Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Композиционные материалы с неметаллической матрицей

ПРОЧНОСТЬ

Способность материала сопротивляться разрушению под действием нагрузок. В зданиях и сооружениях материалы испытывают сжатие, растяжение, изгиб, сдвиг, кручение, истирание, а также совокупность этих нагрузок. Прочность строительных материалов характеризуется пределом прочности. Пределом прочности (МПа) называют напряжение, соответствующее нагрузке, вызывающей разрушение образца. Предел прочности различных строительных материалов колеблется от 0,5 до 1000 МПа и более. Предел прочности определяют опытным путем, используя при этом гидравлические прессы или разрывные машины и стандартные образцы материала. Для некоторых материалов (бетон, кирпич и т. п.) предел прочности на растяжение определяют путем раскалывания цилиндров или призм. На разрыв испытывают образцы материалов в виде балочек, расположенных на двух опорах. У большинства материалов (кроме древесины, стали, полимерных материалов) предел прочности при растяжении и изгибе значительно ниже, чем при сжатии, поэтому их применяют главным образом в конструкциях, которые работают на сжатие. Каменные материалы также при растяжении выдерживают нагрузку в 10-15 раз меньше, чем при сжатии, поэтому их применяют в конструкциях, работающих на сжатие. Действующее напряжение в конструкциях должно быть значительно меньше величины его предела прочности - в результате создается запас прочности, который необходим для долговечности строительного сооружения. ХРУПКОСТЬ

Свойство материала, противоположное пластичности. Хрупкие материалы разрушаются под нагрузкой внезапно, без предварительной деформации.

ИСТИРАЕМОСТЬ

Свойство материала сопротивляться истирающим воздействиям. Истираемость материала характеризуется величиной потери первоначальной массы, отнесенной к 1 м2 площади истирания. Одновременное воздействие истирания и удара характеризует износостойкость материала. Оба эти свойства определяют различными условными методами: истираемость - на специальных кругах истирания, а износ - с помощью вращающихся барабанов. Износом называется потеря в весе материала под воздействием истирания и ударов. Это свойство важно для материалов, применяемых при устройстве дорожных покрытий и полов, в частности для лакокрасочных покрытий.

13.Петрография

наука о горных породах (См. Горные породы), их минералогических и химических составах, структурах и текстурах, условиях залегания, закономерностях распространения, происхождения и изменения в земной коре и на поверхности Земли. Существует тенденция разделения общей науки о горных породах на две части — П., преимущественно описательного характера, и петрологию (См. Петрология), в которой даётся анализ генетических соотношений. Однако часто эти термины рассматриваются как синонимы.

Предмет и методы петрографии. П. — наука геологического цикла; она тесно связана с минералогией (См. Минералогия), геохимией (См. Геохимия), вулканологией (См. Вулканология), тектоникой (См. Тектоника), стратиграфией (См. Стратиграфия) и учением о полезных ископаемых (См. Полезные ископаемые).

По типам изучаемых горных пород различают П. магматических, П. метаморфических и П. осадочных горных пород, или литологию (См. Литология).

Электронная микроскопия, совокупность электронно-зондовых методов исследования микроструктуры твердых тел, их локального состава и микрополей (электрических, магнитных и др.) с помощью электронных микроскопов (ЭМ) - приборов, в которых для получения увеличенных изображений используют электронный пучок. Электронная микроскопия включает также методики подготовки изучаемых объектов, обработки и анализа результирующей информации. Различают два главных направления электронной микроскопии: трансмиссионную (просвечивающую) и растровую (сканирующую), основанных на использовании соответствующих типов ЭМ. Они дают качественно различную информацию об объекте исследования и часто применяются совместно. Известны также отражательная, эмиссионная, оже-электронная, лоренцова и иные виды электронной микроскопии, реализуемые, как правило, с помощью приставок к трансмиссионным и растровым ЭМ.

