pytania na zaliczenie, ZiIP Politechnika Poznańska, Zastosowanie Materiałów Konstrukcyjnych

CZĘŚĆ I

Wiadomości podstawowe

(Uwaga: Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa)

1. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na podeszwy półbutów?

(a) wytrzymałość ( )

Komentarz: Nie, ponieważ półbuty nie powinny być używane do gry w piłkę nożną czy do chodzenia po skałach, kiedy wytrzymałość jest bardzo ważna. Tym niemniej każde buty powinny charakteryzować się określonym, zależnym od przeznaczenia, poziomem wytrzymałości oraz trwałości zmęczeniowej.

(b) twardość ( )

Komentarz: Nie, ponieważ twardość podeszwy buta jest jej cechą drugorzędną, tylko pośrednio powiązaną z modułem sprężystości (zwanym też modułem Younga), będącym miarą podatności na odkształcenia (odwrotność sztywności), a ta cecha ma znaczenie np. podczas chodzenia po nawierzchniach betonowych.

Komentarz: Nie. Kolor podeszwy jest cechą drugorzędną.

(d) współczynnik tarcia (X)

Komentarz: Tak. Dla człowieka najważniejsze jest zapewnienie bezpieczeństwa-
w tym przypadku chodzi o nieślizganie się na mokrych nawierzchniach. W przypadku zbyt małego tarcia nie można w ogóle chodzić. Współczynnik tarcia jest proporcjonalny do siły przeciwstawiającej się przesunięciu względem podłoża. Drugą - co do ważności - cechą jest, aby but nie przeciekał.

2. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na zderzak samochodowy?

(a) wytrzymałość statyczna ( )

Komentarz: Nie, ponieważ zadaniem zderzaka jest pochłonięcie jak najwięcej energii podczas uderzenia samochodu o przeszkodę. Standardowo wytrzymałość jest badana w warunkach statycznych, a podczas wypadku drogowego zderzak obciążony jest dynamicznie. Wielkości te nie zawsze są skorelowane. Istnienie tych powiązań lub ich nieistnienie zależy od składu (szczególnie występowania różnorodnych modyfikatorów, m.in. włóknistych napełniaczy) i struktury materiału (stopnia krystaliczności, wielkości ziaren itp.).

(b) twardość ( )

Komentarz: Nie, ponieważ twardość jest tylko pośrednio powiązana z wytrzymałością statyczną, a często nie jest skorelowana z wytrzymałością dynamiczną i udarnością.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż zderzak powinien charakteryzować się odpornością na obciążenia dynamiczne, w tym pochłonąć maksymalną ilość energii podczas wypadku drogowego, a to oznacza, że powinien charakteryzować się maksymalną udarnością. Mierzy się ją za pomocą młotów wahadłowych różnej konstrukcji. Miarą udarności jest ilość energii zużytej na odkształcenie i zniszczenie próbki; może być ona odniesiona do jej początkowego przekroju.

(d) możliwość lakierowania na kolor karoserii ( )

Komentarz: Nie, ponieważ ta cecha nie decyduje o przydatności zderzaka, chociaż nie jest bez znaczenia. Barwione na kolor karoserii i gładkie części nadwozia samochodu ładniej wyglądają i mniej brudzą się.

3. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na konstrukcję nośną krzesła?

(a) wytrzymałość (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż krzesło jest użytkowane nie zawsze na równym podłożu także przez osoby o znacznym ciężarze, a wtedy wytrzymałość będzie decydowała o jego użyteczności. Nie celowe jest jednak dążenie do ekstremalnie dużej wytrzymałości, ponieważ zwiększa to koszt wykonania, a nie jest konieczne dla zapewnienia odpowiedniej trwałości.

(b) przewodność ciepła ( )

Komentarz: Nie, ponieważ przewodność ciepła jest właściwością mniej ważną od cech zasadniczych, z których najważniejszą jest wytrzymałość na poziomie zapewniającym bezpieczne użytkowanie. Dopiero po zapewnieniu koniecznej wytrzymałości użytkownik będzie interesował się izolacyjnością cieplną, która ma wpływ na komfort użytkowania.

Komentarz: Nie, ponieważ estetyka wykonania i inne cechy wyglądu są ważne, ale dopiero jako uzupełniające do cech zasadniczych, z których najważniejszą jest wytrzymałość na poziomie zapewniającym bezpieczne użytkowanie. Pamiętać jednak należy, że od estetyki wykonania zależy czy potencjalny klient zainteresuje się tym krzesłem. Dlatego w każdym przypadku musi być ono estetycznie wykonane.

(d) współczynnik tarcia ( )

Komentarz: Nie, ponieważ dla krzesła jest to cecha drugorzędna, gdyż o tym czy człowiek ewentualnie zsunie się z krzesła podczas siedzenia decydują jego cechy ergonomiczne, a tarcie ma dużo mniejsze znaczenie.

4. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza dla materiałów stosowanych w samolotach pasażerskich?

(a) trudnozapalność oraz samogaśnięcie (X)

Komentarz: Tak, gdyż pożar w samolocie trudno ugasić i niemożliwa jest ewakuacja pasażerów przed wylądowaniem. Duża wytrzymałość przy najniższym ciężarze materiałów konstrukcyjnych jest cechą tak oczywistą przy budowie samolotów,
że dobieramy te z wytrzymałych materiałów, które jednocześnie charakteryzują się trudnozapalnością, samogaśnięciem oraz małą ilością i małą toksycznością dymów.

(b) przewodność elektryczna ( )

Komentarz: Nie jest konieczne zapewnienie przewodności elektrycznej skrośnej użytych materiałów. Zalecane jest, aby te, które tworzą warstwę zewnętrzną samolotu zapewniały powierzchniową przewodność elektryczną, gdyż ułatwia ona spływanie ładunków elektrycznych powstających w efekcie tarcia o powietrze.

Komentarz: Nie, ponieważ wszystkie elementy samolotu muszą być jak najlżejsze
i dlatego do jego budowy stosuje się materiały o małej tendencji do nasiąkania wodą, która powoduje wzrost ciężaru.

(d) tłumienie dźwięków ( )

Komentarz: Nie, ponieważ tutaj jest to cecha drugiego poziomu ważności. Do najważniejszych należą trudnozapalność i wytrzymałość oraz gęstość. Dopiero materiały spełniające wymagania w tym zakresie ocenia się pod kątem m.in. tłumienia dźwięków, izolacyjności cieplnej i elektrycznej.

5. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiałów stosowanych do produkcji mebli?

(a) przewodność elektryczna ( )

Komentarz: Nie, ponieważ w warunkach normalnej eksploatacji przewodność skrośna materiałów na meble nie jest ważną ich cechą. Korzystne jest jednak, aby przewodność powierzchniowa była na poziomie wystarczającym do uziemienia ładunków elektrycznych generowanych w efekcie pocierania odzieżą o te meble.

(b) odporność na działanie wysokich temperatur ( )

Komentarz: Nie, ponieważ w warunkach normalnej eksploatacji odporność termiczna materiałów na meble nie jest ważną ich cechą. Korzystne jest jednak, aby była ona na poziomie wystarczającym do użytkowania w pobliżu grzejników centralnego ogrzewania, tj. do 40 ^oC.

Komentarz: Tak, bowiem należy liczyć się z możliwością przypadkowego uderzenia z umiarkowaną siłą w meble, np. podczas sprzątania.

(d) odporność na działanie stężonych kwasów i zasad ( )

Komentarz: Nie, ponieważ meble nie powinny kontaktować się ze stężonymi kwasami i zasadami. Konieczne jest jednak, aby ta odporność była na poziomie umożliwiającym normalne użytkowanie, podczas którego nie można wykluczyć sporadycznego wylania cieczy o umiarkowanym działaniu agresywnym, np. octu czy alkoholu.

6. Co to jest hartowanie stali?

(a) nagrzewanie, a potem chłodzenie, aby uzyskać dużą twardość materiału i jego drobnoziarnistą strukturę (X)

Komentarz: Tak, taka obróbka cieplna powoduje m.in. zwiększenie wytrzymałości stali, jej twardości i odporności na ścieranie, ale obniża jej ciągliwość.

(b) nagrzewanie, a potem wolne chłodzenie, aby zmniejszyć naprężenia własne ( )

Komentarz: Nie. Taki proces, zwany odpuszczaniem (wyżarzaniem odpuszczającym) jest obróbką cieplną polegającą na nagrzaniu przedmiotów stalowych uprzednio zahartowanych do określonej temperatury zależnej od pożądanego efektu, wygrzaniu w tej temperaturze, a następnie ochłodzeniu. Obniża to naprężenia własne, co stabilizuje rozmiary wyrobów w czasie, ale obniża wytrzymałość, gdyż kryształy (ziarno)
w stali zwiększają swe rozmiary, co zwiększa koncentrację naprężeń na granicy faz.

Komentarz: Nie. Taki proces uniemożliwia krystalizację stali. Dlatego materiał ma zupełnie inne właściwości niż typowa stal będąca materiałem prawie krystalicznym.

(d) bardzo długie nagrzewanie w temperaturze powyżej 800°C ( )

Komentarz: Nie. Taki proces powoduje znaczny wzrost ziaren i odwęglanie stali (utlenianie węgla do dwutlenku, który to gaz ulatnia się), co z kolei obniża wytrzymałość i twardość, ale zwiększa ciągliwość stali.

7. Co to jest brąz?

(a) stop żelaza z aluminium ( )

Komentarz: Nie. Taki stop nie ma praktycznego znaczenia w technice.

(b) stop miedzi i cyny (X)

Komentarz: Tak. Brąz jest zazwyczaj stopem miedzi z 9-11% cyny. Może on zawierać też różnorodne modyfikatory (dodatki stopowe, np. aluminium, krzem lub beryl) poprawiające określone jego właściwości użytkowe. Brąz berylowy stosowany jest m.in. sprężyny. Z brązu łatwo odlewa się złożone kształty, np. rzeźby i dzwony. Odmianami tego materiału są brązy cynowo-cynkowe, ołowiowe i cynowe (na panewki) oraz krzemowe. Brązy ołowiowe i krzemowe nie zawierają cyny.

Komentarz: Nie, jest to mosiądz. Zwykle zawiera do 40% Zn. Łatwo z niego odlewa się złożone kształty. Stosuje się go powszechnie na armaturę do instalacji centralnego ogrzewania, gdyż nie powoduje korozji elektrolitycznej w kontakcie z miedzią używaną do wyrobu rur, a ma większą od miedzi wytrzymałość. Charakteryzuje się też stosunkowo dobrą odpornością na korozję powodowaną przez zanieczyszczenia zawarte w wodzie.

(d) stop aluminium i cynku ( )

Komentarz: Nie, ten stop nazywa się cynkalem. Łatwo z niego odlewa się złożone kształty, np. figurek. Pod nazwą cynkal występuje też jedna z odmian farb antykorozyjnych nakładanych na stal, cynk oraz rdzę.

8. Co to jest laminat?

(a) materiał warstwowy (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Taki materiał będący jedną z odmian kompozytu może zawierać żywicę jako spoiwo oraz warstwy nośne w różnej postaci (papier, maty z włókien, siatki metalowe lub polimerowe, tkaniny, rzadziej włókna cięte). Ułożenie warstwowe składników umożliwia uzyskanie kontrolowanego gradientu składu i anizotropii właściwości.

(b) materiał uzyskiwany przez stopienie kilku składników ( )

Komentarz: Nie, taki materiał nazywa się stopem. Stosowane w technice materiały metalowe zazwyczaj są stopami.

Komentarz: Nie, laminaty, co prawda mogą zawierać warstwy lub strefy spienione, ale istotą laminatu jest warstwowe ułożenie składników.

(d) materiał zawierający napełniacze niewłókniste ( )

Komentarz: Nie, taki materiał jest jedną z odmian kompozytu. Aby był laminatem składniki powinny być ułożone warstwowo.

9. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza dla materiałów stosowanych do produkcji szalup ratunkowych?

(a) przewodność elektryczna ( )

Komentarz: Nie, ta cecha materiału w przypadku szalup ratunkowych ma znaczenie drugorzędne, gdyż nie przewiduje się, aby pływały one w rejonie działania prądu elektrycznego o dużym natężeniu.

(b) odporność na działanie wysokich temperatur ( )

Komentarz: Nie, ta cecha materiału w przypadku szalup ratunkowych pływających przecież w wodzie ma znaczenie drugorzędne.

Komentarz: Tak, w przypadku bowiem uderzenia szalupy o przeszkodę nie może ona ulec uszkodzeniu.

(d) odporność na działanie stężonych kwasów i zasad ( )

Komentarz: Nie, ta cecha materiału w przypadku szalup ratunkowych ma znaczenie drugorzędne, gdyż nie przewiduje się, aby pływały one w stężonych kwasach lub zasadach.

10. Do jakiej temperatury mogą pracować (być pod obciążeniem) powszechnie stosowane termoplastyczne tworzywa sztuczne?

(a) do 80°C (X)

Komentarz: Tak, gdyż w wyższych temperaturach będą one silnie odkształcać się pod obciążeniem (nastąpi pełzanie materiału). Pełzanie jest zjawiskiem powolnego plastycznego odkształcania się materiałów pod wpływem długotrwałych obciążeń, zachodzące szczególnie wyraźnie w podwyższonej temperaturze.

(b) do 200°C ( )

Komentarz: Nie, gdyż w temperaturach wyższych niż 80^oC większość polimerów powszechnego użytku o budowie liniowej mięknie, a przy dalszym podwyższaniu ulegają one coraz bardziej intensywnej degradacji, to jest rozpadowi na produkty
o mniejszym ciężarze cząsteczkowym, co jest miarą ich starzenia. Mogą zachodzić wtedy także niekorzystne procesy sieciowania starzeniowego.

Komentarz: Nie, gdyż w temperaturze powyżej 200^oC większość polimerów powszechnego użytku ulega coraz bardziej intensywnej degradacji.

(d) do 800°C ( )

Komentarz: Nie, gdyż w temperaturach wyższych niż 500^oC większość polimerów pali się.

11. Czego miarą jest napięcie powierzchniowe?

(a) zdolności do zwilżania (X)

Komentarz: Tak, zdolność do zwilżania, czyli do rozpływania się cieczy na powierzchni ciała stałego, jest pierwszym etapem nieodzownym do uzyskania dobrego i równomiernego styku między nimi. Decyduje to m.in. o trwałości połączenia lakieru oraz kleju z podłożem.

(b) wytrzymałości powierzchniowej ( )

Komentarz: Nie. Taka wytrzymałość nie istnieje.

Komentarz: Nie, ponieważ to współczynnik tarcia jest proporcjonalny do siły przeciwstawiającej się przesunięciu, a nie napięcie powierzchniowe, chociaż wielkości te w przypadku zwilżonych powierzchni są ze sobą związane.

(d) lokalnego odkształcenia ( )

Komentarz: Nie, ponieważ miarą lokalnego odkształcenia materiału pod działaniem nacisku na jego powierzchnię, a wywieranego przez inne bardzo twarde ciało w postaci (zależnie od właściwości badanego materiału i użytej metody) stożka, igły, piramidki lub kulki, jest twardość.

12. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na tkaninę spadochronową?

(a) wytrzymałość dynamiczna (X)

Komentarz: Tak, gdyż podczas wypełniania powietrzem czaszy spadochronu następuje silne uderzenie rozciągające tkaninę. Dlatego na spadochrony często stosuje się włókna z różnych poliamidów (nylon, kevlar), które charakteryzują się dużą wytrzymałością dynamiczną.

(b) twardość ( )

Komentarz: Nie, ponieważ twardość jest drugorzędną cechą surowca użytego do wytworzenia włókien.

Komentarz: Nie, ponieważ podczas wypełniania powietrzem czaszy spadochronu następuje silne uderzenie rozciągające tkaninę. Wytrzymałość statyczna i dynamiczna nie zawsze są skorelowane, dlatego na podstawie wyników badań statycznych nie wolno wnioskować o zachowaniu się w eksploatacji materiału obciążanego dynamicznie. Szczególnie wyraźnie widać tę różnicę w przypadku zeszklonych materiałów amorficznych, np. szkła, które obciążone statycznie jest stosunkowo wytrzymałe, a obciążone dynamicznie jest kruche i pęka przy małym obciążeniu.

(d) przewodność elektryczna ( )

Komentarz: Nie, ponieważ przewodność elektryczna nie jest istotna dla tkaniny spadochronowej.

13. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na szybę oddzielającą kasjera od klienta?

(a) wytrzymałość ( )

Komentarz: Nie, ponieważ kasjera trzeba chronić przed uderzeniem, np. pocisku pistoletowego lub innego przedmiotu, a miarą odporności na uderzenia są udarność i wytrzymałość dynamiczna. Właściwości te nie muszą być skorelowane
z wytrzymałością standardowo oznaczaną w warunkach statycznych.

(b) odporność na starzenie ( )

Komentarz: Nie, ponieważ ta cecha informuje o skutkach działania czynników agresywnych na materiał (m.in. tlenu i kwasów), których działanie jest przyspieszane przez naprężenie i ciepło. Skutkiem starzenia jest m.in. obniżenie właściwości wytrzymałościowych materiału. Odporność na starzenie nie jest skorelowana
z odpornością na uderzenia.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż podczas napadu powinna ona chronić kasjera przed potencjalnym uderzeniem go lub przestrzeleniem szyby przez napastnika, a pośrednią miarą wytrzymałości dynamicznej jest udarność.

(d) odcień koloru ( )

Komentarz: Nie, ponieważ odcień koloru szyby ma tylko znaczenie estetyczne. Dlatego w przypadku szyby kuloodpornej (pancernej) jest to cecha drugorzędna.

14. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na podeszwę butów biegacza wyczynowego?

(a) odporność na wielokrotne zginanie (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa gdyż podczas biegu podeszwa jest wielokrotnie silnie zginana. Wtedy zachodzą procesy zmęczeniowe, które stopniowo obniżają wytrzymałość materiału.

(b) twardość ( )

Komentarz: Nie, ponieważ twardość jest tylko pośrednio powiązana z wytrzymałością statyczną (i to nie zawsze), a często nie jest skorelowana z wytrzymałością dynamiczną, udarnością i odpornością na wielokrotne zginanie. Istnienie tych powiązań lub ich nieistnienie zależy od składu (szczególnie od użycia różnorodnych modyfikatorów, m.in. włóknistych napełniaczy) i struktury materiału (stopnia krystaliczności, wielkości ziaren itp.) oraz zastosowanej metody badania twardości.

Komentarz: Nie, kolor jest jedną z cech dotyczących estetyki wyrobu, a estetyka wykonania podeszwy buta nie musi być wysoka.

(d) przewodność elektryczna ( )

Komentarz: Nie, w tym przypadku przewodność elektryczna nie ma żadnego znaczenia. Zapewnienie minimalnej przewodności, to jest maksymalnej izolacji, ma znaczenie jednak w przypadku butów dla elektryków pracujących przy wysokich napięciach.

15. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na obudowę komputera?

(a) możliwość recyklingu ( )

Komentarz: Nie, ponieważ masa tej obudowy jest nieduża i dlatego obciążenie środowiska jest nieznaczne. Pamiętać należy, że obudowy te zwykle wykonuje się
z termoplastycznych tworzyw sztucznych lub z metalu. Obie te grupy materiałów łatwo można stopić i przerobić (często przez zmieszanie z innymi materiałami) na użyteczne wyroby.

(b) właściwości ekranujące i izolujące (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż komputer powinien emitować jak najmniej promieniowania elektromagnetycznego oraz zapewniać bezpieczeństwo jego obsługi nawet w przypadku zwarcia instalacji elektrycznej, a także ekranować elektronikę od zewnętrznych pól elektrycznych.

Komentarz: Nie, ponieważ w tym przypadku jest to cecha mniej ważna niż właściwości ekranujące i izolacyjne.

(d) odporność na starzenie ( )

Komentarz: Nie, ponieważ ta cecha w przypadku obudowy komputerów prawie nie ma znaczenia. Ze względu na szybki postęp techniczny komputery użytkuje się tylko parę lat, a taki czas eksploatacji wytrzyma każde tworzywo.

16. Co to jest sublimacja?

(a) zjawisko parowania ciała w stanie ciekłym ( )

Komentarz: Nie, to jest błędna definicja. To jest powszechnie znane parowanie cieczy.

(b) zjawisko parowania ciała stałego bez jego przechodzenia
w stan ciekły (X)

Komentarz: Tak, to jest definicja sublimacji. Zjawisko takie obserwujemy m.in. zimą, gdy w temperaturach poniżej 0^oC bez posypywania solą znika lód z chodników.

Komentarz: Nie, to jest powszechnie znane parowanie cieczy.

(d) zjawisko przechodzenia ciała stałego w stan ciekły ( )

Komentarz: Nie, to jest topienie ciała stałego.

17. Co to jest stal?

(a) stop żelaza z aluminium ( )

Komentarz: Nie, takiego stopu nie produkuje się, gdyż nie ma użytecznych właściwości.

(b) stop miedzi i cyny ( )

Komentarz: Nie, taki stop nazywa się brązem.

Komentarz: Nie, taki stop nazywa się żeliwem. Może on zawierać dodatki manganu i krzemu oraz zanieczyszczenia siarką i fosforem.

(d) stop żelaza i węgla (w ilości poniżej 2%) (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Stale dzielimy na konstrukcyjne, zawierające do ok. 0,7% C oraz narzędziowe, zawierające 0,65-1,4% C. Stal może zawierać też modyfikatory (dodatki stopowe, np. krzem ułatwiający odlewanie cienkich ścianek czy chrom zwiększający odporność na działanie kwasów, a także m.in. mangan, nikiel, wolfram, kobalt), które poprawiają określone jej właściwości użytkowe. Takie stale nazywamy stopowymi.

18. Jakie zmiany powoduje hartowanie stali?

(a) zwiększenie wydłużenia przy zerwaniu ( )

Komentarz: Nie, nagrzewanie a potem szybkie chłodzenie stali podczas hartowania nadaje jej drobnoziarnistą strukturę krystaliczną, co m.in. zwiększa odporność na ścieranie i wytrzymałość ale zmniejsza wydłużenie przy zerwaniu.

(b) zwiększenie twardości i wytrzymałości (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, jest to najważniejszy efekt hartowania. Proces ten zmniejsza rozmiary ziaren i ogranicza ich rozrzut poprawiając rozkład naprężeń między nimi, co istotnie wpływa na właściwości wytrzymałościowe stali.

Komentarz: Nie, jest akurat na odwrót. Proces ten zmniejsza rozmiary ziaren
i ujednorodnia ich rozmiary, co poprawia rozkład naprężeń między nimi, a skutkiem tego jest zwiększenie wytrzymałości.

(d) poprawę właściwości ślizgowych ( )

Komentarz: Nie, hartowanie zmniejsza wprawdzie intensywność ścierania stali,
ale to nie jest równoznaczne ze zmniejszeniem współczynnika tarcia, szczególnie
w początkowym okresie użytkowania wyrobów. Podczas dłuższej eksploatacji, gdy powierzchnia wyrobu ulega zużyciu, wówczas współczynnik tarcia wzrasta z powodu rozwinięcia tej powierzchni. Proces ten zachodzi jednak wolniej niż w przypadku stali nie hartowanej, która szybciej ściera się, ale to nie jest najważniejsza zmiana właściwości osiągnięta w wyniku hartowania.

19. Co to jest kompozyt?

(a) materiał składający się z kilku materiałów zespolonych siłami fizycznymi i/lub chemicznymi (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Kompozytem jest materiał złożony (ciało stałe) powstający w wyniku fizycznego i/lub chemicznego połączenia dwóch lub więcej materiałów. Właściwości kompozytu są odmienne od właściwości poszczególnych jego składników.

(b) materiał zawierający kilka nie powiązanych składników ( )

Komentarz: Nie, taki materiał nazywa się mieszaniną. Ma on ograniczone znaczenie w praktyce inżynierskiej. Zwykle jest to półprodukt wykorzystywany m.in. do wytwarzania kompozytów.

Komentarz: Nie, bowiem materiał spieniony jest jedną z odmian materiału, gdzie napełniaczem jest niezwiązany z nim gaz.

(d) materiał zawierający tylko szkło i węgiel w postaci pierwiastka ( )

Komentarz: Nie, taki materiał nie ma znaczenia w praktyce inżynierskiej.

20. Czy można wykonać smar gwarantujący, że dociskane do siebie części maszyn nigdy nie zetkną się?

(a) gdy wprowadzimy modyfikatory fluorowe ( )

Komentarz: Nie, one co prawda dobrze przywierają do trących się części maszyn
i tworzą na nich błonkę obniżającą tarcie, ale pod naciskiem dużych sił może nastąpić tzw. suchy kontakt dociskanych części metalowych, co powoduje intensywne ich ścieranie.

(b) gdy zastosujemy smar o dużej lepkości ( )

Komentarz: Nie, bowiem po podgrzaniu on znacznie obniży swą lepkość, co umożliwia jego wyciśnięcie ze styku trących się części maszyn.

Komentarz: Tak, kulki fulerenu o średnicy ok. 1 nm powodują, że niezależnie od wartości przykładanego nacisku współpracujące ze sobą części maszyn nie mogą całkowicie usunąć smar między nimi. Jest to spowodowane takim działaniem tych kulek, jakie obserwujemy w łożysku tocznym.

(d) gdy zastosujemy smar z dodatkiem grafitu ( )

Komentarz: Nie, ponieważ płytki grafitu, co prawda poprawiają właściwości smarne, ale tylko w umiarkowanych temperaturach i przy umiarkowanych naciskach. Z powodu małej ich wytrzymałości płytki te nie są skutecznym dodatkiem do smarów pracujących np. w silnikach spalinowych.

21. Do jakiej maksymalnej temperatury może długo pracować (być pod obciążeniem) drewno?

(a) do 60°C ( )

Komentarz: Nie, jest to znacznie zaniżona temperatura pracy drewna.

(b) do 200°C (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Jest to bezpieczna temperatura dla drewna,
z którego do tej temperatury mało intensywnie wydzielają się lotne związki chemiczne.

Komentarz: Nie, w temperaturach znacznie powyżej 200^oC z drewna zaczynają wydzielać się w zauważalnej ilości lotne łatwopalne związki chemiczne, co może spowodować jego zapalenie.

(d) do 800°C ( )

Komentarz: Nie, drewno pali się w takiej temperaturze.

22. Czego miarą jest wytrzymałość na rozciąganie?

(a) statycznej siły odniesionej do pierwotnego przekroju poprzecznego, przy której badana próbka pęka (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, jest to definicja wytrzymałości na rozciąganie. W mowie potocznej często trwałość (czas do zerwania lub do zużycia) utożsamia się z wytrzymałością, co nie jest prawidłowe.

(b) udarności ( )

Komentarz: Nie, udarność jest miarą odporności na uderzenia i pośrednio wytrzymałości dynamicznej. Wytrzymałość dynamiczną ocenia się wartością siły przykładanej z dużą prędkością, albo pośrednio ocenia energią zużytą dla dynamicznego zniszczenia próbki zwaną udarnością.

Komentarz: Nie, to jest siła tarcia.

(d) lokalnego odkształcenia ( )

Komentarz: Nie, to jest twardość.

23. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na żagiel jachtu?

(a) wytrzymałość dynamiczna (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż pracuje on pod zmiennym a w porywach wiatru znacznym obciążeniem rozciągającym przykładanym dynamicznie, co może rozerwać tkaninę niewystarczająco wytrzymałą.

(b) wytrzymałość statyczna ( )

Komentarz: Nie, ponieważ zazwyczaj żagle są obciążane dynamicznie przez podmuchy wiatru, a nie statyczne.

Komentarz: Nie, zwykle dla żagla jachtu przezroczystość jest cechą drugorzędną. Jest ona jednak istotna dla żagli do windsurfingu.

(d) możliwość recyklingu ( )

Komentarz: Nie, ponieważ masa żagla jest nieduża, co mało obciąża środowisko odpadami. Z drugiej strony, na żagle stosuje się włókna syntetyczne, które są termoplastyczne, co umożliwia ich stopienie w celu przerobu odpadów na użyteczne wyroby.

24. Która z wymienionych cech jest najważniejsza przy doborze materiału na stalową siatkę ogrodzeniową?

(a) odporność na zmianę koloru ( )

Komentarz: Nie, dla siatki odporność na zmianę koloru jest cechą drugorzędną.

(b) możliwość powtórnego wykorzystania (recykling) ( )

Komentarz: Dla siatki jest to cecha oczywista, stal bowiem można przetopić.

Komentarz: Nie, ponieważ dla siatki ogrodzeniowej zwykle odporność na korozję nie jest cechą najważniejszą, chociaż ma ona znaczenie. Odporność tę możemy poprawić przez zastosowanie pokryć antykorozyjnych.

(d) wytrzymałość (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż, aby skutecznie odgradzała posesję od intruzów starających się czasami przejść przez płot, siatka przez długi okres musi być wystarczająco wytrzymała.

25. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na wiosła do kajaka?

(a) przewodność ciepła ( )

Komentarz: Nie, dla wiosła jest to cecha drugorzędna, nie skorelowana ani z jego wytrzymałością, ani z efektywnością pracy wioślarza.

(b) wytrzymałość na zginanie (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż wiosłowanie powoduje silne okresowe jego zginanie i skręcanie, co może spowodować złamanie nie dość wytrzymałego wiosła. Dlatego wytrzymałość początkowa i intensywność spadku tej wytrzymałości podczas eksploatacji (zmęczenia) zależna od liczby cykli obciążenia do zniszczenia decydują o trwałości wioseł.

Komentarz: Nie. Koszt materiału jest jedną z cech dotyczących ekonomiczności zastosowania wyrobu. Z oczywistych powodów koszt ten nie może jednak przekroczyć pewnego założonego z góry poziomu, ponieważ inaczej nikt wioseł nie kupi.

(d) współczynnik tarcia ( )

Komentarz: Nie. Tarcie o wodę istotnie wpływa na efektywność wiosłowania, ale najważniejsze jest zapewnienie, aby wiosło nie złamało się. Dopiero po spełnieniu tego warunku, następnym co do ważności będzie opór wiosłowania zależny zarówno od tarcia o wodę (zależny od kształtu wioseł i właściwości ich powierzchni), jak i od ich ciężaru.

26. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na rdzeń kabla elektroenergetycznego?

(a) możliwość powtórnego wykorzystania (recykling) ( )

Komentarz: Nie. Dla miedzianego rdzenia kabla elektroenergetycznego jest to cecha oczywista, bowiem można go przetopić. Recykling otuliny izolacyjnej i zabezpieczającej rdzeń przed uszkodzeniami mechanicznymi często jednak nastręcza trudności, ale o to nie pytano.

(b) przewodność elektryczna (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż zadaniem kabla jest przewodzenie prądu przy minimalnych stratach energii na pokonanie oporów przesyłu.

Komentarz: Nie, ponieważ rdzeń kabla jest niewidoczny z zewnątrz i dlatego nie wpływa na estetykę wyrobu. Kolor jest ważny w przypadku otuliny (izolacji) tego kabla, gdyż ułatwia jego identyfikację podczas montażu i napraw.

(d) odporność na ścieranie ( )

Komentarz: Nie, dla rdzenia kabla jest to cecha bez znaczenia. Ma ona tylko znaczenie dla warstwy izolacyjnej na jego powierzchni.

27. Dlaczego ofiary wypadków drogowych owija się folią aluminiową?

(a) bo izoluje ona cieplnie poszkodowanego ( )

Komentarz: Nie, aluminium jest dobrym przewodnikiem ciepła. Dlatego nie może ono skutecznie izolować cieplnie owiniętego w nią poszkodowanego.

(b) bo odbija ono promieniowanie cieplne człowieka, uniemożliwiając wychłodzenie ciała poszkodowanego (X)

Komentarz: Tak, to jest główna funkcja tej folii.

Komentarz: Nie, to jest folia jednorazowego użytku. Po użyciu jest ona przetopiona (recykling), co zabija wszelkie drobnoustroje na jej powierzchni.

(d) bo jest tańsza od tkaniny ( )

Komentarz: Nie, bo chociaż tkaniny są droższe, ale są milsze w dotyku, co wolałoby wielu pacjentów. Podstawowymi wadami tkanin jest fakt, że trzeba je prać po każdorazowym użyciu, aby nie zakazić następnych pacjentów oraz zajmują więcej miejsca w karetce pogotowia, co też jest istotne.

28. Dlaczego złote kolczyki błyszczą?

(a) dlatego, że nie utleniają się (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż utlenianie jest główną przyczyną matowienia przedmiotów metalowych.

(b) dlatego, że są polakierowane ( )

Komentarz: Nie, ponieważ lakierowanie nie daje trwałego efektu, szczególnie
w środowisku agresywnym, a takim jest pot.

Komentarz: Nie, to daje kolor, ale nie trwałą gładkość powierzchni. Miedź łatwo wchodzi w reakcje chemiczne, dlatego kolor powierzchni wyrobów zawierających ten metal, szczególnie przy dużym stężeniu miedzi może ulec zmianie w efekcie korozji.

(d) dlatego, że są wykonane ze stopu złota i srebra ( )

Komentarz: Nie, to rozjaśnia kolor biżuterii, ale obniża długotrwałość gładkości powierzchni, srebro bowiem wchodzi w reakcje chemiczne z niektórymi czynnikami agresywnymi, dlatego powierzchnia wyrobów zawierających ten metal, zwłaszcza przy dużym jego stężeniu, może ulec zmatowieniu, a czasem znacznej korozji.

29. Co to jest mosiądz?

(a) stop żelaza z aluminium ( )

Komentarz: Nie, taki stop nie jest mosiądzem i nie ma on użytecznych właściwości.

(b) stop miedzi i cyny ( )

Komentarz: Nie, to jest brąz. Z tego stopu łatwo odlewa się m.in. figurki i posągi oraz galanterię metalową.

