale i stopy metali
Ogólne wiadomości o stopach metali
Roztwory stałe, podział roztworów stałych
Fazy pośrednie
Mieszaniny faz
6. Układy równowagi fazowej
Układ, faza, składnik, stopnie swobody, reguła faz Gibbsa:
Wykresy równowagi układów dwuskładnikowych:
składniki całkowicie rozpuszczają się w sobie
składniki nie rozpuszczają się
składniki w stanie stałym tworzą roztwory graniczne ( z eutektyką i z perytektyką)
z fazą międzymetaliczną
- z przemianą alotropową składników
7. Stopy żelaza z węglem
Charakterystyka żelaza
Wykresy równowagi układów: żelazo-cementyt i żelazo-grafit
Fazy i składniki strukturalne występujące w stopach żelaza z węglem
Stal, staliwo, żeliwo
Struktury stali niestopowych
Podstawowe przemiany w stanie stałym w stali podczas ogrzewania i chłodzenia
8. Obróbka cieplna i cieplno-chemiczna
Wiadomości ogólne, rodzaje obróbki cieplnej
Zabiegi obróbki cieplnej zwykłej: wyżarzanie, hartowanie, odpuszczanie, utwardzanie dyspersyjne
Zabiegi obróbki cieplno-chemicznej: nawęglanie, azotowanie, metalizowanie dyfuzyjne
9. Stale
Klasyfikacja stali, oznaczenia stali
Stale niestopowe
Stale stopowe
Stale nierdzewne, stale narzędziowe, stale szybkotnące
10. Staliwa
Staliwa węglowe (niestopowe)
Staliwa stopowe: konstrukcyjne, odporne na ścieranie, żaroodporne i żarowytrzymałe, odporne na korozję
11. Żeliwa
Klasyfikacja żeliw
Żeliwa węglowe (niestopowe)
żeliwa szare zwykłe i modyfikowane
żeliwa sferoidalne
żeliwa ciągliwe: białe, czarne, (perlityczne)
Żeliwa stopowe
żaroodporne, odporne na korozję, odporne na ścieranie
12. Metale nieżelazne i ich stopy
Aluminium i stopy aluminium
stopy do przeróbki plastycznej
stopy odlewnicze
Miedź i stopy miedzi
stopy miedzi z cynkiem (mosiądze)
stopy miedzi z niklem (miedzionikle)
stopy miedzi z: cyną, aluminium, krzemem, berylem (brązy)
Magnez i stopy magnezu
Cynk i stopy cynku
Tytan i stopy tytanu
Stopy niskotopliwe
13. Polimery (Tworzywa sztuczne)
Polimer, tworzywo sztuczne
Podział polimerów
ze względu na pochodzenie, ze względu na budowę makrocząsteczki, ze względu na strukturę,
ze względu na sposób powstawania
Podstawowe stany fizyczne: szklisty, wysokoelastyczny, plastyczny
Plastomery - Elastomery
Termoplasty - Duroplasty
Tworzywa termoplastyczne
Charakterystyka ogólna
Charakterystyka wybranych termoplastów: polietylen, polipropylen, polichlorek winylu, polistyren,
polimetakrylan metylu , poliamidy, poliwęglan, polimery fluorowe (fluoroplasty), poliestry nasycone
Duroplasty
Charakterystyka ogólna
Duroplasty termoutwardzalne: fenoplasty, aminoplasty,
Duroplasty chemoutwardzalne: poliestry nienasycone, żywice epoksydowe, poliuretany
Żywice silikonowe (polisiloksany)
Tworzywa otrzymywane drogą wulkanizacji
Guma, Ebonit
14. Tworzywa ceramiczne
Podział ceramiki
Tworzywa o czerepie porowatym:
materiały nieszkliwione materiały ceglarskie, materiały ogniotrwałe
materiały szkliwione: wyroby kaflarskie, fajanse:
Tworzywa o czerepie zwartym (zeszklonym):
porcelana, porcelit, kamionka, klinkier
Cement, Beton
Szkło, rola tlenków w tworzeniu szkła, własności szkła, podział szkła
Ceramika szklana (tworzywa szklano-ceramiczne)
Ceramika inżynierska
15. Kompozyty
Charakterystyka kompozytów, osnowa, zbrojenie
Materiały osnowy
Materiały zbrojenia
Kompozyty polimerowe
Dr inż. Jan Czepelak