Материаловедение (стр. 12 )

1. Изучить ГОСТ Кожа искусственная мягкая. Пороки. Термины и определения.

На какие группы делят пороки мягкой искусственной кожи?

2. Привести в таблице описание следующих пороков, распределив их по группам:

Название порока	Характер (местный или распространенный)	Описание порока	Причина возникновения
Сдир
Отпечатки
Перекос рисунка
Отмин
Лоснистость
Заломы
Выпотевание
Наплывы
Засоренность
Утолщения
Волнистость
Поруб
Киперность
Отслаивание отделочного покрытия
Замины

Тема 16. Клеящие и лакокрасочные материалы

Лабораторная работа № 17

Определение прочности клеевых соединений при расслаивании и сдвиге

Цель работы: изучить и освоить методы определения прочности клеевых соединений материалов.

Оборудование и материалы: образцы материалов, раствор полимерного клея, разрывная машина, линейка, толщиномер.

Определение прочности на расслаивание гибких материалов

Метод заключается в определении нагрузки, разрушающей клеевое соединение. Для испытания подготавливают 6 образцов материала размером 170х15 мм (рис. 17.1). На подготовленные поверхности материалов наносят полимерный клей. Подготовка поверхности и способ нанесения клея указываются в нормативной документации на конкретный клей. Затем образцы соединяют сторонами с нанесенным клеем друг к другу. Не допускается отрыв образцов и повторное соединение! Для формирования клеевого шва склеенные образцы прессуют. Допускаемое давление составляет от 0,7 до 1 МПа.

Склеенный образец после формирования клеевого шва выдерживают при температуре 23±2 оС в течение 24 ч. Образец не должен иметь клеевые потеки по кромке клеевого шва.

Перед испытанием измеряют толщину склеиваемых материалов, длину и ширину клеевого шва. При этом измеряют ширину не менее чем в пяти точках. Испытание на отслаивание проводят на разрывной машине при скорости движения нижнего зажима 100 мм/мин с записью диаграммы «Усилие – перемещение подвижного зажима» (рис. 17.2). Расслаивание образцов проводят до их полного отделения. Результаты испытаний подсчитывают по диаграмме «Усилие – перемещение подвижного зажима». За результат испытаний принимают среднеарифметическое не менее 50% наименьших значений максимумов, но не менее 5. При этом первое максимальное усилие не учитывают. После испытания образцы осматривают для определения вида разрушения. Выделяют следующие виды разрушения:

адгезионное (АР)– клеевая пленка отрывается от одного из склеенных образцов;

когезионное – по материалу (КМР), когда клеевая пленка отрывается вместе со слоем материала образца и по клею (ККР), когда разрушается сама клеевая пленка;

смешанное – обозначают КМР(%) + ККР(%), где в скобках указывают площадь склеивания с данным видом разрушения, выраженную в процентах.

Прочность клеевого соединения при расслаивании Прк вычисляют по формуле:

,

где Р – разрушающее усилие, Н;

b – ширина клеевого шва, м.

Рис. 17.1. Общий вид, формы и размеры образца

а – образец; б – склеенный образец; 1 – площадь склеивания; 2 - зажим

Рис.17.2. Диаграмма «Усилие – перемещение подвижного зажима»

Определение прочности клеевого соединения при сдвиге

Метод заключается в определении величины разрушающей силы при растяжении образца, склеенного внахлестку.

Для испытания берут шесть образцов листового материала размером 60х20 мм. На подготовленные поверхности наносят клей согласно требованиям нормативной документации на данный вид полимерного клея. Образцы с клеем соединяют внахлест (рис. 17.3). Склеенные образцы выдерживают до испытания не менее шести часов. Затем проводят измерение размеров склеенных образцов. Толщину образцов измеряют с двух сторон нахлестки и находят среднее арифметическое. Ширину образца измеряют в трех местах нахлестки. Длину нахлестки измеряют с двух сторон и вычисляют среднее арифметическое.

Подготовленный для испытания образец устанавливают в зажимы испытательной разрывной машины таким образом, чтобы продольная ось образца совпадала с осью приложения нагрузки и осью зажимных тисков. Испытание проводят постепенным наращиванием нагрузки до разрушения образца. Скорость движения зажима машины должна быть 10 мм/мин. Фиксируют наибольшую нагрузку, достигнутую при испытании. Разрушенный образец осматривают и определяют характер разрушения: по плоскости склеивания, по клею.