Komentarz: Tak, to jest definicja mosiądzu. Z tego stopu łatwo odlewa się m.in. armaturę do centralnego ogrzewania, figurki, dzwony. Jest on wytrzymalszy od brązu, ponieważ zawiera twardy cynk. Jest on bardzo przydatny do obróbki plastycznej na zimno, np. podczas produkcji łusek amunicji.

(d) stop aluminium i cynku ( )

Komentarz: Nie, to jest cynkal, stop stosowany m.in. do odlewania figurek i galanterii metalowej.

30. Do czego używa się najczęściej włókien kevlaru (aromatycznego poliamidu)?

(a) do produkcji materiałów kompozytowych z udziałem żywic (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Charakteryzują się one dużą wytrzymałością statyczną i dynamiczną oraz można je silnie połączyć z żywicą, co daje razem materiał o dużej udarności i wytrzymałości. Kevlar stosuje się także do wytwarzanie kamizelek kuloodpornych i trudnozapalnych kombinezonów dla strażaków.

(b) do produkcji materiałów ceramicznych ( )

Komentarz: Nie, jest to całkowicie błędna odpowiedź, ponieważ podczas wypalania ceramiki (temperatury powyżej 800^oC) kevlar spali się.

Komentarz: Nie, jest on zbyt drogi do takiego zastosowania.

(d) do produkcji wykładzin podłogowych ( )

Komentarz: Nie, jest on zbyt drogi do takiego zastosowania.

31. Czym jest termoplast?

(a) usieciowanym polimerem ( )

Komentarz: Nie, po usieciowaniu polimery tracą zdolność do odwracalnego przechodzenia ze stanu stałego w plastyczny, a takie przechodzenie jest warunkiem podstawowym do zaliczenia danego materiału do tworzyw termoplastycznych.

(b) liniowym polimerem (X)

Komentarz: Tak, liniowe polimery, także po wprowadzeniu do nich napełniaczy
i zmiękczaczy po podgrzaniu powyżej temperatury zeszklenia przechodzą ze stanu stałego w plastyczny. Dlatego liniowe polimery mogą być stosowane jako materiały konstrukcyjne tylko poniżej ich temperatury zeszklenia.

Komentarz: Nie, celuloza jest naturalnym usieciowanym polimerem. Dlatego nie przechodzi przy podgrzaniu w stan plastyczny. Z tego powodu kompozyty na bazie celulozy także nie mają właściwości termoplastycznych.

(d) rodzaj elastomeru ( )

Komentarz: Nie. Elastomerami nazywamy takie polimery, które są zdolne do przenoszenia obciążeń mechanicznych także po podgrzaniu powyżej temperatury zeszklenia. Wtedy przychodzą one w stan wysokoelastyczny i są zdolne do odwracalnych znacznych odkształceń. Do elastomerów zaliczamy m.in. gumę, poliuretany oraz elastoplasty zwane też elastomerami termoplastycznymi. Elastomer zdolny do sieciowania nazywa się kauczukiem.

32. Do jakiej temperatury maksymalnie można nagrzewać, a potem zaraz chłodzić (odporność na szoki cieplne) zwykłą cegłę budowlaną?

(a) do 80°C ( )

Komentarz: Nie. Cegła budowlana wytrzyma wyższą temperaturę, gdyż przy podgrzaniu do 80°C wilgoć zawarta w jej porach na tyle wolno paruje i ulatnia się, że prężność pary wodnej nie spowoduje rozsadzenia cegły. Te pory powodują, że cegła budowlana lepiej izoluje cieplnie niż cegła nieporowata (klinkier, szamot).

(b) do 200°C (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż w tej temperaturze trwałość koro-zyjna porowatej cegły, odporność na rozsadzenie przez parę wodną i odporność na łuszczenie są jeszcze wystarczająco duże. Należy podkreślić, że cegły nieporowate (szamot, klinkier) są bardziej odporne na szybkie nagrzewanie, co spowodowane jest m.in. większą przewodnością cieplną oraz długotrwałe działanie ciepła niż cegła przeznaczona na ściany i stropy.

Komentarz: Nie, ponieważ trwałość cegły budowlanej w tych warunkach, szczególnie w środowisku agresywnym (np. spaliny) nie jest dość wysoka. Dlatego kominy wykonuje się z cegły klinkierowej lub szamotowej oraz często dodatkowo do komina wstawia się rury ze stali kwasoodpornej, co ogranicza dostęp agresywnych zanieczyszczeń.

(d) do 800°C ( )

Komentarz: Nie, ponieważ trwałość cegły w tych warunkach jest niska.

33. Czego miarą jest twardość?

(a) wytrzymałości statycznej ( )

Komentarz: Nie, ponieważ wytrzymałość statyczną ocenia się siłą obciążającą próbkę podczas jej statycznego niszczenia. Ta wielkość może, ale nie musi być skorelowana z twardością.

(b) wytrzymałości dynamicznej ( )

Komentarz: Nie, wytrzymałość dynamiczną ocenia się albo siłą obciążającą, albo energią pochłoniętą przez próbkę podczas jej dynamicznego niszczenia. Ta wielkość nie musi być skorelowana z twardością.

Komentarz: Nie, to współczynnik tarcia jest proporcjonalny do siły przeciwstawiającej się przesunięciu.

(d) lokalnego odkształcenia przy określonym obciążeniu (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Miarą odkształcenia materiału pod działaniem nacisku na jego powierzchnię, a wywieranego przez inne bardzo twarde ciało w postaci (zależnie od właściwości badanego materiału i użytej metody) stożka, igły, piramidki lub kulki jest twardością. Wtedy materiał odkształca się tylko lokalnie, a nie w całej masie.

34. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na konstrukcję nośną samolotu wojskowego?

(a) iloraz wytrzymałości i gęstości (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż podczas lotu, a szczególnie podczas manewrowania lub wpadania w dziury powietrzne występują silne uderzenia rozciągające powłoki samolotu i zginające ramy nośne. Dlatego niedostateczna wytrzymałość przy znacznym ciężarze mogą być przyczyną uszkodzenia samolotu.

(b) cena ( )

Komentarz: Nie, jest to cecha materiału brana pod uwagę, ale nie najważniejsza.

Komentarz: Nie, dla konstrukcji nośnej samolotu jest to cecha drugorzędna.

(d) współczynnik tarcia ( )

Komentarz: Nie, ponieważ współczynnik tarcia jest proporcjonalny do siły przeciwstawiającej się przesunięciu. Ma on jednak wpływ na opory lotu (zużycie paliwa). Dlatego samoloty są pokrywane gładką warstwą lakieru.

35. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na narty?

(a) wytrzymałość (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż podczas manewrowania i najeżdżania na przeszkody nartostrady występują silne obciążenia rozciągające powierzchnię płozy narty, które mogą powodować jej uszkodzenie.

(b) twardość ( )

Komentarz: Nie, ponieważ twardość jest miarą odkształcenia materiału pod działaniem lokalnego nacisku na jego powierzchnię. Dlatego w przypadku nart jest cechą drugorzędną. Pamiętać jednak należy, że wielu przypadkach jest ona skorelowana z odpornością na zarysowania, a chropowate płozy nie zapewnią dobrego poślizgu.

Komentarz: Nie, dla nart przesuwanych po śniegu, który przewodzi prąd elektryczny, nie może nastąpić kumulacja ładunków elektrycznych wywołanych tarciem. Dlatego w przypadku nart przewodność elektryczna jest cechą bez znaczenia.

(d) koszt materiału ( )

Komentarz: Nie. Dla użytku wyczynowego jest ona bez znaczenia, liczy się tylko efekt sportowy. Dla użytku turystycznego koszt ten nie może jednak przekroczyć pewnego, ale znanego poziomu.

36. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na konstrukcję małej ramy do obrazu?

(a) wytrzymałość ( )

Komentarz: Nie, ponieważ mała rama jest lekka i prawie każdy materiał konstrukcyjny wytrzyma ciężar obrazu.

(b) możliwość recyklingu ( )

Komentarz: Dla ramy obrazu jest to cecha drugorzędna, bowiem ramy te mają małą masę i wykonywane są z połączonych różnych materiałów. Trudno je zebrać od użytkowników, rozdzielić na składowe oraz potem posortować według rodzaju materiału. Dlatego najlepiej spalić je bez sortowania, odzyskując energię.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż rama obrazu oprócz utrzymywania płótna powinna stwarzać dla niego odpowiednie tło stanowiące dekorację.

(d) właściwości ślizgowe ( )

Komentarz: Nie, właściwości ślizgowe nie mają żadnego odniesienia do cech określających użyteczność tej ramy.

37. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na styki wtyczek elektrycznych?

(a) wytrzymałość ( )

Komentarz: Nie, gdyż nie przenoszą one dużych obciążeń mechanicznych.

(b) przewodność elektryczna (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż zadaniem wtyczki jest dokonanie powiązania elektrycznego (przewodzenie prądu) między odbiornikiem a gniazdkiem przy minimalnych stratach energii.

Komentarz: Nie, gdyż podczas normalnej eksploatacji nie powinny się one stykać
z czynnikami agresywnymi chemicznie. Tym niemniej należy dążyć do uzyskania określonej minimalnej odporności na korozję, szczególnie wywołaną działaniem tlenu z powietrza.

(d) odporność na ścieranie ( )

Komentarz: Nie, gdyż w zależności od konstrukcji wtyczki i warunków rozłączania obwodu elektrycznego następuje nieznaczne wycieranie styków, ale nie ma to dużego znaczenia praktycznego dla ich żywotności, ponieważ zazwyczaj wtyczka tylko sporadycznie jest rozłączana.

38. Jakimi właściwościami z wymienionych charakteryzują się materiały ceramiczne?

(a) przewodnością elektryczną ( )

Komentarz: Nie, w większości przypadków są one dielektrykami. Dlatego z ceramiki porcelanowej wytwarza się izolatory służące do mocowania przewodów elektrycznych na słupach. Wyjątkiem są materiały będące spiekami z udziałem metali, co powoduje ich przewodność elektryczną.

(b) przewodnością cieplną ( )

Komentarz: Nie, w większości przypadków są one izolatorami. Ich zdolność do izolacji cieplnej zależy silnie od ilości porów, gdyż gazy charakteryzują się znacznie mniejszym przewodnością cieplną niż ceramika. W pory ceramiki łatwo wnika jednak woda, która dobrze przewodzi ciepło. Dlatego powierzchnia wyrobów ceramicznych na izolatory musi być szkliwiona lub w przypadku cegły budowlanej - pokrywana tynkiem ograniczającym jej kontakt z wilgocią.

Komentarz: Tak, to jest prawda. Większość rodzajów szkliwionej ceramiki (np. kamionka, porcelana, szkło) jest bardzo odporna na działanie korozyjne stężonych kwasów i zasad, także w podwyższonej temperaturze. Dlatego wytwarza się z nich m.in. wanny do galwanizacji metali oraz tygle do transportowania stopionych metali.

(d) wytrzymałością dynamiczną ( )

Komentarz: Nie, materiały ceramiczne charakteryzują się małą bądź średnią wytrzymałością dynamiczną i związaną z tym udarnością. Dlatego uderzenia szklanki o kamienną podłogę prawie zawsze powoduje jej stłuczenie.

39. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiałów używanych w kopalniach?

(a) trudnozapalność (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż pożar w kopalniach trudno ugasić, a ewakuacja ludzi ze strefy zagrożenia pożarem i jego skutkami (np. dymem) jest bardzo utrudniona. Dlatego w kopalniach najważniejszymi cechami są trudno-zapalność i niepodtrzymywanie palenia oraz niska toksyczność dymów, a także niska dymotwórczość. Dopiero po zapewnieniu trudnozapalności analizuje się czy materiał spełnia pozostałe wymagania użytkowe.

(b) przewodność ciepła ( )

Komentarz: Nie. Przewodność ciepła w przypadku materiałów używanych w kopalniach jest cechą drugorzędną lub nawet bez znaczenia.

Komentarz: Nie, co prawda fluorescencyjność farb ułatwi znalezienie potrzebnej drogi ewakuacji w ciemnościach, jeśli zaniknie zasilanie lamp elektrycznych, ale zasilanie awaryjne kopalni powinno praktycznie biorąc wykluczyć wystąpienie takiej sytuacji. Dlatego fluorescencyjność w tym przypadku ma znaczenie drugorzędne.

(d) współczynnik tarcia ( )

Komentarz: Dla większości materiałów stosowanych w kopalniach nie ma on znaczenia. Ważny jest jednak np. w przypadku taśmociągów, gdyż poślizg taśmy po bębnach przenośnika może spowodować zapłon rozgrzanej taśmy, co stanowi zagrożenie dla ludzi i kopalni.

40. Co to jest farba emulsyjna?

(a) zawiesina tlenku tytanu w wodzie ( )

Komentarz: Nie, farbami nazywamy produkty malarskie, powłokotwórcze, kryjące, które zawierają dyspersyjny pigment w postaci zawiesiny (farby klejowe) lub roztworu (lakiery kryjące). Farby emulsyjne, jak sama nazwa mówi, są emulsjami, w których kropelki roztworu kompozycji polimerowej lub ciekłego polimeru (żywicy) zawierających pigment są rozproszone w środowisku wodnym.

(b) roztwór tlenku tytanu w wodzie ( )

Komentarz: Nie, tlenek tytanu (dobrze kryjący biały pigment) jest praktyczne biorąc nierozpuszczalny w wodzie, jak większość tlenków metali.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Polimer występuje tu w postaci kropel roztworu rozproszonych w wodzie, tworząc emulsję. W tym polimerze zdyspergowany jest tlenek tytanu (dający białe tło) i pigment w przypadku kolorowych farb.

(d) emulsja tlenku tytanu i wody ( )

Komentarz: Tlenek tytanu w temperaturze pokojowej jest ciałem stałym. Dlatego nie można z niego i wody zrobić emulsji, emulsja jest to bowiem system, w którym występują dwie ciecze niemieszalne, jedna w postaci drobnych kropel zdyspergowanych w drugiej cieczy stanowiącej środowisko.

41. Co to jest tworzywo sztuczne?

(a) kompozyt na bazie polimerów (X)

Komentarz: Tak, jest to definicja tworzywa sztucznego. Użyte do jego wytworzenia polimery są materiałami wielkocząsteczkowymi, mającymi budowę łańcuchową
z atomów węgla lub krzemu. Polimery mogą być usieciowane. To sieciowanie
(w przypadku kauczuków zwane wulkanizacją) powoduje przekształcenie materiału plastycznego w materiał prawie nieodkształcalny plastycznie pod działaniem naprężenia. W przypadku żywic towarzyszy temu utwardzenie.

(b) materiał warstwowy ( )

Komentarz: Nie, materiałem warstwowym jest laminat.

Komentarz: Nie, jest to definicja stopu.

(d) materiał spieniony ( )

Komentarz: Nie, co prawda niektóre tworzywa sztuczne spienia się (np. polistyren dający styropian), ale nie jest to warunek konieczny ich wytworzenia.

42. Co to jest papa?

(a) rodzaj kartonu ( )

Komentarz: Nie, papa starej generacji jest cienkowarstwowym materiałem wykonanym z kartonu lub tkaniny przesyconych smołą. Papy wierzchniego krycia dachów są pokryte mineralną posypką w celu zwiększenia ich trwałości. Taka papa nie jest zbyt odporna na działanie mikroorganizmów, wody oraz czynników agresywnych chemicznie. Dlatego trzeba ją okresowo konserwować, powlekając ciekłymi kompozycjami asfaltowymi lub gumowo-asfaltowymi.

(b) membrana z polimerów (X)

Komentarz: Tak, papa nowej generacji jest cienkowarstwowym materiałem wykonanym z welonu szklanego lub włókien syntetycznych przesyconych kompozycją polimerową. Jest ona odporna na działanie mikroorganizmów, wody oraz czynników agresywnych chemicznie. Dlatego nie trzeba jej konserwować przez wiele lat. Wadą jej jest pękanie w miejscach, gdzie jest silnie zgięta - efekt starzenia polimeru.

Komentarz: Nie, folią nazywamy materiał cienkowarstwowy, zwykle o grubości liczonej w ułamkach milimetra, rzadziej około 1 mm, a papy stosowane do hydroizolacji też są materiałem cienkowarstwowym, ale mają większą grubość - paru milimetrów.

(d) folia metalowa ( )

Komentarz: Nie, co prawda folię aluminiową nakładano w przeszłości na papę kartonową w celu poprawy jej właściwości użytkowych, ale z powodu szybkiej korozji metalu pod wpływem kwaśnych deszczy to rozwiązanie wyszło z użycia. Materiał metalowy stosowany do krycia dachów ma grubość co najmniej 0.75mm. Z tego powodu nazywa się go blachą, a nie folią.

43. Do jakiej temperatury może długo pracować żeliwo nie odkształcając się pod dużym obciążeniem?

(a) do 150°C ( )

Komentarz: Nie, gdyż żeliwo może pracować długo w wyższych temperaturach.

(b) do 280°C (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż do temperatury 280°C w żeliwie praktycznie biorąc nie zachodzą przemiany fazowe zmieniające jego właściwości.

Komentarz: Nie, gdyż w takiej temperaturze w żeliwie zachodzą intensywnie przemiany fazowe, co szybko zmienia jego właściwości. W takich temperaturach prowadzi się wyżarzanie odprężające, które powoduje zanik naprężeń własnych.

(d) do 800°C ( )

Komentarz: Nie, gdyż w takiej temperaturze zachodzą intensywnie przemiany fazowe oraz następuje odwęglanie, co zmienia istotnie właściwości żeliwa.

44. Czego miarą jest moduł sprężystości?

(a) wytrzymałości statycznej ( )

Komentarz: Nie, miarą wytrzymałości statycznej jest naprężenie rozciągające, które powoduje rozerwanie próbki lub jej plastyczne odkształcenie. Pamiętać jednak należy, że teoretycznie najwyższa możliwa do uzyskania wytrzymałość materiału równa jest 1/10 modułu sprężystości. W praktyce z powodu niejednorodności struktury materiału jest ona jednak znacznie niższa.

(b) sztywności (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Moduł sprężystości (zwany też modułem Younga) jest równy stosunkowi przyrostu wydłużenia względnego (jednostkowego) próbki do wywołującego go naprężenia podczas rozciągania. Wyznacza się go w zakresie proporcjonalności (na prostoliniowym odcinku wykresu) przed początkiem odkształcenia plastycznego.

Komentarz: Nie, to jest współczynnik tarcia.

(d) lokalnego odkształcenia ( )

Komentarz: Nie, to jest twardość.

45. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na części izolacyjne gniazdka elektrycznego (wewnętrzne elementy mocujące części metalowe)?

(a) udarność ( )

Komentarz: Nie, ponieważ elementy te nie pracują w warunkach uderzeń mechanicznych, a udarność jest to energia pochłonięta przez próbkę podczas jej dynamicznego niszczenia.

(b) temperatura mięknięcia (X)

Komentarz: Tak, jest to prawidłowa odpowiedź, gdyż gniazdko elektryczne rozgrzewa się (szczególnie w przypadku iskrzenia styków), co może spowodować odkształcenie mocowań styków, a to z kolei zwiększy iskrzenie doprowadzając
w przypadku ekstremalnym do zwarcia lub zapłonu.

Komentarz: Nie, ponieważ podczas normalnej eksploatacji elementy te nie powinny być mocno obciążone mechaniczne.

(d) przewodność cieplna ( )

Komentarz: Nie, gdyż dla użyteczności gniazdek ta cecha nie jest istotna.

46. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na nadkola samochodów osobowych (wykładzinę wewnętrzną błotnika)?

(a) wytrzymałość ( )

Komentarz: Nie, ponieważ nadkola mają za zadanie chronić karoserię samochodu przed uszkodzeniami ich powłoki antykorozyjnej, a tym samym zwiększać jej trwałość. Co prawda nadkole musi wytrzymywać uderzenia kamieni wyrzucanych przez siłę odśrodkową odrzucającą je od koła, ale to nie jest siła co do wartości porównywalna z tą występującą podczas zderzenia samochodu z przeszkodą.Dlatego umiarkowana wytrzymałość nadkoli wystarcza dla dobrego spełniania przez nie swych funkcji w samochodzie.

(b) twardość ( )

Komentarz: Nie, ponieważ twardość nie jest skorelowana ani z odpornością na korozję, ani z udarnością,, które to cechy są istotne dla nadkola. Dlatego tutaj twardość nie jest cechą najważniejszą.

Komentarz: Nie, ponieważ w przypadku typowych samochodów osobowych eksploatowanych na nawierzchniach asfaltowych lub betonowych uderzenia kamieni o te nadkola zwykle nie są zbyt silne oraz intensywne. Udarność jest jednak ważną charakterystyką nadkoli samochodów terenowych.

(d) odporność na korozję (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż zasolenie zimą dróg w Polsce powoduje korozję metalowej karoserii samochodu, którą nadkole ma częściowo chronić przed bezpośrednią stycznością ze słoną wodą. Powinno to ograniczyć korozję w tej strefie karoserii.

47. Co to jest teflon (politetrafluoroetylen)?

(a) polimer przeznaczony na konstrukcje nośne ( )

Komentarz: Nie, ponieważ ma skłonność do pełzania to będzie trwale odkształcał się pod działaniem nawet niedużego obciążenia, co wyklucza jego zastosowanie jako materiału konstrukcyjnego.

(b) polimer charakteryzujący się bardzo dużą odpornością chemiczną (X)

Komentarz: Tak. Jest on wyjątkowo odporny na agresywne działanie chemiczne. Charakteryzuje się też dużym napięciem powierzchniowym. Dlatego używa się go na wykładziny aparatury chemicznej, w której są silnie agresywne składniki. Stosuje się go także do powlekania elementów, do których nie powinny przyklejać się inne materiały - przykład patelnia. Jego wadą jest nieodporność na zadrapania.

Komentarz: Nie, teflon ma właściwości elektroizolacyjne, tzn. jest dielektrykiem.

(d) materiał na izolatory elektryczne ( )

Komentarz: Nie, ponieważ jest zbyt drogi. Inne polimery, takie jak polietylen (PE) lub polichlorek winylu (PVC) też dobrze izolują, a są znacznie tańsze.

48. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na wykładzinę podłogową w gmachach użyteczności publicznej?

(a) wytrzymałość ( )

Komentarz: Nie, raczej rzadko na taką posadzkę działają duże siły powodujące poła-manie płytek, jeśli posadzka była prawidłowo wykonana i jest prawidłowo użytkowana.

(b) odporność na działanie ozonu ( )

Komentarz: Nie, gdyż ta odporność, jeśli nie jest nadmiernie niska, nie ma znaczenia, bo w gmachach użyteczności publicznej stężenie ozonu jest małe.

Komentarz: Nie, gładkość powierzchni jest jedną z cech dotyczących estetyki wykładzin podłogowych, chociaż wpływa na współczynnik tarcia, a tym samym na zagrożenie poślizgnięcia się osób chodzących po takiej podłodze.

(d) odporność na ścieranie (X)

Komentarz: Tak, gdyż duża liczba ludzi chodzących w tych pomieszczeniach powoduje wycieranie wierzchniej warstwy wykładziny. Dlatego stosuje się tam płytki ceramiczne bez polewy, np. granit polerowany lub granitogres, ale są one stosunkowo drogie, lub wykładziny z PVC (mniej trwałe, ale tanie i łatwe do wymiany). Nadmienić jednak należy, że w żargonie zawodowym osób zajmujących się płytkami ceramicznymi i kamiennymi odporność na zarysowanie nazywa się twardością.

49. Jaki materiał z wymienionych nadaje się najlepiej na izolację cieplną ścian budynku?

(a) płytki klinkierowe ( )

Komentarz: Nie, klinkier źle izoluje termicznie, bo jest nieporowaty. Stosuje się go dla uzyskania trwale estetycznego wyglądu elewacji oraz izolacji ograniczającej przenikanie wilgoci do wnętrza ściany.

(b) blacha stalowa ( )

Komentarz: Nie, ponieważ metale są przewodnikami ciepła. Stosuje się ją do obkładania ścian w celu ograniczenia wnikania w nią wody oraz zmniejszenia przenikania wiatru.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż w zamkniętych porach zawiera on dużą ilość powietrza, co dobrze izoluje cieplnie. Należy liczyć się jednak z palnością tego materiału, jeśli działa na niego bezpośredni płomień oraz z ograniczoną trwałością starzeniową (zwykle 20-30 lat). Oświadczenia producentów o jego dłuższej trwałości nie są udowodnione w normalnej eksploatacji.

(d) cegła budowlana ( )

Komentarz: Nie jest to najlepsze rozwiązanie, są lepsze izolatory termiczne, np. wełna mineralna oraz styropian.

50. Co to jest nawęglanie stali?

(a) nagrzewanie, a potem szybkie chłodzenie ( )

Komentarz: Nie, taki proces nazywa się hartowaniem.

(b) nagrzewanie, a potem wolne chłodzenie ( )

Komentarz: Nie, taki proces nazywa się odpuszczaniem.

Komentarz: Nie, taki proces nie stosuje się w technice, gdyż mógłby spowodować popękanie grubszych części maszyn.

(d) długie nagrzewanie w temp. 890-930^oC w obecności węgla (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Dotyczy to także związków wydzielających węgiel (np. dwutlenek węgla). Wówczas w warstwie powierzchniowej wyrobu stalowego dzięki dyfuzji wzrasta stężenie węgla. Efektem nawęglania jest uzyskanie po hartowaniu twardej i odpornej na ścieranie powierzchni wyrobów ze stali
z zachowaniem ciągliwości ich rdzenia.

51. Co to jest żeliwo?

(a) stop żelaza z węglem (powyżej 2%) (X)

Komentarz: Tak, stop żelaza z węglem w jego ilości powyżej 2% nazywa się żeliwem.

(b) stop żelaza z węglem (poniżej 2%) ( )

Komentarz: Nie, odpowiedź błędna. Jest to stal.

Komentarz: Nie, taki stop nazywa się mosiądzem.

(d) stop miedzi i cyny ( )

Komentarz: Nie, taki stop nazywa się brązem.

52. Co to jest porcelana?

(a) spiek kaolinu, skaleni i piasku kwarcowego (X)

Komentarz: Tak. Porcelana zawiera 50% czystego kaolinu (glinki porcelanowej), która nie powinna zawierać zanieczyszczeń organicznych oraz tlenków żelaza, 25% piasku kwarcowego i 25% skaleni (glinokrzemianów). Powstaje w efekcie dwu-krotnego wypalania - pierwszego w temperaturze 900-1000^oC, po czym następuje pokrycie szkliwem i ponowne wypalenie w 1200-1450^oC. Jest to materiał nieporo-waty, nieprzepuszczalny dla cieczy i gazów, źle przewodzi elektryczność. Im większa jest zawartość kaolinu w wypalanej masie, tym porcelana jest twardsza.

(b) spiek sody i piasku kwarcowego ( )

Komentarz: Nie, to jest szkło.

Komentarz: Nie, to jest ceramika budowlana typu cegły.

(d) spiek węglików wolframu ( )

Komentarz: Nie, spiek węglików wolframu, tytanu, tantalu i metalicznego kobaltu jest bardzo twardym materiałem występującym w handlu pod nazwą węglików spiekanych lub widia. Stosowany jest na ostrza wierteł, frezów i noży tokarskich.

53. Czym jest guma?

(a) liniowym polimerem naturalnym ( )

Komentarz: Nie, liniowe polimery (np. polietylen, polipropylen czy polichlorek winylu) miękną pod wpływem temperatur - stają się termoplastyczne. Dlatego nie są one zdolne do przenoszenia obciążeń powyżej temperatury ich zeszklenia.

(b) usieciowanym elastomerem (X)

Komentarz: Tak, usieciowany kauczuk, będący rodzajem polimeru z grupy elasto-merów, nazywa się gumą. W skład gumy oprócz kauczuku wchodzą m.in. napełniacze, zmiękczacze i stabilizatory. Kauczuki sieciuje się najczęściej siarką i przyspieszaczami w obecności aktywatorów. Takie sieciowanie zmniejsza pełzanie i zwiększa wytrzy-małość materiału.

Komentarz: Nie, takie polimery należą do grupy reaktoplastów. Po usieciowaniu stają się one materiałem sztywnym, który nawet po podgrzaniu nie mięknie zbytnio. Nadmierne podgrzanie powoduje ich rozkład na produkty ciekłe i gazowe.

(d) kompozytem na podstawie polimeru liniowego ( )

Komentarz: Nie, taki kompozyt należy do grupy tworzyw termoplastycznych.

54. Z jakiego materiału wykonuje się dzwony kościelne?

(a) staliwa (odlanej stali) ( )

Komentarz: Nie, ponieważ stalowy dzwon będzie dawał „głuchy” dźwięk.

(b) żeliwa ( )

Komentarz: Nie, ponieważ żeliwo tak silnie tłumi drgania (bardziej niż stal), że dzwon nie będzie dawał dźwięku. Z powodu takiego tłumienia oraz znacznej wytrzymałości żeliwo często stosuje się do wytwarzania korpusów obrabiarek.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż niektóre wieloskładnikowe stopy miedzi dają ładny i donośny dźwięk.

(d) kompozytów z tworzyw sztucznych ( )

Komentarz: Nie, ponieważ duża większość tworzyw sztucznych (za wyjątkiem np. polisiarczku fenylenu) tak silnie tłumi drgania, że dzwon praktycznie biorąc nie będzie dawał dźwięku.

55. Czego miarą jest higroskopijność?

(a) zdolności do zwilżania olejem ( )

Komentarz: Nie, odpowiedź nieprawidłowa. Zdolność do zwilżania materiału zależy od napięcia powierzchniowego na granicy faz ciało stałe-ciecz, które zależy od budowy chemicznej obu materiałów. Regułą jest, że ciecze polarne zwilżają polarne ciała stałe, a niepolarne ciecze - niepolarne ciała stałe. Oleje z reguły są niepolarne, a woda jest polarna. Dlatego zdolność do zwilżania olejem nie może być miarą higroskopijności.

(b) chłonności wody (X)

Komentarz: Tak, są to wyrażenia o zbliżonym znaczeniu, z tym, że chłonność wody oznacza ilość wody pochłoniętej przez materiał dzięki zjawisku higroskopijności. Higroskopijność jest to zdolność materiału do pochłaniania wody, co ściśle związane jest m.in. z jego napięciem powierzchniowym oraz porowatością i rozwinięciem powierzchni.

Komentarz: Nie, jest to współczynnik tarcia.

(d) przewodności elektrycznej ( )

Komentarz: Nie, co prawda wilgotne materiały (także w efekcie ich higroskopijności) lepiej przewodzą prąd elektryczny niż materiały suche, ale to wcale nie oznacza, że higroskopijność jest miarą przewodności elektrycznej. Wilgotność zależy bowiem jednocześnie od higroskopijności materiału oraz warunków jego przechowywania.

56. Jaki symbol oznacza pierwiastek chemiczny żelaza?

(a) Cu ( )

Komentarz: Nie, Cu (skrót od łacińskiego cuprum) jest symbolem oznaczającym miedź.

(b) Fe (X)

Komentarz: Tak, Fe (skrót od łacińskiego ferrum) jest symbolem oznaczającym żelazo.

Komentarz: Nie, C (skrót od łacińskiego carbon) jest symbolem oznaczającym węgiel.

(d) Ag ( )

Komentarz: Nie, Ag (skrót od łacińskiego argentum) jest symbolem oznaczającym srebro.

57. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na szkiełko do zegarka?

(a) możliwość powtórnego wykorzystania (recykling) ( )

Komentarz: Nie, z powodu małej masy szkiełek do zegarka i stosunkowo dużej ich trwałości (zwykle kilka lat) ta cecha jest prawie bez znaczenia.

(b) odporność na zarysowanie (X)

Komentarz: Tak. Stosowane teraz materiały na takie szkiełka (np. specjalne odmiany szkła, plexi - PMMA, ABS, PC, szafir) mają wystarczającą udarność, aby nie pękać podczas normalnej eksploatacji. Nie można jednak wykluczyć, że uszkodzimy szkiełko przez porysowanie jego powierzchni. Z tego powodu odporność na zarysowanie jest ważną cechą współdecydującą o doborze materiału.

Komentarz: Nie, ponieważ od tej cechy raczej nie będzie zależała przezroczystość szkiełka zegarka, jeśli oczywiście sprawy nie doprowadzimy do absurdu i nie użyjemy materiału, który jest w stanie pochłonąć bardzo dużo wilgoci.

(d) współczynnik tarcia ( )

Komentarz: Nie, ta cecha nie ma znaczenia dla użyteczności szkiełka do zegarka.

58. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza dla materiałów stosowanych do budowy statków morskich?

(a) nienasiąkliwość wody (X)

Komentarz: Tak, bowiem znaczna nasiąkliwość wody dyskwalifikuje materiał do budowy statków morskich. Tylko nieliczne materiały używane do ich budowy pochłaniają znaczne ilości wody (np. poliamidy), ale są one stosowane w małych ilościach i to w miejscach, gdzie nie powoduje to przesiąkania jej do wnętrza statku.

(b) trudnozapalność lub samogaśnięcie ( )

Komentarz: Jest to druga, co do ważności, cecha materiałów stosowanych do budowy statków, gdyż podczas pożaru trudno jest ewakuować ludzi ze strefy zagrożenia. Dlatego w tym przypadku, trudnozapalność lub samogaśnięcie są bardzo ważnymi właściwościami użytych materiałów, które decydują o dalszym rozważaniu ewentualnej ich przydatności na podstawie analizy pozostałych ich właściwości.

Komentarz: Nie, jest to cecha drugorzędna.

(d) tłumienie dźwięków ( )

Komentarz: Nie jest to cecha najważniejsza. Wskazane jest jednak, aby wszystkie mate-riały używane do budowy statków tłumiły drgania akustyczne i mechaniczne, bowiem wolnoobrotowy silnik statku powoduje uciążliwe dla ludzi drgania o niskiej częstotliwości.

59. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na zewnętrzne pokrycie dachu (papa, dachówka, blacha itp.)?

(a) przewodność elektryczna ( )

Komentarz: Nie, jest to cecha drugorzędna, ponieważ podczas deszczu i tak cały dom jest wilgotny z zewnątrz, co przewodzi prąd do ziemi.

(b) udarność ( )

Komentarz: Nie. Jest to cecha ważna, ale nie najważniejsza, ponieważ udarność jest energią pochłoniętą przez próbkę podczas jej dynamicznego obciążenia,
a w naszym klimacie duże kawałki lodu podczas gradobicia prawie się nie zdarzają.

Komentarz: Nie, ponieważ kolor jest jedną z cech dotyczących estetyki, a nie użyteczności pokrycia dachu.

(d) odporność na starzenie (korozję) (X)

Komentarz: Tak, jest to bardzo ważne, gdyż dach poddawany jest długoletniemu działaniu promieniowania ultrafioletowego, ozonu, tlenu, wiatru i wody deszczowej, która jest zanieczyszczona m.in. takimi kwasami, jak siarkowy, siarkawy i azotowy, co powoduje korozję materiałów.

60. Jaki materiał nadaje się najlepiej na rurociągi podziemnej instalacji gazowej niskiego ciśnienia?

(a) beton ( )

Komentarz: Nie, ponieważ z betonu nie można wykonać gazoszczelnych rurociągów.

(b) stal ( )

Komentarz: Nie, ponieważ stal koroduje, zwłaszcza jeśli jest w stanie naprężonym spowodowanym przez ruchy ziemi pod rurociągiem. Korozję tę przyspieszają prądy błądzące, występujące w rejonie, gdzie przepływa w kablach prąd elektryczny.

Komentarz: Odpowiedź prawidłowa, bowiem drgania spowodowane transportem ciężarowym i tramwajami powodują przesunięcia ziemi pod rurociągami, co obniża strefowe ich podparcie, a to z kolei powoduje zwiększenie obciążenia nie podpartej rury i przyspiesza jej zmęczeniowe zniszczenie. Jednocześnie to naprężenie przyspiesza korozję. Dlatego polietylen będący materiałem odpornym na korozję, który pod działaniem obciążenia trochę pełza, co zmniejsza koncentrację naprężeń, jest bardziej przydatny na rurociągi gazowe niż stal.

(d) polichlorek winylu (PVC) ( )

Komentarz: Nie, jest to polimer bardziej kruchy od polietylenu oraz bardziej przepuszczający gazy.

61. Jaki efekt daje ulepszenie cieplne stali?

(a) zwiększa powierzchniową wytrzymałość zmęczeniową (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż zmniejszenie zarówno średnich rozmiarów ziaren stali, jak i ich rozrzutu (przez zlikwidowanie występowania tych największych) zachodzące podczas ulepszenia cieplnego zmniejszają koncentrację naprężeń na granicy faz, co z kolei poprawia powierzchniową wytrzymałość zmęczeniową materiału.

(b) zmniejsza opór elektryczny ( )

Komentarz: Nie, ulepszenie cieplne stali praktycznie nie wpływa na jej opór elektryczny.

Komentarz: Nie, ono trochę zwiększa odporność na korozję, gdyż zmniejsza koncen-trację naprężeń na granicy ziaren i związaną z tym korozję międzykrystaliczną.

(d) zwiększa odkształcalność plastyczną ( )

Komentarz: Nie, ono zmniejsza odkształcalność plastyczną.

62. Co to jest sklejka?

(a) laminat z warstwami włókniny szklanej ( )

Komentarz: Nie, taki kompozyt z warstwami włókniny szklanej nazywa się wzmocnio-nym tworzywem sztucznym.

(b) wielowarstwowa folia polimerowa ( )

Komentarz: Nie, taki kompozyt jest jedną z odmian materiału na opakowania do długotrwałego przechowywania żywności. Stosowanie kilku warstw, w tym aluminium i metalizowanych polimerów, poprawia właściwości barierowe folii, a tym samym umożliwia zmniejszenie grubości opakowania.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Sklejka (dykta) to laminat z warstw fornirów. Włókna drewna w przylegających do siebie warstwach sklejki krzyżują się pod kątem prostym. Podczas prasowania na ciepło są one połączone klejem termoutwardzalnym.

(d) laminat z warstw aluminium i polimeru ( )

Komentarz: Nie, taki kompozyt jest jedną z odmian materiału na opakowania do długotrwałego przechowywania żywności.

63. Co to jest spiek?

(a) Materiał wytwarzany metodami metalurgii proszków (X)

Komentarz: Tak właśnie przebiega proces spiekania. Spiek składa się z jednego lub kilku materiałów zespolonych przez nagrzewanie powyżej temperatury mięknięcia tego z nich, który topi się w najniższej temperaturze. W ten sposób wytwarza się spieki metalowe (np. spiekane stale lub brązy), jak również ceramiczno-metalowe (cermetale, węgliki spiekane, materiały cierne). Takie kompozyty najczęściej umacniane są cząstkami ziarnistymi, rzadziej włóknami ciętymi.

(b) Materiał zawierający kilka niepołączonych składników ( )

Komentarz: Nie, jest to mieszanina niezależnie od tego czy była wygrzewana
w wysokiej temperaturze, czy też nie.

Komentarz: Nie, materiałem spienionym nazywamy taki materiał porowaty, który wytwarza się przez wprowadzanie gazów do ciekłego składnika, który po ochłodzeniu zestala się.

(d) Materiał zawierający kilka składników połączonych przez stopienie ( )

Komentarz: Nie, taki materiał nazywamy stopem.

64. Z jakiego materiału najlepiej zrobić zewnętrzną powłokę namiotu?

(a) z tkaniny o wysokim napięciu powierzchniowym ( )

Komentarz: Niezupełnie, chociaż zmniejsza to przenikanie wody przez tkaninę i nie ogranicza przechodzenia pary wodnej na zewnątrz namiotu, co ogranicza skraplanie się wody na jego wewnętrznej stronie, ale taka tkanina nie najlepiej izoluje cieplnie.

(b) z tkaniny higroskopijnej ( )

Komentarz: Nie, jest to całkowicie błędna odpowiedź, ponieważ materiał higroskopijny (tj. pochłaniający wodę) po przekroczeniu określonego poziomu wilgotności zacznie przepuszczać wodę do wnętrza namiotu.

Komentarz: Nie, ponieważ na powleczonej tkaninie, która nie przepuszcza gazów od wnętrza namiotu będzie skraplała się para wodna.

(d) z tkaniny pokrytej bardzo drobnymi cząstkami metalu (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż odbija to promieniowanie cieplne poprawiając komfort cieplny wewnątrz namiotu i przy odpowiedniej konstrukcji tka-niny może przepuszczać parę wodną na zewnątrz, a nie przepuszczać wody do wnętrza.

65. Do czego w technice służy srebro?

(a) do lutowania drutów miedzianych i pokrywania styków (X)

Komentarz: Tak, gdyż daje to niezawodne połączenie elektryczne i mechaniczne tych drutów. Trochę tańsze lutowanie stopami cyny powoduje, że czasami warstewka tlenków oddziela od siebie spajane części i prąd elektryczny, zwłaszcza o małym natężeniu nie może przepływać, mimo że mechanicznie druty są dobrze połączone. Nazywa się to zimnym lutem. W przypadku lutowania srebrem zjawisko to nie występuje.

(b) do wytwarzania wtyczek elektrycznych ( )

Komentarz: Nie, ponieważ jest zbyt drogie. Dodatkowo trzeba brać pod uwagę, że takie styki będą się oksydowały oraz pokrywały warstwą siarczków, co pogorszy przewodzenie prądu po pewnym czasie użytkowania.

Komentarz: Nie, ponieważ jest to zbyt drogie i oplot może złamać się przy prze-ginaniu kabla, bo srebro nie jest odporne na zmęczenie.

(d) do uziemiania instalacji wysokiego napięcia ( )

Komentarz: Nie, gdyż jest to zbyt drogie i drut uziemiający ulega korozji w kontakcie
z kwasami glebowymi.

66. Czego miarą jest współczynnik tarcia?

(a) wytrzymałości statycznej ( )

Komentarz: Nie, wytrzymałość statyczna to siła zrywająca odniesiona do początko-wego przekroju próbki.

(b) wytrzymałości dynamicznej ( )

Komentarz: Nie, wytrzymałość dynamiczna to siła zrywająca przykładana dyna-micznie, odniesiona do przekroju początkowego próbki. Siła ta skorelowana jest
z energią zniszczenia próbki podczas dynamicznego obciążenia, zwaną udarnością.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Ten współczynnik równy jest stosunkowi siły przeciwstawiającej się przesunięciu (siły tarcia) do siły dociskającej do podłoża.

(d) lokalnego odkształcenia ( )

Komentarz: Nie. Twardość jest miarą lokalnego odkształcenia materiału pod działaniem standardowego nacisku na jego powierzchnię, a wywieranego przez inne bardzo twarde ciało w postaci znormalizowanego wgłębnika.

67. Jaki materiał nadaje się na laboratoryjną aparaturę chemiczną (środowisko silnie kwaśne)?

(a) szkło kwarcowe (X)

Komentarz: Tak, gdyż jest ono bardzo odporne chemicznie, ale mała jego prze-wodność cieplna i mała udarność ograniczają stosowanie aparatury szklanej
w przemyśle. Te ograniczenia w laboratorium nie mają tak dużego znaczenia.

(b) guma ( )

Komentarz: Nie, guma jest zbyt mało odporna na długotrwałe działanie środowiska silnie kwaśnego. Może nadawać się do pokrywania części maszyn pracujących
w środowisku słabo kwaśnym.

Komentarz: Nie, drewno będące podstawowym składnikiem lignostonu pomimo zmian, jakie w nim zaszły podczas wytwarzania tego materiału jest zbyt mało odporne na długotrwałe działanie środowiska kwaśnego.

(d) mosiądz ( )

Komentarz: Nie, mosiądz jest zbyt mało odporny na działanie środowiska kwaśnego.

68. Do czego w elektronice powszechnego użytku służy złoto?

(a) do lutowania drutów miedzianych ( )

Komentarz: Nie, ponieważ jest zbyt drogie.

(b) do powlekania styków elektronicznych (X)

Komentarz: Tak. Jego bardzo dobra przewodność elektryczna nie zmienia się
w czasie, gdyż złoto praktycznie biorąc nie wchodzi w reakcje chemiczne, które
w przypadku innych metali ograniczają ich powierzchniową przewodność z powodu powstania warstewki produktów reakcji, zwykle tlenków i siarczków.

Komentarz: Nie, ponieważ jest zbyt drogie.

(d) do uziemiania instalacji wysokiego napięcia ( )

Komentarz: Nie, ponieważ jest zbyt drogie.

69. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na meble ogrodowe?

(a) wytrzymałość (X)

Komentarz: Tak, gdyż meble te stawiane są często na nierównym podłożu. Dlatego mogą połamać się, gdy w przypadku nierównomiernego obciążenia ich wytrzymałość będzie zbyt niska.

(b) gładkość powierzchni ( )

Komentarz: Nie, gładkość powierzchni mebli ma wpływ na ich estetykę, zwłaszcza po pewnym okresie użytkowania, ale to nie jest najważniejsza cecha użytkowa.

Komentarz: Nie, kolor jest jedną z cech dotyczących estetyki wyrobu, co jest ważne z punktu widzenia marketingu, ale wpierw należy zapewnić, aby meble te spełniały swe funkcje użytkowe.

(d) możliwość powtórnego wykorzystania (recykling) ( )

Komentarz: Nie. Dla mebli ogrodowych jest to cecha automatycznie spełniana, wykonuje się je bowiem z tworzyw termoplastycznych, metali lub drewna możliwych do przetopienia lub spalenia z odzyskiem energii.

70. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiałów stosowanych pod ziemią w pomieszczeniach, gdzie są ludzie (metro, kopalnie, tunele)?

(a) nienasiąkliwość wody ( )

Komentarz: Nie, chociaż materiały użytkowane pod ziemią powinny charaktery-zować się małą nasiąkliwością wody, która zwiększa ich ciężar, to w wielu przypadkach można ją zmniejszyć przez zaimpregnowanie. Zwykle ta cecha nie jest zbyt ważna. Jest ona istotna tylko dla materiałów, których wymiary powinny być stabilne, a to znaczy, że nie powinny pochłaniać wody, jeśli zwiększa ich objętość.

(b) trudnozapalność lub samogaśnięcie (X)

Komentarz: Tak. Jest to prawidłowa odpowiedź, gdyż pożar w pomieszczeniach pod ziemią trudno ugasić, a ewakuacja ludzi jest utrudniona.

Komentarz: Nie, ta cecha ma znaczenie drugorzędne.

(d) tłumienie dźwięków ( )

Komentarz: Nie, ta cecha jest dość ważna, ale znacznie ważniejsze jest zapewnienie ludziom szans przeżycia w przypadku pożaru.

71. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na wykładzinę podłogową w mieszkaniu?

(a) wytrzymałość ( )

Komentarz: Nie, ponieważ zwykle wykładziny nie są silnie obciążane. Dlatego wytrzymałość tej wykładziny może być umiarkowana. Ważniejsze jest zminimalizowanie jej pełzania pod działaniem nacisku postawionych mebli.

(b) przewodność elektryczna ( )

Komentarz: Nie, w tym przypadku skrośna przewodność elektryczna jest bez znaczenia, ale powierzchniowa przewodność powinna być na poziomie zapewniającym odprowadzanie ładunków elektrycznych powstających podczas użytkowania, ponieważ naelektryzowana wykładzina przyciąga kurz i w efekcie tego szybciej brudzi się. Dodatkowo ładunki elektrostatyczne negatywnie oddziaływają na samopoczucie ludzi.

Komentarz: Nie, kolor jest jedną z cech dotyczących estetyki wyrobu. Ma on znaczenie podczas dokonywania zakupu, mniejsze zaś podczas użytkowania.

(d) odporność na ścieranie (X)

Komentarz: Odpowiedź prawidłowa, gdyż wycieranie strefowe wykładziny obniża jej estetykę w sposób nieodwracalny, co powoduje konieczność jej wymiany na nową lub jej lakierowanie (dotyczy wykładzin drewnianych).

72. Dlaczego podziemne rurociągi gazowe w miastach buduje się z polietylenu?

(a) bo są sztywne ( )

Komentarz: Nie, one są mniej sztywne niż metalowe lub PVC.

(b) gdyż są lekko ciągliwe (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, ponieważ drgania spowodowane transportem ciężarowym i tramwajami powodują przesunięcia ziemi pod rurociągiem, co obniża strefowe jego podparcie, a to zwiększa lokalne obciążenia rury. Zdolność do lekkiego odkształcenia plastycznego polietylenu (relaksacja naprężeń) zmniejsza te dodatkowe naprężenia, co wydłuża czas użyteczności rur przy zachowaniu ich szczelności.

Komentarz: Nie, ponieważ kolor rur służy tylko dla oznakowania rodzaju medium do transportowania którego są przeznaczone.

(d) ponieważ mają gładką powierzchnię wewnętrzną ( )

Komentarz: Nie, bo choć gładkość ta zmniejszając opory przepływu gazu obniża koszt jego transportowania, ale najważniejszy jest fakt, że rury polietylenowe długo zachowują szczelność i nie korodują.

73. Dlaczego do teflonowanej patelni nie przywiera smażone jedzenie?

(a) dlatego, że powłoka jest miękka ( )

Komentarz: Nie, miękkość tej powłoki jest jej wadą, ponieważ ułatwia zadrapanie. Aby poprawić odporność tej powłoki na zadrapania do teflonu wprowadza się węglik tytanu (TiC) w postaci proszku o wymiarach nanometrycznych. Takie patelnie w handlu nazywają niesłusznie tytanowymi.

(b) dlatego, że ma wysokie napięcie powierzchniowe (X)

Komentarz: Tak, gdyż wysokie napięcie powierzchniowe utrudnia wnikanie ciekłych składników smażonych potraw do wnętrza porów w powłoce patelni. Składniki te (za wyjątkiem wody) ulegną termicznej degradacji (aż do zwęglenia), jeśli będą długo grzane tworząc nagar o rozwiniętej powierzchni (izolator), co z kolei zmniejszy równomierność przepływu ciepła. W efekcie potrawa będzie lokalnie przegrzana podczas smażenia, a po pewnym czasie przypalona. Dlatego likwidacja lokalnego przegrzewania ogranicza przywieranie potraw do patelni.

Komentarz: Nie, ona źle przewodzi ciepło, bo teflon jest izolatorem.

(d) dlatego, że dobrze jest zwilżana przez wodę ( )

Komentarz: Nie, ona źle zwilża się wodą. Świadczą o tym kropelki a nie plama na powierzchni patelni, jeśli do niej wlejemy trochę wody.

74. Dlaczego tkaniny typu „polar” nie przemakają przy małym deszczu?

(a) dlatego, że są miękkie ( )

Komentarz: Nie, miękkość nie ma wpływu na ich zwilżalność i związaną z tym przesiąkalność wody.

(b) ponieważ ich włókna mają wysokie napięcie powierzchniowe (X)

Komentarz: Tak, gdyż wysokie napięcie powierzchniowe utrudnia wnikanie wody do wnętrza tkaniny, co jest pierwszym etapem przeniknięcia jej na wylot.

Komentarz: Nie, one źle przewodzą ciepło, ponieważ między pustymi w środku włóknami jest dużo powietrza.

(d) ponieważ są dobrze zwilżane przez wodę ( )

Komentarz: Nie, one źle zwilżają się wodą, co utrudnia wnikanie jej do wnętrza tkaniny będące pierwszym etapem przeniknięcia jej na wylot.

75. Czy szkła ołowiowego używa się

(a) na szyby okienne ( )

Komentarz: Nie, bo jest zbyt drogie i zbyt ciężkie.

(b) na szkiełka do zegarków ( )

Komentarz: Nie, bowiem jest zbyt miękkie i dlatego ulegnie zarysowaniu po stosunkowo krótkim okresie użytkowania zegarka.

Komentarz: Tak, ponieważ łatwo wyszlifować w nim ostre krawędzie, które powodują ładne załamanie światła.

(d) na szyby do obrazów ( )

Komentarz: Nie, gdyż jest zbyt ciężkie i zbyt drogie oraz może powodować niekorzystne refleksy.

76. Co to jest szkło krzemowo-sodowo-wapienne?

(a) spiek kaolinu (Al₂O₃ - glinki porcelanowej)
i piasku kwarcowego (SiO₂) ( )

Komentarz: Nie, taki skład plus skalenie ma porcelana oraz cegła, do produkcji tej ostatniej używa się zwykłą glinę, która jest zanieczyszczona tlenkami żelaza
i cząstkami organicznymi.

(b) spiek sody (Na₂O - tlenku sodu) i piasku kwarcowego (SiO₂) (X)

Komentarz: Tak, jest to odpowiedź prawidłowa. Zawiera on ok. 72% SiO₂, 12% CaO (wapna) i 16% Na₂O, ewentualnie także niewielkie ilości Al₂O₃ (tlenku aluminium) i MgO (tlenku magnezu).

Komentarz: Nie, jest to szkło kryształowe.

(d) spiek węglików wolframu ( )

Komentarz: Nie, jeden z takich spieków występuje pod nazwą handlową widia.

77. Udarność jest miarą

(a) wytrzymałości statycznej ( )

Komentarz: Nie. Udarność jest miarą odporności na uderzenia, które obciążają materiał dynamicznie, a nie statycznie.

(b) wytrzymałości dynamicznej (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, ponieważ udarność jest to odporność na uderzenia mierzona jako energia pochłonięta przez próbkę podczas jej dyna-micznego niszczenia i jest pośrednią miarą wytrzymałości dynamicznej.

Komentarz: Nie, jest to współczynnik tarcia.

(d) lokalnego odkształcenia ( )

Komentarz: Nie, jest to twardość.

78. Czym jest spowodowane plastyczne odkształcenie materiału metalowego?

(a) zniszczeniem ziaren ( )

Komentarz: Nie, pod działaniem sił normalnie występujących podczas odkształcania metalowej próbki wpierw następuje przesunięcie ziaren, a dopiero po przyłożeniu znacznie większych sił ściskających może, ale nie musi nastąpić ich zniszczenie, któremu towarzyszą przesunięcia wewnątrz ziaren.

(b) przesunięciami wewnątrz ziaren (X)

Komentarz: Tak. Jest spowodowane przemieszczeniem płaszczyzn łatwego poślizgu wewnątrz ziaren, czyli jednej warstwy atomów względem drugiej pod działaniem naprężeń stycznych.

Komentarz: Nie, aby faza amorficzna mogła powstać należy materiał podgrzać powyżej temperatury jego krystalizacji.

(d) korozją materiału ( )

Komentarz: Nie, korozja nie ma tu znaczenia, ponieważ w praktyce proces odkształcenia plastycznego zachodzi zbyt szybko.

79. Czym spowodowane jest plastyczne odkształcenie kompozytu polimerowego?

(a) zniszczeniem krystalitów ( )

Komentarz: Nie, rozpad kryształów polimerowych zwanych krystalitami może nastąpić pod działaniem ciepła lub ciepła i sił mechanicznych. W wyniku tego powstaje faza amorficzna.

(b) przesunięciami krystalitów ( )

Komentarz: Nie, przesunięcie krystalitów może nastąpić pod działaniem sił mecha-nicznych, ale powoduje to naprężenie sprężyste łańcuchów w warstwie amorficznej między tymi krystalitami, co po zdjęciu obciążenia spowoduje zanik odkształcenia sprężystego i wysokoelastycznego, i powrót do stanu przed obciążeniem.

Komentarz: Tak, ponieważ w polimerach makrocząsteczki są na tyle długie, że przechodzą przez wiele stref amorficznych i krystalicznych. Dlatego krystality zwykle nie mają takiej granicy międzyfazowej, jaka występuje w metalach. Zamiast tego występuje stosunkowo gruba strefa (warstwa) międzyfazowa. Dlatego podczas obciążania próbki znacznie mniej energii potrzeba na przesunięcie segmentów sąsiednich łańcuchów wewnątrz tej strefy niż na rozdzielenie lub amorfizację poszczególnych krystalitów. Dodatkowo może nastąpić także wyciągnięcie niektórych segmentów łańcucha z krystalitów.

(d) starzeniem materiału ( )

Komentarz: Nie, starzenie nie jest związane z tym zjawiskiem.

80. Co zmniejszy rozmiary i ujednorodni struktury krystaliczne w materiale?

(a) nagrzanie powyżej temperatury krystalizacji i wolne ochłodzenie ( )

Komentarz: Nie, to spowoduje zwiększenie rozmiarów ziaren.

(b) nagrzanie powyżej temperatury krystalizacji i ochłodzenie (X)

Komentarz: Tak, ponieważ nagrzanie materiału powyżej temperatury krystalizacji powoduje stopienie jego ziaren, czemu towarzyszy powstanie fazy amorficznej. Jeśli potem nastąpi jego ochłodzenie, to kryształy nie zdążą urosnąć do znacznych rozmiarów. Dlatego otrzymamy strukturę drobnoziarnistą.

Komentarz: Nie, to spowoduje zwiększenie rozmiarów ziaren, bo wydłuża czas krystalizacji.

(d) długotrwałe chłodzenie materiału ( )

Komentarz: Nie, to niczego nie zmieni w strukturze materiału, ponieważ cały czas będzie on w stanie uniemożliwiającym krystalizację.

81. Co to jest fuleren?

(a) jedna z postaci węgla tworząca mocno związane kryształy ( )

Komentarz: Nie, taką strukturę ma diament zbudowany z kryształów ośmiościennych, rzadziej dwunastościennych lub sześciościennych.

(b) jedna z postaci węgla tworząca słabo związane kryształy ( )

Komentarz: Nie, taką strukturę ma grafit.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Te struktury powłokowe utworzone są
z ułożonych w pięciokąt lub sześciokąt pierścieni z pojedynczych atomów węgla. Tworzą one puste w środku sfery (podobne kształtem do piłki nożnej) lub liniowe sporadycznie rozgałęzione rurki z pustym kanałem w środku. Mają one rozmiary liczone w nanometrach (1 nm to jedna miliardowa część metra, czyli mniej więcej stutysięczna część średnicy ludzkiego włosa). Zwykle wytwarza się go syntetycznie. Wchodzi on też w skład kopaliny o nazwie szungit, zawierającej różne materiały węglowe.

(d) postać węgla tworząca długie włókna ( )

Komentarz: Nie, taką strukturę mają włókna węglowe, które wytwarza się przez odwodornienie niektórych włókien syntetycznych, a stosuje do wytwarzania wytrzy-małych kompozytów polimerowych.

82. Co to jest nanokompozyt?

(a) materiał zawierający zaglomerowane napełniacze o rozmiarach cząstek rzędu nanometrów ( )

Komentarz: Nie, ponieważ zaglomerowane cząstki napełniacza zachowują się jak cząstki o dużych rozmiarach, to jest wywołują koncentrację naprężeń na granicy faz aglomerat/spoiwo, istotnie różniących się sztywnością. Taki materiał ulegnie rozerwaniu przy mniejszym obciążeniu niż mogłoby nastąpić przy pełnym zdysper-gowaniu napełniacza. Dlatego też nie można go zaliczyć do nanokompozytów.

(b) materiał, w którym napełniacze są tak zdyspergowane, że cząstki
o rozmiarach liczonych w nanometrach nie stykają się ze sobą (X)

Komentarz: Tak, ponieważ jeśli cząstki napełniacza będą dobrze zdyspergowane
i zwilżone przez matrycę (polimer, metal), to prawie cała ich powierzchnia będzie miała styczność ze spoiwem. Dlatego też sumaryczna powierzchnia, przez którą przekazywane są naprężenia będzie bardzo duża (200-800m²/g). Wytrzymałość napełniaczy stosowanych do wytwarzania takich kompozytów (fuleren, montmorylonit, proszki metali i ceramiki) jest zawsze większa niż lepiszcza. Z tego powodu, nawet jeśli siły adhezji nie będą największe, to i tak materiał zwiększy sztywność i wytrzymałość.

Komentarz: Nie, w przypadku polimerów taki kompozyt nazywa się tworzywem sztucznym wzmocnionym włóknami ciętymi.

(d) materiał zawierający długie cienkie włókna nieorganiczne ( )

Komentarz: Nie, jest to kompozyt wzmocniony, np. włóknami szklanymi (spoiwo polimerowe) lub borowymi (spoiwo aluminiowe).

83. Co to jest granica plastyczności materiału?

(a) naprężenie powodujące koniec odkształcenia plastycznego ( )

Komentarz: Nie, wtedy następuje rozerwanie próbki.

(b) naprężenie powodujące początek odkształcenia plastycznego (X)

Komentarz: Tak. Granicę plastyczności wyznacza charakterystyczna siła na wykresie rozciągania, wywołująca początek znacznych odkształceń trwałych. Można ją jednoznacznie wyznaczyć dla stali niskowęglowych, dla których występuje górna
i dolna granica plastyczności. Dla innych metali wyznacza się umowną granicę plastyczności, która odpowiada umownemu odchyleniu przebiegu krzywej rzeczywistej rozciągania od prostoliniowości. Wartość granicy plastyczności jest ilorazem charakterystycznej siły i powierzchni przekroju początkowego próbki, to jest ma miano naprężenia.

Komentarz: Nie, to jest temperatura mięknięcia.

(d) czas po upływie którego następuje początek odkształcenia
plastycznego ( )

Komentarz: Nie, to jest początek pełzania. Zależy on zarówno od przyłożonego naprężenia, jak i od temperatury.

84. Dlaczego kreda obniża wytrzymałość tworzyw sztucznych?

(a) dlatego, że ma duże cząstki z małą adhezją do polimeru (X)

Komentarz: Tak, gdyż duże cząstki powodują koncentrację naprężeń na ich krawędziach, a adhezja kredy do polimeru jest mała. Dlatego wytrzymałość takiego kompozytu musi być niska.

(b) dlatego, że jest higroskopijna ( )

Komentarz: Nie. Pochłanianie wody przez kredę tylko wtedy obniża wytrzymałość kompozytu, gdy jest ona nieprawidłowo przechowywana przed zmieszaniem z poli-merem w stanie stopionym. W takim przypadku podczas przetwarzania polimerów, które odbywa się zwykle w temperaturze powyżej 100^oC, woda zamienia się w parę, która tworzy pory będące miejscami dodatkowej koncentracji naprężeń, obniżającymi wytrzymałość kompozytu.

Komentarz: Nie, stosując odpowiednie procedury technologiczne można ją równo-miernie rozprowadzić w polimerze.

(d) dlatego, że jej cząstki mają ostre krawędzie ( )

Komentarz: Odpowiedź niepełna. Jest to jedna z wielu, ale nie najważniejsza
z przyczyn obniżenia wytrzymałości tworzyw napełnionych kredą. Ostre krawędzie cząstek kredy obniżają wytrzymałość kompozytów, ale tylko wtedy, gdy badany materiał może znacznie wydłużać się (guma, polietylen). Wtedy te ostre krawędzie mogą zapoczątkować wzrost szczelin w materiale, z których największa będzie przyczyną zerwania próbki.

85. Dlaczego fulereny podwyższają wytrzymałość tworzyw sztucznych?

(a) dlatego, że mają jednocześnie wysoką wytrzymałość
i chłonność wody ( )

Komentarz: Nie, charakteryzują się one dużą wytrzymałością na rozciąganie, ale małą zwilżalnością przez wodę i dlatego nie chłoną wody.

(b) mają bowiem jednocześnie wysoką wytrzymałość
i wysoką adhezję do polimerów (X)

Komentarz: Tak. Wysoka adhezja do polimerów powoduje, że warstwa przejściowa pomiędzy fulerenem a polimerem jest na tyle wytrzymała, że podczas obciążania materiału nie ulega rozerwaniu. Fulereny mają bardzo małe rozmiary. Dlatego ich powierzchnia zewnętrza liczona na 1 gram napełniacza jest na poziomie 800 m². Czynniki te występując razem plus wysoka wytrzymałość napełniacza powodują podwyższenie sztywności i wytrzymałości kompozytu.

Komentarz: Nie. Jest na odwrót - trudno je zdyspergować i równomiernie rozpro-wadzić w polimerze, aby wyeliminować aglomeraty powodujące koncentrację naprężeń na granicy faz o różnej sztywności.

(d) dlatego, że dobrze przewodzą prąd elektryczny ( )

Komentarz: Nie, ponieważ przewodność elektryczna nie decyduje o wytrzymałości.

86. Kiedy napełniacze włókniste podwyższają najbardziej wytrzymałość kompozytu?

(a) gdy są bardzo grube ( )

Komentarz: Nie, ponieważ wtedy powstają znaczne naprężenia na granicy z spoiwem (matrycą). Lepsze właściwości wytrzymałościowe mają kompozyty z jak najcieńszymi włóknami.

(b) gdy ułożone są zgodnie z kierunkiem działania sił,
a siły adhezji są wysokie (X)

Komentarz: Tak, gdyż wtedy siły od obciążenia zewnętrznego prawie w całości są przenoszone przez włókna, które tak się dobiera, aby były znacznie wytrzymalsze
i sztywniejsze od lepiszcza.

Komentarz: Nie, ponieważ ciągliwość włókien obniża wytrzymałość kompozytu. Wiadomo, że teoretyczna wytrzymałość idealnego co do struktury materiału równa się 1/10 jego modułu sprężystości.

(d) gdy są bardzo skręcone ( )

Komentarz: Nie, ponieważ wtedy są bardziej ciągliwe niż te nie skręcone.

87. Dlaczego guma jest elastyczna?

(a) gdyż jej temperatura zeszklenia jest poniżej temperatury
użytkowania (X)

Komentarz: Tak, gdyż, jeśli jej temperatura zeszklenia (jest to przejścia ze stanu gumopodobnego w stan sztywny) jest poniżej temperatury użytkowania, to materiał jest łatwo odkształcalny.

(b) gdyż jej temperatura zeszklenia jest powyżej temperatury
użytkowania ( )

Komentarz: Nie, ponieważ jeśli temperatura zeszklenia materiału jest powyżej temperatury użytkowania, jest to on wtedy sztywny.

Komentarz: Nie, ponieważ wtedy ulega szybkiemu zniszczeniu.

(d) gdyż zawiera napełniacze wzmacniające ( )

Komentarz: Nie, bo napełniacze wzmacniające obniżają elastyczność gumy.

88. Które tworzywa nazywa się termoplastami?

(a) te, które po podgrzaniu szybko ulegają degradacji ( )

Komentarz: Nie, ponieważ wtedy ulegną szybkiemu zniszczeniu i nie będą miały znaczenia praktycznego. Degradacja polimerów powoduje bowiem ich rozpad na produkty o niższym ciężarze cząsteczkowym.

(b) te, które po podgrzaniu stają się plastyczne (X)

Komentarz: Tak. Tworzywa polimerowe dzielimy na liniowe i usieciowane. Te pierwsze mają łańcuchy połączone ze sobą tylko siłami fizycznymi, których energia degradacji zwykle jest mała. Dlatego po podgrzaniu wiązania te rozpadają się
i tworzywo staje się plastyczne. Po ochłodzeniu odtwarza się podobna struktura fizycznych wiązań poprzecznych, dając materiał podobny do tego, jaki był przed podgrzaniem.

Komentarz: Nie, takie tworzywa nazywa się termoutwardzalnymi. Tworzywa usieciowane mają łańcuchy połączone ze sobą zarówno siłami fizycznymi (jak tworzywa termoplastyczne), których energia degradacji jest stosunkowo mała, jak
i węzłami chemicznymi, których energia degradacji jest duża. Dopiero po podgrzaniu do wysokiej temperatury wiązania chemiczne rozpadają się nieodwracalnie, tzn. tworzywo ulega destrukcji na produkty o mniejszym ciężarze cząsteczkowym. Dlatego ochłodzenie produktów destrukcji nie powoduje odtworzenia poprzedniej struktury materiału.

