8. Неметалеві матеріали (0)
Неметалеві матеріали являють собою велику групу простих речовин, що не володіють властивостями металів. Вони не мають металевого блиску, що не кування, погані провідники тепла й електрики. Одну з груп неметалічних матеріалів складають високомолекулярні з'єднання (полімери) - листкові речовини, з великою молекулярною масою. Полімери класифікують на природні полімери (натуральний каучук, целюлоза, природні смоли і ін.) І синтетичні (карбамідні та фенолоформальдегідні смоли). Полімери підрозділяються в залежності від хімічного складу. Форми макромолекул, фазового стану. Полімери діляться на органічні полімери (смоли, каучук і ін.), Які відрізняються міцністю і еластичністю: елементоорганіческіе полімери (до складу їх входять атоми неорганічних елементів Ti, Cu, Al і ін., Які забезпечують полімерів теплостійкість); неорганічні полімери (силікатні скла, слюда і ін.). Основу неорганічних полімерів складають оксиди кремнію, алюмінію, лужноземельних металів.
За формою макромолекул полімери ділять на лінійні, розгалужені і сітчасті. За фазового стану полімери поділяють на аморфні (полістирол, каучук і ін.). Ці полімери міцні і теплостойки. Полімери ділять на термопласти і реактопласти. Термопласти здатні оборотно розм'якшуватися при нагріванні і укріпляти при охолодженні, тобто можуть формуватися. При нагріванні реактопластов в них відбуваються хімічні перетворення, що роблять їх непридатними для повторного формування.
Пластичними масами називають матеріали, отримані на основі природних або синтетичних полімерів. З пластичних мас при нагріванні під тиском виготовляють вироби заданої форми, які стійко зберігають її після охолодження. Пластмаси широко використовують в машинобудуванні, електротехніці, радіотехніці, в будівництві. Деталі з пластмас мають високі фрикційні та антифрикційні властивості, хорошу хімічну і корозійну стійкість, хороші електроізоляційні властивості, низьку теплопровідність, малу щільність, високу питому міцність, добре склеюються, зварюються і обробляються різанням. У порівнянні з металами і сплавами пластмаси мають малі ударну в'язкість і модуль пружності.
У промисловості широко використовують такі види пластмас:
ПОЛІЕТИЛЕН - продукт полімеризації газу етилену. Має високу міцність, еластичний, зберігає отриману при обробці форму при температурах до 600 З, хороший діелектрик, морозостійкий до -600 С. Це легкий, водостійкий матеріал, з якого виготовляють в основному плівки, труби і ємності для агресивних рідин.
ПОЛИСТИРОЛ - твердий безбарвний матеріал продукт полімеризації стиролу. Виготовляється у вигляді листів, стрижнів, порошку і блоків. Полістирол - хороший діелектрик, широко використовується як електроізоляційний матеріал в високочастотної техніки. Полістирол погано розчиняється в бензині і в спиртах.
ФОТОСТІРОЛ - кристалічний полімер, який має високу хімічну стійкість до кислот, розчинів лугів, органічних розчинників. Морозостійкий до -1950 З, є хорошим антифрикційним матеріалом. З нього виготовляють труби, насоси та шланги, використовують також в якості діелектрика і захисного покриття металів.
Поліметилметакрилати - твердий безбарвний матеріал. Виготовляється у вигляді листового матеріалу товщиною від 0.8 до 24 мм. Широко використовується в авіації; світлотехніки, автомобілебудуванні і в інших галузях промисловості.
Поликапроамида - (капрон, перлон і ін.) - Термопласт, стійкий до лугів, кислот, бензину та мастил. Використовують головним чином у виробництві плівок, волокна, а також підшипників, втулок, черв'ячних і зубчастих коліс, електроізоляційних та побутових виробів.
Фенопласт - термореактивні пластмаси на основі фенолоальдегідних смол. Крім смоли (сполучного), можуть містити наповнювач (50-70%), затверджувач, барвник і ін. Наповнювачами служать порошки (наприклад, деревна, кварцова борошно. Графіт, мікро азбест), а також волокнисті матеріали (бавовняні, азбестові, скляні) . Фенопласти термостійкі (до 200 ° С), корозійностійких, нетоксичні. Використовують для виготовлення електроізоляційних деталей і побутових виробів.