Прочность клеевого соединения при сдвиге находят по формуле:

,

где Р – разрушающее усилие, Н;

F – площадь склеивания, м2 (произведение длины и ширины нахлестки).

Рис. 17.3. Общий вид, формы и размеры образца.

Задание на проведение лабораторной работы

1. Подготовить образцы материалов требуемого размера для определения прочности клеевых соединений при расслаивании и сдвиге.

2. Провести испытания и вычислить значения Прк и τ.

Вопросы для самопроверки:

1. Что такое адгезия и когезия?

2. Что такое клеевое соединение?

3. Какой вид разрушения склеенных образцов является наиболее оптимальным?

4. Для каких материалов возможно применение метода определения прочности клеевого соединения при расслаивании?

Литература: [38-40].

Задание для самостоятельной работы к теме 16

1. Изучить ГОСТ . Клеи полимерные. Номенклатура показателей.

2. Ответить на вопросы:

1) На какие классификационные группировки по физико-химическому состоянию и принципу склеивания подразделяют клеи?

2) На какие группы и по какому признаку делят показатели качества полимерных клеев?

3) Какие показатели качества применяют для:

растворных клеев;

клеев-расплавов;

порошкообразных;

клеев-герметиков?

Задание для самостоятельной работы к теме 17

1. Изучить ГОСТ 9.072-77 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Термины и определения.

Ответить на вопросы:

1) Какие методы окрашивания применяют для нанесения защитных лакокрасочных покрытий??

2) По каким признакам классифицируют лакокрасочные покрытия?

3) Каковы основные свойства лакокрасочных покрытий?

4) Какие выделяют виды разрушения лакокрасочных покрытий?

5) Перечислите возможные дефекты защитных лакокрасочных покрытий.

2. Изучить ГОСТ 9.710-84 Единая система защиты от коррозии и старения. Старение полимерных материалов.

Перечислить виды старения полимерного материала. Какие процессы протекают при старении полимерного материала?

Задание для самостоятельной работы к теме 18

1. Изучить ГОСТ Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения.

2. Дайте определения следующим терминам: отходы производства, отходы потребления, вторичные материальные ресурсы, вторичная продукция, используемые отходы, неиспользуемые отходы, вторичное сырье, сбросы, выбросы, отбросы, полигон захоронения отходов, могильник отходов, утилизация отходов, цветные списки отходов, качество природной среды, качество окружающей среды

3. Перечислить виды отходов.

4. Перечислить виды возможных технологических воздействий на отходы.

Перечислить виды загрязнений природной среды.

6 Тематика рефератов

1.  История изготовления и использования материалов человечеством.

2.  Аморфное и кристаллическое строение твердых тел.

3.  Жидкие кристаллы и их практическое применение.

4.  Коррозия и методы борьбы с ней.

5.  Релаксационные свойства материалов.

6.  Усталость материалов.

7.  Износ материалов.

8.  Электрические свойства материалов.

9.  Оптические свойства.

10.  Технологические свойства материалов.

11.  Эксплуатационные свойства материалов.

12.  Эстетические свойства материалов.

13.  Виды термической обработки металлов и их назначение.

14.  Химико-термическая обработка металлов и сплавов.

15.  Титан, его сплавы и их применение.

16.  Алюминий и его сплавы и их применение.

17.  Медь, ее сплавы и их применение.

18.  Никель, его сплавы и их применение.

19.  Композиционные материалы. Перспективы и применение.

20.  Наноматериалы.

21.  Ассортимент швейных ниток.

22.  Ассортимент тканей.

23.  Ассортимент трикотажных полотен.

24.  Ассортимент кож.

25.  Ассортимент меха и пушнины.

26.  Вторичное использование материалов.

27.  Утилизация материалов.

7 Вопросы для подготовки к экзамену

1.  Классификация материалов.

2.  Структура материалов. Виды структур материалов.

3.  Структурные методы исследования. Микро - и макроанализ.

4.  Физические методы исследования.

5.  Атомно-кристаллическое строение металлов. Основные типы кристаллических решеток металлов.

6.  Дефекты кристаллического строения.

7.  Анизотропия и явление полиморфизма.

