Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
В данном разделе мы кратко рассмотрим композиционные материалы с металлической матрицей, хотя в технике используют и неметаллические матрицы.
По форме частиц упрочнителя композиционные материалы делятся на дисперсно-упрочненные (с равноосными порошковыми частицами), волокнистые и слоистые.
Из числа дисперсно-упрочненных композиционных материалов наибольшее распространение получили композиты на алюминиевой основе САП¢ы (спеченная алюминиевая пудра + частицы оксида Al2O3). Прочность САП¢ов тем выше, чем больше частиц Al2O3 (от 8 до 22 об. %).
Широко используются также коррозионно-стойкие композиты с матрицами из никеля либо титана, упрочненные порошками карбидов (TiC, ZrC, Mo2C), нитритов (TiN, NbN, TaN), силицидов (TiSi2, MoSi3) и др.
6.3. Конструкционные металлокерамики
Конструкционные металлокерамические материалы получают методами формования порошковых масс тугоплавких соединений металлов, с последующим их обжигом.
Материалами для изготовления металлокерамик служат соединения металлов IV – VI групп периодической системы с неметаллами, т. е. соединения типа TiC, NbC, TaC, Mo2C, W2C и др.
Эти материалы имеют очень высокую твердость, тугоплавки, имеют высокую коррозионную стойкость и сопротивление высокотемпературному окислению. Температуры плавления указанных металлокерамик 31500С для TiC, 34800С для NbC, 38250С для ТаС.
Все конструкционные керамики используют в качестве высокопрочных и жаростойких материалов в сверхзвуковой авиации, космической и ракетной технике. Их используют в двигателях внутреннего сгорания, работающих при температуре 15000С (Si3N4) или при 18000C (SiC).
Недостатком металлокерамик является высокая хрупкость.
Металлокерамические твердые сплавы типа ВК (на основе карбида вольфрама WC с кобальтовой связкой) в настоящее время широко используются в качестве резцов для высокоскоростной обработки прочных конструкционных материалов.
Износостойкость этих сплавов в 10-15 раз превышает свойства, характерные для быстрорежущих сталей типа Р18, Р6М5. Сплавы типа ВК сравнительно дороги и дефицитны. Поэтому, в настоящее время разработаны металлокерамические сплавы на основе титана (типа TiC + Ni + Mo), которые по твердости даже превосходят сплавы типа ВК, но отличаются повышенной хрупкостью.
Вопросы для самоконтроля по теме
1. При каких условиях могут быть получены аморфные металлические сплавы?
2. Какие конструкционные материалы называются композиционными?
3. Что такое конструкционные металлокерамики?
4. Выберите конструкционный материал, который может работать при 15000С.
Тесты по теме 6
Тест 1. возможно ли получить закалкой из жидкого состояния аморфные металлические сплавы?
1.1. возможно;
1.2. невозможно;
1.3. возможно при скоростях закалки 105 – 107 0С/сек.
Тест 2. Будет ли прочность аморфных сплавов выше, чем кристаллических того же состава?
2.1. прочность будет одинакова;
2.2. прочность аморфных ниже, чем кристаллических;
3.3. прочность аморфных выше.
Тест 3. Из каких компонентов состоят САПы?
3.1. из алюминия;
3.2. из алюминия и карбидов;
3.3. из алюминия и оксидов Al2О3.
Тест 4. Для каких целей используют твердые сплавы ВК?
4.1. для деталей тормозных устройств;
4.2. для изготовления валков мельниц;
4.3. для металлорежущего инструмента при скоростной резке.
Тест 5. Большая износостойкость у резцов из стали Р6М5 или сплава ВК8?
5.1. у стали;
5.2. у сплава;
5.3. одинакова.
Тема 7. Пластические массы и неметаллические материалы
Последнее время все более широкое применение находят неметаллические конструкционные материалы – пластмассы, стекло, керамика, резины и др. Для продовольственного машиностроения указанные материалы являются очень перспективными вследствие их высокой коррозионной стойкости, проявляемой в контакте с пищевыми средами, отсутствия токсичности во многих случаях, высокой износостойкости и малой плотности. Во многих случаях эти материалы заменяют ранее использовавшиеся цветные материалы и сплавы, а также другие металлические конструкционные материалы.
7.1. Пластические массы
Пластмассами называют материалы, основой которых являются полимеры, т. е. высокомолекулярные соединения, состоящие из большого числа звеньев (мономеров).
Сырьём для получения синтетических полимеров являются уголь, нефть, газ, горючие сланцы.
Способов синтеза полимеров существуют достаточно много. Но наиболее распространёнными являются три: 1) полимеризация, когда мономеры соединяются в полимер без образования побочных продуктов; 2) поликонденсация – при образовании полимера образуются побочные продукты и состав полимера отличается от исходных мономеров; 3) химическая модификация – осуществляется путем замены атомов водорода в исходных мономеров атомами других элементов, чаще всего хлора и фтора.
По своему составу пластмассы делятся на простые, в состав которых входят лишь чистые полимеры, и сложные, в которые помимо полимеров входят другие вещества (наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, отвердители, красители и др.).