Компаунд ПОЛІМЕРНІ - (лита ізоляція) - композиції на основі епоксидних і поліефірних смол, рідких кремнійорганічних каучуків містить наповнювачі, наприклад кварцовий пісок, порцелянову пил, слюдяну борошно, прискорювачі затвердіння. Призначені для ізоляції струмопровідних схем і деталей в електротехнічної, радіотехнічної і електронної апаратури. Одне з основних вимог до компаунд полімерним - низька в'язкість, що дозволяє використовувати їх для заливки (заповнення проміжків між деталями пристроїв) і просочення деталей електроапаратури, наприклад, обмоток трансформаторів. На основі фенолоформальдегідних смол виробляють Волокніту, асбоволокніти, стекловолокніти і т.д. Як наповнювачі використовують бавовняне, азбестове і скляне волокно. Стекловолокніти застосовують для виготовлення деталей з підвищеною механічною міцністю і термостійкістю. З конструкційних шаруватих матеріалів промисловості широко застосовують текстоліт, гетинакс і склотекстоліт.
Гетинаксе - шаруватий пресований матеріал на основі паперу, просоченого термореактивною синтетичною смолою (наприклад, фенолоформальдегидной). Він добре обробляється різанням, має високі механічні і електроізоляційні властивості. Застосовується в електротехніці, а також в якості декоративного матеріалу.
Текстоліт - шаруватий матеріал на основі тканини з природного волокна, просоченого синтетичною смолою (головним чином фенолоформальдегидной) використовують для виготовлення прокладок кілець, шестерень, вкладишів підшипників, деталей в радіо- і електротехніці.
Склотекстоліт - шаруватий матеріал на основі склотканини і полімерного сполучного. Характеризується високими теплостійкістю і морозостійкістю, міцністю та хорошими електроізоляційними властивостями. Використовують для виготовлення великогабаритних виробів (корпуси суден, кузова, автомобілів і т.д.), а також як електроізоляційний матеріал.
Велику групу неметалічних матеріалів складають будівельні матеріали. До будівельних матеріалів належать цегла, цемент, деревина, бетон, кераміка, ізоляційні матеріали. Будівельні матеріали характеризуються комплексом фізико-механічних властивостей.
колір- властивість тіл викликати певне зорове відчуття у відповідності зі спектральним складом і інтенсивністю відбиваного або випускається ними видимого випромінювання.
блиск - властивість поверхні матеріалу, направлено відображати світловий потік. Хороший блиск мають гладкі, дзеркальні поверхні, поганий блиск поверхні, що мають однорідні нерівності.
текстура- малюнок, що утворюється на поверхні матеріалу, після механічної обробки.
Вологість - Відношення кількості вилученої вологи до маси зразка сухого матеріалу.
усушка- зменшення лінійних розмірів і об'єму зразків при видаленні з них зв'язаної вологи.
вологопоглинання (Гігроскопічність) - здатність матеріалу поглинати вологу з навколишнього атмосфери (повітря.).
розбухання - збільшення лінійних розмірів і об'єму матеріалу при збільшенні вмісту в ньому пов'язаної вологи. Розбухання - процес, зворотній усушку.
водопоглинання - здатність матеріалу поглинати крапельно-рідку вологу при безпосередньому контакті з нею.
густина- відношення маси зразка до його обсягу.
гідрофільність- здатність матеріалу смачиваться водою. гидрофобность - Нездатність матеріалу смачиваться водою. водопроникність - здатність матеріалів пропускати через товщу воду при наявності різниці тисків.
водостійкість- здатність матеріалів не змінювати свої властивості при насиченні водою.
Характеристики міцності і деформаційні показники неметалічних матеріалів (межа міцності, твердість, ударна в'язкість і ін.) В значній мірі характеризують їх як конструкційні матеріали. Ці показники визначають у лабораторних умовах при випробуваннях на стиск, розтяг, статичний вигин, зсув, кручення і ін.