8.  Свойства материалов. Основные понятия.

9.  Химические свойства материалов. Коррозия. Виды коррозии.

10. Физические свойства материалов. Классификация. Плотность и коэффициент теплового расширения.

11. Физические свойства материалов. Тепловые свойства.

12. Физические свойства материалов. Электрические свойства.

13. Физические свойства материалов. Проницаемость и поглощаемость.

14. Механические свойства материалов. Статические испытания. Свойства при растяжении и сжатии.

15. Механические свойства материалов. Динамические испытания.

16. Механические свойства материалов. Релаксационные процессы.

17. Твердость материалов. Методы определения твердости материалов.

18. Технологические свойства материалов.

19. Эксплуатационные свойства материалов. Надежность.

20. Усталость и износ материалов.

21. Старение материалов.

22. Эстетические свойства материалов.

23.  Общая характеристика сплавов. Компонент, фаза, система. Виды взаимодействия компонентов в сплавах.

24.  Построение диаграмм состояния. Правила концентраций и отрезков.

25.  Основные характеристики железа и углерода. Диаграмма состояния железо-цементит и ее анализ.

26.  Классификация углеродистых сталей.

27.  Постоянные примеси в технических сплавах и их влияние на свойства стали. Легирование сталей.

28.  Классификация легированных сталей. Отечественная и международная маркировка.

29.  Белые и серые чугуны. Влияние формы включений графита и металлической основы на свойства чугуна.

30.  Отечественное и международное обозначение чугунов.

31.  Основные сведения о производстве чугуна.

32.  Основные сведения о производстве стали.

33.  Основные виды термической обработки металлов и сплавов: отжиг, нормализация, закалка, отпуск, их разновидности и назначение.

34.  Дефекты термообработки, их причины и предупреждение.

35.  Химико-термическая обработка стали. Назначение. Основные виды химико-термической обработки.

36.  Стали конструкционного назначения.

37.  Стали с особыми свойствами.

38.  Инструментальные стали.

39.  Отечественное и международное обозначение конструкционных и инструментальных углеродистых сталей.

40.  Основные принципы создания коррозионно-стойких сталей. Хромистые и хромоникелевые нержавеющие стали.

41.  Цветные металлы и сплавы на их основе.

42.  Благородные металлы и сплавы на их основе. Состав и применение.

43.  Полимерные материалы и их классификация.

44.  Состав, свойства и классификация пластмасс.

45.  Резиновые материалы, их состав и свойства.

46.  Органические и неорганические стекла.

47.  Керамические материалы.

48.  Общая характеристика композиционных материалов. Строение. Виды матриц и наполнителей.

49.  Волокнистые, порошковые, дисперсно-упрочненные, антифрикционные самосмазывающиеся композиционные материалы.

50.  Бумага и картон. Виды, строение и свойства. Дефекты.

51.  Классификация волокон. Получение, свойства и применение.

52.  Виды нитей и их структура. Пороки нитей.

53.  Ткани. Классификация переплетений. Характеристики структуры. Свойства.

54.  Трикотаж. Классификация переплетений. Характеристики структуры. Свойства.

55.  Нетканые материалы. Виды и свойства.

56.  Пороки текстильных полотен.

57.  Кожа. Сырье, ассортимент готовых кож. Свойства.

58.  Пороки кож.

59.  Искусственная кожа. Виды и свойства ИК.

60.  Пороки искусственных кож.

61.  Мех и пушнина. Свойства и ассортимент.

62.  Искусственный мех. Виды и свойства ИМ.

63.  Вторичное использование материалов.

64.  Утилизация материалов.

8  Учебно-методическое обеспечение дисциплины

8.1 Литература

Основная

1. Материаловедение: учебник для Вузов./, . - М: Издательство «Экзамен», 20с.

2. Материаловедение: учебник для Вузов./, .- М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 400 с.

3. Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности (швейное производство): учебник для студ. высш. учеб. заведений/ , . – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 448 с.

Дополнительная

4. Конструкционные материалы: Металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты: Карманный справочник (пер. с англ.)/ Изд. 2-е, стереотип. Изд-во ИД Додэка-XXI (2007 г.), 320 стр.

5. Практикум по материаловедению в производстве изделий легкой промышленности: учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений/ , , Д. Г.Петропавловский; Под ред. .- М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 464 с.