(d) te, które po podgrzaniu zwiększają swoją odporność cieplną ( )

Komentarz: Nie, takich tworzyw nie ma, ponieważ odporność cieplna zależy od energii wiązań międzycząsteczkowych. Dlatego podgrzanie (doprowadzenie energii cieplnej) zawsze przyspiesza przebieg reakcji chemicznych oraz w efekcie tego obniża odporność cieplną.

89. Jaką funkcję w kompozycie spełniają włókna?

(a) istotnie poprawiają przewodność cieplną ( )

Komentarz: Nie. Odpowiedź nieprawidłowa, ponieważ włókna tylko nieznacznie poprawiają przewodność cieplną kompozytu, jeśli same przewodzą ciepło. Jest to związane z ich udziałem w kompozycie oraz z faktem, że stykają się ze sobą tylko sporadycznie.

(b) znacznie poprawiają przewodność elektryczną ( )

Komentarz: Nie. Zazwyczaj włókna tylko nieznacznie poprawiają przewodność kompozytu, jeśli same istotnie przewodzą prąd elektryczny, co spowodowane jest ich sporadycznym stykaniem się ze sobą. W przypadku gdy takie włókna stykają się ze sobą w wielu miejscach mogą znacznie poprawić przewodność tworząc pasma przewodnictwa.

Komentarz: Nie. One tylko trochę poprawiają tłumienie drgań przez kompozyt, jeśli same dobrze tłumią te drgania.

(d) poprawiają wytrzymałość (X)

Komentarz: Tak, jest to prawdą pod warunkiem zapewnienia dobrej adhezji pomiędzy włóknami a spoiwem, mają znaczną wytrzymałość i są odpowiednio rozmieszczone w masie lepiszcza oraz nie stykają się ze sobą.

90. Co to jest nanorurka?

(a) jedna z postaci fulerenu (X)

Komentarz: Tak, jest to prawda. Fulerenami są powłokowe struktury węglowe
o budowie powłoki kulistej lub włókno-podobnej o średnicy paru nanometrów
z pustym kanałem w środku tworząc w tym przypadku nanorurki.

(b) jedna z postaci węgla tworząca długie włókna ( )

Komentarz: Nie, to są włókna węglowe wytwarzane przez odwodornienie niektórych włókien syntetycznych.

Komentarz: Nie, takie rurki nazywamy kapilarami metalowymi.

(d) cienka rurka ceramiczna ( )

Komentarz: Nie, takie rurki nazywamy kapilarami ceramicznymi.

91. Czego miarą jest szerokość pętli histerezy?

(a) sztywności ( )

Komentarz: Nie, miarą sztywności jest moduł sprężystości.

(b) tłumienia (X)

Komentarz: Tak. Szerokość pętli histerezy jest miarą pochłaniania energii zarówno mechanicznej, jak i elektrycznej. Wyraża się ją zwykle w procentach.

Komentarz: Nie, szerokość pętli histerezy nie jest związana z odpornością materiału na korozję.

(d) zmiany barwy ( )

Komentarz: Nie, nie ma korelacji pomiędzy szerokością pętli histerezy a odpor-nością materiału na zmiany barwy. Zazwyczaj zmiany barwy zachodzą w efekcie procesów starzeniowych.

92. Co to jest guma?

(a) usieciowana żywica ( )

Komentarz: Nie, taki materiał nazywa się duroplastem (tworzywem chemoutwar-dzalnym lub termoutwardzalnym).

(b) usieciowany kauczuk (X)

Komentarz: Tak. Usieciowanie kauczuku uzyskuje się podczas wulkanizacji, w efekcie którego sąsiednie łańcuchy polimeru zostają powiązane ze sobą wytrzymałymi mostkami chemicznymi. Guma w przeciwieństwie do kauczuku jest materiałem zdolnym do odwracalnych znacznych odkształceń sprężystych prawie bez odkształceń plastycznych.

Komentarz: Nie, niektóre składniki mieszanki gumowej podczas jej wytwarzania mogą, ulec stopieniu, ale wiele z nich nie topi się w temperaturze przetwórstwa, np. sadza, tlenek cynku. Stopienie składników nie jest warunkiem koniecznym wytwo-rzenia gumy.

(d) rodzaj laminatu ( )

Komentarz: Nie, guma nie jest produktem warstwowym, a taki musi być laminat. Może jednak wchodzić w skład laminatów.

93. Dlaczego drewno ulega paczeniu?

(a) dlatego, że pochłania wilgoć ( )

Komentarz: Nie, to tylko przyczyna pośrednia, ponieważ wilgotność, jeśli jest stabilna, nie powoduje zmian kształtu przestrzennego (paczenia się) wyrobów drewnianych.

(b) dlatego, że długość i grubość wiązek włókien lub
cewek zwykle jest zróżnicowana (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, ponieważ przy zmianie wilgotności występujące różnice długości poszczególnych warstw drewna powodują zróżnicowaną rozszerzalność lub kurczliwość poszczególnych jego stref, co zmienia kształt przestrzenny wyrobów drewnianych. Dlatego na wiosnę i na jesień drzwi i okna wykonane z litego (nie klejonego z warstw) drewna ulegają paczeniu się, a zimą
w temperaturach ujemnych, gdy wilgotność powietrza jest stała tego zjawiska nie obserwuje się.

Komentarz: Nie, gdyż rozszerzalność cieplna poszczególnych warstw drewna jest, co prawda różna, ale tak mała, że nie wpływa to istotnie na zmiany kształtu i wy-miarów wyrobów drewnianych pod wpływem zmian temperatury.

(d) dlatego, że poszczególne warstwy drewna różnie
przewodzą prąd elektryczny ( )

Komentarz: Nie, ponieważ przewodność elektryczna (zależna od wilgotności) nie jest przyczyną zmian długości słojów drewna.

94. Co to jest układ żelazo-węgiel?

(a) struktura stali ( )

Komentarz: Nie. Struktura metali oceniana jest zwykle na podstawie zdjęć mikro-skopowych. Możliwa do uzyskania struktura stali o określonym składzie i po obróbce cieplnej może być przewidziana na podstawie wykresu układu żelazo-węgiel jako pole między odpowiednimi krzywymi.

(b) wykres pokazujący zależność struktury stali od jej temperatury
i ilości węgla (X)

Komentarz: Tak. Jest to dwuskładnikowy układ równowagowy krzepnącego żelaza i węgla. Graficznie przedstawiony jest w postaci wykresu jako żelazo - cementyt (węglik żelaza Fe₃C).

Komentarz: Nie, to nie jest prawda. Na wykresie układu żelazo-węgiel nie ma współrzędnej czasu.

(d) wykres pokazujący zależność twardości próbki od czasu
odpuszczania ( )

Komentarz: Nie, to nie jest prawda. Na wykresie układu żelazo-węgiel nie ma współrzędnej czasu.

95. Co to jest półprzewodnik?

(a) materiał o małej przewodności elektrycznej (dużej rezystywności) ( )

Komentarz: Nie, taki materiał nazywa się dielektrykiem (izolatorem elektrycznym).

(b) materiał o dużej przewodności elektrycznej (małej rezystywności) ( )

Komentarz: Nie, taki materiał nazywa się przewodnikiem elektryczności.

(c) materiał o średniej przewodności elektrycznej ( )

Komentarz: Nie, taki materiał nazywa się słabym przewodnikiem.

(d) materiał będący w pewnych warunkach przewodnikiem,
a w innych dielektrykiem (X)

Komentarz: Tak, jest to odpowiedź prawidłowa. Są półprzewodniki zwane termisto-rami lub rezystorami, których przewodność zależy od temperatury i innych czynników zewnętrznych lub tworzące złącza charakteryzujące się tym, że ich przewodność zależy od kierunku przepływu prądu. Typowymi półprzewodnikami są krzem, german, arsenek i antymonek galu.

96. Co to jest porcelit?

(a) spiek gliny i piasku kwarcowego (X)

Komentarz: Tak, jest to odpowiedź prawidłowa. Porcelit zawiera do 50% gliny (iłów), do 25% piasku kwarcowego, do 30% skaleni i do 5% węglanu wapniowego lub dolomitu. Powstaje w efekcie wypalania w temperaturze około 1300^oC. Jest to materiał nieporowaty, nieprzepuszczalny dla cieczy i gazów, źle przewodzi elektry-czność. Ma właściwości pośrednie między porcelaną a fajansem. Stosuje się go do wyrobu naczyń stołowych, sprzętu sanitarnego i laboratoryjnego oraz izolatorów do mocowania przewodów elektrycznych.

(b) spiek tlenku sodu (sody - Na₂O) i piasku kwarcowego (SiO₂) ( )

Komentarz: Nie, jest to szkło.

(c) spiek gliny, łupków niskotopliwych i piasku kwarcowego ( )

Komentarz: Nie, jest to ceramika budowlana typu cegły.

(d) węgliki spiekane wolframu i metalicznego kobaltu ( )

Komentarz: Nie, są to bardzo twarde materiały, stosowane m.in. na płytki skrawające, które mocuje się mechanicznie lub przylutowuje się do noży tokarskich, wierteł i frezów do obróbki metali, betonu i kamienia. Zawierają one także węgliki tytanu i tantalu.

97. Co to jest klinkier?

(a) spiek glin (X)

Komentarz: Tak. Klinkier jest spiekiem glin wapienno-żelazistych, wapienno-magnezjowych lub żelazistych wypalanych w temperaturze około 1300^oC. W zależ-ności od składu ma zabarwienie szarostalowe, wiśniowe lub brązowe. Jest to materiał nieporowaty, nieprzepuszczalny dla cieczy i gazów, jest odporny na agresywne działanie chemikaliów. Ma właściwości zbliżone do kamionki. Stosuje się go do wyrobu cegieł i płytek do licowania ścian budynków, do budowy urządzeń hydrotechnicznych, posadzek fabrycznych narażonych na działanie chemikaliów, nawierzchni chodników i dróg kołowych.

(b) spiek tlenku ołowiu i piasku kwarcowego ( )

Komentarz: Nie, jest to szkło kryształowe.

(c) produkt otrzymywany w wyniku spilśnienia cienkich włókien ( )

Komentarz: Nie, jest to papier. Jest on otrzymywany w wyniku spilśnienia i dalszej obróbki rozdrobnionych i zawieszonych w wodzie włókien, głównie pochodzenia roślinnego z ewentualnym dodatkiem wybielaczy, substancji klejących, barwników oraz innych modyfikatorów.

(d) spiek węglików wolframu ( )

Komentarz: Nie, jest to bardzo twardy materiał, stosowany m.in. na płytki skrawające, które mocuje się mechanicznie lub przylutowuje się do noży tokarskich, wierteł i frezów do obróbki metali, betonu i kamienia.

98. Który z wymienionych izolatorów ciepła jest najskuteczniejszy?

(a) wełna mineralna ( )

Komentarz: Nie, ponieważ bazalt, z którego są wykonane włókna tej wełny przewodzi ciepło, a efekt izolacyjny uzyskuje się głównie dzięki powietrzu znaj-dującemu się pomiędzy włóknami. Dlatego przewodność cieplna (odwrotność izolacyjności) wełny mineralnej zależy istotnie od jej stopnia sprasowania i zawilgo-cenia.

(b) próżnia (X)

Komentarz: Tak. Próżnia jest najskuteczniejszym izolatorem cieplnym. Dlatego termosy (także te do przechowywania skroplonych gazów) zbudowane są z dwóch naczyń (metalowych, szklanych czy też z tworzyw sztucznych zależnie od rozmiarów i przeznaczenia termosu) oddzielonych od siebie przestrzenią zawierającą gaz pod bardzo małym ciśnieniem, prawie próżnią.

Komentarz: Nie, ponieważ polistyren, z którego wykonane są ścianki komórek styropianu nieznacznie przewodzi ciepło, to efekt izolacyjny uzyskuje się głównie dzięki powietrzu zawartemu w jego zamkniętych komórkach. W ten materiał prawie nie wnika woda. Dlatego dobre właściwości izolacyjne styropianu prawie nie zależą od tego czy styka się on z wilgocią czy też nie.

(d) drewno ( )

Komentarz: Nie, gdyż celuloza stanowiąca podstawowy składnik drewna ma umiarkowane właściwości izolacyjne. Pomiędzy i wewnątrz włókien drewna są przestrzenie wypełnione powietrzem. To powietrze nadaje drewnu dobre właści-wości izolacyjne. Dlatego mokre drewno, w którym część porów wypełniona jest wodą, ma znacznie gorsze właściwości izolacyjne niż suche drewno.

99. Czy można spowodować, aby płytka aluminium pływała w wodzie?

(a) nie, ponieważ aluminium ma gęstość powyżej 1g/cm³ ( )

Komentarz: Nieprawda. Metale, w tym i aluminium, jeśli są w postaci jednorodnego bloku lub płytki mają gęstość znacznie powyżej 1g/cm³, co powoduje, że toną one
w wodzie mającej gęstość 1g/cm³.Efektywna gęstość metalu zależy jednak od jego porowatości oraz w niewielkim stopniu od zwilżalności powierzchni badanej próbki. Dlatego podwyższając porowatość można obniżyć efektywną gęstość wyrobu, czasem nawet poniżej 1 g/cm³.

(b) tak, jeśli jest pokryta powłoką zwiększającą napięcie
powierzchniowe ( )

Komentarz: Jest to nieprawda. Taka powłoka spowoduje nieznaczne zwiększenie wyporności próbki, gdyż na jej powierzchni stykającej się z wodą będzie zaadsorbowane powietrze, co zwiększa efektywną objętość próbki. Nie jest to jednak na tyle duże zwiększenie tej objętości, aby efektywna gęstość obniżyła się do poziomu poniżej 1g/cm³.

Komentarz: Tak. Jeśli spowodujemy powstanie porów, najkorzystniej o rozmiarach liczonych w nanometrach i mikrometrach, to przy danych rozmiarach próbki jej masa zależy od objętości tych porów. Zwiększenie porowatości można spowodować przez rozpuszczenie gazów obojętnych (tj. nie wchodzących w reakcje chemiczne) w stopionym metalu oraz późniejsze jego odpowiednio wolne ochłodzenie poniżej temperatury zestalenia tak, aby gazy wydzieliły się, ale pory nie były nadmiernie duże, co obniża wytrzymałość. W ten sposób można otrzymać metale o efektywnej gęstości nawet 0,08-0,50g/cm³zwane gazarami.

(d) tak, jeśli spowodujemy zmianę chropowatości jej powierzchni ( )

Komentarz: Jest to nieprawda. Chropowatość powierzchni powoduje, że na niej będzie zaadsorbowane powietrze, co zwiększa efektywną objętość próbki zanu-rzonej w wodzie. Nie jest to jednak na tyle duże zwiększenie objętości, aby efektywna gęstość obniżyła się do poziomu poniżej 1g/cm³.

100. Co to jest piana syntaktyczna?

(a) materiał wytworzony przez syntezę polimeru
i potem jego spienienie ( )

Komentarz: Nie, to będzie spieniony polimer, który można nazwać pianą syntetyczną, ale nie syntaktyczną.

(b) trzyfazowa piana (X)

Komentarz: Tak, zawiera ona metalowe spoiwo (matrycę), puste w środku mikrosfery (zwykle ceramiczne lub nieorganiczne, np. pyły dymnicowe) i gaz zawarty w tych sferach. Pozwala ona wytworzyć nowe metalowe materiały kompozytowe o gęstości 1,5 - 1,6 g/cm³oraz module sprężystości 30-40 GPa.

Komentarz: Nie, to pomyłka.

(d) materiał zawierający polimer o budowie syndiotaktycznej ( )

Komentarz: Nie, to pomyłka. Piana syntaktyczna nie ma w swym składzie polimerów.

CZĘŚĆ II

Wieloaspektowe analizowanie problemów materiałoznawstwa

(Uwaga: Kilka odpowiedzi może być prawidłowych)

101. Czy substancje małocząsteczkowe mogą występować w stanie skupienia:

(a) gazowym (X)

Komentarz: Tak, substancje małocząsteczkowe po osiągnięciu pewnej charakte-rystycznej dla każdej z nich temperatury mogą występować w stanie gazowym, jeśli ta temperatura nie jest wyższa od temperatury ich rozkładu termicznego.

(b) ciekłym (X)

Komentarz: Tak, substancje małocząsteczkowe po osiągnięciu pewnej charakte-rystycznej dla każdej z nich temperatury mogą występować w stanie ciekłym.

Komentarz: Tak, substancje małocząsteczkowe poniżej pewnej charakterystycznej dla każdej z nich temperatury występują w stanie stałym.

(d) gumopodobnym ( )

Komentarz: Nie, tylko polimery i to nie wszystkie mogą występować w stanie gumopodobnym, zwanym też wysokoelastycznym.

102. Czy materiały polimerowe (substancje wielkocząsteczkowe) mogą występo-wać w stanie skupienia:

(a) gazowym ( )

Komentarz: Nie, z powodu dużego ciężaru cząsteczkowego polimery nie mogą przejść w stan gazowy. Podczas ich podgrzewania po przekroczeniu pewnej temperatury, zwanej temperaturą destrukcji, ulegną one rozpadowi na produkty
o małym ciężarze cząsteczkowym, w tym także produkty gazowe. Ochłodzenie nie spowoduje ponownego ich połączenia się w materiał o budowie takiej, jaka była przed podgrzewaniem.

(b) ciekłym (X)

Komentarz: Tak. Polimery liniowe po podgrzaniu topią się, przechodząc w stan ciekły. Jednakże zakres temperatur pomiędzy stanem stałym a ciekłym może być mały i wtedy trudno te materiały przetwarzać. Takie zjawisko występuje, np.
w kevlarze. Polimery usieciowane z powodu występowania w nich wiązań poprzecznych nie mogą występować w stanie ciekłym. Podgrzanie powyżej tempe-ratury destrukcji spowoduje ich rozpad na produkty o mniejszym ciężarze cząstecz-kowym, w tym gazowe i ciekłe, ale ochłodzenie nie spowoduje połączenia się ich ponownie w materiał o budowie takiej, jaka była przed degradacją.

Komentarz: Tak, wszystkie polimery poniżej charakterystycznej dla każdego z nich temperatury (zwanej temperaturą zeszklenia) występują w stanie stałym.

(d) gumopodobnym(X)

Komentarz: Tak, polimery w zakresie temperatur charakterystycznym dla każdego z nich występują w stanie gumopodobnym (wysokoelastycznym). Jednakże szerokość tego zakresu temperatur może być czasami bardzo mała i wtedy trudno ten stan zaobserwować.

103. Czy podczas obciążania materiałów konstrukcyjnych zawsze występuje składowa odkształcenia:

(a) sprężysta (X)

Komentarz: Tak, spowodowana jest ona zmianą odległości międzyatomowych pod wpływem sił zewnętrznych przykładanych do materiału.

(b) wysokoelastyczna ( )

Komentarz: Nie, występuje ona tylko w pewnym zakresie temperatur w materiałach o budowie łańcuchowej lub usieciowanych chemicznie (polimery), lub fizycznie (polimery, siarka). Wtedy zmiana kątów między wiązaniami walencyjnymi jest przyczyną dużego i odwracalnego odkształcenia materiału.

Komentarz: Tak, ale mechanizm jej występowania zależy od budowy materiału.
W małocząsteczkowych materiałach krystalicznych i semikrystalicznych odkształcenie plastyczne powstaje dzięki przesunięciu względem siebie atomów wewnątrz ziaren. W materiałach polimerowych (tj. wielkocząsteczkowych) ta składowa odkształcenia powstaje w efekcie przesunięcia sąsiednich segmentów makrocząsteczek. Aby uzyskać stabilność wymiarową wyrobów i konstrukcji należy zminimalizować ich odkształcenie plastyczne w temperaturach eksploatacji.

104. Czy krzywa rozciągania próbki ma odcinki, które mówią o:

(a) sztywności (X)

Komentarz: Tak, bowiem miarą sztywności materiału jest tangens kąta nachylenia prostoliniowego odcinka (lub siecznej) krzywej wydłużenia próbki w funkcji naprężenia podczas rozciągania, który nazywa się modułem sprężystości.

(b) początku odkształcenia plastycznego (X)

Komentarz: Tak jest w przypadku, gdy na wykresie widać górną i dolną granicę plastyczności, co można obserwować dla stali niskowęglowych, a nie można, gdy występuje umowna granica plastyczności, która jest punktem na krzywej rozciąga-nia, w którym następuje odchylenie jej przebiegu rzeczywistego od prostoliniowego.

Komentarz: Nie, o tym mówi punkt odpowiadający maksimum na krzywej rozciągania.

(d) samowzmocnieniu materiału (X)

Komentarz: Tak, jeśli przy pierwszym rozciąganiu próbka nie została doprowadzona do zerwania, to w przypadku niektórych materiałów podczas ich powtórnego obciążenia obserwuje się zwiększenie sztywności. Ten fakt związany jest z samo-wzmocnieniem materiału.

105. Dlaczego występuje różnica pomiędzy wytrzymałością statyczną a dyna-miczną?

(a) dlatego, że szybkie przyłożenie obciążenia uniemożliwia
zajście wielu procesów relaksacyjnych (X)

Komentarz: Tak, dotyczy to szczególnie materiałów kompozytowych.

(b) dlatego, że szybkie przyłożenie obciążenia uniemożliwia
wyprostowanie się próbki ( )

Komentarz: Nie, ponieważ próbka do badań powinna być prosta.

(c) dlatego, że szybkie przyłożenie obciążenia uniemożliwia wyślizgnięcie się próbki z uchwytów maszyny wytrzymałościowej ( )

Komentarz: Nie, ponieważ próbka podczas badań nie powinna wysuwać się z uchwytów.

(d) dlatego, że szybkie przyłożenie obciążenia uniemożliwia
rekrystalizację ( )

Komentarz: Nie, ponieważ podczas badań standardowych rekrystalizacja nie powinna zauważalnie wpływać na wyniki pomiarów.

106. Co to jest zmęczenie materiałów?

(a) proces trwałego obniżenia właściwości wytrzymałościowych w efekcie działania naprężeń mechanicznych (X)

Komentarz: Tak, zmęczenie materiału jest zjawiskiem polegającym na obniżeniu się jego wytrzymałości pod wpływem długotrwałych obciążeń okresowo zmiennych, pomimo że obciążenia te nie przekraczają granicy plastyczności. Zmęczenie materiału jest spowodowane kumulowaniem defektów strukturalnych w efekcie wielokrotnego przykładania obciążeń mechanicznych. Granicą zmęczenia, zwaną również wytrzymałością zmęczeniową trwałą lub nieograniczoną, jest największa wartość naprężenia zmiennego, która przy nieograniczonej liczbie cykli tego obciążenia nie powoduje pęknięcia próbki.

(b) proces trwałego obniżenia właściwości wytrzymałościowych
w efekcie działania reakcji chemicznych ( )

Komentarz: Nie, taki proces nazywa się korozją.

Komentarz: Nie, w przypadku polimerów proces zmiany barwy zachodzi w efekcie działania światła i/lub innych czynników chemicznie agresywnych. Wyjątkiem jest powstawanie mikropęknięć zwanych krejzami, wywołujące zabielenie badanego materiału. W przypadku ceramiki i metali naprężenia nie prowadzą do zmiany barwy, ale czynniki powodujące zachodzenie reakcji chemicznych mogą wpływać zmianę barwy.

(d) proces zmiany barwy i przeźroczystości zaraz po przyłożeniu
znacznego obciążenia ( )

Komentarz: Nie, taki proces obserwowany jest w polimerach krystalicznych i jest spowodowany powstaniem drobnych pęknięć (zwanych krejzami), które potem będą zwiększały swe rozmiary i po przekroczeniu rozmiaru krytycznego mogą być przyczyną zniszczenia wyrobu.

107. Czym spowodowane jest ścieranie materiałów?

(a) wielokrotnym przykładaniem do materiału zarówno sił stycznych,
jak i normalnych (prostopadłych do stycznych - dociskających do podłoża) (X)

Komentarz: Tak, jest to odpowiedź prawidłowa.

(b) wielokrotnym przykładaniem do materiału tylko sił stycznych ( )

Komentarz: Nie, ponieważ wtedy materiał będzie ślizgał się bez zauważalnego ścierania.

Komentarz: Nie, w tych warunkach nie występuje ścieranie, lecz ugniatanie mikronierównościami powodującymi zmęczenie warstwy powierzchniowej.

(d) jednokrotnym przyłożeniem do materiału sił stycznych (powodujących przesunięcie) i normalnych (dociskających do podłoża) (X)

Komentarz: Tak, to też może spowodować zauważalne ścieranie, zwłaszcza, jeśli siły te mają duże wartości. Przykładem może być zablokowanie koła samochodu podczas jazdy po suchej i szorstkiej nawierzchni, kiedy na paru metrach drogi można zetrzeć gumę bieżnika aż do osnowy opony.

108. Co to jest emulsja?

(a) ciecz zawierająca krople drugiej cieczy o wymiarach mikrometrów (X)

Komentarz: Tak, taka ciecz w przypadku braku wzajemnej ich rozpuszczalności
i zdyspergowaniu na poziomie mikrometrów nazywa się emulsją.

(b) ciecz będąca stabilną mieszaniną bardzo drobnych kropelek
(na poziomie poniżej mikrometrów) dwóch lub więcej cieczy ( )

Komentarz: Nie, taką ciecz nazywa się roztworem, jeśli rozmiary kropelek fazy rozproszonej wynoszą poniżej mikrometrów. Bardzo trudno ją wytworzyć bez wzajemnej rozpuszczalności składników.

Komentarz: Nie, taką ciecz nazywa się pastą.

(d) ciecz zawierająca niespęcznione w niej cząstki ciała stałego ( )

Komentarz: Nie, jest to definicja zawiesiny.

109. Czy te produkty są emulsjami?

(a) mleko (X)

Komentarz: Tak, jest to emulsja tłuszczu z białkiem w wodzie.

(b) lakier ( )

Komentarz: Nie, jest to roztwór kompozycji polimerowej zawierającej w swym składzie barwnik.

Komentarz: Tak, jest to emulsja zawierająca bardzo małą ilość wody, którą zanieczyszczono paliwo podczas skraplania w rafinerii ciekłych węglowodorów będących produktami przerobu ropy naftowej. Dlatego zimą czasami następuje zatkanie lodem przewodów paliwowych samochodu.

(d) farba ścienna (X)

Komentarz: Tak, obecnie prawie wszystkie farby do malowania ścian są emulsjami, gdzie rozcieńczalnikiem jest woda, a drugą fazą ciekłą jest roztwór kompozycji polimerowej, w której rozproszony jest barwnik.

110. Co to jest zawiesina?

(a) ciecz zawierająca krople niemieszalnej z nią drugiej cieczy ( )

Komentarz: Nie, taką ciecz nazywa się emulsją.

(b) ciecz będąca mieszaniną bardzo drobnych kropelek
dwóch lub więcej cieczy ( )

Komentarz: Nie, taką ciecz nazywa się roztworem, jeśli rozmiary kropelek fazy rozproszonej wynoszą nie więcej niż parę mikrometrów.

Komentarz: Nie, taką gęstą ciecz nazywa się pastą.

(d) ciecz zawierająca niespęcznione w niej cząstki ciała stałego (X)

Komentarz: Tak, jest to definicja zawiesiny.

111. Czy te produkty są zawiesinami?

(a) farba klejowa (X)

Komentarz: Tak. Farba klejowa jest zawiesiną pigmentu i kredy w wodzie. Aby te ciała stałe zbyt szybko nie opadły na dno naczynia z farbą, dodaje się do niej kleju, który pokrywając ich powierzchnię spowalnia opadanie (zwane sedymentacją) na dno naczynia podczas przechowywania.

(b) lakier ( )

Komentarz: Nie, lakier jest roztworem kompozycji polimerowej, która to kompozycja zawiera w swym składzie także pigment.

Komentarz: Tak, w stanie ciekłym jest to zawiesina piasku i cementu w wodzie. Ten cement chemicznie reaguje z piaskiem i wodą, co po przereagowaniu daje ciało stałe.

(d) cegła ( )

Komentarz: Nie, jest to spiek piasku kwarcowego i gliny.

112. Dlaczego wytrzymałość materiałów w podwyższonej temperaturze jest niższa niż w pokojowej?

(a) dlatego, że ciepło doprowadzone do materiału w efekcie podgrzania obniża energię oddziaływań międzycząsteczkowych w materiale (X)

Komentarz: Tak. Z punktu widzenia fizyki jest to główna przyczyna obniżenia wytrzymałości zaraz po podgrzaniu materiału.

(b) dlatego, że ciepło przyspiesza korozję ( )

Komentarz: Nie, ponieważ wszystkie reakcje chemiczne zachodzą w czasie. Dlatego materiały nie korodują momentalnie. Z tego powodu negatywne efekty korozji można zaobserwować dopiero po pewnym czasie, a nie natychmiast po podgrzaniu materiału.

Komentarz: Nie jest to odpowiedź prawidłowa. Fakt, że ciepło ułatwia plastyczne odkształcenie materiału nie musi powodować obniżenia naprężenia zrywającego. Może być na odwrót, jeśli podczas odkształcania próbki występujące w niej lokalne odkształcenia obniżą koncentrację naprężeń w miejscach defektów lub granic faz o różnych modułach sprężystości - wtedy wytrzymałość może trochę wzrosnąć.

(d) dlatego, że ciepło ułatwia rekrystalizację materiału ( )

Komentarz: Nie, bo po pierwsze, zauważalna rekrystalizacja następuje w tempe-raturach zwykle znacznie wyższych niż temperatury eksploatacji wyrobów, a proces ten zachodzi w czasie zwykle dłuższym niż rozciąganie próbki; a po drugie, wcale nie jest pewne czy nowa struktura uzyskana po rekrystalizacji będzie mniej wytrzymała.

113. Co to jest korozja?

(a) proces chemiczny lub elektrochemiczny powodujący powstawanie produktów o niskiej wytrzymałości (X)

Komentarz: Tak, dlatego skutkiem korozji zawsze jest obniżenie wytrzymałości materiałów wywołane zarówno wżerami na powierzchni, które są karbami gdzie koncentrują się naprężenia, jak i zmniejszenie się często powierzchni przekroju zdolnego przenosić obciążenie.

(b) proces chemiczny powodujący zmianę barwy wyrobu (X)

Komentarz: Tak, produkty korozji zazwyczaj mają inną barwę niż korodowany materiał.

Komentarz: Tak, w wielu przypadkach produkty korozji nie są zbyt spójne i są mniej wytrzymałe, np. rdza na stopach żelaza, co powoduje powstanie nierówności na powierzchni wyrobu, a po długotrwałym działaniu czynnika agresywnego nawet powstanie głębokich wżerów. Często też produkty korozji nie izolują materiału od dalszego działania czynnika agresywnego.

(d) proces chemiczny powodujący zmianę przewodności
elektrycznej materiału (X)

Komentarz: Tak, przewodność powierzchniowa metali ulega znacznemu obniżeniu, ponieważ tlenki oraz siarczki (częste produkty korozji) mają właściwości pół-przewodzące lub izolacyjne.

114. Czy te czynniki powodują korozję?

(a) tlen (X)

Komentarz: Tak, tlen szczególnie w podwyższonych temperaturach i/lub w obecności światła wchodzi w reakcje chemiczne z większością materiałów, dając produkty
o innych właściwościach niż wyjściowy materiał.

(b) kwasy (X)

Komentarz: Tak, szczególnie intensywnie działające w podwyższonych tempe-raturach i/lub w obecności światła wchodzą w reakcje chemiczne z większością materiałów, dając produkty o innych właściwościach niż wejściowy materiał.

Komentarz: Nie, woda o pH=7 (pozbawiona jonów w wymiennikach jonowych lub przez wielokrotną destylację) nie powoduje korozji, ale niektóre tlenki (np. siarki
i azotu) po rozpuszczeniu w wodzie dają odczyn kwaśny oraz sole znajdujące się m.in. w wodzie morskiej (np. NaCl), których reszty kwasowe wchodzą w reakcje chemiczne z wieloma materiałami powodując ich korozję.

(d) naprężenie mechaniczne (X)

Komentarz: Samo naprężenie bezpośrednio nie powoduje korozji, ale obniża energię aktywacji różnorodnych reakcji chemicznych. Dlatego przyspiesza korozję spowo-dowaną działaniem kwasów i tlenu, które są obecne praktycznie biorąc wszędzie.

115. Czy istotą procesu wulkanizacji gumy jest:

(a) degradacja łańcuchów kauczuku ( )

Komentarz: Nie, podczas długotrwałego wygrzewania mieszanki gumowej w formie wulkanizacyjnej zachodzi także degradacja polimeru, ale recepturę i warunki wulkanizacji dobiera się tak, aby proces degradacji łańcuchów był pomijalnie mały z punktu widzenia zmian właściwości użytkowych gumy.

(b) sieciowanie kauczuku (X)

Komentarz: Tak, sieciowanie kauczuku powoduje, że plastyczna mieszanka gumowa (kompozycja na bazie kauczuku) przetworzona jest w elastyczną gumę, której właściwości mało zmieniają się podczas długotrwałej eksploatacji wykonanych
z niej wyrobów.

Komentarz: Nie jest to właściwa odpowiedź. Podczas wulkanizacji wyrób jest formowany, ale to nie jest najważniejszy skutek tego procesu. Koniecznie musi wtedy zajść zmiana struktury powodująca, że plastyczna mieszanka gumowa przekształcona zostaje w elastyczną gumę. Aby to zaszło mieszanka gumowa musi być wygrzewana w określonej temperaturze i przez określony czas. Warunki wulkanizacji zależą od składu mieszanki gumowej.

