1.Alotropia, anizotropia i izotropia

Alotropia - występowanie tego samego pierwiastka chem. w dwóch lub więcej odmianach(w tym samym stanie skupienia) mających różne właściwości fiz. i chem.; odmiany mogą się różnić budową krystaliczną(np. grafit i diament są odmianami alotropowymi węgla C) lub liczbą atomów występujących w cząsteczce pierwiastka(np.tlen tworzy cząsteczki dwuatomowe O2i trójmian O3-ozon). Każda odmiana alotropowa jest trwała w pewnym zakresie temperatury i ciśnienia, odpowiednia zmiana tych warunków może spowodować określoną przemianę alotropową. Odmiany alotropowe tworzą m.in. arsen, cyna, fosfor, selen, siarka

Anizotropia - cecha ośrodka (ciała), polegająca na zależności niektórych jego właściwości(mechanicznych, elektrycznych i optycznych) od kierunku w którym tę właściwość się bada, występuje głównie w kryształach i dotyczy m.in.przewodnictwa elektrycznego i cieplnego, łupliwości, właściwości optycznych. Anizotropia optyczna uwidocznia się w zależności prędkości rozchodzenia się światła w ośrodku od kierunku(dwójłomność); anizotropia optyczna wymuszona powstaje w ośrodkach izotropowych(izotropia)np. w cieczach, pod działaniem zewnętrznych pól elektrycznych lub magnetycznych, a także ultradźwięków. Ciała wykazujące anizotropię jednych właściwości fizycznych np. sprężystych mogą nie wykazywać anizotropii innych właściwości fizycznych np. optycznych.

Izotropia - cecha polegająca na tym, że jego właściwości fizyczne nie zależą od kierunku w którym się je bada; gazy, ciecze, szkło, masy plastyczne, są izotropowe ze względu na wszystkie właściwości fizyczne9np. rozszerzalność cieplną, przewodnictwo cieplne i elektryczne, właściwości optyczne, sprężystość sprężystość łupliwość); inne ciala mogą wykazywac izotropie jednych właściwości fizycznych i anizotropie innych(np. kryształy układu regularnego wykazuja m.in. izotropie właściwości optycznych lecz nie wykazuja izotropii właściwości sprężystych sprężystych wytrzymałości na zerwanie); w pewnych warunkach niektóre ciala izotropowe mogą wykazywac anizotropowe.

2.Klasyfikacja tworzyw sztucznych

Plastomery(termoplasty)tworzywa termoplastyczne, tworzywa sztuczne o liniowej lub rozgałęzionej budowie makrocząsteczek odznaczające się zdolnościa do wielokrotnego przechodzenia w podwyższonej temperaturze temperaturze stan piast. Po oziębieniu zachowują kształt nadany im podczas ogrzewania.Termoplasty są na ogół rozpuszczane w rozpuszczalnikach organicznych. Do najważniejszych termoplastow nalezą polietylen, polipropylen, polistyren, polichlorek winylu, poliamidy. Najczęściej kształtowane metodą formowania wtryskowego i przez wytłaczanie

Elastomery grupa tworzyw naturalnych sztucznych odznaczających się po poddaniu wulkanizacji (usieciowaniu) duża odksztalcalonoscią w temp.pokojowej i zwykle bardzo szybkim prawie całkowitym powrotem do wymiarów pierwotnychpo ustaniu dzialania siły rozciągającej. Do elastomerow zalicza się kauczuk naturalny, jego pochodne, kauczuki syntetyczne oraz tak zwane elastomery termoplastyczne(tj. mające właściwości podobne do kauczukow ale topiace się po ogrzaniu co pozwala na ich przetwórstwo takimi metodami jakie stosuje się w obróbce termoplastow.

3.Wykresy LIKWIDUS I SOLIDUS

LIKWIDUS na wykresie fazowym roztworu lub stopu jest to linia lub powierzchnia przedstawiajaca zbior wartości temperatury początku krzepniecia fazy cieklej przy ochładzaniu lub konca topnienia fazy stałej- przy ogrzewaniu. Postac linii przyjmuje likwidus dla układu dwuskładnikowego, powierzchni dla układu trójskładnikowego, przedstawia zależność miedzy temperatura równowagi fazowej a skladem fazy cieklej.