Рентгеновские лучи возникают в результате соударений быстролетящих электронов с поверхностью анода рентгеновской трубки. Быстрые электроны, вырываясь из вольфрамового катода, попадают на анод, тормозятся, испуская при этом рентгеновские лучи. От скорости электронов и от вещества анода зависят свойства рентгеновских лучей. Длина волны рентгеновского излучения по величине близка к межатомным расстояниям в кристаллах твердых материалов, поэтому кристаллы являются для рентгеновских лучей трехмерными дифракционными решетками.

Действительно, при пропускании сквозь кристалл твердого материала рентгеновских лучей возникает дифра-кционная картина (рентгенограмма), которая может быть зафиксирована на фотопленке или экране.

дифференциально-термический анализ; ДТА: Метод, позволяющий регистрировать разность температур исследуемого вещества и вещества, используемого в качестве эталона, в зависимости от температуры или времени.

14.Композиционные материалы состоят из металлической матрицы полимерной, керамической или другой, упрочнённой высокопрочными волокнами (волокнистые материалы) или тугоплавкими тонкодисперсными частицами, не растворяющимися в основном металле (дисперстно-упрочненные материалы).

Композиционные материалы с волокнистым наполнителем (упрочнителем) по механизму армирующего действия делят на дискретные с l / d ≈ 10…10³, где l – длина волокна, d – диаметр волокна и с непрерывным волокном, в которых l / d → ∞. Дискретные волокна располагаются в матрице хаотично. Диаметр волокон 0.1…100 мкм.

Часто композит представляет собой слоистую структуру, в которой каждый слой армирован большим числом параллельных непрерывных волокон. Нередко волокна сплетаются в трёхмерные структуры.

В отличие от волокнистых композитов, в дисперсно-упрочненных материалах, матрица является основным элементом, несущим нагрузку, а дисперсные частицы тормозят в ней движение дислокации, то есть являющиеся ее упрочняющей фазой. Высокая прочность достигается при размере частиц 10…500 нм при среднем расстоянии между частицами 100…500 нм и равномерном их распределении в матрице. Оптимальное содержание 2 фазы для различных материалов неодинаково, но обычно не превышает 5…10 % (об.).

Оценка матрицы и упрочнителя в формировании свойств композита

Композиционные материалы с металлической матрицей

Композиционные материалы состоят из металлической матрицы (чаще Al, Mg, Ni и их сплавы), упрочненной высокопрочными волокнами (волокнистые материалы) или тонкодисперсными тугоплавкими частицами, не растворяющимися в основном металле (дисперсно-упрочненные материалы). Металлическая матрица связывает волокна (дисперсные частицы) в единое целое. Волокно (дисперсные частицы) плюс связка (матрица), составляющие ту или иную композицию, получили название композиционные материалы.