(d) nadanie wyrobowi gumowemu właściwości użytecznych
podczas jego eksploatacji (X)

Komentarz: Tak, wulkanizacja powoduje, że plastyczna mieszanka gumowa (kompozycja na bazie kauczuku) przetworzona zostaje w elastyczną gumę, której właściwości wytrzymałościowe i sprężyste mało zmieniają się podczas długotrwałej eksploatacji wykonanych z niej wyrobów. Nadanie kształtu zachodzi równocześnie z procesem sieciowania pod wpływem jednoczesnego działania w formie ciśnienia i temperatury.

116. Czy istotą procesu starzenia polimerów jest?

(a) degradacja łańcuchów (X)

Komentarz: Tak, podczas długotrwałego działania ciepła, światła lub radiacji (typowych czynników powodujących starzenie) zachodzą wielorakie procesy chemiczne i fizyczne, wywołujące zmiany struktury materiału polimerowego, z których najważniejszym jest skracanie łańcuchów, czego objawem może być np. mięknięcie powierzchni wyrobów.

(b) sieciowanie łańcuchów (X)

Komentarz: Tak, to też jest prawda, ponieważ podczas starzenia zachodzi także sieciowanie polimeru, czego objawem jest sztywnienie powierzchni oraz zwiększenie kruchości wyrobów.

Komentarz: Nie, proces migracji niektórych składników na powierzchnię wyrobów (zwany wykwitaniem) może mieć miejsce podczas długotrwałego składowania lub użytkowania wyrobów z polimerów. Nie jest to jednak związane z ich starzeniem tylko z faktem, że w kompozycji przekroczono stężenie roztworu nasyconego niektórych składników, co z powodu znacznej lepkości polimerów powoduje wolne przemieszczanie się dyfuzyjne składników będących w nadmiarze.

(d) pękanie powierzchni wyrobów ( )

Komentarz: Nie, to jest skutek, a nie przyczyna starzenia.

117. Czy do stopów żelaza należy:

(a) duraluminium ( )

Komentarz: Nie, duraluminium jest wieloskładnikowym stopem aluminium, miedzi, manganu i krzemu.

(b) stal (X)

Komentarz: Tak, stężenie węgla w tym stopie wynosi do 2,0%.

Komentarz: Tak, stężenie węgla w tym stopie wynosi od 2,0 do 3,8%.

(d) mosiądz ( )

Komentarz: Nie, jest to stop miedzi i cynku.

118. Do czego służy układ żelazo-węgiel?

(a) do dobrania warunków hartowania stali (X)

Komentarz: Tak, to prawda, gdyż układ żelazo-węgiel umożliwia przewidywanie, jaką strukturę może mieć, ale nie musi stal o określonym składzie, jeśli jest ona chłodzona od określonej temperatury. Ale jest to odpowiedź niepełna. Powstająca struktura zależy bowiem istotnie także od szybkości chłodzenia.

(b) do dobrania warunków odpuszczania stali ( )

Komentarz: Nie, to wykres CTP (czas-temperatura-przemiana) umożliwia przewidy-wanie, jaką strukturę będzie miała stal o określonym składzie w zależności, od jakiej temperatury i jak szybko jest ona studzona.

Komentarz: Tak, to prawda.

(d) do określenia, jaką strukturę można będzie uzyskać
po odpuszczaniu stali (X)

Komentarz: Tak, to prawda.

119. Jakie znasz sposoby zmiany właściwości stali?

(a) odpuszczanie (X)

Komentarz: Tak, proces odpuszczania polegający na nagrzewaniu do temperatury 180-650^oC zależnej od właściwości, które chcemy uzyskać i wolnym chłodzeniu zahartowanych przedmiotów stalowych powoduje usunięcie naprężeń hartowniczych, zwiększenie plastyczności i obniżenie wytrzymałości stali przy zachowaniu dosta-tecznej udarności.

(b) nawęglanie (X)

Komentarz: Tak, nawęglanie polega na nagrzaniu do 850-950^oC i długotrwałym przebywaniu niskowęglowych stali (≤ 0,2%C) w środowisku węgla lub jego związków w celu dyfuzyjnego nasycenia powierzchni wyrobów stalowych węglem. Potem musi nastąpić hartowanie w warunkach umożliwiających uzyskanie struktury martenzytycznej lub bainitycznej, które powoduje obniżenie plastyczności stali, zwiększenie wytrzymałości jej warstwy wierzchniej przy zachowaniu bardziej miękkiego rdzenia oraz wzrost twardości powierzchniowej.

Komentarz: Tak, hartowanie polega na nagrzaniu stali powyżej temperatury prze-miany austenitycznej i ochłodzeniu, co powoduje obniżenie jej plastyczności i zwiększenie jej wytrzymałości i twardości oraz związanej z tym odporności na ścieranie. Rozróżniamy hartowanie powierzchniowe i na wskroś.

(d) obróbka plastyczna (X)

Komentarz: Tak, proces obróbki plastycznej polega na zamierzonym, często znacznym odkształceniu metali i ich stopów w temperaturze pokojowej lub pod-wyższonej. Porządkuje ona struktury krystaliczne materiału w kierunku wywołanego odkształcenia, tj. powoduje anizotropię materiału. Dlatego obniża ona plastycz-ność i zwiększa wytrzymałość w tym kierunku.

120. Jakie ma zastosowanie brąz?

(a) korpusy obrabiarek ( )

Komentarz: Nie, ponieważ brązy charakteryzują się znaczną plastycznością, powodującą odkształcalność korpusów pod działaniem długotrwałego lub znacznego obciążenia, co jest niedopuszczalne dla obrabiarek i wielu innych maszyn.

(b) rzeźby stojące na wolnym powietrzu i dzwony kościelne (X)

Komentarz: Tak, brązy łatwo można odlewać nadając wyrobom różnorodne kształty. Są one stosunkowo odporne na korozję atmosferyczną. Dlatego są stosowane na rzeźby stojące na wolnym powietrzu. Na ich powierzchni pod wpływem czynników atmosferycznych tworzy się patyna. Dzwony wykonane z odmiany brązu zwanej spiżem (stop miedzi z udziałem 11% cyny, 2-7% cynku i 2-6% ołowiu) będą ładnie dźwięczały.

Komentarz: Nie, chociaż brąz łatwo odlewa się, a wykonane z niego wyroby są odporne na korozję pod działaniem składników agresywnych zawartych w wodzie, to jego nadmierna plastyczność powoduje małą trwałość połączeń gwintowych. Dlatego do wytwarzania armatury instalacji centralnego ogrzewania lepszy jest mosiądz.

(d) panewki łożysk ślizgowych (X)

Komentarz: Tak, brązy berylowe są powszechnie stosowane na panewki, np.
w silnikach spalinowych.

121. Jakie ma zastosowanie mosiądz?

(a) rury centralnego ogrzewania ( )

Komentarz: Nie, ponieważ trudniej je giąć niż rury miedziane.

(b) dzwony małego rozmiaru (X)

Komentarz: Tak, ponieważ wyroby mosiężne mało pochłaniają drgania mechaniczne. Dlatego takie dzwony silnie dźwięczą.

Komentarz: Tak, ponieważ mosiądz łatwo odlewa się, a wykonane z niego wyroby są odporne na korozję pod działaniem składników agresywnych zawartych w wodzie.

(d) łożyska ślizgowe ( )

Komentarz: Nie, gdyż mniejszy współczynnik tarcia o stal mają brązy.

122. Czy to są skuteczne sposoby zabezpieczenia stali przed korozją:

(a) lakierowanie (X)

Komentarz: Tak, ponieważ lakierowanie ogranicza dostęp czynników agresywnych do powierzchni stali.

(b) cynkowanie (X)

Komentarz: Tak, gdyż cynkowanie ogranicza dostęp czynników agresywnych do powierzchni stali, a powstające w efekcie działania tych czynników sole cynku dobrze trzymają się powierzchni stali tworząc szczelną powłokę. Ogranicza to dalszą penetrację czynników agresywnych do stali.

Komentarz: Tak. Chrom jest bardzo odporny na korozję. Dlatego chromowanie dające szczelną powłokę na wyrobach stalowych ogranicza dostęp czynników agresywnych do ich powierzchni, co zwiększa odporność korozyjną wyrobów.

(d) ochrona elektrochemiczna (X)

Komentarz: Tak. Powszechnie stosuje się czynną ochronę katodową stali przed korozją, np. w instalacjach rurowych. Niekiedy stosuje się też ochronę anodową.

123. Co trzeba zrobić, aby gęstą jak pasta akrylową farbą emulsyjną móc malować ściany?

(a) rozcieńczyć wodą ( )

Komentarz: Nie, bowiem rozcieńczona farba będzie spływała po ścianie i będzie słabo kryła poprzednie kolory.

(b) nic nie robić (X)

Komentarz: Tak, bo podczas malowania w efekcie zjawiska tiksotropii farba emulsyjna obniża znacznie swą lepkość, co umożliwia malowanie nią ścian bez specjalnego wysiłku pomimo znacznej początkowej lepkości. Podczas malowania na ścianie nie tworzą się zacieki a farba dobrze kryje poprzednie kolory.

Komentarz: Nie, bo skutki będą negatywne. Obniży to lepkość farby, co może powodować zacieki podczas malowania i jednocześnie stworzy zagrożenie pożarowe podczas parowania tego rozcieńczalnika w zamkniętym i nie zawsze dobrze wentylowanym pomieszczeniu. Jednocześnie obniży się zdolność farby do krycia poprzednich kolorów.

(d) silnie rozbełtać mieszadłem elektrycznym ( )

Komentarz: Nie, bowiem obniży to lepkość tylko w chwili mieszania (efekt tiksotropii), ale po zaprzestania tego mieszania lepkość natychmiast wzrośnie.

124. Dlaczego na oblodzonej drodze szczególnie ślisko jest w temperaturze około 0^oC?

(a) bo na lodzie w temperaturze powyżej 0^oC jest cienka
warstwa wody (X)

Komentarz: Tak, bo cieplejsze od lodu powietrze roztapia powierzchniową jego warstwę, a ta warstewka wody obniży znacznie współczynnik tarcia.

(b) bo na lodzie w temperaturze trochę poniżej 0^oC łatwo powstaje
cienka warstwa wody (X)

Komentarz: Tak, bo tarcie pomiędzy oponą poruszającego się samochodu lub podeszwami butów a oblodzoną drogą w temperaturach powietrza pomiędzy -3
a 0^oC generuje tyle ciepła, że wystarczy go do nadtopienia lodu. Powstająca wtedy woda obniży istotnie współczynnik tarcia. Dlatego wiele samochodów wyposaża się w termometry sygnalizujące takie zagrożenie.

Komentarz: Nie, to nieprawda. W niskich temperaturach współczynnik tarcia o lód jest znacznie wyższy niż w pobliżu 0^oC. Zawsze jest on jednak niższy niż na suchych nawierzchniach dróg.

(d) bo wtedy lód ma gładką powierzchnię ( )

Komentarz: Nie, bo gładkość lodu zależy od warunków zamarzania wody oraz czasu i warunków termicznych w okresie od jego powstania. W niskich temperaturach szorstkość lodu trochę wzrasta w efekcie sublimacji.

125. Czy powierzchnie kitowane można malować?

(a) jeśli do napraw ścian użyjemy kit silikonowy ( )

Komentarz: Nie, bo ma on wysokie napięcie powierzchniowe, co powoduje tworzenie się kropli cieczy na malowanej powierzchni oraz niską adhezję do niego farb i lakierów, co spowoduje spływanie farby. Ten kit nie łączy się z wilgotnym podłożem.

(b) jeśli do napraw ścian użyjemy kit akrylowy (X)

Komentarz: Tak, bo ma on niskie napięcie powierzchniowe i wysoką adhezję do niego farb i lakierów, czego skutkiem jest dobre przywieranie do niego farby. Ten kit łączy się dobrze także z wilgotnym podłożem.

Komentarz: Tak, bo ma on niskie napięcie powierzchniowe, co powoduje dobre rozpływanie się lakierów i zawiera dużo miękkich napełniaczy proszkowych (zapewniające łatwość szlifowania powierzchni szpachlowanych), które dobrze chłoną mało lepki lakier. Dlatego dobrze do niego przywiera lakier i nie spływa podczas malowania.

(d) jeśli do napraw powierzchni metalowych użyjemy kit epoksydowy (X)

Komentarz: Tak, bo ma on niskie napięcie powierzchniowe, co powoduje dobre rozpływanie się lakierów i zawiera dużo napełniaczy mineralnych, a czasem i pyłu metalowego. Dlatego dobrze do niego przywiera lakier i nie spływa on podczas malowania.

126. Wybierz materiał na łożyska toczne

(a) poliamid ( )

Komentarz: Nie, ponieważ charakteryzuje się zbyt niskim modułem sprężystości
i wytrzymałością na lokalne naciski oraz zbyt wysoką plastycznością.

(b) stal (X)

Komentarz: Tak, szczególnie nadaje się hartowana stal stopowa (zawierająca, np. chrom do 2% i pozostałych dodatków stopowych do 1%), która charakteryzuje się wysokim modułem sprężystości. Umożliwia to wykonanie z niej bardzo trwałych i dokładnych łożysk tocznych.

Komentarz: Nie, ponieważ jest on bardzo plastyczny i mało wytrzymały.

(d) tekstolit ( )

Komentarz: Nie, ponieważ tekstolit będący kompozytem z materiałów tekstylnych przesyconych żywicami termoutwardzalnymi jest za mało wytrzymały do tego zastosowania.

127. Wybierz materiał na wanny galwaniczne

(a) stal kwasoodporna ( )

Komentarz: Nie, ponieważ stal kwasoodporna (stopowa zawierająca chrom, nikiel, molibden i miedź) jest zbyt mało odporna na korozję pod wpływem stężonych kwasów, zwłaszcza w podwyższonych temperaturach. Jest ona jednak bardziej odporna na korozję niż stal nierdzewna lub konstrukcyjna.

(b) ceramika (X)

Komentarz: Tak, ceramika szkliwiona jest często stosowana do tego celu. Podczas użytkowania trzeba jednak uważać, aby nie uderzyć takiej wanny, ponieważ
z powodu kruchości ceramiki może wtedy pęknąć.

Komentarz: Tak, do tego celu są często stosowane laminaty z żywic epoksydowych wypełnionych włóknem szklanym, ponieważ charakteryzują się znaczną odpornością na korozyjne działanie kwasów oraz na uderzenia.

(d) polichlorek winylu (X)

Komentarz: Tak, twardy PCV (winidur) jest stosowany do tego celu. Podczas użytkowania trzeba jednak uważać, aby nie uderzyć takiej wanny, bo może pęknąć. Aby ten niedostatek wyeliminować, wanny z PVC obudowuje się skrzyniami stalowymi.

128. Czy barwienie poprawia właściwości użytkowe polimerów?

(a) sadzą na kolor czarny (X)

Komentarz: Tak, wprowadzenie 2-3 cz. wag. sadzy na 100 cz. wag. polimeru znacznie poprawia ich odporność na starzenie świetlne. Jest to spowodowane pochłanianiem promieniowania ultrafioletowego przez sadzę, co uniemożliwia degradację polimeru w głębszych warstwach materiału.

(b) pigmentami nieorganicznymi ( )

Komentarz: Nie. Można przyjąć, że dobrze zdyspergowane pigmenty nieorganiczne nie wpływają na właściwości użytkowe polimerów. Źle zdyspergowane zaś, które są w postaci aglomeratów lub użyte w ilości powyżej 5% mogą pogorszyć właściwości wytrzymałościowe polimerów.

Komentarz: Tak, barwniki organiczne są współmieszalne z polimerami i mają cząstki o wymiarach kilku nanometrów. Dlatego ich aglomeraty, jeśli występują,
to nie mogą istotnie pogorszyć właściwości wytrzymałościowych polimerów. Niektóre barwniki organiczne działają jako zarodki krystalizacji polimeru. Dlatego znacznie poprawiają ich właściwości wytrzymałościowe, czasami nawet o 30%.

(d) barwienie pastami woskowymi ( )

Komentarz: Nie, bo powłoka woskowa pęka podczas odkształcania polimeru
i powstają wtedy pęknięcia tej powłoki, przez które wnika tlen z powietrza, co powoduje starzenie polimeru.

129. Wybierz materiał na zderzak samochodu

(a) stal ( )

Komentarz: Nie, ponieważ stosunkowo łatwo ulega korozji, jest ciężka oraz pochłania zbyt mało energii przy uderzeniu, co ogranicza bezpieczeństwo jazdy samochodem.

(b) polichlorek winylu ( )

Komentarz: Nie, ponieważ ma zbyt małą udarność. Dlatego nie będzie skutecznie chronił samochodu oraz pasażerów podczas wypadku drogowego.

Komentarz: Tak, kopolimer ABS (mionitryl-butadien-styren) ma dużą udarność w temperaturach normalnej eksploatacji samochodu oraz dużą odporność na korozję. Łatwo też poddaje się recyklingowi.

(d) polipropylen (X)

Komentarz: Tak, ma dużą udarność w temperaturach normalnej eksploatacji samo-chodu (szczególnie, jeśli jest zmodyfikowany kauczukiem etylenowo-propylenowym i wzmocniony włóknami szklanymi bądź naturalnymi) oraz ma dużą odporność na korozję. Łatwo też poddaje się recyklingowi.

130. Wybierz materiał na amortyzator drgań pod maszynę

(a) sprężyna stalowa ( )

Komentarz: Nie. Celem amortyzatora jest tłumienie drgań mechanicznych, a stal stosowana powszechnie na sprężyny pochłania zbyt mało energii, aby wystarczająco skutecznie je tłumić. Sprężyna przekazuje drgania wysokiej częstotliwości, to znaczy, że je nie tłumi. W zakresie niskich częstotliwości powoduje zmianę amplitudy drgań mas podresorowanych, co jest korzystne dla komfortu jazdy, np. samochodem.

(b) drewno ( )

Komentarz: Nie, pomimo, że jest to znany od lat materiał tłumiący drgania mechaniczne. Obecnie wyszło z użycia, ponieważ inne materiały są bardziej skuteczne.

Komentarz: Tak. Miękka guma skutecznie tłumi drgania mechaniczne. Dlatego jest stosowana na amortyzatory drgań pracujące w temperaturze do 100^oC. Ograniczeniem stosowania w wyższych temperaturach jest początek intensywnego starzenia materiału.

(d) poliuretan (X)

Komentarz: Tak. Miękki poliuretan skutecznie tłumi drgania mechaniczne. Dlatego jest stosowany na amortyzatory drgań pracujące w temperaturze do 80^oC. Ograniczeniem stosowania w wyższych temperaturach jest początek odkształcenia plastycznego materiału.

131. Wybierz materiał na podłogę w hali odlewni

(a) beton (X)

Komentarz: Tak. Można go użyć, ale spadające czasem na podłogę elementy metalowe będą ją uszkadzały.

(b) płyty żeliwne (X)

Komentarz: Tak. Można je użyć, ale należy się liczyć z faktem, że spadające czasem na podłogę elementy metalowe będą ją uszkadzały. Jest ona jednak bardziej niż betonowa odporna na kontakt z gorącymi wyrobami metalowymi.

Komentarz: Nie jest to wskazane, ponieważ spadające czasem na podłogę elementy metalowe będą ją uszkadzały. Jest to rozwiązanie znacznie droższe niż zastosowanie podłogi betonowej. Dlatego nie jest stosowane.

(d) lastriko ( )

Komentarz: Nie jest to wskazane, ponieważ spadające czasem na podłogę elementy metalowe będą ją uszkadzały. Jest to rozwiązanie znacznie droższe niż podłoga betonowa i trudne do naprawienia. Dlatego lastriko nie jest stosowane w hali produkcyjnej odlewni.

132. Wybierz materiał na podłogę w łazience

(a) parkiet ( )

Komentarz: Nie, ponieważ rozlana woda będzie wnikała pomiędzy i do wnętrza klepek parkietu, powodując ich pęcznienie i paczenie.

(b) wykładzina z płyty PVC (X)

Komentarz: Tak. Może być użyta, ponieważ jest szczelna, co skutecznie zapobiega przeciekom wody do podłoża. Łatwo też w łazience utrzymać czystość.

Komentarz: Tak. Może być użyte, ponieważ jest szczelne po napastowaniu, co skutecznie zapobiega przenikaniu wody do podłoża, ale utrzymanie czystości jest pracochłonne.

(d) płytki ceramiczne szkliwione (X)

Komentarz: Tak. Mogą być użyte, ponieważ są szczelne, co skutecznie zapobiega przenikaniu wody do podłoża. Łatwo też w łazience utrzymać czystość.

133. Wybierz materiał na wykładzinę podłogową w sali wykładowej

(a) parkiet (X)

Komentarz: Tak, może być zastosowany, ale jest drogi oraz stosunkowo łatwo się uszkadza i brudzi.

(b) płytki ceramiczne (X)

Komentarz: Tak, mogą być użyte, ale w sali mało wypełnionej taka podłoga może powodować pogłos.

Komentarz: Tak, w przypadku dywanów z włókien syntetycznych jest to najtańsza wykładzina podłogowa dla sali wykładowej, która jest łatwa w utrzymaniu czystości, tłumi dźwięki, co powoduje częste jej stosowanie.

(d) polerowany granit ( )

Komentarz: Nie, ponieważ jest zbyt drogi i w sali mało wypełnionej może powodować pogłos i może też być zbyt śliski.

134. Wybierz materiał na wykładzinę podłogową w galwanizerni

(a) żeliwo ( )

Komentarz: Nie, ponieważ kwasy technologiczne spowodują szybką jego korozję.

(b) drewno ( )

Komentarz: Nie, gdyż kwasy technologiczne będą wnikały w porowatą strukturę drewna, co w efekcie spowoduje jego degradację (rozpad).

Komentarz: Tak, ponieważ żywiczna warstwa izolująca położona na betonową lub ceglaną posadzkę jest wystarczająco odporna na korozję chemiczną oraz ma wystar-czającą udarność.

(d) polichlorek winylu (PVC) (X)

Komentarz: Tak, ponieważ jest wystarczająco odporny na korozję chemiczną oraz ma wystarczającą udarność.

135. Czy można zmniejszyć przenikanie przez polimer gazów i/lub wody?

(a) wprowadzając do niego kredę jako napełniacz ( )

Komentarz: Nie, bo cząstki kredy są na tyle duże i higroskopijne, że zawsze obniżą właściwości barierowe polimeru.

(b) wprowadzając do niego modyfikowany powierzchniowo
montmorylonit (X)

Komentarz: Tak, bo cząstki montmorylonitu mają wymiary 1-10 nm. Dlatego
w przypadku dobrego zdyspergowania ich w polimerze wypełnią wolne przestrzenie pomiędzy sąsiednimi łańcuchami polimeru, co utrudni przenikanie gazów i/lub wody.

Komentarz: Tak, cząstki fulerenu mają wymiary ok. 1 nm. Dlatego dobre zdysper-gowanie ich w polimerze spowoduje wypełnienie wolnych przestrzeni pomiędzy sąsiednimi łańcuchami polimeru, co utrudni przenikanie gazów i/lub wody.

(d) napylając na powierzchnię polimeru warstwę tlenku krzemu
lub węgla (X)

Komentarz: Tak, napylane cząstki tlenku krzemu lub węgla mają wymiary rzędu nanometrów, tj. porównywalne do mini porów na powierzchni folii lub butelek
z polimerów. Dlatego naniesienie ich na powierzchnię polimeru oraz potraktowanie plazmą, aby się wtopiły zasklepiając te mini pory, poprawia właściwości barierowe. Przepuszczalność tlenu zostaje wtedy zredukowana 10 do 30 razy w stosunku do zwykłej butelki z PET.

136. Czy można poprawić właściwości hydroizolacyjne papy przez zastosowanie kompozycji polimerowych?

(a) zawierających włókna szklane ( )

Komentarz: Nie, bo włókna szklane w postaci welonu lub cięte na długie odcinki mogą zmniejszyć odkształcalność papy pod wpływem wywieranych na nią nacisków oraz ciepła, ale nie ma to bezpośredniego wpływu na przenikanie wilgoci. Włókna te mają wpływ na właściwości wytrzymałościowe i trwałość eksploatacyjną dachu.

(b) kopolimer blokowy styren-butadien-styren (SBS) (X)

Komentarz: Tak. Taka papa polimerowo-asfaltowa wzmocniona welonem szklanym lub poliestrowym charakteryzuje się dobrymi właściwościami hydroizolacyjnymi oraz znaczną trwałością eksploatacyjną. Jest ona termoplastyczna, a to oznacza, że pod wpływem upałów mięknie na tyle, że sama zasklepia drobne uszkodzenia powstałe np. w wyniku chodzenia po dachu, ale nie spływa z tego dachu.

Komentarz: Tak, taka dwuwarstwowa membrana szczególnie, jeśli jest zwulkanizo-wana, jest elastyczna i bardzo trwała, stabilna w dużym zakresie temperatur, odporna na działanie związków agresywnych chemicznie, a po wydłużeniu wraca powoli do wymiarów pierwotnych. Dlatego raczej stosuje się ją na pokrycie dna zbiorników wody, sadzawek ogrodowych czy też wysypisk odpadów komunalnych. Jest ona droższa od pap termozgrzewalnych do izolacji dachów.

(d) polipropylenu (PP) modyfikowanego kopolimerem blokowym
styren-butadien-styren (SBS) (X)

Komentarz: Tak. Taka papa polimerowo-asfaltowa wzmocniona welonem szklanym lub poliestrowym charakteryzuje się dobrymi właściwościami hydroizolacyjnymi oraz znaczną trwałością eksploatacyjną. Jest ona termoplastyczna, a to oznacza,
że pod wpływem upałów mięknie na tyle, że sama zasklepia drobne uszkodzenia powstałe np. w wyniku chodzenia po dachu, ale nie spływa z tego dachu.

137. Czy tkanina odzieżowa powinna mieć właściwości:

(a) dielektryka (izolatora elektrycznego) ( )

Komentarz: Nie, ponieważ pocieranie występujące podczas normalnego użytkowania spowoduje elektryzowanie się takiej odzieży, które negatywnie wpływa na samo-poczucie wielu ludzi.

(b) przewodnika elektrycznego ( )

Komentarz: Nie, gdyż przewodność elektryczna skrośna zwykle jest skorelowana
z przewodnością cieplną, a to znaczy, że taka odzież nie będzie skutecznie chroniła człowieka przed wyziębieniem lub przegrzaniem (zależnie od temperatury zewnętrznej).

Komentarz: Nie, dlatego, że w przypadku odzieży wcale nam nie zależy na tym, aby miała ona selektywną względem kierunku przepływu prądu przewodność elektryczną lub przewodność zależną, np. od nacisku.

(d) powierzchniowo przewodzące prąd elektryczny (X)

Komentarz: Tak, dlatego, że wtedy nie będzie się elektryzowała podczas użytkowania.

138. Dlaczego karimata wyparła z rynku turystycznego materace dmuchane?

(a) dlatego, że jest lżejsza (X)

Komentarz: Tak, jest ona dużo lżejsza i tańsza przy zapewnieniu podobnej izolacji cieplnej od podłoża. Jest zbudowana z warstwy gąbczastego polietylenu o zamkniętych porach, co zapobiega wnikaniu wody. Zwykle z jednej strony ta gąbka jest pokryta folią z polietylenu wysokiej gęstości. Na tę folię z kolei nałożono cienką warstwę aluminium. Dzięki temu gąbka jest wytrzymalsza i odbija promieniowanie cieplne, co zmniejsza odprowadzanie ciepła do podłoża.

(b) dlatego, że jest tania (X)

Komentarz: Tak, to też jest prawda.

Komentarz: To nieprawda. Karimata z porami zamkniętymi pokryta foliami polietylenową i aluminiową nie przepuszcza wody ani w postaci cieczy, ani pary. Karimata o budowie uproszczonej, tj. bez tych folii i z otwartymi porami, którą stosuje się do ćwiczeń gimnastycznych, przepuszcza wodę oraz parę wodną.

(d) dlatego, że dobrze izoluje cieplnie (X)

Komentarz: Tak, to też jest prawda.

139. Co powoduje, że do niektórych patelni przywiera jedzenie a do innych nie?

(a) porowatość materiału (X)

Komentarz: Tak, jeśli w pory materiału patelni wnikną cząstki organiczne, to po dłuższym czasie smażenia przekształcą się w nagar. Daje on trudną do usunięcia chropowatą powłokę, do której będą przywierały następne porcje jedzenia. Zmniejszenie porowatości patelni uzyskuje się przez jej lakierowanie (szczególnie lakierami krzemowymi), teflonowanie albo przez stosowanie nieporowatej stali tzw. chirurgicznej. Stosuje się też nieporowate szklane patelnie.

(b) przewodność ciepła (X)

Komentarz: Znaczne różnice temperatury na powierzchni patelni spowodowane nierównomiernością grzania palników gazowych oraz grzałek elektrycznych powoduje, że w niektórych punktach następuje przegrzanie smażonego jedzenia,
a obok jeszcze nie osiągnięto wymaganej temperatury. Dlatego poprawa przewodności materiału patelni (uzyskana np. przez wykonanie konstrukcji warstwowej tego dna z udziałem np. miedzi) zmniejsza tendencję do przypalania.

Komentarz: Tak, duże napięcie powierzchniowe powoduje, że smażone jedzenie oddzielone jest od materiału patelni przez cienką warstewkę pary wodnej i/lub tłuszczu, co ogranicza ryzyko przypalenia. Dodatkowo ciekłe składniki jedzenia mają utrudnione wnikanie w szczeliny powierzchni patelni.

(d) przewodność elektryczna ( )

Komentarz: Nie, przewodność elektryczna nie wpływa na przywieranie jedzenia do patelni.

140. Kiedy tkaniny i skóra przemakają w kontakcie z wodą?

(a) gdy mają małe napięcie powierzchniowe (X)

Komentarz: Tak. Gdy napięcie powierzchniowe jest małe, to woda wnika w strukturę porowatego materiału i dyfuzyjnie przemieszcza się w nim, co po pewnym czasie spowoduje jego przemoknięcie na wskroś. Duże napięcie powoduje, że kropelki wody tworzą kuleczki, które nie mogą wniknąć do wnętrza tkaniny lub skóry.

(b) gdy materiały te są bardzo porowate lub luźno tkane (X)

Komentarz: Tak. Nawet duże napięcie powierzchniowe uzyskane, np. przez impreg-nację nie spowoduje, żeby kropelki wody tworzyły kulki o tak dużych rozmiarach, aby nie mogły wniknąć poprzez szczeliny powierzchni luźno tkanej tkaniny lub porowatej skóry.

Komentarz: Tak, w przypadkach gdy na powierzchni materiału są końce struktur kapilarnych (dotyczących m.in. włókien naturalnych), te kapilary powodują ssanie wilgoci, czasem w jedną stronę, co może powodować przemakanie materiału pomimo jego zaimpregnowania.

(d) gdy materiał ma właściwości hydrofobowe ( )

Komentarz: Nie, właściwości hydrofobowe (tj. duże napięcie powierzchniowe) ograniczają, a w niektórych warunkach wykluczają nasiąkanie materiału wodą.

141. Dlaczego nie rozcieńczona farba emulsyjna nie spływa z malowanej ściany?

(a) dlatego, że zawiera tlenek tytanu ( )

Komentarz: Nie, tlenek tytanu nadaje pomalowanej ścianie ładny biały kolor, ale
z powodu małej ilości prawie nie wpływa ani na lepkość farby emulsyjnej, ani na zwilżalność ściany.

(b) dlatego, że charakteryzuje się właściwościami tiksotropowymi (X)

Komentarz: Tak, ciecze o właściwościach tiksotropowych, tj. o zmniejszającej się lepkości pod wpływem przyłożenia sił ścinających (wywołanych m.in. ruchem pędzla) łatwo rozprowadzić po malowanej powierzchni, a po zaprzestaniu ich rozcierania na tej powierzchni zaraz zwiększają swą lepkość, co powoduje, że siły ciężkości nie mogą spowodować ich spływania tworzącego zacieki.

Komentarz: Tak, ciecze o dużej lepkości nie spływają z malowanej ściany, ale trudno zwilżają jej powierzchnię (dając nierówne naniesienie) oraz wymagają znacznego wysiłku, aby farbę równo rozprowadzić. Dlatego obecnie nie stosuje się ich już jako farby.

(d) dlatego, że charakteryzują się małym napięciem
powierzchniowym (X)

Komentarz: Tak, gdy to napięcie jest małe, to emulsja wodna wnika w strukturę porowatego materiału ściany i po pewnym czasie spowoduje dość równomierne pokrycie go farbą bez konieczności silnego wcierania. Gdy naniesiemy cienką warstwę farby, to nie spłynie ona i nie wytworzy zacieków. W przypadku większej ilości naniesionej farby konieczne jest, aby miała ona właściwości tiksotropowe.

142. Jakie cechy z wymienionych są ważne przy doborze materiału na tkaninę pościelową?

(a) wytrzymałość ( )

Komentarz: Nie jest to najważniejsza cecha pościeli, choć określony minimalny poziom wytrzymałości jest wymagany, aby pościel nie rozerwała się podczas jej użytkowania.

(b) pochłanianie wilgoci (X)

Komentarz: Tak, gdyż podczas snu pocimy się. Jeśli ta wilgoć nie będzie pochłonięta przez pościel, to spowoduje ona, że można przechłodzić lokalnie wilgotne ciało.

Komentarz: Tak, przepuszczalność gazów (w tym powietrza i pary wodnej) jest jedną z cech decydujących o skraplaniu się wilgoci na pościeli. To skraplanie wilgoci spowoduje, że można przechłodzić lokalnie wilgotne ciało. Dlatego prze-puszczalność gazów należy do nieodzownych cech użytkowych tkanin pościelowych.