SOLIDUS na wykresie równowagi fazowej roztworu lub stopu linia lub powierzchnia przedstawiająca zbiór wartości temperatur początku topnienia fazy stałej-przy ogrzewaniu-lub końca krzepnięcia fazy ciekłej-przy ochładzaniu. Postać linii przyjmuje solidus dla układu dwu składnikowego, powierzchni-dla układu trój składnikowego. Określa zależność między temperaturą równowagi fazowej a składem fazy stałej.

4.Wiązania chemiczne i ich rodzaje

atomy nie będące helowcami starają się zmienić swą konfigurację elektronową na bardziej trwałą(zbliżoną do konfiguracji gazu szlachetnego)przez:

a)przyjęcie lub oddanie odpowiedniej liczby atomów z wytworzeniem trwałych jonów-powstają w tedy wiązania jonowe.

b)uwspólnienie odpowiedniej liczby elektronów-tworzą się wówczas wiązania kowalencyjne o różnym stopniu polaryzacji.

c)przyjęcie do swojej sfery elektronowej par elektronów od innego atomu lub grupy atomów-prowadzi to do uzyskania wiązań koordynacyjnych.

Wiązanie jonowe polega na elektrostatycznym przyciąganiu jonów różnych znaków. Cząsteczki o wiązaniach jonowych nie występują pojedynczo, a w postaci sieci jonowych.

Wiązanie kowalencyjne powstaje w tedy, gdy dwa atomy mające nie sprawne elektrony stworzą z tych elektronów wspólną parę elektronową. Podczas tworzenia wiązań kowalencyjnych atomy bardzo często uzyskują konfiguracje oktanu elektronowego.

Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane powstaje przez stworzenie wspólnej pary elektronowej przez atomy o różnej elektroujemności.

Wiązanie koordynacyjne powstaje gdy wspólna wiążąca para elektronowa pochodzi w całości tylko od jednego z atomów, atom ten(dawca pary elektronowej)przekazuje swoją parę na wytworzenie wiązania, podczas gdy 2 atom jest biorcą pary. Występuje m.in. w cząsteczce SO2.
Wiązanie
w cząsteczce powstaje w ten sposób, że orbitalne tworzące wiązanie nakładają się czołowo, tzn. przenikają się na osi łączącej 2 atomy. W każdej cząsteczce mającej wiązanie
istnieje możliwość obrotu atomów wokół tego wiązania.

Wiązanie typu
tworzy się wtedy, gdy 2 orbitale ”p” pochodzące od 2 różnych atomów mają możliwość ustawienia się idealnie równolegle do siebie i może nastąpić tzw. Przenikanie boczne. Wiązanie
nie pozwala w cząsteczce na swobodny obrót atomów wokół tego wiązania.

5. Proszki spiekane (spieki)

1.Mechaniczne- rozdrabnianie, kruszenie, mielenie2.Elektrochemiczne:elektroliza soli.

3.Chemiczne: redukcja soli tlenków proszku.

Przygotowanie zestawów proszkowych:

Ziarna muszą mieć od 0,1 do 100µm, warzy się je i dokładnie miesza.

Zagęszczenie. Podczas zagęszczenia stosuje się następujące metody:

- Prasowanie na zimno,

- Wibracyjne zagęszczanie,

- Prasowanie w podwyższonej temp.

- Formowanie udarowe i wybuchowe

- Kucie na zimno,

- Odlewanie i natryskiwanie.

Spiekanie - polega na przetrzymaniu tych kryształków w temp.2/3+4/5 temp. Topnienia składnika przeważającego w stopie.

Temperatura spiekania - elementów konstrukcyjnych stopu żelaza z dodatkiem grafitu i niklu wynosi od 1100 do 1200C.

Wykończenie spieku wymaga często polepszenia ich wartości mechanicznej lub powierzchni i uzyskania kształtów końcowych(części maszyn).

Spieki są porowate, czyli ich odporność jest mniejsza na korozję niż litych materiałów.