Наполнители – это, как правило, инертные по отношению к полимерам вещества (древесная мука, угольный порошок, текстильная крошка, асбест, бумага и др.). Наполнители вводят для изменения механических свойств, повышения стойкости в различных средах, а также для удешевления пластмасс. Количество наполнителей может меняться от 20 до 70 %.
Пластификаторы вводят для повышения эластичности, улучшения формуемости изделий, повышения огнестойкости и морозоустойчивости. Пластификаторами являются, как правило, различные эфиры. Их вводят от 5 до 20 %.
Стабилизаторы вводят для повышения долговечности пластмасс. Они замедляют процессы старения молекул полимеров при тепловом и световом воздействии. Чаще всего в качестве стабилизаторов используют различные спирты и гидроксиды.
Отвердители переводят линейные полимеры в сетчатые, что приводит к твердению пластмасс. Чаще всего для этих целей используют оксиды различных металлов.
Смазывающие вещества (стеарин, олеиновую кислоту и др.) вводят для предотвращения прилипания пластмасс к оборудованию.
Красители применяют для придания пластмассам декоративных свойств, порообразователи – при производстве газонаполненных пластмасс.
Иногда в состав пластмасс вводят специальные добавки для предотвращения грибкового поражения, или против грызунов.
В зависимости от поведения полимеров при нагревании и охлаждении пластмассы делятся на термопластичные и термореактивные.
Термопластичные пластмассы при нагревании размягчаются, а при охлаждении – затвердевают. Никаких изменений по завершении цикла нагрев-охлаждение в строении молекул полимера не происходит, пластмасса своих свойств практически не меняет. Цикл нагрев-охлаждение может повторяться многократно.
Термореактивные пластмассы (иногда их называют реактопластами) при нагреве испытывают перестройку молекул полимера в сетчатые, при этом происходит так называемая «сшивка» молекул. В результате этих процессов при охлаждении пластмасса претерпевает необратимые изменения свойств, которые нельзя восстановить повторным нагревом.
7.2. Важнейшие пластмассы, используемые в пищевой промышленности
Термопластичные пластмассы
Полиэтилен. Основой служит, получаемый полимеризацией под давлением, карбоцепной полимер (-CH2-CH2-)n. В зависимости от температуры и давления при изготовлении, степень «кристалличности» меняется от 50 до 90 %. Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) имеет степень кристалличности – 50-60 %, удлинение d до 700 %, разрушающее напряжение при растяжении - sв 8-16 Мпа. Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) имеет степень кристалличности 80-90 %, sв –21-28 Мпа, d-200 %.
Температуры эксплуатации полиэтиленов от –700С до +60-900С. Он обладает хорошей водостойкостью, (но в тонких слоях пропускает воздух), отличается хорошей стойкостью к разбавленным кислотам и щелочам, хорошими диэлектрическими характеристиками. Изделия из полиэтилена выпускаются в форме готовых изделий (труб, ёмкостей), а также в виде листов и плёнок. Чистый полиэтилен, не подвергавшийся облучению, является экологически безвредным. Его широко используют при переработке, хранении и упаковке пищевых продуктов.
Полипропилен получается методом поликонденсации пропилена. Он более прочен, чем полиэтилен (sв до 25-40 Мпа), может работать до более высоких температур (120-1500С), но он менее морозостоек (до –300С). Полипропилен применяют для изготовления труб, пленок, синтетических волокон, бытовых и технических тканей.
Фторопласты. Фторопласт-3 (полифторхлорэтилен) обладает высокими электроизоляционными свойствами, хорошей химической стойкостью и теплостойкостью (охрупчивается лишь при температурах ниже –1200С). Применяют для электроизоляционных деталей, коррозионно-стойких труб, мембран.
Фторопласт-4 (тетрахлорэтилен, торговое название тефлон). Обладает исключительно высокой стойкостью против любых растворителей, низким коэффициентом трения, хорошими диэлектрическими свойствами. Область рабочих температур от –269 до +2600С. Применяют для нанесения стойких защитных покрытий на металлические изделия, для изготовления подшипников, допускающих непосредственный контакт с пищевыми продуктами и др. изделий. В частности, в хлебопекарной промышленности его используют для нанесения покрытий на формы для выпечки хлеба, а также на тесторазделочных линиях. Из него изготавливают сильфоны и различные прокладки, пробки, используемые при изготовлении безалкогольных напитков. Применяют их для деталей центробежных насосов молочной промышленности и для многих других целей.
Недостатком фторопласта-4 является низкая твёрдость и низкая адгезия (склонность к отслоению покрытий), поэтому их наносят на поверхность изделий предварительно покрытых затвердевшими каплями алюминия.
Поливинилхлорид выпускается в пластифицированной форме (пластикат) и без пластификации (жесткий винипласт). Винипласт выпускают в форме листов, труб, штампованных изделий. Служит он в качестве антикоррозионных покрытий. Используется в качестве упаковочного материала пищевых продуктов, лекарств, в качестве футеровочного материала вентиляционных коробов в зернохранилищах.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 |
Основные порталы (построено редакторами)