6. Механические свойства металлов: учебник для студентов/.- М.: Изд-во МИСиС, 1998, 400 с.

7. Высокомолекулярные соединения: учебник для студ. высш. учеб. заведений/.- М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 368 с

8. Материаловедение: Учебник для ВУЗов/, 3-е издание. – М.: машиностроение, 1990.-252 с.

Нормативная документация

9.  ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.– М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

10.  ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение.- М.: Стандартинформ.

11.  ГОСТ . Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. – М.: Стандартинформ.

12.  ГОСТ 1050-88. Углеродистая качественная конструкционная сталь. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

13.  ГОСТ 1435-90. Инструментальная углеродистая сталь. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

14.  ГОСТ 1412-85. Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

15.  ГОСТ 7293-85. Чугун с шаровидным графитом для отливок. Марки. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

16.  ГОСТ 1585-85. Чугун антифрикционный для отливок. Марки. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

17.  ГОСТ . Сталь конструкционная низколегированная. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

18.  ГОСТ 4543-71. Сталь конструкционная легированная. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

19.  ГОСТ . Сталь конструкционная легированная высококачественная специального назначения. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

20.  ГОСТ . Алюминий первичный. Марки. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

21.  ГОСТ 4784-97. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки– М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

22.  ГОСТ . Медь. Марки. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

23.  ГОСТ . Сплавы прецизионные. Марки. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.– М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

24.  ГОСТ . Серебро и сплавы на его основе. Марки. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

25.  ГОСТ . Платина и платиновые сплавы. Марки. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

26.  ГОСТ . Сплавы на основе благородных металлов ювелирные. Марки. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

27.  ГОСТ . Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные. Марки. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

28.  ГОСТ 5632-72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

29.  ГОСТ . Золото и сплавы на его основе. Марки.- Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации.

30.  ГОСТ Прокат черных металлов. Термины и определения дефектов поверхности. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

31.  ГОСТ Отливки из чугуна и стали. Термины и определения дефектов. - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

32.  ГОСТ Изделия из пластмасс. Термины и определения дефектов. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

33.  ГОСТ Бумага и картон. Термины и определения дефектов. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

34.  ГОСТ Пороки текстильных нитей. Термины и определения. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

35.  ГОСТ Полотна текстильные. Термины и определения пороков. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

36.  ГОСТ 3123-78 Производство кожевенное. Термины и определения. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

37.  ГОСТ Кожа искусственная мягкая. Пороки. Термины и определения. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

38.  ГОСТ 28966.1-91. Клеи полимерные. Метод определения прочности при расслаивании. - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

39.  ГОСТ . Клеи. Метод определения прочности при сдвиге. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

40.  ГОСТ . Клеи полимерные. Термины и определения. - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

41.  ГОСТ . Клеи полимерные. Номенклатура показателей. - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов.

42.  ГОСТ 9.072-77 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Термины и определения.

43.  ГОСТ 9.710-84 Единая система защиты от коррозии и старения. Старение полимерных материалов.

44.  ГОСТ Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения.

8.2 Методическое обеспечение дисциплины

- УМК по дисциплине «Материаловедение»;

-тесты;

-наглядные пособия (альбомы, планшеты, плакаты)

8.3 Материально-техническое и

информационное обеспечение дисциплины

1. http://www. *****

2. http://*****

4. Лабораторное оборудование.

5. Нормативные документы (ГОСТы, ТУ и др.).

6. Образцы металлических и неметаллических материалов.

9 Инновационные технологии, используемые

в преподавании дисциплины

1. Дискуссия – форма учебной работы, в рамках которой студенты высказывают свое мнение по проблеме, заданной преподавателем. Проведение дискуссии по проблемным вопросам подразумевает написание студентами эссе, тезисов и рефератов. При подготовке к дискуссии используются электронные библиотеки. Значительная часть электронных библиотек размещена в свободном доступе в сети интернет (применяется во всех практических работах).

2. Электронная почта – обмен сообщениями между студентами через интернет. Сообщения могут содержать конспекты лекций, тексты рефератов, задания для самостоятельной работы.

3. Тестирование – контроль знаний студентов по итогам изучения дисциплины с помощью тестов, которые состоят из вопросов и вариантов ответа для выбора.