Wysoko topliwe materiały jak wolfram molibden z uwagi na wysoką temp. Topnienie produkuje się głównie technologią proszku spiekanego, ponieważ nie wystarcza jednorodne zagęszczenie i metale spiekane otrzymuje się najpierw prowadząc spiekanie wstępne a następnie wygrzewane w temp. 3000C, walcowaniu albo młotkowaniu, czasami dodaje się twarde tlenki celem zwiększenia żarowytrzymałości, Zalety tych spieków:

-można nadać wyrobowi żądane właściwości fizyczne i chemiczne.

-można uzyskać materiały jednorodne i wielofazowe.

-można uzyskać kompozyty ceramiczno-metalowe.

-temp. Spiekania nie przekracza temp. Topnienia przewarzającego składnika

-procesy zachodzą w fazie stałej

-można bezpośrednio otrzymać materiały(wyroby) pomijając procesy topn. odlew, obr. plast.

-gotowy produkt może mieć skład chem. Wejściowego proszku lub mieszaniny włókien i proszków.

-można łączyć materiały o różnych temp. Topnienia i gęstościach zarówno składników rozpuszczających się jak i wykazujące brak rozpuszczalności.

Wady:

-nie można uniknąć porowatości proszków, zmniejsza to wytrzymałość mechaniczną i odporność na korozję.

-ustępuje technologii skrawania i topn. Gdy chcemy otrzymać materiały specjalne(trudno topliwe, ceramiki, ferryty)

6.Różnica między budowa ciał krystalicznych i bezpostaciowych

Budowa krystaliczna	Budowa bezpostaciowa
Bardzo regularna, uporządkowana, budowa wewnętrzna Ich atomy, jony i cząsteczki układają się w przestrzenną sieć krystaliczną Pęka wzdłuż płaszczyzn łupliwości Są twarde i kruche	Brak uporządkowania cząsteczek cząsteczek ciele stałym, brak symetrii Atomy lub cząsteczki ułożone są w sposób przypadkowy np. szkło Nie mają wyraźnie oznaczonej temperatury topnienia, tzn. topia się w pewnym przedziale temperatury Zdolność do rozciągania się i odkształcania pod wpływem obciążenia Pęka tworząc nieregularne powierzchnie

7. Definicja przewodnictwa cieplnego

Przewodnictwo cieplne(transport energii) jest przekazywaniem energii przez cząsteczki podczas procesów pobierania i oddawania ciepła, które możemy zapisać dla jednego kierunku osi X

zmiana ciepła w czasie

- współczynnik przewodnictwa cieplnego

1. powierzchnia przekroju poprzecznego przez, który przepływa strumień ciepła

gradient temperatury

8.Gęstość prądu, prawo Ohma w postaci wektorowej

Gęstością prądu elektrycznego nazywamy stosunek prądu I do przekroju poprzecznego S przewodnika. Gęstość prądu oznaczamy przez J. Zgodnie z definicja J=I/S jednostką gęstości prądu jest 1Amper na metr kwadratowy. Ponieważ w praktyce przekrój jest podawany przeważnie w milimetrach kwadratowych, zatem często mierzymy gęstość prądu w jednostkach 1 amper na milimetr kwadratowy.

9.Jakie wielkości wpływają na opór substancji krystalicznych

Powstawanie sieci krystalicznej zawsze wiąże się z wydzieleniem na zewnątrz kryształu pewnej porcji energii. Wiemy, że układy są tym trwalsze, im niższą energię udało im się osiągnąc czyli w wypadku kryształu- im wiecej energii zostało wyzwolonej podczas tworzenia sieci krystalicznej. Jeżeli chcemy rozerwac sieć krystaliczną musimy dostarczyc do krysztalu taką samą porcje energii, jaka zostala uwolniona podczas jego tworzenia. Dlatego, aby stopic krysztal, należy go ogrzać. Wiemy z własnego doświadczenia, ze niektóre ciała stałe są łatwo topliwe, np.ołów czy lód, a inne trudno topliwe, np. chlorek sodu. Oznacza to, ze energia sieci krystalicznej chlorku sodu jest dużo większa od energii sieci krystalicznej ołowiu i lodu. Również odmiany alotropowe tego samego pierwiastka różnią się miedzy sobą stopniem topliwości.