Композиционные материалы с неметаллической матрицей

Композиционные материалы с неметаллической матрицей нашли широкое применение. В качестве неметаллических матриц используют полимерные, углеродные и керамические материалы. Из полимерных матриц наибольшее распространение получили эпоксидная, фенолоформальдегидная и полиамидная. Угольные матрицы коксованные или пироуглеродные получают из синтетических полимеров, подвергнутых пиролизу. Матрица связывает композицию, придавая ей форму. Упрочнителями служат волокна: стеклянные, углеродные, борные, органические, на основе нитевидных кристаллов (оксидов, карбидов, боридов, нитридов и других), а также металлические (проволоки), обладающие высокой прочностью и жесткостью. Свойства композиционных материалов зависят от состава компонентов, их сочетания, количественного соотношения и прочности связи между ними. Армирующие материалы могут быть в виде волокон, жгутов, нитей, лент, многослойных тканей. Содержание упрочнителя в ориентированных материалах составляет 60-80 об.%, в неориентированных (с дискретными волокнами и нитевидными кристаллами) 20-30 об.%. Чем выше прочность и модуль упругости волокон, тем выше прочность и жесткость композиционного материала. Свойства матрицы определяют прочность композиции при сдвиги и сжатии и сопротивление усталостному разрушению. По виду упрочнителя композиционные материалы классифицируют на стекловолокниты, карбоволокниты с углеродными волокнами, бороволокниты и органоволокниты. В слоистых материалах волокна, нити, ленты, пропитанные связующим, укладываются параллельно друг другу в плоскости укладки. Плоские слои собираются в пластины. Свойства получаются анизотропными. Для работы материала в изделии важно учитывать направление действующих нагрузок. Можно создать материалы как с изотропными, так и с анизотропными свойствами. Можно укладывать волокна под разными углами, варьируя свойства композиционных материалов. От порядка укладки слоев по толщине пакета зависят изгибные и крутильные жесткости материала. Применяется укладка упрочнителей из трех, четырех и более нитей. Наибольшее применение имеет структура из трех взаимно перпендикулярных нитей. Упрочнители могут располагаться в осевом, радиальном и окружном направлениях. Трехмерные материалы могут быть любой толщины в виде блоков, цилиндров. Объемные ткани увеличивают прочность на отрыв и сопротивление сдвигу по сравнению со слоистыми. Система из четырех нитей строится путем разложения упрочнителя по диагоналям куба. Структура из четырех нитей равновесна, имеет повышенную жесткость при сдвиге в главных плоскостях. Однако создание четырехнаправленных материалов сложнее, чем трехнаправленных

.___

15.Другим важным сырьевым источником являются техногенные вторичные ресурсы (отходы промышленности). Пока они используются недостаточно. Но по мере истощения природных ресурсов, повышения требований к охране окружающей среды и разработки новых эффективных технологий техногенное сырье будет применяться значительно шире.
______________________________________________________________________________________________________________

16Макроструктура - строение видно невооруженным глазом или при небольшом увеличении - получается при рассматривании разреза ствола дерева по 3 направлениям (торцевой (поперечный), радиальный, тангенциальный). Основные части ствола дерева: 1 сердцевина,2 сердцевидные лучи, 3 ядро, 4 заболонь, 5 годичные слои, 6 сосуды или смоляные ходы. Сердцевина представляет собой рыхлую ткань, состоящую из клеток с тонкими, слабо связанными друг с другом стенками. Размеры сердцевидной трубки невелики: до 10 мм или чуть больше. У спиленного дерева это самая слабая часть ствола нередко крошится и легко загнивает (не допускается в досках и брусках, предназначена для растянутых и изгибаемых конструкций, имеет свойство выкрашиваться). Сердцевидные лучи светлые, часто отличающиеся блеском линии, направленные от сердцевины к коре, играют важную роль в создании текстуры древесины. Ядро - внутренняя часть ствола, образующаяся по мере роста дерева, когда внутренняя, наиболее старая часть древесины ствола отмирает, проводящая и запасающая системы перестают функционировать, а клерки уплотняются (прочность, стойкость к загниванию), некоторые породы не имеют сердцевины (береза, клен). Заболонь состоит из колец более молодой древесины, окружающей ядро. По ним перемещается влага с растворенными в ней питательными веществами. Большая влажность, легко загнивает, при последующей усушке усиливает коробление древесины. Годичные слои (зависит от породы древесины) - трубки, каналы различной величины (связаны с текстурой).