(d) współczynnik tarcia ( )

Komentarz: Nie, ponieważ współczynnik tarcia nie jest najważniejszą cechą pościeli, chociaż wskazane jest, aby pościel nie była zbyt śliska.

143. Co to jest materiał inteligentny?

(a) taki, który odtwarza poprzedni jego kształt ( )

Komentarz: Nie, jest to materiał z pamięcią kształtu, np. folia termokurczliwa stosowana m.in. na tanie opakowania łączące kilka butelek.

(b) taki, który dostosowuje swą strukturę i związane z tym właściwości
do skutecznego przeciwdziałania zewnętrznemu obciążeniu (X)

Komentarz: Tak, do takich materiałów należą m.in. drzewo i kości, które rosnąc dostosowują się do przenoszenia wymaganych obciążeń. Dlatego drzewa, których gałęzie są przyginane budują strukturę, zwłaszcza w strefie przejścia pnia
w gałąź, w sposób zwiększający wytrzymałość górnych warstw drewna w gałęzi.

Komentarz: Nie, taki materiał (np. tworzywo sztuczne pokryte ferromagnetykiem lub płytka krzemu) stosuje się do wytwarzania dyskietek komputerowych, twardych dysków.

(d) taki, którego odporność na korozję wzrasta podczas eksploatacji ( )

Komentarz: Nie. Istnieją materiały (np. aluminium), na których powierzchni odkłada się spójna i dobrze przylegająca warstwa produktów korozji, która trochę izoluje ten materiał przed działaniem niektórych czynników agresywnych (w przypadku aluminium-tlenu). Ale to nie są materiały inteligentne.

144. Dlaczego jak zaczyna padać, opony samochodowe są mniej przyczepne do nawierzchni drogi?

(a) bo na drodze tworzy się cienka warstwa wody (X)

Komentarz: Tak, bo woda wypełnia mikrochropowatości nawierzchni drogi, co obniża mechaniczne zaczepianie opon o nawierzchnię. W przypadku silnych opadów i dróg z drobnoziarnistą strukturą nawierzchni pomiędzy oponą a drogą, szczególnie podczas szybkiej jazdy, dodatkowo może powstać klin wody radykalnie obniżający przyczepność.

(b) bo na drodze tworzy się cienka warstwa rzadkiego błota (X)

Komentarz: Tak, ta maź skutecznie zakleja mikrochropowatości nawierzchni,
co radykalnie obniża współczynnik tarcia i związaną z tym przyczepność do nich opon. Dlatego po dłuższym deszczu, który zmywa z drogi te zanieczyszczenia, wzrasta przyczepność, ale zawsze osiąga ona poziom niższy, niż to ma miejsce
w przypadku suchych nawierzchni.

Komentarz: Nie. Tak zdarza się rzadko. Występuje to tylko na odcinkach drogi zanieczyszczonych olejem, a te stanowią nieznaczny procent powierzchni dróg.

(d) bo na drodze powstaje maź pyłu gumowego ze zużytych opon
oraz wody ( )

Komentarz: Nie, pył ten jest lekki i dlatego prawie całą jego ilość wiatr roznosi po polach. Nieduża część startej gumy, szczególnie frakcje smoliste, wtarta jest jednak w chropowatości nawierzchni, co obniża współczynnik przyczepności opon do drogi, gdyż wygładza nawierzchnię. Widać to w postaci ciemnych pasm na betonie drogi.

145. Co to jest jedwab?

(a) nazwa techniczna cienkich włókien (X)

Komentarz: Tak, ta nazwa dotyczy włókien naturalnych (produkowanych przez jedwabniki), sztucznych (otrzymywanych z celulozy, m.in. jedwab wiskozowy) oraz syntetycznych (włókna, np. poliamidowe i poliestrowe).

(b) nazwa tkaniny (X)

Komentarz: Tak, nazwa ta stosowana jest do tkanin wykonanych z jedwabiu, ale tylko naturalnego lub sztucznego.

Komentarz: Nie, jest to błędne nazewnictwo, niestety często stosowane przez sprzedawców.

(d) delikatna (cienka) tkanina ( )

Komentarz: Nie, produkuje się wiele cienkich tkanin, ale nie wszystkie z nich są jedwabne.

146. Czym różni się fajans od porcelany?

(a) składem ( )

Komentarz: Nie, fajans wykonuje się przez spieczenie w temperaturze około 1000^oC mieszaniny kaolinu, piasku kwarcowego i skaleni (podobnie jak porcelana) z dodatkiem innych składników mineralnych. Jest to materiał porowaty. Obecnie wytwarza się
z niego m.in. płytki ścienne, przedmioty ozdobne, naczynia do użytku domowego
i ceramikę sanitarną.

(b) czystością składników (X)

Komentarz: Tak, jest ona niższa niż w przypadku porcelany. Szczególnie dotyczy to zawartości cząstek organicznych oraz zanieczyszczenia tlenkami żelaza.

Komentarz: Nie, są one zbliżone do tych, jakie występują w przypadku porcelany.

(d) właściwościami (X)

Komentarz: Tak, fajans ma gorsze właściwości mechaniczne niż porcelana, co związane jest m.in. z jego porowatością.

147. Co to są materiały ceramiczne?

(a) spiek substancji nieorganicznych (X)

Komentarz: Tak, są to złożone związki lub ich roztwory o wiązaniach jonowych lub atomowych cechujące się dużą odpornością chemiczną i termiczną. Zawierają pierwiastki metaliczne i niemetaliczne. Należą do nich m.in. porcelana, porcelit, fajans, cegła oraz materiały ceramiki narzędziowej. Wytwarza się je zazwyczaj wypalaniem, wytapianiem i metodami metalurgii proszków.

(b) szkło (X)

Komentarz: Tak, do ceramiki zalicza się także szkła nieorganiczne.

Komentarz: Tak, do ceramiki zalicza się cement i gips.

(d) materiały ścierne (X)

Komentarz: Tak, do ceramiki zalicza się takie materiały ścierne, jak korund i pumeks, ale nie diament i kwarc, które są minerałami.

148. Czy ta tkanina wykonana jest z bawełny?

(a) adamaszek ( )

Komentarz: Nie, jest to tkanina gładka z jedwabiu naturalnego lub sztucznego (wiskoza), przeważnie jednobarwna o wzorze matowym na błyszczącym tle lub odwrotnie. Stosowana jest na ubiory, obicia ścian i mebli, a także na obrusy
i pokrycia kołder.

(b) batyst (X)

Komentarz: Tak, jest to cienka tkanina bawełniana.

Komentarz: Tak, jest to tkanina bawełniana obiciowa i ubraniowa.

(d) krepdeszyn ( )

Komentarz: Nie, jest to rodzaj krepy najczęściej wykonanej z jedwabiu naturalnego. Stosuje się ją na suknie, bluzki i szale.

149. Czy ta tkanina wykonana jest z wełny?

(a) alpaka (X)

Komentarz: Tak, jest to tkanina wykonana z wełny zwierząt z rodziny wielbłądowatych lub sierści kozy południowoamerykańskiej. Wełna ta ma cienkie włókna, bardzo miękkie i jedwabiste, a jednocześnie bardzo mocne. Tkaniny z domieszką alpaki przy dużej miękkości i przyjemnym dotyku są bardzo lekkie i trwałe.

(b) tafta ( )

Komentarz: Nie, jest to jedwabna tkanina o splocie płóciennym. Obecnie większość taft wykonana jest z włókien syntetycznych.

Komentarz: Nie, jest to cienka (przezroczysta) tkanina wykonana z bawełny.

(d) krepa (X)

Komentarz: Tak, jest to tkanina wełniana o nieregularnej powierzchni.

150. Czy ta tkanina wykonana jest z jedwabiu?

(a) flanela ( )

Komentarz: Nie, jest to albo ściśle tkana tkanina ubraniowa wykonana z wełny, albo, bardziej popularna, z bawełny, stosowana m.in. na piżamy i koszule.

(b) moher ( )

Komentarz: Nie, jest to bardzo miękka i lśniąca tkanina wykonana z wełny kóz angora mającej włókna o grubości do 11μm. Obecnie wytwarza się tkaniny z 40% wełny moherowej, reszta to poliamid i wełna owcza. Cechuje ją wyjątkowo dobre układanie się na sylwetce. Wytwarza się z niej, np. płaszcze jesienne.

Komentarz: Tak, jest to błyszcząca tkanina z różnobarwnymi refleksami wykonana z jedwabiu.

(d) popelina ( )

Komentarz: Nie, jest to tkanina wykonana z bawełny, przeznaczona na koszule, bluzki.

151. Czy ta tkanina wykonana jest z włókien syntetycznych?

(a) szantung ( )

Komentarz: Nie, jest to gruba, mięsista tkanina z jedwabiu naturalnego z nitkami
o nieregularnej budowie. Obecnie coraz powszechniej stosuje się mieszanki jedwabiu naturalnego z poliamidem i lnem.

(b) jeans (dżins) ( )

Komentarz: Nie, jest to wytrzymała tkanina bawełniana stosowana na odzież (spodnie, bluzy i koszule) najczęściej o kolorze niebieskim.

Komentarz: Tak, jest to błyszcząca tkanina o splocie ziarnistym. Może być wykonana z włókien jedwabnych, wełnianych lub syntetycznych.

(d) gabardyna ( )

Komentarz: Nie, jest to tkanina odzieżowa wykonana z wełny, przeznaczona na garnitury, kostiumy damskie i lekkie płaszcze.

152. Dlaczego kompozyty coraz częściej zastępują materiały jednorodne?

(a) dlatego, że są tańsze ( )

Komentarz: Nie, zazwyczaj kompozyty są droższe od materiałów, z których są wykonane, ponieważ trzeba włożyć dodatkową pracę na ich wytworzenie.

(b) dlatego, że mają lepsze właściwości użytkowe (X)

Komentarz: Tak, ponieważ pozwalają w jednym materiale połączyć wiele zalet materiałów składowych, eliminując jednocześnie część z ich wad lub ograniczeń stosowania. Z powodu wielofazowej budowy charakteryzują się też mniejszym ryzykiem nieoczekiwanego uszkodzenia pod obciążeniem w stosunku do materiałów jednorodnych.

Komentarz: Nie, zwykle ich właściwości przerobowe są zbliżone do właściwości tego materiału składowego, który najtrudniej się przerabia.

(d) dlatego, że są odporne na działanie środowiska (X)

Komentarz: Tak, ale ta opinia nie zawsze musi być prawdziwa, ponieważ środo-wisko w sposób różny oddziałuje na poszczególne składniki kompozytu i może powodować degradację najmniej odpornego z nich. Z drugiej strony, w kompo-zytach często obserwuje się synergiczne oddziaływanie na siebie składników, co może zwiększyć jego odporność znacznie powyżej właściwości najsłabszego.

153. Dlaczego materiały drewnopochodne (sklejki, laminaty, płyty spilśnione) zastępują coraz częściej drewno lite?

(a) dlatego, że nie pęcznieją w wodzie ( )

Komentarz: Nie. To stwierdzenie jest dyskusyjne, gdyż odpowiednio dobrane kleje ograniczają wnikanie wilgoci w te materiały, ale dopiero zastosowanie hydro-fobizujących impregnatów i odpornych na wodę lakierów spowoduje, że prawie nie pęcznieją w wodzie.

(b) dlatego, że są wytrzymałe (X)

Komentarz: Tak, bowiem podczas ich wytwarzania usuwa się uszkodzone fragmenty drewna i sęki oraz zafalowania warstw, co wyrównuje rozkład naprężeń pod warunkiem, że elementy drewniane kompozytu nie będą zbyt małe oraz że będą połączone klejem w sposób prawidłowy. Nie jest to jednak prawdą w przypadku płyt pilśniowych miękkich, które są mniej wytrzymałe niż drewno.

Komentarz: Tak, jest to prawda. Drewna wysokojakościowego jest coraz mniej na rynku, a materiały drewnopochodne i kompozyty można wytwarzać z drewna niższych gatunków. Przez odpowiednią impregnację, a potem łączenie za pomocą niepalnych klejów można też istotnie podwyższyć temperaturę zapłonu oraz szybkość rozprze-strzeniania się ognia w stosunku do drewna litego.

(d) dlatego, że mało paczą się (X)

Komentarz: Tak. Jest to prawda. Jeśli wyeliminowano fragmenty drewna o zafalo-wanych warstwach, a pocięte fragmenty tego drewna sklejono w sposób kompen-sujący ich tendencję do paczenia się w różnych kierunkach, to można otrzymać sklejkę, listwę czy też belkę, która praktycznie biorąc nie będzie paczyła się.

154. Dlaczego kompozyty metalowo-ceramiczne zastępują coraz częściej materiały metalowe?

(a) dlatego, że wytrzymują wyższe temperatury użytkowania (X)

Komentarz: Tak, jest to prawda, gdyż ceramika stanowiąca konstrukcję nośną takiego kompozytu może być użytkowana w temperaturach znacznie wyższych niż większość metali. Zachowuje wtedy odporność na korozję i mniej traci na wytrzymałości. Dlatego, jeśli porowata lub włóknista ceramika będzie wypełniona metalem, to przewodność cieplna tego metalu zapewni znacznie bardziej równo-mierny rozkład naprężeń cieplnych i wynikającą z tego trwałość kompozytu, a także udarność wyrobów obciążonych szokami cieplnymi.

(b) dlatego, że są odporne na ścieranie (X)

Komentarz: Tak, uzyskuje się to dzięki wysokiej odporności ceramiki na ścieranie
i korozję.

Komentarz: To nie jest prawda. Takie kompozyty są znacznie droższe niż poszcze-gólne ich składniki z powodu kosztownej technologii, która powinna zapewnić odpo-wiednie rozmieszczenie tych składników na przekroju wyrobu.

(d) dlatego, że dają się łatwo formować ( )

Komentarz: To nie jest prawda. Takie kompozyty wytwarza się zwykle wykorzystując do tego celu uprzednio uformowane kształtki z porowatej lub włóknistej ceramiki.

155. Czy wymienione poniżej materiały polimerowe mogą pracować (być pod obciążeniem) w podobnym zakresie temperatur, jak metale?

(a) termoplasty powszechnego użytku ( )

Komentarz: Nie. To nie jest prawda. Ich temperatura mięknięcia (w wyrobie) zazwyczaj nie przekracza 80^oC.

(b) gumy ( )

Komentarz: Nie. Gumy na podstawie kauczuków powszechnego użytku ulegają szybkiemu starzeniu w temperaturze powyżej 100^oC, a na podstawie kauczuku butylowego usieciowanego żywicami w temperaturze powyżej 195^oC. Gumy na podstawie kauczuku silikonowego lub fluorowego mogą pracować w temperaturze powyżej 200^oC.

Komentarz: Tak. Jest to prawda. Poliimidy mogą pracować bardzo długo w tempe-raturze do 340^oC, a przez 8 godzin do 450^oC. Poliimidy zawierające małe kropelki teflonu używać można na panewki łożysk samosmarnych, np. w silnikach spalinowych. Nie są powszechnie używane z powodu znacznej ceny.

(d) epoksydy ( )

Komentarz: Nie, chociaż można z nich wykonywać kompozyty z udziałem włókien bazaltowych i opiłków mosiężnych, które używa się na klocki hamulcowe pracujące powyżej 200^oC i okładziny cierne sprzęgieł.

156. Co to jest mikrofaza (mikrowłókno)?

(a) cienkie włókno syntetyczne (X)

Komentarz: Tak, robi się z niego rajstopy oraz przewiewne tkaniny na bieliznę
i płaszcze. Mikrofaza przypomina właściwościami jedwab naturalny lub wysoko-gatunkową bawełnę.

(b) poliamid ( )

Komentarz: Nie, poliamid (nylon, stilon), mimo że ma postać cienkich włókien
o grubości liczonej w mikrometrach nie jest objęty tą nazwą. Poliamidowe włókna stosuje się jako materiał wzmacniający inne włókna odzieżowe, np. bawełniane oraz na niektóre dzianiny, np. rajstopy, sweterki itp.

Komentarz: Nie. Poliester, mimo że ma postać włókien o grubości liczonej w mikro-metrach nie jest objęty tą nazwą. Najnowsze odmiany poliestru są przyjemne
w dotyku dzięki włóknom cieniutkim i postrzępionym, jak w wełnie. Niestety, tkaniny poliestrowe są mało przewiewne.

(d) kaszmir ( )

Komentarz: Nie, jest to rodzaj wełny uzyskiwanej z kóz himalajskich wyglądającej przed przerobieniem w nitki, jak puch. Kozy najwięcej mają go na podgardlu
i podbrzuszu. Wełnę kaszmirową stosuje się do wytwarzania wyjątkowo miękkiej, ciepłej, lekkiej i dobrze układającej się tkaniny. Dodatek jej poprawia walory użytkowe tkanin z wełny owczej.

157. Dlaczego w odzieży z niektórych tkanin człowiek nie poci się intensywnie?

(a) dlatego, że są luźno tkane (X)

Komentarz: Tak, ale takie tkaniny źle izolują człowieka od utraty ciepła, gdy wieje wiatr. Dlatego nie zawsze mogą być stosowane.

(b) dlatego, że są wykonane z tkaniny hydrofilnej
(o niskim napięciu powierzchniowym) (X)

Komentarz: Tak, ponieważ taka tkanina (np. z bawełny lub lnu) będzie dobrze wchłaniała wilgoć i odprowadzała ją do zewnętrznej warstwy odzieży, skąd stopniowo odparuje.

Komentarz: Tak, takie tkaniny (np. z lnu) powodują, że pot rozprowadzany jest po znacznej powierzchni tkaniny i odparowuje.

(d) dlatego, że są powleczone impregnatem ( )

Komentarz: Nie, impregnaty mogą zmniejszyć lub zwiększyć napięcie powierz-chniowe i związane z tym przesiąkanie wody w postaci cieczy, ale nie ułatwiają jej skutecznego odprowadzanie na zewnątrz, aby odparowała. W niektórych przy-padkach mogą nie ograniczać przenikania wody w postaci pary.

158. Dlaczego kompozyty z udziałem włókien węglowych lub kevlarowych są często stosowane w technice lotniczej?

(a) ponieważ charakteryzują się lepszym stosunkiem wytrzymałości
do gęstości materiału niż metale (X)

Komentarz: Tak, różnica jest zasadnicza, często trzykrotna.

(b) ponieważ łatwo z nich wykonywać pojedyncze egzemplarze
konstrukcji (X)

Komentarz: Tak, dlatego, że ręcznym laminowaniem można bez kosztownego osprzętu technologicznego wykonywać pojedyncze egzemplarze lub krótkie serie różnorodnych elementów konstrukcji.

(c ) ponieważ są tańsze przy danej wytrzymałości ( )

Komentarz: Nie, niestety są dosyć drogie z powodu znacznego kosztu włókien wzmacniających.

(d) ponieważ lepiej przewodzą ciepło niż metale ( )

Komentarz: Niestety nie. Są one izolatorami przepływu ciepła.

159. Dlaczego laminaty z udziałem włókien węglowych lub kevlarowych rozdzielonych „plastrem miodu” są często stosowane w technice lotniczej?

(a) dlatego, że charakteryzują się lepszym stosunkiem wytrzymałości do gęstości niż kompozyty lite z udziałem włókien węglowych lub kevlarowych (X)

Komentarz: Tak, dotyczy to szczególnie konstrukcji pracujących na zginanie i skręcanie, a jest to spowodowane oddaleniem od siebie dwóch warstw kompozytu przez lekką warstwę dystansową, co zwiększa sztywność.

(b) dlatego, że łatwo z nich wykonywać pojedyncze egzemplarze
konstrukcji (X)

Komentarz: Tak, ręcznym laminowaniem bowiem można bez kosztownego osprzętu technologicznego wykonywać pojedyncze egzemplarze lub krótkie serie różnorodnych elementów konstrukcyjnych.

Komentarz: Nie, niestety są drogie z powodu znacznego kosztu zarówno włókien wzmacniających, jak i „plastra miodu”.

(d) dlatego, że lepiej przewodzą ciepło niż kompozyty lite
z udziałem włókien węglowych lub kevlarowych ( )

Komentarz: Nie jest to prawda. Jest akurat odwrotnie. Różnica jest bardzo duża
w efekcie izolacyjnych właściwości powietrza zawartego w „plastrze miodu”.

160. W jaki sposób można poprawić udarność materiałów?

(a) przez wprowadzenie do nich rozproszonej fazy bardziej
elastycznej (X)

Komentarz: Tak, ponieważ wprowadzenie fazy rozproszonej bardziej elastycznej i/lub bardziej ciągliwej od modyfikowanego kruchego materiału powoduje rozpraszanie lokalnego naprężenia w strefie zagrożonej pęknięciem, co poprawia udarność. Przykładem są spieki węglików w postaci ziaren otoczone bardziej elastycznym
i ciągliwym metalem, np. kobaltem, co stosuje się do wytwarzania ostrzy tnących dla noży tokarskich, frezów i wierteł.

(b) przez wprowadzenie ciągłej fazy bardziej elastycznej (X)

Komentarz: Tak, ponieważ faza ciągła, jeśli jest bardziej elastyczna i/lub bardziej ciągliwa od modyfikowanego materiału, to powoduje rozpraszanie lokalnego odkształcenia w strefie zagrożonej pęknięciem, co poprawia udarność bardziej niż to ma miejsce w przypadku stosowania podobnej fazy, ale rozproszonej. Przykładem są szyby pancerne, w których warstwy szkła sklejone są elastycznymi foliami np. z polialkoholu winylowego.

Komentarz: Tak, ponieważ na granicy faz następuje koncentracja naprężeń. Dlatego zarówno zmniejszenie wielkości tych ziaren, które powiększa powierzchnię styku, jak i zmniejszenie rozrzutu ich rozmiarów, które eliminuje występowanie największych ziaren, poprawiają udarność. Przykładem jest hartowanie stali.

(d) przez wprowadzenie włókien (X)

Komentarz: Tak, ponieważ na granicy faz następuje koncentracja naprężeń zależna od ich modułu elastyczności i rozmiaru ziaren. Dlatego wprowadzenie włókien, które mają bardzo dużą powierzchnię styku z modyfikowanym materiałem lub zwiększenie powierzchni styku uzyskane, np. przez obróbkę plastyczną metali lub polimerów (walcowanie, wytłaczanie, kucie, wyciąganie itp.), które powoduje powstanie struktur włókno podobnych poprawiają udarność. Przykładem są kompozyty zawierające włókna lub igły monokryształów oraz stal damasceńska zawierająca bardzo rozpłaszczone ziarna stali.

161. W jaki sposób można poprawić właściwości drewna?

(a) przez wykonanie z niego prasowanego materiału warstwowego (X)

Komentarz: Tak, produkt taki (zwany lignofolem) jest wykonany z cienkich warstw fornirów sklejonych klejem syntetycznym pod ciśnieniem do 30 MPa. Produkowany jest w postaci płyt o grubości do 200 mm. Ma ono większą wytrzymałość i twardość niż drewno lite lub sklejka. Stosowane jest do wyrobu części maszyn, w tym samolotów.

(b) przez wykonanie drewna prasowanego (X)

Komentarz: Tak, produkt taki (zwany lignostonem) jest uzyskiwany przez sprasowanie litego drewna pod ciśnieniem do 30 MPa w temperaturze 70-160^oC. Jest on nasycany żywicą fenolowo-formaldehydową lub melaminowo-formaldehydową. Produkowany jest w postaci płyt lub belek. Charakteryzuje się wytrzymałością na rozciąganie i zginanie do 250 MPa tj., 2-3 krotnie wyższą niż drewno lite lub sklejka oraz większą twardością. Stosowany jest do wyrobu części maszyn.

Komentarz: Tak, taki produkt drewnopochodny (zwany również dyktą) mający postać cienkich płyt jest wykonany przez sklejenie pod ciśnieniem, często
w podwyższonych temperaturach krzyżujących się pod kątem prostym cienkich warstw (fornirów) skrawanych obwodowo z drewna drzew iglastych lub liściastych. Produkowane są sklejki sucho-trwałe, półwodoodporne, wodoodporne i specjalne. Wykorzystuje się je w przemyśle lotniczym, szkutniczym i meblowym, gdyż nie paczą się i mają dobre właściwości wytrzymałościowe.

(d) przez wykonanie kompozytu z cząstkami drewna (X)

Komentarz: Tak, produkt taki zwany płytą pilśniową jest wykonany ze sklejonych pod ciśnieniem: rozwłóknionej (spilśnionej) masy z drewna o niskiej jakości, mikro wiórów oraz MDF (Medium Density Fibreboard) i zawiera oleje schnące lub żywice syntetyczne. Rozróżnia się płyty miękkie nieprasowane oraz półtwarde, twarde i bardzo twarde. Są też płyty perforowane, nacinane i wytłaczane. Ich powierzchnia może być uszlachetniana. Stosuje się je do wytwarzania części mebli oraz w budownictwie jako materiały izolacyjne, gdyż nie paczą się, ale mają niskie właściwości wytrzymałościowe.

162. W jaki sposób można poprawić właściwości użytkowe tkanin odzieżowych?

(a) przez dodanie do nich elany (X)

Komentarz: Tak, elana (Lawsan, Terylen i Dacron - cięte włókna poliestrowe) służy do wytwarzania tkanin o tej samej nazwie. Takie włókna są odporne chemicznie
i mechanicznie oraz na starzenie świetlne. Łatwo elektryzują się i w konsekwencji brudzą się. Stosowane są jako dodatek do wełny owczej, bawełny lub lnu zapobiegający mięciu się tkanin odzieżowych (elanowełna, elanobawełna lub elanolen) oraz do wiskozy.

(b) przez dodanie do nich torlenu (X)

Komentarz: Tak, torlen (jedna z odmian ciągłych włókien poliestrowych) w mieszance z innymi włóknami służy do wytwarzania tkanin.

Komentarz: Tak, anilana (nazwa handlowa polskich włókien akrylowych) służy do wytwarzania tkanin odpornych na gniecenie, działanie temperatur do 170^oC oraz nieżółknących, a w przypadku włókien teksturowanych - także dzianin.

(d) przez dodanie do nich włókien poliuretanowych (X)

Komentarz: Tak, włókna poliuretanowe charakteryzują się bardzo dużą elastycznością. Dlatego służą one do wytwarzania ściągaczy w wyrobach dzianych.

163. W jaki sposób można poprawić właściwości okładzin (klocków) hamulcowych?

(a) przez wprowadzenie do nich opiłków mosiężnych (X)

Komentarz: Tak, rozprowadzają one ciepło generowane podczas hamowania na większą powierzchnię, a przez to obniżają lokalną temperaturę, co wydłuża trwałość okładzin.

(b) przez wprowadzenie do nich włókien mineralnych (X)

Komentarz: Tak, wprowadzenie włókien bazaltowych podwyższa współczynnik tarcia, co poprawia efektywność hamowania pojazdu. Wprowadzenie włókien azbestowych jest jeszcze bardziej skuteczne, ale rozpylane przez pojazd rozdrobnione takie włókna są kancerogenne.

Komentarz: Nie, bo podczas intensywnego hamowania będą się one topiły, co zaklei nierówności tarczy hamulcowej, a w efekcie obniży skuteczność hamowania.

(d) przez wprowadzenie do nich napełniaczy mineralnych (X)

Komentarz: Tak, taki modyfikator obniży ścieralność okładzin.

164. Co to jest montmorylonit?

(a) jedna z postaci glinokrzemianów tworząca mocno związane
kryształy ( )

Komentarz: Nie, taką strukturę ma piasek kwarcowy (SiO₂).

(b) jedna z postaci glinokrzemianów tworząca słabo związane
ze sobą płytkowe kryształy (X)

Komentarz: Tak, taką strukturę ma montmorylonit. Grubość jego płytek wynosi poniżej 1nm. Ich długość i szerokość mają rozmiary liczone w nanometrach. Powierzchnia właściwa montmorylonitu wynosi około 800 m²/g.

Komentarz: Nie, takie struktury powłokowe utworzone z ułożonych w pięciokąt lub sześciokąt pierścieni z pojedynczych atomów węgla ma fuleren.

(d) postać węgla tworząca długie włókna ( )

165. Jakie polimery pochłaniają wodę?

(a) niepolarne ( )

Komentarz: Nie, obowiązuje zasada, że podobne miesza się z podobnym. Dlatego polarna woda nie wnika w mikropory niepolarnego polimeru.

(b) polarne (X)

Komentarz: Tak, gdyż są one hydrofilne. Przykładem jest poliamid (nylon, stilon).

Komentarz: Nie, materiały krystaliczne mają dobrze upakowaną strukturę, co utrudnia wnikanie w nie cieczy. Dlatego jeśli polimer jest polarny, to woda będzie w niego wnikała tylko w miejscach defektów struktury.

(d) amorficzne (X)

Komentarz: Tak, materiały amorficzne mają znacznie mniej upakowaną (zwartą) strukturę niż krystaliczne, co powoduje występowanie w nich pustych przestrzeni
o rozmiarach Angstremów (tzw. objętość swobodna). Ułatwia to wnikanie wody
w te przestrzenie, jeśli polimer jest polarny.

166. Co to jest gazar?

(a) porowaty metal ( )

Komentarz: Nie, jest to metal, w którym rozmieszczono lub występują bardzo małe pęcherzyki gazu, o rozmiarach liczonych w mikrometrach, to jest mikropory. Porami nazywa się znacznie większe pęcherzyki gazu, zazwyczaj o rozmiarach około lub powyżej 1 mm. Wpływ na właściwości tych dwóch rodzajów porów jest różny.

(b) metal wzmocniony bardzo małymi pęcherzykami gazu (X)

Komentarz: Tak. Jest to kompozyt charakteryzujący się najwyższymi właściwościami mechanicznymi spośród znanych obecnie metalowych materiałów porowatych (pian metalowych). Nazwa pochodzi od słów „gaz” + „ar” (skrót od rosyjskiego „armirowat” - wzmacniać). Wytwarzany jest w procesie kierunkowej krystalizacji pod ciśnieniem metalu (zwykle aluminium lub miedzi), który w stanie stopionym był nasycony wodorem lub argonem.

Komentarz: Tak, gazary mogą być wypełnione (nasycone) różnorodnymi mediami (smar grafitowy, olej silnikowy, smar plastyczny czy smar teflonowy). Taki kompozyt ma dobre właściwości smarne.

(d) materiał na filtry (X)

Komentarz: Tak, gazary można stosować na filtry metalowe, katalizatory reakcji chemicznych, atomizery gazów i cieczy oraz na części robocze mieszalników.

167. Co powoduje zmodyfikowanie grafitem stopów łożyskowych miedzi
i aluminium?

(a) podwyższenie ich odporności na zużycie (X)

Komentarz: Tak, ponieważ właściwości smarne grafitu obniżają współczynnik tarcia metalu o metal, a to tarcie jest przyczyną zużycia ciernego. Dlatego wprowadzenie grafitu do stopów łożyskowych poprawia ich odporność na zużycie.

(b) obniża możliwość powtórnego wykorzystania (recykling) ( )

Komentarz: Nie, grafit nie ma wpływu na możliwość przetopienia stopów metali. Należy liczyć się jednak z pewną zmianą ich właściwości, gdyż podczas wysokotemperaturowego topienia grafit (jedna z postaci węgla) może utlenić się
i ulotnić w postaci dwutlenku węgla.

Komentarz: Tak, zwiększa on szerokość pętli histerezy kompozytu zmodyfikowanego przez dodanie grafitu, co jest miarą efektywności tłumienia przez niego drgań mechanicznych.

(d) obniża ryzyko zatarcia w przypadku pogorszenia smarowania (X)

Komentarz: Tak, ponieważ grafit mający strukturę płytkową i niską wytrzymałość połączenia tych płytek (patrz ołówek) tworzy powłokę samosmarną na powierzchni metalu. Ta powłoka ma ograniczoną trwałość, ale chwilowo umożliwia pracę
w warunkach ograniczonego smarowania trących o siebie części maszyn.

168. Czym są tzw. powłoki oddychające wszywane w odzież?

(a) są to półprzepuszczalne membrany polimerowe (X)

Komentarz: Tak, to są błony z porami o rozmiarach od 2 do 7 μm uzyskane
w procesie koagulacji, np. poliuretanu (Hydrotex, Aquatex, Bretex, Termoaktive, Osmosis, Dry Tex).

(b) są to membrany z hydrofilnego polimeru (X)

Komentarz: Tak, to są błony z hydrofilnego polimeru z mikroporami o rozmiarach pozwalających na przenikanie pary wodnej, ale blokujących cząstki wody. „Oddychalność” membrany wzrasta lub maleje, w zależności od ilości mikro-porów na jednostkę powierzchni.

Komentarz: Tak, membrany typu Sympatex charakteryzują się właściwościami hydrofilnymi, będącymi efektem obecności dipoli, czyli cząstek o nierównomiernie rozmieszczonych ładunkach elektrycznych. Dlatego cząsteczki pary wodnej są przyciągane przez strefy hydrofilne membrany, a następnie wydalane na zewnątrz dzięki dyfuzji. Nieprzemakanie takiej membrany z mikroporami wynika z różnicy mobilności cząstek wody w postaci cieczy (mniejsza) i pary wodnej (większa), która współdecyduje o przenikaniu ich przez te pory.

(d) są to membrany hydrofobowe ( )

Komentarz: Nie, są one hydrofilne, ale w przypadku membrany typu Sympatex
z porami o rozmiarach kilku dziesiętnych nanometra (l nm = 0,000 001 mm). Membrana ta zachowuje wodoszczelność, ponieważ w niej nie ma ani większych otworów, ani kanalików. Dlatego, aby hydrofilna tkanina zewnętrzna odzieży, pod którą jest ta membrana nie przemakała podczas deszczu należy ją zaimpregnować, tj. nadać jej od zewnątrz właściwości hydrofobowe.