Przejście struktury krystalicznej fosforu białego białego strukturę krystaliczna fosforu czerwonego wiąże się z wydzieleniem na zewnątrz pewnej ilości energii. Zatem energia sieci krystalicznej fosforu białego jest niższa niż energia sieci krystalicznej fosforu czerwonego.

10.Zjawisko halla

Zjawisko halla: Jedno ze zjawisk galwanomagnetycznych: jeśli plytkę metalową lub półprzewodnikowa, przez którą płynie prąd elektryczny o kierunku prostopadłym zarówno do kierunku prądu, jak i do pola magnetycznego, oraz związana z nimi różnica potencjałów Uh (zwanych napięciem Halla)między przeciw ległymi powierzchniami płytki:Uh=RwB/d gdzie /-natęrzenie prądu elektrycznego. B-indukcja magnet. d grubość płytki. RH-stała Halla (zalezy od materiału płytki, jego czystości, temperatury i jest ujemna dla materiałów o przewodnictwie elektronowym, a dodatnia dla materiałów o przewodnictwie dziurawym).Zjawisko Halla jest wynikiem działania siły larentza na nośnikach prądu (elektrony i dziury) w materiale płytkim. Zjawisko Halla ma liczne zastosowanie wmin. W miernictwie elektrycznym, elektronice, radio technice, automatyce, jest podstawą działania hallotronu. Odkryte w 1879 roku przez fizyka amerykańskiego Erwina Herberta Malta(1855-1938).

11. Złącze PiN

Złącze to stanowi warstwę przejściową między obszarem półprzewodnika dypu P i półprzewodnika typu N. Domieszka akceptorowa w obszarze typu P sprawia, że koncentracja dziur w tym obszarze jest większa niż elektronów. Natomiast domieszka donorowa w obszarze typu N prowadzi do przewagi elektronów w tym obszarze. Dziury w obszarze P i elektrony w obszarze N stanowią nośniki większościowe. Po zetknięciu dwóch obszarów P i N, w pobliżu płaszczyzny złącza istnieją gradienty koncentracji dziur i elektronów. Różnica koncentracji nośników ładunku powoduje ich przemieszczanie-dyfuzje. Elektrony z obszaru przyłączowego N dyfundują do obszaru P, podobnie jak dziury z obszaru przyzłaczowego P przechodzą do obszaru N. Nośniki przedostające się do przeciwnych obszarów stają się nadmiarowymi nośnikami mniejszościowymi w tych obszarach. Rekombinują one z nośnikami większościowymi, które nie przeszły na drugą stronę złącza. W wyniku tego w obszarze N powstaje nadmiar ładunku jonów dodatnich (donorów), a w obszarze P nadmiar ładunku jonów ujemnych (akceptorów). W obszarach przyzłączowych powstaje wiec podwójna warstwa nieskompensowanych ładunków. Nazywa się ona obszarem ładunku przestrzennego, warstwą zaporową lub obszarem zubożonym , gdzie nie ma praktycznie nośników większościowych. Po utworzeniu warstwy zaporowej przepływ nośników większościowych zostaje zahamowana. Ładunek przestrzenny dodatni po stronie N hamuje przepływ dziur a obszaru N do P, natomiast ładunek przestrzenny ujemny po stronie P hamuje przepływ elektronów z obszaru N do P.

12. Tranzystor bipolarny.

Zwany też warstwowym stanowi kombinację dwóch półprzewodnikowych złączy PN, wytworzonych w jednej płytce półprzewodnika. Procesy zachodzące w jednym złączu oddziałują na drugie, a nośnikami ładunku elektrycznego są elektrony i dziury, o czym świadczy przymiotnik bipolarny. Możliwe jest przy tym dwojakie uszeregowanie obszarów różnym typie przewodnictwa: PNP i NPN, dające dwa przeciwstawne typy tranzystorów. W tranzystorze bipolarnym poszczególne obszary półprzewodnika stykające się z elektrodami są oznaczone: E- emiter, C- kolektor, B- baza.

---