Микроструктуру - можно наблюдать при сильном увеличении в микроскоп видно, что древесина слагается из большого количества живых и отмерших клеток различных форм и размеров. По функциональному назначению живые клетки делятся на проводящие, механические и запасающие. Клетка имеет оболочку, внутри нее находится растительный белок-протоплазма и ядро. Микроскопическое строение различных пород весьма разнообразно. Древесина может иметь пороки-недостатки отдельных участков, снижающие качество и ограничивающие возможности использования материала. Пороки механического происхождения, возникают в древесине в процессе ее добычи и обработки, называют дефектами. К характерным порокам относят различные сучки (сросшиеся, несросшиеся, роговые…), трещины (метиковые, морозные, усушки, отлупные), пороки строения (наклон волокон, тяговая древесина, свилеватость, завитки, глазки, смоляные кормашки, пасынки, сухобокость, прорость, рак, засмолок, ложное ядро, внутренняя заболонь, водослой, пятнистость), отклонения от нормальной формы ствола (сбежистость, закомелистость, нарост и кривизна), грибные поражения (ядровые пятна и полосы, ядровая гниль, плесень, заболонные грибные окраски, заболонная и наружная гниль), повреждения насекомыми (червоточина), дефекты в процессе обработки, инородные включения (камни, гвозди..), деформации (покоробленность при сушке, хранении, выпиливании). Открытые сучки измеряются по их наименьшему диаметру, заросшие сучки оценивают по высоте прикрывающих их вздутий (у хвойных). Трещины измеряются по длине и глубине. Грибные поражения измеряют по длине, ширине, глубине.

17-19. Физические свойства древесины. На свойства древесины большое влияние оказывает влажность. Воду, находящуюся в древесине, делят на три вида: капиллярную (или свободную), гигроскопическую и химически связанную. Капиллярная вода заполняет в древесине полости клеток, межклеточные пространства и сосуды. Гигроскопическая вода находится в стенках клеток. Химически связанная вода входит в химический состав веществ, образующих древесину. Основную массу воды в растущем дереве составляют капиллярная и гигроскопическая вода или только гигроскопическая вода. Состояние древесины, в которой отсутствует капиллярная вода и содержится только гигроскопическая, называется точкой насыщения волокон. В древесине разных пород она составляет 23...35%. При высыхании древесины влага постепенно испаряется с поверхности наружных слоев, а влага, оставшаяся в древесине, передвигается от внутренних слоев к наружным.

По степени влажности различают древесину: мокрую, све-жесрубленную (влажность 35% и выше), воздушно-сухую (влажность 15...20%) и комнатно-сухую (влажность 8... 12%)-

Гигроскопичностью древесины называют свойство ее поглощать из воздуха парообразную воду. Степень поглощения зависит от температуры воздуха и его относительной влажности.

Равновесной называют влажность, которую имеет древесина при продолжительном нахождении на воздухе с постоянной относительной влажностью и температурой. Равновесная влажность комнатно-сухой древесины составляет 8... 12%, поэтому до такой влажности высушивают паркетную клепку и древесину, используемую в помещениях.

Влажная древесина отдает влагу окруЖ310' щему воздуху, а сухая поглощает ее. Поскольку влажность воздуха не постоянна, влажность древесины также меняется-Изменение влажности древесины от нуля до точки насыщения волокон вызывает изменение объема древесины. Последнее приводит к разбуханию и усушке, короблению древесины и появ-лению трещин. Для уменьшения гигроскопичности и водопогло-щения древесину покрывают лакокрасочными материалами или пропитывают различными веществами.

Плотность древесины зависит от объема пор и влажности и характеризует ее физико-механические свойства (прочность, теплопроводность, водопоглощение). Показатель плотности используют при определении коэффициента качества, который находят отношением предела прочности при сжатии к плотности. У сосны он равен 0,6, а дуба — 0,57.

Пористость древесины хвойных пород колеблется от 46 до 85%, лиственных — от 32 до 80%.

Усушкой древесины называют уменьшение ее линейных размеров и объема при высыхании. Испарение капиллярной воды не сопровождается усушкой. Последняя происходит только при испарении гигроскопической влаги. При этом уменьшается толщина водных оболочек, мицеллы сближаются друг с другом и уменьшаются размеры древесины. Ввиду неоднородности строения древесина усыхает или разбухает в различных направлениях не одинаково.

Свойство неравномерного изменения линейных размеров в различных направлениях является одним из отрицательных свойств дерева как строительного материала. Медленное высыхание древесины обеспечивает более равномерную усушку и дает Меньше трещин. Неравномерная усушка древесины в различных направлениях вызывает различные напряжения, в связи с чем древесина коробится и покрывается трещинами. В круглом брев не трещины располагаются радиально. Доски, вырезанные ближе к сердцевине ствола, коробятся меньше, чем доски, выпиленные ближе к поверхности бревна.