10 Словарь терминов

Волокно – протяженное гибкое и прочное тело с очень малыми поперечными размерами, ограниченной длины, пригодное для изготовления пряжи, ниток, текстильных изделий.

Диаграмма состояния – графическое изображение состояния любого сплава изучаемой системы в зависимости от концентрации его компонентов и температуры.

Конструкционные материалы - материалы, из которых изготовляются детали конструкций (машин и сооружений), воспринимающих силовую нагрузку.

Керамические материалы – материалы, получаемые путем высокотемпературного спекания порошкообразных компонентов.

Композиционные материалы – однородные в макрообъеме материалы, получаемые путем искусственного сочетания микрообъемов разнородных веществ. Состоят из матрицы и распределенного в ней наполнителя.

Материаловедение – это наука, изучающая зависимости между составом, внутренним строением и свойствами материалов, а также закономерности их изменения под действием внешних факторов: тепловых, механических, химических, электромагнитных, радиоактивных.

Металлы – простые вещества, обладающие в обычных условиях высокими теплопроводностью и электропроводностью, пластичностью, ковкостью, упругостью, вязкостью, способностью отражать световые волны, что определяет их блеск и непрозрачность, а также кристаллическим строением в твердом состоянии и рядом других свойств.

Механические свойства материалов - совокупность показателей, характеризующих сопротивление материала воздействующей на него нагрузке, его способность деформироваться при этом, а также особенности его поведения в процессе разрушения.

Надежность – свойство изделий выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого времени или сопротивление материала хрупкому разрушению.

Наноматериалы – материалы, дискретные элементы структуры которых имеют размеры не более 100 нм (1 нм=10-9 м).

Нетканое полотно – текстильное полотно, изготовленное из одного или нескольких слоев текстильных материалов (иногда в сочетании их с нетекстильными материалами), элементы структуры которых скреплены различными способами).

Нить – гибкое прочное тело, имеющее малое поперечное сечение и неограниченную длину. Состоит из волокон или элементарных нитей.

Полимеры – химические соединения, макромолекулы которых состоят из

большого числа повторяющихся структурных единиц, представляющих собой одинаковую группу атомов и связанных между собой химическими связями. Термопластичные полимеры при нагревании размягчаются или плавятся, а при охлаждении затвердевают, сохраняя первоначальные свойства.

Термореактивные полимеры при нагревании необратимо меняют свои свойства.

Показатель (параметр) – числовое выражение характеристики свойства.

Показатель качества продукции - количественная характеристика одного или нескольких свойств продукции, входящих в ее качество, рассматриваемая применительно к определенным условиям ее создания и эксплуатации или потребления (ГОСТ 79).

Свойство – 1) признак, составляющий отличительную особенность чего-либо (Ожегов);

2) объективная особенность продукции, которая проявляется при ее создании, эксплуатации или потреблении. Обычно не имеет размерности.

Стали – сплавы железа с углеродом. Классификационным признаком сталей является содержание углерода в сплаве, которое может находиться в пределах 0,03-2,14%.

Стекло – аморфное вещество, получаемое путем быстрого охлаждения расплава силикатов сложного состава.

Структура – пространственное взаимное расположение элементарных частиц вещества (материала).

Технологические свойства материалов – характеризуют способность материала подвергаться различным способам холодной и горячей обработки.

Ткань – текстильное полотно, получаемое в процессе ткачества переплетением взаимно перпендикулярных систем нитей основы (продольных) и утка (поперечных).

Трикотажное полотно – гибкий прочный материал, в котором текстильные нити, изогнутые в процессе вязания, имеют сложное пространственное расположение.

Характеристика – описание характерных черт чего-либо (отличительное свойство). Применяется для описания свойств. Свойство включает в себя ряд характеристик.

Чугун – сплав железа с углеродом. Классификационным признаком чугунов является содержание углерода в сплаве, которое может находиться в пределах 2,14-6,67%.

Эксплуатационные свойства - способность материала работать в конкретных условиях.

Материаловедение

Учебно-методический комплекс

Подписано в печать 26.05.11. Формат 60х84/8. Бумага офсетная

Гарнитура Times New Roman. Тираж 100 экз. Объем 16,75 п. л.

Цена договорная. Тип. зак. №

Издательство Российского государственного торгово-экономического университета

А-445, ГСП-3, 125993 6