169. Jakie materiały dobrze izolują termicznie?

(a) te, które mają dużą gęstość ( )

Komentarz: Nie, bo materiały o dużej gęstości, co najmniej na średnim poziomie przewodzą ciepło, a to znaczy, że nie izolują termicznie.

(b) te, które mają minimalną gęstość (X)

Komentarz: Tak, dlatego próżnia (gęstość praktycznie biorąc zerowa) jest najlepszym izolatorem, a gazy źle przewodzą ciepło. Wykorzystujemy to zjawisko wykonując termosy, gdzie między cienkimi ściankami (np. szklanymi czy nawet metalowymi) jest próżnia oraz napełniając argonem przestrzeń pomiędzy szybami zespolonymi montowanymi w oknach.

Komentarz: Nie, bo w otwarte pory w materiale o właściwościach izolacyjnych może wnikać wilgoć, co radykalnie podwyższa przewodność ciepła, która przed wniknięciem wilgoci była bardzo niska (gazy słabo przewodzą ciepło).

(d) te, które mają dużo zamkniętych porów (X)

Komentarz: Tak, gdyż gaz zawarty w porach materiału hydrofobowego dobrze izoluje termicznie, a zamknięte pory nie chłoną wody (np. styropian, spieniony poliuretan czy spieniony polietylen). Inaczej jest w materiałach hydrofilnych (np. cegła budowlana), które chłoną wodę, jeśli w nich są nawet najmniejsze pory. Dlatego porowate materiały hydrofilne trzeba pokrywać powłoką hydrofobizującą lub pokrywać warstwą izolacyjną (porcelanę szkliwem, ścianę tynkiem itp.).

170. Jakie materiały mogą być przezroczyste?

(a) semikrystaliczne ( )

Komentarz: Nie, bowiem na każdej granicy faz załamuje się światło, co ogranicza przezroczystość materiału nawet, jeśli zarówno faza krystaliczna, jak i amorficzna są przezroczyste, gdyż mają one różne współczynniki załamania światła.

(b) krystaliczne (X)

Komentarz: Tak, jeśli faza ta jest przezroczysta, to idealny monokryształ jest też przezroczysty. Przykładem jest prawie bezdefektowy kryształ diamentu, który po oszlifowaniu zwany jest brylantem. Jednak nawet nieduże defekty kryształów lub nieduże stężenie fazy amorficznej, która występuje pomiędzy sąsiednimi kryształami powoduje jego zmętnienie.

Komentarz: Tak, jeśli faza ta jest przezroczysta, to jeśli nie zawiera zanieczyszczeń i wtrąceń, w tym także fazy krystalicznej, to wykonany z niej wyrób jest też przezroczysty. Przykładem jest szkło sodowe i ołowiowe zwane kryształowym. Jednak nawet nieduże stężenie zanieczyszczeń spowoduje jego zmętnienie.

(d) spienione ( )

Komentarz: Nie, bowiem na każdej granicy faz załamuje się światło, co ogranicza przezroczystość materiału nawet, jeśli zarówno ciało stałe, jak i gaz w porach są przezroczyste, bo mają one różne współczynniki załamania światła.

171. Dlaczego szyba pancerna jest odporna na uderzenie?

(a) bo wykonana jest z twardego szkła ( )

Komentarz: Nie, bo uszkodzenie lub zarysowanie powierzchni wyrobu szklanego spowoduje, że pęknięcie łatwo będzie rozprzestrzeniało się na całą jego grubość nawet pod działaniem stosunkowo niedużej siły. Dlatego łatwo będzie zbić taką szybę wykonaną z twardego szkła, nawet najgrubszą.

(b) bo wykonana jest z kilku warstw szkła połączonego twardym
klejem ( )

Komentarz: Nie, bo twardy, a tym samym i kruchy klej pomiędzy taflami szyby spowoduje, że pęknięcie szyby zewnętrznej łatwo będzie rozprzestrzeniało się przez spoinę na kolejne warstwy szkła. Dlatego taką szybę łatwo będzie zbić, podobnie jak jednowarstwową.

Komentarz: Nie, bo co prawda miękkie, a tym samym łatwej odkształcalne szkło po uderzeniu powodującym jego uszkodzenie będzie spowolniało wzrost pęknięcia
w stosunku do normalnego szkła, to jednak nadal będzie ono stosunkowo kruche.

(d) bo wykonane jest z kilku warstw szkła połączonego elastycznym
klejem (X)

Komentarz: Tak, bo pod wpływem uderzenia pęknięcie szyby zewnętrznej będzie rozprzestrzeniało się do granicy faz różniących się istotnie sztywnością (tj. do spoiny klejowej), a potem w płaszczyźnie tafli szkła. Na ten proces zużywa się spora część energii uderzenia. Pozostała część energii może spowodować przebicie elastycznej spoiny i wtedy zapoczątkuje pękanie kolejnej tafli, analogicznie jak to miało miejsce w przypadku pierwszej tafli. Dlatego po pokonaniu kolejnych spoin pozostaje coraz mniej energii zdolnej do dalszego przebijania szyby bądź zranienia osoby wewnątrz pomieszczenia. Szyba klasy P2 powinna wytrzymać 3 uderzenia stalowej kuli o masie 4,11 kg spadającej z wysokości 3 m, gdy szyba P3
z wysokości 6 m, a szyba P5 - 9 uderzeń kuli spadającej z wysokości 9 m.

172. Dlaczego w domach z wielkiej płyty zwykle dźwięki łatwo się rozprzestrzeniają?

(a) bo ściany i stropy połączone są bez dylatacji (X)

Komentarz: Tak, bo drgania mechaniczne i dźwięki zmieniają kierunek swego rozprzestrzeniania na granicy faz różniących się znacznie właściwościami mecha-nicznymi, co powoduje ich tłumienie. Dlatego konieczne jest wstawiane dylatacji pomiędzy płyty podłogowe a płyty ścienne.

(b) bo ściany i stropy mają zbrojenia zespawane ze sobą (X)

Komentarz: Tak, bo sztywne ich połączenie poprzez elementy zbrojenia, które dobrze przewodzą dźwięki powoduje rozprzestrzenianie dźwięków. Ten przypadek często występuje w starych domach wykonanych z wielkiej płyty.

Komentarz: Tak, bo stosunkowo wysoka częstotliwość drgań własnych takiej konstrukcji betonowej powoduje, że drgania o wysokiej częstotliwości łatwo się rozprzestrzeniają w niej.

(d) bo we wnętrzu ściany i stropów brak wkładek
z materiałów pochłaniających drgania (X)

Komentarz: Tak, w wielu budynkach nie stosowano wypełnienia ścian i stropów keramzytem lub wełną mineralną, które dobrze izolują termicznie i tłumią drgania mechaniczne. Często też stosowanie takiej izolacji okazało się nieskuteczne, bo niestaranne wykonawstwo budynku powodowało powstanie wielu mostków przewodzących drgania pomiędzy jego elementami konstrukcyjnymi.

173. Jaki rodzaj kompozytu będzie najkorzystniejszy na skorupę szalupy ratunkowej?

(a) maty z włókna szklanego powiązane żywicami ( )

Komentarz: Nie, bo włókna szklane mają zbyt małe wydłużenie przy zerwaniu, aby wytrzymać uderzenia np. o skały bez uszkodzenia szalupy, a to jest warunek nieodzowny uratowania ludzi.

(b) maty z włókna węglowego powiązane żywicami ( )

Komentarz: Nie, bo włókna węglowe, chociaż są bardzo wytrzymałe to mają zbyt małe wydłużenie przy zerwaniu, aby wytrzymać uderzenia np. o skały bez uszko-dzenia szalupy, a to jest warunek nieodzowny uratowania ludzi.

Komentarz: Tak, bo włókna kevlarowe są znacznie bardziej ciągliwe od włókien szklanych czy węglowych, a mają wytrzymałość tylko trochę niższą od włókien węglowych. Dlatego umożliwiają one takie wykonanie szalupy, że bezawaryjnie wytrzymuje ona uderzenia o skały.

(d) siatka stalowa powiązana żywicami ( )

Komentarz: Nie, bo co prawda z niskowęglowej stali można wykonać drut umożliwiający wykonanie kompozytu spełniającego wymagania wytrzymałościowe szalupy, ale środowisko silnie korozyjne (słona woda) może spowodować po pewnym czasie w sposób trudny do skontrolowania obniżenie tych właściwości prawie do zera.

174. Kiedy operacje technologiczne poprawiają właściwości mechaniczne materiałów?

(a) gdy ujednorodnią i obniżą wymiary kryształów (X)

Komentarz: Tak, obniża to koncentrację naprężeń na granicy faz, co zwiększa wytrzymałość. Taki efekt można uzyskać podczas rekrystalizacji to jest nagrzania powyżej temperatury topnienia kryształów, ich amorfizacji przez stopienie, a potem ochłodzenia, aby kryształy nie mogły nadmiernie urosnąć.

(b) gdy powodują powstawanie struktur płytkowych lub igłowych (X)

Komentarz: Tak, taki proces powoduje uporządkowanie budowy materiału i częściowe usunięcie wtrąceń gazowych. Dlatego zwiększa się wytrzymałość. Efekt taki uzyskuje się podczas rozpłaszczania, a potem zdwajanie płaskownika przez wielokrotne (nawet do 10 000 razy) kucie (np. podczas wytwarzania stali damasceńskiej lub japońskiej na miecze), walcowanie i przeciąganie metali oraz polimerów.

Komentarz: Tak, ale jeśli po zakończeniu procesu nie przekroczy się rozmiarów kryształów krytycznych ze względu na koncentrację naprężeń na granicy faz. Pewna ilość fazy bardziej elastycznej (a taką jest amorficzna) na granicy kryształów pozwala rozpraszać energię, co szczególnie ważne jest podczas obciążenia udarowego.

(d) gdy obniżają stopień krystaliczności ( )

Komentarz: Nie, obniżenie bowiem stopnia krystaliczności prawie zawsze pogorszy właściwości wytrzymałościowe. Wyjątkiem jest stal bezpośrednio po hartowaniu, która jest bardzo krucha. Wtedy obniżenie krystaliczności może poprawić jej właściwości wytrzymałościowe, co uzyskuje się przez proces odpuszczania (nagrzewania powyżej temperatury krystalizacji i wolnego chłodzenia).

175. Kiedy operacje technologiczne pogarszają właściwości mechaniczne materiałów?

(a) gdy podwyższają rozmiary ziaren (kryształów) (X)

Komentarz: Tak, podwyższa to koncentrację naprężeń na granicy faz, co obniża wytrzymałość. Taki niezamierzony efekt można uzyskać podczas odpuszczania metali, kiedy ogrzane powyżej temperatury krystalizacji części maszyn są wolno chłodzone, co zarówno powoduje korzystną relaksację naprężeń hartowniczych czy odlewniczych, ale jednocześnie może spowodować wzrost ziaren niekorzystny
z punktu widzenia wytrzymałości.

(b) gdy zwiększają chropowatość powierzchni (X)

Komentarz: Tak, podwyższa to koncentrację naprężeń na granicy defektów powierzchni, co obniża wytrzymałość. Taki niezamierzony efekt powstaje np. w przypadku korozji metali i starzenia tworzyw sztucznych oraz podczas formowania w chropowatej formie.

Komentarz: Nie, zwykle obniżenie porowatości, jeśli pory mają rozmiary powyżej kilku mikrometrów, obniża koncentrację naprężeń na granicy faz, co poprawia właściwości wytrzymałościowe.

(d) gdy obniżają stopień krystaliczności (X)

Komentarz: Tak, prawie zawsze obniżenie krystaliczności pogorszy właściwości wytrzymałościowe. Wyjątkiem jest przypadek, gdy mamy stal przehartowaną, która jest bardzo krucha. Wtedy obniżenie jej krystaliczności może poprawić właściwości wytrzymałościowe, co uzyskuje się przez proces odpuszczania (nagrzewania powyżej temperatury krystalizacji i wolnego chłodzenia).

176. Jaki materiał w technice nazywamy plastrem miodu?

(a) płyta wykonana z wosku ( )

Komentarz: Nie. W języku potocznym płyta z sześciokątnymi wgłębieniami wyko-nana z wosku przez pszczoły i służąca do przechowywania miodu w ulu nazywa się plastrem (miodu). Wosk pszczeli ma jednak tak niskie właściwości wytrzymałościowe, że nie jest stosowany w technice jako materiał konstrukcyjny.

(b) płyta z sześciokątnymi otworami wykonana z folii aluminiowej (X)

Komentarz: Tak, powstaje ona przez lokalne spojenie w określonych odstępach wielu taśm z folii aluminiowej, a następnie ich rozciągnięcie w kierunku prosto-padłym do ich powierzchni. Powstaje wtedy ażurowa, komórkowa płyta, którą po obydwu stronach okleja się albo blachą ze stopów aluminium, albo z kompozytów na bazie polimerów wzmocnionych włóknami węglowymi. Taka płyta jest niepalna, jeśli jest w całości z aluminium lub trudnopalna, oraz charakteryzuje się dobrymi właściwościami termoizolacyjnymi i znaczną sztywnością. Jest jednak droga.

Komentarz: Nie. Płyta z sześciokątnymi wgłębieniami odlana z czystego aluminium ma tak niskie właściwości wytrzymałościowe, że nie jest stosowana w technice jako materiał konstrukcyjny.

(d) płyta z sześciokątnymi otworami wykonana z papieru (X)

Komentarz: Tak, powstaje ona przez lokalne spojenie w określonych odstępach taśm z papieru przesyconego żywicą, a następnie ich rozciągnięcie w kierunku prostopadłym do ich powierzchni. Powoduje to powstanie komórkowej płyty, którą po obydwu stronach okleja się kompozytem na bazie polimerów wzmocnionych włóknami węglowymi. Ma bardzo dobry stosunek wytrzymałości na zginanie do gęstości oraz właściwości termoizolacyjne. Niestety, taki kompozyt jest palny.

177. Czy wymienione poniżej metody poprawiają izolację cieplną i sztywność płyty?

(a) jeśli wykonana jest ona z dwóch warstw kompozytu wzmocnionego włóknami i rozdzielonymi „plastrem miodu” (X)

Komentarz: Tak, jest to skuteczny sposób na podwyższenie sztywności i izolacyjności termicznej płyty przy minimalnej masie. Wadą takiego rozwiązania jest wysoka cena „plastra miodu”. Dlatego ten sposób stosowany jest głównie w przemyśle lotniczym i kosmicznym.

(b) jeśli wykonana jest ona z dwóch warstw kompozytu wzmocnionego włóknami i rozdzielonymi spienionym polimerem (X)

Komentarz: Tak, jest to skuteczny sposób na podwyższenie sztywności i izolacyjności termicznej płyty przy minimalnej masie, jednocześnie w przypadku pożaru zapewniając niepodtrzymywanie palenia warstwy izolacyjnej pod warunkiem, że polimer nie podtrzymuje palenia. Ten sposób stosowany jest w wielu gałęziach przemysłu, np. lotniczym i kosmicznym, a także przy produkcji lodówek.

Komentarz: Tak, jest to skuteczny sposób na podwyższenie sztywności i izolacyj-ności termicznej płyty przy minimalnej masie i niskim koszcie, ale w przypadku pożaru istnieje zagrożenie zapalenia warstwy izolacyjnej. Ten sposób stosowany jest czasami w przemyśle lotniczym i w budowie jachtów.

(d) jeśli wykonana jest ona z dwóch blach rozdzielonych spienionym polimerem (X)

Komentarz: Tak, jest to skuteczny sposób na podwyższenie sztywności blach przy jednoczesnym zapewnieniu znacznej izolacyjności cieplnej. Taka warstwowa płyta (zwykle o grubości 5-10 cm) pokryta pofalowaną (np. trapezową) blachą stosowana jest m.in. do szybkiego budowania m.in. lekkich ścian i dachów hal fabrycznych. Podobne rozwiązanie stosowane też jest do produkcji lodówek domowych oraz chłodni magazynowych.

178. Co to są kompozyty umacniane dyspersyjnie?

(a) stale spiekane ( )

Komentarz: Nie jest to prawda. Stalami spiekanymi nazywa się te z nich, które są wytwarzane metodą metalurgii proszków, a więc przez prasowanie, a potem spiekanie. Stale te mogą zawierać różne dodatki stopowe. Nadają się one do obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej, np. do węgloazotowania.

(b) rodzaj nanokompozytu metalowego (X)

Komentarz: Tak. W takich kompozytach cząstki fazy niemetalowej o wymiarach 10÷250 nm są rozproszone w metalu. Można je wytwarzać przez wdmuchiwanie wraz z argonem fazy dyspersyjnej do ciekłego metalu. Te małe cząstki blokują skuteczniej ruch dyslokacji niż duże, co znacznie umacnia materiał na zimno i na gorąco (w tym przypadku hamując rekrystalizację metalu i wzrost jego ziaren).

Komentarz: Nie. Spieki metalowo-ceramiczne mają osnowę metalową umacnianą cząstkami ziarnistymi o rozmiarach większych niż nanometry. Do nich zaliczamy węgliki spiekane, cermetale, materiały na styki elektryczne, materiały cierne
i węglikostale. Najczęściej składają się one z węglików wolframu lub tytanu (w ilości 45-60%), niedużej ilości innych węglików i ok. 10% kobaltu oraz osnowy stalowej nisko lub wysokostopowej. Po spiekaniu mają twardość nawet do 1650 HV
i nadają się na płytki skrawające do noży tokarskich, wierteł, głowic frezarskich itp.

(d) cermetale ( )

Komentarz: Nie, cermetalami nazywa się spieki, gdzie wzmacniającą fazą cera-miczną mogą być tlenki cyrkonu, aluminium lub chromu, a osnową takie metale trudno topliwe, jak molibden, chrom, cyrkon, tytan lub ich stopy. Są przeznaczone do pracy w wysokich temperaturach w agresywnych środowiskach. Stosuje się je na tygle, osłony termopar, dysze rakiet, łopatki turbin itp.

179. Jakie rodzaje włókien stosuje się w kompozytach?

(a) ceramiczne (X)

Komentarz: Tak, włókna szklane i bazaltowe (mineralne) stosuje się w kompozytach polimerowych (np. w okładzinach ciernych zamiast azbestowych - zanikające zastosowanie z powodu ich kancerogenności) oraz z tlenków tytanu, aluminium i cyrkonu w kompozytach metalowych.

(b) z pierwiastków niemetalicznych (X)

Komentarz: Tak, stosuje się włókna węglowe w kompozytach polimerowych na wyroby sportowe i dla techniki lotniczej oraz borowe i krzemowe w kompozytach metalowych dla techniki kosmicznej i lotniczej.

Komentarz: Tak, włókna stalowe (w postaci drucików lub linek stosuje się w oponach samochodowych), molibdenowe, wolframowe, berylowe i stopy tych metali. W kompozytach metalowych stosuje się też włókna ze związków międzymetalicznych, np. Al₂Cu, Al₃Ni, Ni₃Nb.

(d) organiczne (X)

Komentarz: Tak, w oponach osobowych i lotniczych stosuje się włókna kevlarowe oraz poliamidowe (nylonowe).

180. W jaki sposób można poprawić przewodność elektryczną polimerów?

(a) przez wprowadzenie do nich krzemionki drobno dyspersyjnej ( )

Komentarz: Nie. Krzemionka jest dielektrykiem - ma niską przewodność elektryczną. Dlatego jej wprowadzenie zapewnia zachowanie bądź poprawę właściwości izolacyjnych przez kompozyt polimerowy.

(b) przez wprowadzenie do nich sadzy (X)

Komentarz: Tak. Sadza (szczególnie acetylenowa) przewodzi prąd elektryczny. Dlatego jeśli podczas mieszania z polimerem nie będzie rozproszona nadmiernie, to jest będzie tworzyła ścieżki przewodzące prąd, to poprawi przewodność elektryczną kompozytu.

Komentarz: Tak. Takie włókna, podobnie jak i nanorurki węglowe, przewodzą prąd elektryczny. Dlatego jeśli podczas mieszania z polimerem nie będą nadmiernie połamane, to jest będą tworzyły ścieżki przewodzące prąd, to poprawi się przewodność kompozytu.

(d) przez wprowadzenie do nich nanocząstek metali (X)

Komentarz: Tak. Metale przewodzą prąd elektryczny. Dlatego, jeśli podczas mieszania z polimerem nie ulegną aglomeracji, a jeszcze lepiej, gdy tworzą ścieżki przewodzące prąd, to poprawi się znaczne przewodność elektryczna kompozytu.

CZĘŚĆ III

Czy racjonalne jest?

(Uwaga: Kilka odpowiedzi może być prawidłowych)

181. Czy racjonalne jest pokrywanie budynków z zewnątrz?

(a) tynkami ceramicznymi (X)

Komentarz: Tak, tynkowanie jest racjonalne w przypadku stosowania na ściany cegły budowlanej, która jest porowata i hydrofilna, bo utrudni penetrację wody,
a wilgoć zwiększa przewodność ciepła. Jednocześnie tynkowanie zakleja występujące czasami szczeliny między cegłami. Dlatego poprawi izolacyjność termiczną oraz dźwiękową ścian.

(b) tynkami syntetycznymi (X)

Komentarz: Tak, tynkowanie jest to racjonalne w przypadku stosowania na ściany cegły budowlanej, bo obniża chłonność przez nią wody w stopniu większym niż tynki mineralne (tworzy się cienka powłoka polimerowa), a wilgoć zwiększa prze-wodność cieplną materiałów izolacyjnych. Jednocześnie zakleja to występujące czasami szczeliny między cegłami. Dlatego pokrywanie budynków tynkami syntetycz-nymi poprawia izolacyjność termiczną ścian.

Komentarz: Tak, jest to racjonalne w przypadku stosowania cegły budowlanej, bo obniży chłonność wody przez materiały ścienne, szczególnie, jeśli płytki są szkliwione, a wilgoć zwiększa przewodność cieplną. Jednocześnie zakleja to występujące czasami szczeliny między cegłami. Dlatego okładanie budynków płytkami ceramicznymi lub cegłami klinkierowymi poprawia izolacyjność termiczną ścian oraz ich odporność na agresywne działanie środowiska.

(d) blachą (X)

Komentarz: Tak, jest to racjonalne, bo zmniejsza kontakt materiałów ściennych
z wodą deszczową, a wilgoć zwiększa ich przewodność cieplną. Jednocześnie obniża się przenikanie wiatru przez ściany. Dlatego pokrywanie ścian budynków blachą lub innymi płytami nieprzepuszczającymi wiatr (zwanymi z angielska sidingiem) poprawia izolacyjność termiczną budynku.

182. Czy racjonalne jest hartowanie kół zębatych?

(a) dla mało obciążonych przekładni ( )

Komentarz: Nie, występujące bowiem tam małe naciski nie wymagają stosowania materiałów o znacznej odporności na zmęczenie powierzchniowe, a takim jest hartowana stal. Jednocześnie hartowanie będące dodatkową operacją technologiczną podwyższa koszt wykonania kół zębatych.

(b) dla przekładni przekazujących duże momenty obrotowe (X)

Komentarz: Tak, bo występujące tam duże naciski wymagają stosowania materiałów
o znacznej odporności na zmęczenie powierzchniowe oraz lokalne naciski, a takim jest hartowana stal.

Komentarz: Tak, występujące tam udarowe naprężenia zginające wymagają stosowania materiałów o dużej odporności na zmęczenie powierzchniowe i na zginanie u podstawy zęba. Zaleca się stosowanie stali niskowęglowych, które po nawęgleniu są hartowne. Jest rzeczą oczywistą, że głębsze warstwy nie są nawęglone, a więc nie będą zahartowane.

(d) na przekładnie nie wymagające smarowania ( )

Komentarz: Nie, gdyż działające tam małe naciski nie wymagają stosowania materiałów o znacznej odporności na zmęczenie powierzchniowe, a takim jest hartowana stal. Wystarczy użycie niektórych tworzyw sztucznych, np. poliamidu 6 czy tekstolitu, które mogą charakteryzować się na tyle niskim współczynnikiem tarcia, że smarowanie przekładni nie zawsze będzie konieczne.

183. Czy racjonalne jest szkliwienie porcelany?

(a) na izolatory elektryczne (X)

Komentarz: Tak, bo szkliwienie zmniejsza chłonność wody przez porcelanę, a wilgoć podwyższa przewodzenie prądu elektrycznego. Dlatego nieszkliwiona porcelana nie nadaje się na izolatory elektryczne mające kontakt z wilgocią.

(b) na izolacyjne wkładki we wnętrzu urządzeń elektrycznych ( )

Komentarz: Nie, gdyż tam porcelana nie ma styczności z wodą, co mogłoby spowodo-wać jej zaabsorbowanie, a w efekcie tego obniżenie właściwości izolacyjnych.

Komentarz: Tak, bo szkliwienie zmniejsza chłonność wody i tłuszczu przez porcelanę. To zjawisko oraz uzyskanie gładkiej i twardej powierzchni ułatwiają zmywanie naczyń.

(d) na uchwyty do sztućców (X)

Komentarz: Tak, bo szkliwienie umożliwia uzyskanie gładkiej i twardej powierzchni,
a to ułatwia utrzymanie sztućców w czystości.

184. Czy racjonalne jest stosowanie laminatów na konstrukcje maszyn?

(a) korpusy obrabiarek ( )

Komentarz: Nie, takie bowiem korpusy będą zbyt odkształcalne, co uniemożliwi uzyskanie odpowiednio małych tolerancji wymiarowych obrabianych detali. Laminaty są stosowane na (nieobciążone) osłony, np. przekładni pasowych.

(b) karoserie samochodów wyścigowych (X)

Komentarz: Tak, gdyż zapewniają one dużą wytrzymałość dynamiczną karoserii przy małym jej ciężarze. Technologia laminowania umożliwia też łatwe dokony-wanie zmian konstrukcji karoserii na tym samym lub nieznacznie zmienianym osprzęcie technologicznym w miarę formułowania nowych pomysłów budowy samo-chodu, co obniża koszty wytwarzania krótkich serii wyrobów.

Komentarz: Tak, gdyż zapewniają one dużą wytrzymałość dynamiczną zderzaków przy małym ich ciężarze. Technologia laminowania umożliwia też łatwe dokony-wanie zmian konstrukcji na tym samym lub nieznacznie zmienianym osprzęcie
w miarę zmieniających się koncepcji budowy samochodu, co obniża koszty wytwa-rzania krótkich serii wyrobów, a to jest szczególnie ważne podczas opracowywania konstrukcji prototypu. Przy produkcji wielkoseryjnej tańsze będzie jednak stoso-wanie technologii wtrysku, a nie laminowania.

(d) obudowy komputerów ( )

Komentarz: Nie, bo komputery wytwarza się w bardzo dużych seriach i wymaga się, aby tolerancje kształtu i rozmieszczenia zaczepów do mocowania detali na obudowie mieściły się w wąskim przedziale wymiarowym. Jednocześnie stawia się jej umiarkowane wymagania wytrzymałościowe, przy czym koszt wytworzenia obudowy musi być minimalny. Tych wymogów nie spełnia technologia laminowania.

185. Czy racjonalne jest polerowanie ceramicznych lub kamiennych płytek podłogowych?

(a) do łazienek ( )

Komentarz: Nie, ponieważ po zmoczeniu takie płytki podłogowe będą śliskie, co stwarza zagrożenie wypadkiem.

(b) w holach gmachów użyteczności publicznej (X)

Komentarz: Tak, ponieważ ładnie wyglądają i łatwo je utrzymać w czystości, a przy odpowiednim zaprojektowaniu wycieraczek przy wejściu do budynku nie powinny być one intensywnie moczone, co zapewni odpowiednią przyczepność do nich podeszew obuwia.

Komentarz: Nie, ponieważ po zmoczeniu będą śliskie, co stwarza zagrożenie wypadkiem.

(d) do kościołów (X)

Komentarz: Tak, ponieważ ładnie wyglądają i łatwo je utrzymać w czystości, a przy odpowiednim zaprojektowaniu wycieraczek przy wejściu do kościoła nie powinny być intensywnie moczone, co zapewni odpowiednią przyczepność do nich podeszew obuwia.

186. Czy racjonalne jest wytwarzanie z tworzyw sztucznych broni palnej?

(a) myśliwskiej ( )

Komentarz: Nie. Tworzywa sztuczne są zbyt podatne na pełzanie w podwyższonych temperaturach występujących w komorze nabojowej i lufie podczas wystrzału, a to spowoduje, że celność broni drastycznie obniży się już po kilkakrotnym użyciu. Można je zaś stosować na kolby i łuski do amunicji.

(b) wojskowej ( )

(d) dla dywersantów (X)

Komentarz: Tak, ponieważ dla dywersantów, w przeciwieństwie do wojskowych, myśliwych czy sportowców nie tyle jest ważna trwałość broni, co możliwość przeniesienia jej przez bramki kontrolne na lotniskach i w gmachach użyteczności publicznej, a to zapewnią tworzywa sztuczne nie zawierające metali. Niektóre nanokompozyty polimerowe umożliwiają kilkakrotne wystrzelenie z broni palnej przy zapewnieniu zadowalającej celności, a to dywersantom zazwyczaj wystarczy.

187. Czy racjonalne jest pokrywanie okrętów podwodnych powłoką gumową?

(a) na zewnątrz (X)

Komentarz: Tak, bo zmniejszy ona przenikanie dźwięków oraz w przypadku stoso-wania dodatku fulerenów lub zawierającego je szungitu skutecznie pochłania promieniowanie radiowe. Te czynniki utrudnią lokalizację okrętu pod wodą za pomocą echosondy czy radaru. Jednocześnie są przesłanki, aby sądzić, że stosowanie miękkiej powłoki gumowej może zmniejszyć opory płynięcia okrętu, tak jak powoduje to skóra delfina.

(b) we wnętrzu (X)

Komentarz: Tak, bo zmniejszy ona przenikanie dźwięków na zewnątrz, co utrudni lokalizację okrętu pod wodą za pomocą echosondy.

Komentarz: Nie ma to sensu, bo zwiększy opory tarcia o wodę i związane z tym zużycie paliwa oraz obniży prędkość.

(d) przedziału silnikowego (X)

Komentarz: Tak, bo guma zmniejsza przenikanie dźwięków, co poprawi komfort pracy załogi i jednocześnie utrudni lokalizację okrętu pod wodą za pomocą echosondy.

188. Czy racjonalne jest pokrywanie samolotów powłoką gumową?

(a) na zewnątrz ( )

Komentarz: Nie, bo zwiększy to tarcie powietrza o samolot, co podwyższy zużycie paliwa i obniży prędkość lotu.

(b) wnętrza przedziału pasażerskiego (X)

Komentarz: Tak, bo zmniejszy to przenikanie z zewnątrz dźwięków, co poprawi komfort pracy załogi i pasażerów.

Komentarz: Nie. To nie ma sensu, gdyż w przedziale bagażowym nie są genero-wane dźwięki, a te dochodzące tam z zewnątrz nikomu nie przeszkadzają.

(d) zbiorników paliwa ( )

Komentarz: Nie. To nie ma sensu, ponieważ w zbiorniku paliwa nie są generowane dźwięki, a dochodzące z zewnątrz nikomu tam nie przeszkadzają. Często jednak zbiorniki paliwa wykonywane są z elastycznych „worków” gumowych, co ułatwia ich rozmieszczenie w skrzydłach.

189. Czy racjonalne jest pokrywanie podwozia samochodu?

(a) powłoką elastyczną (X)

Komentarz: Tak, uderzenia bowiem kamieni i piasku spowodowane jazdą samo-chodu powodują hałas, który tłumi częściowo ta elastyczna powłoka. Jednocześnie jest ona bardziej odporna na uderzenia niż powłoka twarda, dlatego racjonalne jest stosowanie jej na zewnętrzną warstwę izolującą podwozie od działania czynników powodujących korozję.

(b) powłoką o dużej udarności (X)

Komentarz: Tak, jest ona bowiem bardziej odporna na uderzenia niż powłoka krucha, dlatego racjonalne jest stosowanie jej na zewnętrzną warstwę izolującą podwozie od działania czynników powodujących korozję.

Komentarz: Nie, gdyż właściwości ferromagnetyczne takiej powłoki są bez znaczenia.

(d) powłoką przewodzącą prąd elektryczny ( )

Komentarz: Nie, przewodzenie prądu elektrycznego przez tę powłokę jest bez znaczenia.

190. Czy racjonalne jest oczekiwanie wyciszenia budynku przez jego renowację cieplną?

(a) przez nałożenie warstwy wełny mineralnej i otynkowanie (X)

Komentarz: Tak, bo we wnętrzu tej wełny wykonanej z materiału ciężkiego rozpra-szają się i tłumią dźwięki dochodzące z ulicy.

(b) przez nałożenie warstwy styropianu ( )

Komentarz: Nie, bo w styropianie jest mało tłumiącego materiału (polistyrenu)
a dużo powietrza. Pewną poprawę możne dać tynkowanie zasklepiające szczeliny, które były przedtem w ścianie, ale zdarza się także, że wewnątrz styropianu rezonują drgania, co może zintensyfikować dźwięki dochodzące z ulicy.

Komentarz: Tak, bo klinkier jest materiałem ciężkim i znacznie pochłaniającym dźwięki. Jednocześnie ta dodatkowa warstwa zasklepi szczeliny, które przedtem były w ścianie, co też obniży przenikanie dźwięków z zewnątrz.

(d) przez nałożenie tzw. sidingu (płyty z desek, PVC itp.) (X)

Komentarz: Tak, jeśli to będzie warstwa desek lub polichlorku winylu. Oba te materiały, szczególnie umieszczone w niedużej odległości od muru, dobrze tłumią dźwięki docierające z ulicy. Jednocześnie taki siding zmniejszy zawilgocenie ścian spowodowane wnikaniem wody deszczowej, a wilgotne materiały lepiej przewodzą dźwięki niż materiały suche.