Набуханием называют способность древесины увеличивать свои размеры и объем при поглощении воды, пропитывающей оболочки клеток. Древесина разбухает при поглощении влаги до точки насыщения волокон. Набухание, как и усушка, не одинаково в разных направлениях. Набухание древесины вдоль волокон составляет 0,1...0,8%, в радиальном направлении — 3...5% и в тангентальном — 6... 12%.

Теплопроводность древесины невелика, она зависит от характера пористости, влажности, направления волокон, породы и плотности дерева, а также от температуры. Теплопроводность древесины вдоль волокон примерно в 1,8 раза больше, чем поперек волокон. В среднем она составляет 0,16...0,30 Вт/(м-°С). С увеличением плотности и влажности уменьшается количество воздуха, находящегося в пустотах, в связи с чем теплопроводность древесины увеличивается.

Электропроводность древесины зависит от ее влажности. Электрическое сопротивление сухой древесины в среднем составляет 75-Ю7 Ом-см, а сырой — в 10 раз меньше. Древесину используют при электропроводке в качестве досок, розеток и т. д.

Водопроницаемость древесины зависит от породы дерева, первоначальной влажности, характера разреза (торцового, радиального, тангентального), местоположения древесины в стволе (ядро, заболонь), ширины годичных слоев, возраста древесины. Водопроницаемость вдоль волокон больше, чем через радиальную и тангентальную поверхности. Характеризуется водопроницаемость древесины количеством воды, профильтровавшейся через поверхность образца (г/см2).

Стойкость древесины к действию кислот, щелочей и воды. Длительное действие кислот и щелочей разрушает древесину, и чем выше концентрация, тем сильнее их разрушающее действие. Слабощелочные растворы не разрушают древесину. В кислой среде древесина начинает разрушаться при рН^2, тогда как разрушение бетона и стали начинается при рН^4. По исследованиям С. И. Ванина, хвойные породы более стойки к действию серной, азотной, соляной и уксусной кислот и едкого натра, чем лиственные, а из хвойных пород наибольшей стойкостью обладает лиственница. В морской воде древесина сохраняется хуже, чем в речной. В воде большой бактериологической агрессивности стойкость древесины низка, поэтому ее не применяют в сетях канализации.

• Механические свойства древесины как анизотропного материала не одинаковы в различных направлениях. Механические свойства древесины зависят от многих факторов: с увеличением влажности прочность древесины снижается; древесина большой плотности имеет более высокую прочность; на прочность древесины влияют процент поздней древесины, наличие пороков, гнили, старение.

Прочность древесины при сжатии. Усилия к конструктивному элементу могут быть приложены с учетом строения древесины вдоль или поперек волокон, поэтому различают сжатие вдоль и поперек волокон. Для испытания на сжатие вдоль волокон берут образцы древесины без сучков в виде прямоугольной призмы размером 20X20X30 мм при размере древесины не менее 30 мм вдоль волокон и испытывают на прессе.

Предел прочности древесины при сжатии вдоль волокон с влажностью 12% в зависимости от породы дерева меняется в широких пределах — от 30 до 80 МПа. Предел прочности древесины при сжатии поперек волокон значительно меньше, чем при сжатии вдоль волокон, и составляет: в радиальном направлении для пихты — 4,1 МПа, граба — 25,6

Прочность древесины на растяжение. Древесина имеет высокий показатель прочности на растяжение вдоль волокон. Для наших основных пород эта величина меняется от 80 до 190 МПа. Однако трудность передачи,§ /до усилий, заключающаяся в том, что в закрепленных концах деревянной детали возникают напряжения смятия и скалывания, которым Древесина сопротивляется плохо, не позволяет широко использовать древесину в конструкциях, работающих на растяжение.

Прочность древесины на статический изгиб высока, благодаря чему ее широко применяют для элементов зданий и сооружений, работают»

на изгиб (балки, бруски, стропила, фермы и т. д.). Предел Пр0чХ

ности древесины на изгиб определяют на образцах-балочках

размером 20X20X300 мм. Для различных пород он СОСТЭВЛЯРТ

50...100 МПа (при влажности 12%).

Предел прочности древесины на изгиб должен быть приведен к влажности 12%. У лиственных пород прочность при изгибе в радиальном и тангентальном направлениях практически одинакова, а у хвойных прочность в тангентальном направлении немного больше, чем в радиальном. Прочность на статический изгиб зависит от тех же факторов, что и прочность при сжатии.

Прочность древесины на скалывание вдоль волокон невысокая— 6,5...14,5 МПа. Сопротивление перерезыванию древесины поперек волокон в 3...4 раза выше сопротивления скалыванию вдоль волокон, но чистый срез обычно не имеет места, так как одновременно происходит смятие и изгиб волокон. В строительных конструкциях древесина часто работает на скалывание вдоль волокон, например в стропильных фермах и других элементах конструкций. Вместе с тем следует иметь в виду, что в настоящее время на передовых предприятиях наблюдается тенденция к переходу на стандартную влажность древесины, равную 12%.

19..К механическим свойствам древесины относятся: прочность, твёрдость, жёсткость, ударная вязкость и другие.

Прочность — способность древесины сопротивляться разрушению от механических усилий, характеризующихся пределом прочности. Прочность древесины зависит от направления действия нагрузки, породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков.

Твёрдость - это свойство древесины сопротивляться внедрению тела определённой формы. Твёрдость торцовой поверхности выше твёрдости боковой поверхности (тангенциальной и радиальной) на 30% у лиственных пород и на 40% у хвойных.

Деформативность. При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности — модуль упругости.

Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жёсткая древесина.

Пористость древесины хвойных пород колеблется от 46 до 85%, лиственных — от 32 до 80%.

20.Порок древесины — отклонение от нормы в строении ствола дерева, внешнего вида и формы. Нарушение физического состояния и повреждение древесины снижают ее качество и возможность применения.

Все эти отклонения в основном образуются в растущем дереве из-за неблагоприятных климатических условий, случайных механических повреждений и естественного старения. При выполнении резьбы по дереву необходимо учитывать и знать пороки, которые осложняют работу, а иногда делают древесину вообще непригодной для дальнейшего использования. Но, как говорится, "нет худа без добра", — человек с давних времен научился использовать разные пороки дерева для своих нужд и целей.

Характерными пороками ствола являются: кривизна, закомелистость, ройки, наросты. К основным порокам древесины относятся: сучки, косослой, свилеватость, крень, двойная сердцевина, внутренняя заболонь, ложное ядро, прорость, трещины, смоляные кармашки, засмолок, рак, червоточины, гнили.

21.Дерево может подвергнуться атаке грибков или насекомых.

Поражение древесины этими вредителями в большинстве случаев — это не только порок красоты (внешнего вида), так как дерево почти всегда теряет в прочности или разрушается до полного разложения

Грибки не могут сами вырабатывать необходимые для их жизни вещества, так как они не имеют зеленой листвы (хлорофилла). Они привязаны к органическим веществам других растений. Грибки могут развиваться без солнечного света, однако для их роста требуется определенная влажность и тепло

Существует три вида грибка, поражающего древесину: плесенный, синь и гнилостный. Плесень и синь поглощают питательные вещества, содержащиеся на поверхности дерева и в живых клетках невысушенного луба. Не нарушая структуру древесины, плесень и синь заметно обесцвечивают дерево, придавая ему неприглядные оттенки черного, серого, голубовато-зеленого и белого. Их присутствие в древесине делает ее более пористой, увеличивая тем самым скорость намокания дерева до уровня содержания влаги, при котором оно начинает гнить. Рассмотрим подробнее перечисленные виды грибка.