191. Czy racjonalne jest nanoszenie powłok wielowarstwowych celem poprawy trwałości?

(a) na okna drewniane ( )

Komentarz: Nie, ponieważ przy zmianie wilgotności drewno zmienia swe rozmiary. Powoduje to naprężenia powłok lakierniczych, które pękają, jeśli nie są wystar-czająco ciągliwe lub elastyczne, szczególnie w miejscach koncentracji naprężeń, do których należą granice słojów drewna. Dlatego racjonalne jest malowanie roz-cieńczonym lakierem wnikającym w pory drewna, co poprawia przyczepność lakieru i zmniejsza chłonność wody, a niecelowe jest nanoszenie kilku lakierów (tworzenie granic faz o różnych właściwościach mechanicznych i cieplnych), co stwarza zagrożenie ich łuszczenia.

(b) karoserię samochodu (X)

Komentarz: Tak. Nanoszenie kolejno kilku cienkich powłok lakierniczych zasklepia ich defekty, co poprawia ich sumaryczną szczelność, która istotnie wpływa na przenikanie do metalu tlenu z powietrza i wilgoci, które powodują korozję. Dlatego współczesne samochody mają zawsze wielowarstwowe powłoki karoserii.

Komentarz: Tak, gdyż nanoszenie kilku warstw lakieru zasklepia ich defekty, co poprawia szczelność powłoki, która istotnie zmniejsza przenikanie do metalu tlenu z powietrza i wilgoci. Do malowania konstrukcji mostu jako minimum stosuje się farbę podkładową o właściwościach antykorozyjnych, która dobrze łączy się
z metalem i resztkami poprzednich lakierów oraz warstwę wierzchnią o dużej odporności na starzenie świetlne i tlenowe.

(d) okna aluminiowe ( )

Komentarz: Nie, bo aluminium jest stosunkowo odporne na działanie tlenu. Trzeba je jednak zabezpieczyć przed kontaktem z kwaśnym deszczem, który powoduje szybką korozję. Dlatego zwykle wystarczy jedna powłoka lakiernicza lub pasywacja (obróbka elektrochemiczna).

192. Czy racjonalne jest odkształcanie plastyczne powierzchni stalowych w celu poprawienia właściwości mechanicznych przez:

(a) śrutowanie (uderzanie kulkami stalowymi) (X)

Komentarz: Tak, zagęszcza to zewnętrzną warstwę wyrobów stalowych oraz rozpłaszcza ziarna stali, co poprawia odporność na korozję (mniej rozwinięta powierzchnia) i poprawia właściwości mechaniczne (zmniejszenie chropowatości powierzchni wyrobów).

(b) piaskowanie ( )

Komentarz: Nie, piaskowanie bowiem usuwa z powierzchni metalowych rdzę
i resztki lakieru, a tylko nieznacznie zmienia strukturę stali. Dlatego praktycznie biorąc nie poprawia właściwości mechanicznych. Jednocześnie powoduje rozwinięcie gładkich powierzchni, co poprawia przyczepność do nich klejów i lakierów, ale przyspieszy korozję, jeśli ta powierzchnia nie będzie pokryta szczelnymi powłokami zabezpieczającymi.

Komentarz: Tak, rozpłaszcza to istotnie ziarna stali i likwiduje część karbów, co znacznie poprawia wytrzymałość i odporność na ścieranie wykonanych w ten sposób wyrobów. Ta technologia stosowana to jest od lat m.in. przy ostrzeniu kos
i sierpów rolniczych, a także była stosowana przy produkcji mieczy i szabel.

(d) nagniatanie (X)

Komentarz: Tak, nagniatanie bowiem odkształca plastycznie powierzchnię wyrobów metalowych. Dlatego rozpłaszcza istotnie ziarna stali i likwiduje część karbów, co znacznie poprawia wytrzymałość i odporność na ścieranie.

193. Czy racjonalne jest stosowanie na wannę galwaniczną do elektrolitycznego nanoszenia metalu na metal (środowisko silnie kwaśne)?

(a) betonu ( )

Komentarz: Nie, ponieważ beton ulega korozji pod działaniem kwasów.

(b) stali konstrukcyjnej ( )

Komentarz: Nie, ponieważ stal konstrukcyjna ulega korozji w środowisku kwaśnym. Widocznym efektem tego jest korodowanie mostów i karoserii samochodowych. Aby przeciwdziałać korozji, wyroby stalowe pokrywa się powłokami antykorozyj-nymi. Nie zawsze jest to wystarczające zabezpieczenie, jeśli będą one pracowały
w środowisku silnie agresywnym chemicznie.

Komentarz: Tak, gdyż polichlorek winylu (PVC) jest materiałem bardzo odpornym na działanie kwasów oraz łatwo spawalnym i jednocześnie tanim. Jednak jego wadą jest mała wytrzymałość, zwłaszcza dynamiczna, co powoduje konieczność obudowania takiej wanny skorupą stalową lub betonową.

(d) żeliwa ( )

Komentarz: Nie, ponieważ żeliwo jest średnio odporne na działanie kwasów.

194. Czy racjonalne jest robić morską łódź ratunkową?

(a) z blachy stalowej ( )

Komentarz: Nie, taka łódź będzie wytrzymała, ale łatwo koroduje w słonej wodzie, co wymaga stałej konserwacji, bez której wykluczone jest jej długotrwałe użytkowanie.

(b) z drewna ( )

Komentarz: Nie, gdyż taka łódź będzie średnio wytrzymała, ale łatwo butwieje
w słonej wodzie, co wymaga stałej konserwacji, bez której wykluczone jest jej długotrwałe użytkowanie.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Włókna z kevlaru (aromatycznego poliamidu) nadają laminatowi dużą odporność na uderzenia, co może decydować
o przeżyciu ludzi. Taki laminat jest też odporny na korozję, co zapewnia łodzi długotrwałe użytkowanie przy małych nakładach na konserwację. Jest to jednak rozwiązanie kosztowne.

(d) z blachy aluminiowej ( )

Komentarz: Nie, taka łódź będzie wytrzymała i lekka, ale stosunkowo łatwo koroduje w słonej wodzie, co wymaga stałej konserwacji, bez której wykluczone jest jej długotrwałe użytkowanie.

195. Czy racjonalne jest stosować na rurociągi w instalacji chemicznej (środowisko kwaśne)?

(a) beton ( )

Komentarz: Nie, ponieważ beton ulega korozji pod działaniem kwasów i łatwo dysocjujących soli. Widać to m.in. na ulicach, gdzie solenie chodników powoduje ich powierzchniowe niszczenie.

(b) stal ( )

Komentarz: Nie, ponieważ stal konstrukcyjna ulega korozji pod działaniem kwasów. Widocznym efektem tego zjawiska jest korodowanie rurociągów, mostów stalowych i karoserii samochodowych. Aby ograniczyć korozję (a) stal pokrywa się wielowarstwowymi powłokami antykorozyjnymi, co nie zawsze jest wystarczająco skuteczne, jeśli środowisko jest silnie agresywne lub (b) stosuje stale stopowe
(tj. zawierająca dodatki stopowe, np. chrom, mangan, kobalt).

Komentarz: Tak, gdyż polietylen (PE) jest tanim materiałem, odpornym na działa-nie chemikaliów. Jego skłonność do ograniczonego pełzania pod obciążeniem występującym w warunkach normalnej eksploatacji, co różni go od PVC, umożli-wia kompensowanie niedokładności montażu.

(d) lignofol ( )

Komentarz: Nie, ponieważ drewno będące głównym składnikiem lignofolu jest średnio odporne na działanie kwasów oraz pęcznieje w wodzie. To pęcznienie powoduje, że kwas przenika w coraz to głębsze warstwy drewna i zaczyna je uszkadzać.

196. Czy racjonalne jest robić kajak?

(a) z blachy stalowej ( )

Komentarz: Nie, ponieważ będzie ciężki i będzie łatwo korodował.

(b) z drewna (desek, sklejki) ( )

Komentarz: Nie, ponieważ będzie ciężki i może pęcznieć w wodzie oraz nawet gnić, jeśli drewno nie będzie skutecznie nasycane przeciwgnilnymi preparatami i nie będzie malowane wodoodpornymi lakierami.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż nie pęcznieje w wodzie, nie ulega butwieniu, jest odporny na korozję i na uderzenia oraz jest lekki i stosunkowo tani.

(d) z blachy mosiężnej ( )

Komentarz: Nie, ponieważ będzie ciężki i droższy od stalowego, chociaż bardziej od niego odporny na korozję w kontakcie z wodą.

197. Czy racjonalne jest użyć na izolację przewodów elektroenergetycznych?

(a) tkaninę bawełnianą ( )

Komentarz: Nie, ponieważ tkanina bawełniana chłonie wodę, a wtedy jest prze-wodnikiem prądu elektrycznego, co wyklucza jej zastosowanie jako izolatora.

(b) stal ( )

Komentarz: Nie, ponieważ stal jest przewodnikiem prądu elektrycznego. Oplot stalowy może jednak być stosowany na pancerz ochraniający izolację właściwą przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż PVC stosunkowo dobrze izoluje przewody elektryczne, nie ulega szybkiemu starzeniu w normalnych warunkach użytkowania i jest samogasnący.

(d) blachę mosiężną ( )

Komentarz: Nie, ponieważ mosiądz jest dobrym przewodnikiem prądu elektrycznego.

198. Czy racjonalne jest robić szybę w oknie?

(a) ze szkła ołowiowego ( )

Komentarz: Nie, gdyż szkło ołowiowe jest zbyt drogie. Takie szkło stosuje się do wytwarzania kryształowej zastawy stołowej.

(b) z poliuretanu ( )

Komentarz: Nie, ponieważ jest zbyt odkształcalny.

Komentarz: Tak, gdyż jest to najtańsze szkło, które spełnia wymogi odpowiedniej przezroczystości i odporności na zarysowanie.

(d) ze szkła wodnego ( )

Komentarz: Nie, ponieważ szkło wodne jest cieczą służącą m.in. do obniżenia chłonności wody, np. przez mury.

199. Czy racjonalne jest stosować na przemysłową aparaturę chemiczną (środowisko ekstremalnie agresywne)?

(a) teflon (tetrafluoroetylen) (X)

Komentarz: Tak, gdyż teflon jest materiałem wyjątkowo odpornym na działanie kwasów, zasad i soli oraz jest spawalny. Ponieważ silnie pełza on pod obciążeniem nawet w temperaturze pokojowej, dlatego nie należy z niego robić rury lub zbiornika, ale można zrobić ich wewnętrzną wykładzinę. Pamiętać jednak należy, że jest to drogi materiał. Dlatego nie stosuje się go na elementy armatury chemicznej pracującej w umiarkowanie agresywnych środowiskach.

(b) stal ( )

Komentarz: Nie, ponieważ w tych warunkach nawet stal kwasoodporna będzie korodowała.

Komentarz: Nie, ponieważ w środowisku kwaśnym mosiądz będzie łatwo korodował.

(d) beton ( )

Komentarz: Nie, ponieważ w środowisku kwaśnym beton będzie łatwo korodował.

200. Czy racjonalne jest robić obudowę telefonu?

(a) z teflonu (tetrafluoroetylenu) ( )

Komentarz: Nie, ponieważ jest to materiał stosunkowo miękki i dlatego łatwo rysujący się. Jest też drogi. Dlatego jest nieprzydatny na obudowę telefonu.

(b) z tworzyw styrenowych, np. ABS (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż ABS (terpolimer akrylonitrylu
z butadienem i styrenem) jest materiałem wystarczająco odpornym na uderzenia, łatwo też formować z niego gładkie i równe powierzchnie oraz jest stosunkowo tani.

Komentarz: Nie, mimo że jest materiałem bardzo odpornym na uderzenia oraz łatwo z niego formować gładkie i równe powierzchnie, to kevlar (aromatyczny poliamid) jest za drogi na obudowę telefonu.

(d) z aluminium ( )

Komentarz: Nie, mimo że jest materiałem odpornym na uderzenia, jednak wykonanie
z niego obudowy telefonu jest bardziej kosztowne niż z tworzyw sztucznych,
w dodatku nie jest zbyt przyjemny w dotyku z powodu dużej przewodności cieplnej.

201. Czy racjonalne jest robić karoserię samochodu wyścigowego?

(a) z blachy stalowej ( )

Komentarz: Nie, chociaż stosunkowo prosto można wykonać taką karoserię przez spawanie lub zgrzewanie blach i profili stalowych, ale będzie ona zbyt ciężka dla osiągnięcia dobrych przyspieszeń samochodu.

(b) ze sklejki ( )

Komentarz: Nie, ponieważ nawet, jeśli zastosujemy elementy klejone z forniru (cienkich warstewek) bezsękowego drewna, co znacznie poprawia właściwości wytrzymałościowe materiału, taka karoseria nadal będzie niewystarczająco wytrzy-mała. W przypadku litego drewna to zupełny absurd.

Komentarz: Tak. Odpowiedź prawidłowa, gdyż jest to materiał wyjątkowo odporny na uderzenia, które występują podczas wypadku samochodowego, ale jest on kosztowny. Dodatkową zaletą tego rozwiązania jest mały ciężar karoserii oraz możliwość wykonywania pojedynczych karoserii metodą laminowania ręcznego.

(d) z blachy aluminiowej ( )

Komentarz: Nie, ponieważ będzie ona słabsza przy tym samym ciężarze niż zrobiona
z laminatów składających się z włókna węglowego lub kevlarowego spojonych żywicami.

202. Czy racjonalne jest robić opakowanie mleka?

(a) z polichlorku winylu (PCV) ( )

Komentarz: Nie, ponieważ PCV jest zbyt mało wytrzymały, a w celu wytworzenia
z niego folii trzeba wprowadzić do polimeru znaczne ilości zmiękczaczy, które mogą wpływać na smak przechowywanego mleka.

(b) z polietylenu (LDPE, HDPE) (X)

Komentarz: Tak, ponieważ polietylen daje folie bardzo szczelne, które ograniczają skutecznie dostęp tlenu do białka i tłuszczu w mleku. Jest nietoksyczny i mało oddziałuje na przechowywane produkty. Można z niego wytwarzać zgrzewane woreczki do pakowania mleka oraz wielowarstwowe folie (także z udziałem innych polimerów) do długotrwałego przechowywania mleka.

Komentarz: Tak, stosuje się go do wytwarzania jednorazowych opakowań mleka. Powlekanie kartonu do opakowań spożywczych polietylenem (LDPE), polipropylenem (PP) czy politereftalanem etylenu (PET) przedłuża ich trwałość (ograniczenie dostępu bakterii i tlenu, zmniejszenie parowania wody), jak i umożliwia zachowanie aromatu.

(d) z poliamidu ( )

Komentarz: Nie, ponieważ jest to materiał znacznie droższy i trudniejszy do przerobu w folie niż polietylen. Dlatego opakowanie będzie droższe, chociaż wytrzymalsze. Jego barierowość w stosunku do pary wodnej jest niższa niż takich polimerów, jak polietylen (LDPE, HDPE), polichlorek winylu (PVC) czy polite-reftalan etylenu (PET), bo chłonie on do 12% wody.

203. Czy racjonalne jest robić skrzydła samolotu?

(a) ze stali ( )

Komentarz: Nie, ponieważ jest ona stosunkowo ciężka i nie ma korzystnego stosunku wytrzymałości do gęstości.

(b) z duraluminium (X)

Komentarz: Duraluminium (dural) jest wieloskładnikowym stopem aluminium, miedzi, manganu i krzemu, który jest materiałem o dobrych właściwościach mecha-nicznych przy stosunkowo małej gęstości oraz dużej odporności na korozję. Jest używany m.in. do budowy małych samolotów i śmigłowców.

plaster miodu (X)

Komentarz: Tak, w przypadku zastosowania włókien węglowych lub kevlarowych są to materiały o najkorzystniejszym stosunku wytrzymałości do gęstości i związanego z tym ciężaru konstrukcji, ale też i najdroższe. Dlatego stosuje się je do budowy samolotów wojskowych oraz dużych samolotów pasażerskich, które są przeznaczone do lotów na duże odległości, kiedy ciężar decyduje o zasięgu samolotu.

(d) z kompozytów aluminium/ceramika ( )

Komentarz: Nie, takie kompozyty są zbyt ciężkie na skrzydła samolotu. Nadają się one za to do wytwarzania m.in. tłoków w silnikach spalinowych, gdyż porowata ceramika lub cząstki dyspersyjne, a także kształtki z włókien borowych lub Al₂O₃ po nasyceniu płynnym aluminium nadają (po zestaleniu) tłokowi trwałość w pod-wyższonych temperaturach. W tych tłokach metal wyrównuje rozkład temperatur, co zapobiega łuszczeniu się materiału przy szokach cieplnych. Takie kompozyty nadają się także na nagrzewane elementy silników rakietowych.

204. Czy racjonalne jest stosować szkliwioną ceramikę?

(a) na podłogę łazienki (X)

Komentarz: Tak, ponieważ nie jest porowata, co ułatwia utrzymanie podłogi w czystości.

(b) na schody gmachu użyteczności publicznej ( )

Komentarz: Nie, ponieważ po starciu szkliwa lub jego mechanicznym uszkodzeniu schody będą wyglądały nieestetycznie.

Komentarz: Tak, ponieważ zmniejsza to przenikanie wilgoci do ścian, a tym samym zapewnia dobrą ich izolacyjność cieplną. Trwałość ceramiki szkliwionej w naszych warunkach klimatycznych wynosi wiele dziesiątków lat, a czasem i dłużej.

(d) na zastawę stołową (X)

Komentarz: Tak, ponieważ gładkość i szczelność szkliwa ułatwia utrzymanie jej
w czystości - tłuszcz nie wnika w pory ceramiki.

205. Czy racjonalne jest stosować na opakowanie zamrożonego mięsa przezna-czonego do długotrwałego przechowywania?

(a) folię polietylenową (X)

Komentarz: Tak, taka folia termokurczliwa umożliwia łatwe opakowanie próżniowe mięsa w zgrzewany woreczek. Jednakże w takich woreczkach mięso nieznacznie wysycha podczas długotrwałego przechowywania, zaś tlen z powietrza powoduje pewne zmiany smakowe. Jego barierowość w stosunku do tlenu jest niższa niż takich polimerów, jak poliamid (nylon 66) czy polichlorek winylu (PVC).

(b) warstwową folię polietylen/aluminium ( )

Komentarz: Nie stosuje się z powodu niemożności pakowania próżniowego zapewniającego pełne usunięcie powietrza. Jest to spowodowane trudnością dostosowania kształtu opakowania do kształtu pakowanego mięsa.

(d) wielowarstwową folię polietylen/EVA/poliamid (X)

Komentarz: Tak, taka folia termokurczliwa umożliwia opakowanie próżniowe mięsa w woreczek zgrzewany o takich właściwościach, że mięso nie wysycha i nie ulega utlenianiu powierzchniowemu podczas długotrwałego przechowywania. Można też gotować zawartość woreczka bez jego otwierania, co obniża koszty przetwórstwa wyrobów spożywczych.

206. Czy racjonalne jest stosować na korpus obrabiarki?

(a) beton (X)

Komentarz: Tak, beton zmodyfikowany dodatkiem takich polimerów, które poprawią jego udarność, zwany polimero-betonem, jest stosowany na podstawy największych obrabiarek, które to korpusy są wykonywane bezpośrednio u użytkownika.

(b) drewno ( )

Komentarz: Nie, ponieważ jest ono zbyt mało sztywne, a rozmiary elementów drewnianych zmieniają się istotnie pod wpływem zmian wilgotności.

Komentarz: Tak, jest to materiał wystarczająco wytrzymały i jednocześnie dobrze (jak na metal) tłumiący drgania.

(d) kompozyty polimerowe ( )

Komentarz: Nie, ponieważ są stosunkowo elastyczne (moduł sprężystości znacznie niższy niż metali), co powoduje nadmierne uginanie się korpusu obrabiarki zmniejszające dokładność wymiarowo-kształtową obróbki.

207. Czy racjonalne jest stosować na izolację przewodów elektrycznych?

(a) ołów ( )

Komentarz: Nie, ponieważ jest on przewodnikiem elektrycznym, dlatego nie może izolować. Stosowano go przez długie lata na zewnętrzną powłokę (pancerz) kabli wysokonapięciowych, szczególnie pracujących w wodzie, które pod tym pancerzem były pokryte wielowarstwową powłoką izolacyjną.

(b) gumę (X)

Komentarz: Tak. Można ją stosować na izolację przewodów elektrycznych, ale jest to materiał kłopotliwy w przerobie. Dlatego koszt wykonania takiej izolacji jest znaczny. W kablach zakopywanych w ziemi trwałość izolacji gumowej nie jest wystarczająca. Dlatego w większości zastosowań spowodowało to wyparcie gumy przez polimery termoplastyczne.

Komentarz: Tak, jest to tani materiał nadający się na zewnętrzną powłokę izolacji przewodów elektrycznych. Stosowany jest głównie w przewodach niskonapięciowych, ponieważ ma nie najlepsze właściwości izolacyjne. W przypadku kabli wysoko-napięciowych zaleca się stosować raczej polietylen, będący lepszym izolatorem,
a PVC ewentualnie jako zewnętrzną powłokę ochronną kabla.

(d) polietylen (X)

Komentarz: Tak, jest to tani materiał nadający się na powłokę izolacyjną kabli zarówno nisko, jak i wysokonapięciowych.

208. Czy racjonalne jest stosować na łożyska ślizgowe?

(a) poliamid (X)

Komentarz: Tak, stosowany jest na łożyska samosmarne pracujące, m.in. w przy-rządach i w urządzeniach gospodarstwa domowego.

(b) stal ( )

Komentarz: Nie, ponieważ współczynnik tarcia stali o stal jest wysoki, co eliminuje ją z takich zastosowań.

Komentarz: Tak, stosowany jest na łożyska samosmarne pracujące, m.in. w węzłach maszyn nie przenoszących dużych obciążeń.

(d) tekstolit (X)

Komentarz: Tak, tekstolit - laminat, w którym termoutwardzalna żywica fenolowo-formaldehydowa przesyca i skleja tkaniny bawełniane stosowany jest na łożyska samosmarne pracujące, m.in. w węzłach maszyn nie przenoszących dużych obciążeń.

209. Czy racjonalne jest odtłuszczać metal przed jego klejeniem czy też malowaniem za pomocą?

(a) alkoholu etylowego (denaturatu) ( )

Komentarz: Nie, ponieważ alkohol etylowy (etanol) nie jest rozpuszczalnikiem tłuszczy.

(b) tri (trójchloroetylenu) (X)

Komentarz: Tak, ta bezbarwna i niepalna ciecz o zapachu chloroformu ma temperaturę wrzenia 86,7°C. Jest nierozpuszczalna w wodzie, ale rozpuszcza się w alkoholu, eterze i chloroformie. Jest ona dobrym rozpuszczalnikiem tłuszczy. Jej zastosowanie ogranicza fakt, że trzeba pilnować, aby nie miały do niego dostępu dzieci, gdyż w stanie pary szybko przenika do ośrodkowego układu nerwowego człowieka, działając odurzająco.

Komentarz: Nie, bo benzen, pomimo że jest rozpuszczalnikiem tłuszczy, nie jest zalecany do stosowania, gdyż w przypadku złej wentylacji pomieszczeń, gdzie ludzie pracują z benzenem, po dłuższym okresie przebywania może powodować anemię.

(d) acetonu (X)

Komentarz: Tak, ponieważ to jest dobry rozpuszczalnik tłuszczy, ale pamiętać należy, że lepszym jest tri.

210. Czy racjonalne jest stosowanie kombinezonu przeciw zagrożeniom chemicznym i biologicznym?

(a) wykonanego z jednowarstwowej folii polimerowej ( )

Komentarz: Nie, bo taki nieprzepuszczalny dla gazów i bakterii kombinezon łatwo rozedrzeć. Powoduje on też szybkie skraplanie się wilgoci na jego wewnętrznej powierzchni już po krótkotrwałym użytkowaniu, co z kolei powoduje dyskomfort.

(b) wykonanego z jednowarstwowej tkaniny powlekanej polimerem (X)

Komentarz: Tak. Jest on znacznie odporniejszy na rozerwanie niż taki z folii, ale także powoduje on szybkie skraplanie się wilgoci na jego wewnętrznej powierzchni już po krótkotrwałym użytkowaniu. Dlatego można go stosować w przypadku krótkotrwałego przebywania w strefie zagrożenia.

Komentarz: Nie, gdyż stosunkowo duże pory takiej tkaniny nie stanowią wystarczającej bariery przed wnikaniem z zewnątrz bakterii i gazów.

(d) wykonanego z materiału wielowarstwowego (X)

Komentarz: Tak, jeśli zewnętrzna warstwa będzie odporna na rozdarcia oraz nieprzenikalna dla bakterii i gazów, a jedna z wewnętrznych będzie wykonana
z materiału absorbującego gazy (np. z włókniny, na którą naniesiono warstwę węgla aktywnego) i wilgoć (np. dzianina bawełniana).

211. Czy racjonalne jest ocenianie właściwości użytkowych materiałów przez badania w przy obciążeniu statycznym i w temperaturze pokojowej?

(a) jeśli są to materiały na części maszyn ( )

Komentarz: Nie, bo wiele maszyn (np. silniki spalinowe) pracuje w temperaturze podwyższonej, a wiadomo, że temperatura i szybkość obciążenia istotnie wpływają na właściwości wytrzymałościowe oraz pełzanie materiałów.

(b) jeśli oceniamy powtarzalność jakości kolejnych dostaw (X)

Komentarz: Tak, bo takie badania umożliwiają w sposób najtańszy, ale nie zawsze dość reprezentatywny, dokonać oceny powtarzalności właściwości dostaw materiałów, ale nie zawsze poziomu ich jakości użytkowej.

Komentarz: Tak, bo podczas użytkowania zwykle są one obciążone prawie statycznie, a temperatura pracy zmienia się w stosunkowo wąskim zakresie.

(d) jeśli są to materiały do budowy broni palnej ( )

Komentarz: Nie, bo broń palna pracuje w temperaturze podwyższonej, a wiadomo, że temperatura i szybkość obciążenia istotnie wpływają na właściwości wytrzymałościowe oraz pełzanie materiałów.

212. Czy racjonalne jest stosowanie tytanu?

(a) na endoprotezy (protezy stawu biodrowego) (X)

Komentarz: Tak. Elementy metalowe endoprotez z tytanu dobrze łączą się z żywą tkanką i nie korodują.

(b) na wiertła do metalu ( )

Komentarz: Nie. To jest zbyt drogie. Wiertła wystarczy wykonywać ze stali węglowej pokrywanej dyfuzyjnie warstwą 1-3 μm azotku tytanu (powłoka w kolorze złotym) w celu poprawy ich odporności na ścieranie. Ostrza tnące tych wierteł wykonuje się z płytek węglików spiekanych.

Komentarz: Nie. To jest zbyt drogie. Dla zapewnienia dużej trwałości ostrza wystarczy stosowanie stali tytanowej.

(d) na blachę do pokrywania dachu ( )

Komentarz: Nie. To jest zbyt drogie. W celu zapewnienia dużej odporności korozyjnej metalowej dachówki przy umiarkowanej cenie stosuje się blachę cynkowo-tytanową.
Nie kruszeje ona podczas użytkowania, co ma miejsce w przypadku użycia blachy cynkowej.

213. Czy racjonalne jest stosowanie srebra jako materiału bakteriobójczego?

(a) do oczyszczania wody pitnej (X)

Komentarz: Tak. Stosuje się to m.in. w jednej z dzielnic Moskwy, gdzie zamiast chlorowania wodę oczyszczoną mechanicznie przepuszcza się przez warstwę kamieni pokrytych blachą srebrną. Ta przepływająca woda wymywa nieznaczne ilości jonów srebra, które zabijają wszelkie znajdujące się w niej drobnoustroje będąc nieszkodliwymi dla człowieka.

(b) w celu zapobiegania paradentozie (X)

Komentarz: Tak. Stosowanie zastawy stołowej ze srebra powoduje, że woda zawarta w potrawach wymywa nieznaczne ilości (krótki czas kontaktu) jonów srebra, które zabijają część znajdujących się w niej drobnoustrojów, będąc nieszkodliwymi dla człowieka. Dlatego w XIX wieku często niemowlętom darowywało się łyżeczki srebrne, które podczas codziennego użytkowania aż do końca ich życia zmniejszały zagrożenie zapaleniem tkanek jamy ustnej, w tym paradentozą. Teraz ten zwyczaj zaniknął z powodu konieczności ciągłego usuwania ciemnych siarczków i tlenków srebra z powierzchni sztućców, a zastawa jest zbyt droga dla większości użytkowników.

Komentarz: Tak, podłączenie do akumulatora samochodowego dwóch blaszek srebrnych zanurzonych w wodzie powoduje zarówno jej zagotowanie, jak i uwolnienie nieznacznej ilości jonów srebra. Dlatego po pewnym okresie przechowywania tej wody do ostygnięcia uprzednio zawarte w niej drobnoustroje zostaną zabite bądź w efekcie działania temperatury, bądź jonów srebra.

(d) w celu zapobiegania grzybicy stóp (X)

Komentarz: Tak, w przypadku wykonania skarpet z naturalnych higroskopijnych włókien (wełna, bawełna, len) wzmocnionych włóknami z poliamidu, przez łączne ich skręcenie z drucikami srebrnymi o grubości około 1 μm. Wtedy pot, który ma właściwości korozyjne w stosunku do metali, uwalnia pewną ilość jonów srebra
o właściwościach bakteriobójczych i grzybobójczych, a drobnoustroje łatwo rozwijające się na spoconych stopach powodują ich nieprzyjemny zapach. Także opatrunki stosowane w przypadkach ran zagrożonych zakażeniem zawierają srebro.

214. Czy racjonalne jest stosowanie wytrzymałości jako podstawowego kryterium przydatności materiałów?

(a) na elementy konstrukcji nośnej samolotu ( )

Komentarz: Nie. W pojazdach lotniczych należy dążyć do minimalizacji ich ciężaru własnego, co powoduje potrzebę uwzględnienia zarówno wytrzymałości materiału jak i jego gęstości. Dlatego w tym przypadku jako podstawowe kryterium przydatności materiału stosuje się stosunek wytrzymałości do gęstości. Często należy jeszcze uwzględnić temperaturę użytkowania oraz dynamiczny charakter obciążenia (zmienność znaku i szybkość obciążenia).

(b) na elementy konstrukcji poddanej agresywnemu działaniu

środowiska ( )

Komentarz: Nie. Korozja powierzchniowa i międzykrystaliczna powodują obniżenie wytrzymałości materiału w miarę upływu czasu jego użytkowania. Dlatego wytrzymałość w końcowym okresie eksploatacji wyrobu jest ważniejsza niż początkowa.

Komentarz: Tak. Zmienne naprężenia powodują obniżenie wytrzymałości materiału w miarę upływu czasu jego użytkowania zwane jego zmęczeniem. Dlatego ważna dla bezpieczeństwa konstrukcji jest wytrzymałość w końcowym okresie jej eksploatacji (tj. po zadanej liczbie cykli obciążenia), którą można przyjąć jako miarę wytrzymałości zmęczeniowej.

(d) na elementy konstrukcji poddanej długotrwałemu działaniu siły statycznej (X)

Komentarz: Tak. W tym przypadku zmiany struktury materiału następują powoli w sposób zależny od budowy materiału i warunków użytkowania. Aby te zmiany nie spowodowały nieprzewidywalnego zniszczenia konstrukcji wartość dopuszczalnego naprężenia przyjmuje się tak niską, aby wytrzymałość w końcowym okresie eksploatacji wyrobu była praktycznie biorąc równa początkowej.

215. Czy w celu zmniejszenia przenikania wody przez skórzane obuwie racjonalne jest stosowanie jako impregnatu?

(a) oleju silikonowego ( )

Komentarz: Nie, bo duża lepkość tego oleju spowodowana stosunkowo dużym ciężarem cząsteczkowym użytego silikonu ogranicza jego wnikanie w pory skóry, a tym samym umiarkowanie ogranicza też wnikanie wody. Dlatego jego większość pozostanie na powierzchni obuwia powodując jego krótkotrwały połysk. Później do tłustej powierzchni skóry przylepi się pył powodując jej matowy wygląd. Jeśli zaś dostanie się on na podeszwę, to obniży istotnie współczynnik przyczepności do mokrych nawierzchni.

(b) emulsji silikonowej (X)

Komentarz: Tak. Jest to spowodowane łatwym wnikaniem w głąb skóry małocząsteczkowego oleju silikonowego o wysokim napięciu powierzchniowym zawartego w tej emulsji, co trwale ogranicza wnikanie tam wody. Dlatego na powierzchni obuwia pozostanie jego tak mała ilość, że do niej nie przylepi się pył, co powoduje jego długotrwały połysk.

Komentarz: Nie, gdyż pomimo tego, że łatwo wnika on w głąb skóry, a jego stosunkowo wysokie napięcie powierzchniowe trwale ograniczy wnikanie tam wody, ale zapach tranu długo nie ustąpi. Jednocześnie należy się liczyć z faktem, że do tłustej powierzchni skóry przylepi się pył powodując jej matowy wygląd.

(d) oleju silnikowego ( )

Komentarz: Nie, gdyż pomimo tego, że łatwo wnika on w głąb skóry, a jego stosunkowo wysokie napięcie powierzchniowe trwale ograniczy wnikanie tam wody, ale należy się liczyć z faktem, że do tłustej powierzchni skóry przylepi się pył powodując jej matowy wygląd. Jeśli zaś dostanie się on na podeszwę, to obniży istotnie współczynnik przyczepności do mokrych nawierzchni.

pytania na zaliczenie, ZiIP Politechnika Poznańska, Zastosowanie Materiałów Konstrukcyjnych - BULA