Червоточины, вызываемые насекомыми. Ходы и отверстия, обычно многочисленные, пронизывают древесину на большую глубину и в разных направлениях, поэтому древесина внутри детали быстро превращается в трухлявую массу, содержащую много мелкой буровой муки. На поверхности пораженной древесины признаками поражения служат только мелкие лётные отверстия, образованные насекомыми; количество таких отверстий может быть очень большим.

Инородное включение — присутствующее в лесоматериале постороннее тело недревесного происхождения (камень,проволока, гвоздь, металлический осколок, пуля). Внешним признаком скрытого порока в круглом лесоматериале могут быть местные вздутия и складки коры и древесины, вмятины, отверстия на боковой поверхности, а в пиломатериалах — изменение цвета окружающей древесины. Затрудняет обработку древесины, может привести к аварии (поломке полотна пилы). Этот порок не измеряется, только учитывается его наличие

22.существует ряд конструктивных мер для предотвращения загнивания древесины — изоляция ее от грунта, каменной кладки, бетона, устройство проветривания деревянных конструкций, защита от атмосферных осадков лакокрасочными покрытиями или гидроизоляционными материалами. Но эти меры не всегда могут полностью предохранить древесину от увлажнения и возникает необходимость в антисептировании деревянных материалов и изделий.

Антисептики — это химические вещества, которые убивают грибы, вызывающие гнили, или создают среду, в которой их жизнедеятельность прекращается. Антисептики должны обладать токсичностью только по отношению к грибам и быть безвредными для людей и животных, не ухудшать качества древесины, по возможности не вызывать коррозию металлических креплений.

Антисептики подразделяют на водорастворимые, применяемые только в сухих условиях, главным образом внутри помещений, и нерастворимые в воде, маслянистые, применяемые для антисептирования шпал, столбов, свай; также применяют иногда препараты, растворимые в зеленом масле, мазуте, керосине и сольвент-нафте.

К водорастворимым антисептикам относятся: фтористый натрий NaF — порошок без запаха, белого цвета, применяемый в растворах 3... 4%-ной концентрации. При соприкосновении с известковыми, цементными и гипсовыми материалами фтористый натрий теряет свои токсические свойства.

К маслянистым антисептикам относятся: антраценовое, креозотовое и сланцевое масла. Это темно-коричневые жидкости с резким запахом и сильными токсическими свойствами. Они не растворяются в воде, не вызывают коррозию металла, но скрашивают древесину в бурый цвет. Применяются для пропитки шпал, деталей мостов, свай, деревянных подводных конструкций и др. Нельзя применять в жилых помещениях.

К органикорастворимым антисептикам относятся препараты типа ПЛ (растворы пентахлорфенола) и НМЛ (растворы нафтената меди в легких нефтепродуктах); они окрашивают древесину в зеленый цвет, затрудняют ее склеивание, являются высокотоксичными антисептиками.

23.Защита древесины от возгорания. Древесина относится к легковозгораемым материалам. Ее возгорание происходит при температуре 260... 290С, а при нагревании выше 350°С она может воспламенится из-за выделяющихся газов, поэтому деревянные конструкции удаляют от источников нагревания; деревянные элементы покрывают штукатуркой или облицовывают несгораемыми материалами (например, асбестоцементными); окрашивают огнезащитными красками или пропитывают специальными веществами — антипиренами.

Огнезащитное действие антипиренов основано на том, что при нагревании древесины одни из них образуют оплавленную пленку на поверхности древесины, а другие — выделяют негорючие газы, оттесняющие воздух и выделяемые деревом при нагревании горючие газы от поверхности древесины. В качестве антипиренов применяют буру, хлористый аммоний, фосфорнокислый натрий и аммоний, сернокислый аммоний. Обработка антипиренами производится теми же способами, что и антисептирование.

Мета́ллы (от лат. metallum — шахта, рудник) — группа элементов, в виде простых веществ обладающих характерными металлическими свойствами, такими как высокие тепло- и электропроводность, положительныйтемпературный коэффициент сопротивления, высокая пластичность и металлический блеск.
Свойства металлов делятся на физические, химические, механические и технологические.
К физическим свойствам относятся: цвет, удельный вес, плавкость, электропроводность, магнитные свойства, теплопроводность, расширяемость при нагревании.
К химическим – окисляемость, растворимость и коррозионная стойкость.
К механическим – прочность, твердость, упругость, вязкость, пластичность.
К технологическим – прокаливаемость, жидкотекучесть, ковкость, свариемость, обрабатываемость резанием.

26.Атомно-кристаллическая структура может быть представлена не рядом периодически повторяющихся объемов, а одной элементарной ячейкой. Так называется ячейка, повторяющаяся во всех трех измерениях. Трансляцией этого наименьшего объема можно полностью воспроизвести структуру кристалла (рис. 1.1).

В кристалле элементарные частицы (атомы, ионы) сближены до соприкосновения. Для упрощения пространственное изображение принято заменять схемами, где центры тяжести частиц представлены точками. В точках пересечения прямых линий располагаются атомы; они называются узлами решетки. Расстояния a, b и c между центрами атомов, находящихся в соседних узлах решетки, называют параметрами, или периодами решетки. Величина их в металлах порядка 0,1–0,7 нм, размеры элементарных ячеек — 0,2–0,3 нм.

Рис. 1.1. Кристаллическая решетка

Для однозначного описания элементарной ячейки кристаллической решетки необходимо знание величин параметров a, b, c и углов между ними.

27. В каждом из способов выплавки стали, приведенных на рис. 1. задача удаления примесей решается различно.

Рис 2. Схема конвертера: 1 — огнеупорная футеровка; 2 — воздухопровод; 3 — отверстия в днище для подачи воздуха; 4 — рейка поворотного механизма печи

При конвертерном способе применяют специальную печь грушевидной формы, вращающуюся на горизонтальной оси (рис. 2). В настоящее время по этому способу выплавляют в среднем 10% стали.
После того как в конвертер залит жидкий чугун (с частичным заполнением объема), сквозь него через отверстия в днище продувают под давлением воздух. Окисляя железо, кислород воздуха образует соединение FeO, называемое закисью железа, растворимое в жидком металле, реагирующее на примеси и переходящее в сталь. Переход примесей в шлак уменьшает их содержание в выплавляемом металле.
Недостаток конвертерного способа — повышение содержания в стали азота, получающееся вследствие продувания воздуха. Кроме того, конвертерный способ не позволяет перерабатывать большое количество стального лома.

Рис. 3. Разрез мартеновской печи: каналы для подогретого воздуха и газа; 2 - свод печи; 3 - рабочее пространство печи, в котором плавится сталь

По мартеновскому способу плавка стали ведется на поду пламенной отражательной печи (рис. 3), верхняя часть рабочего пространства которой ограничена сводом, отражающим тепловой поток. Для получения необходимой температуры в рабочем пространстве печи сжигается в смеси с воздухом горючее (в большинстве случаев газ).
Мартеновский способ является универсальным, позволяющим получать стали разного качества с добавкой при выплавке их чугунного и стального лома (так называемого скрапа) и даже железных руд.

Рис 4. Дуговая печь для электроплавки: 1 - электроды; 2 - механизм для установки электродов; 3 - полозья, на которых поворачивается печь; 4 - заслонка выпускного окна; 5 - загрузочное окно

Электроплавка, производящаяся в дуговой печи (рис. 4), является современным и наиболее совершенным способом выплавки стали. Достоинства такой печи состоят в том, что в ней достигаются очень высокие температуры, которые легко регулировать, а следовательно, и регулировать весь процесс. Доступ воздуха в печь ограничен. Сталь получается лучшего качества, чем при других процессах, вследствие отсутствия печных окисляющих газов и соприкосновения металла с топливом.
Высокая температура при электроплавке создается электрической дугой между угольными электродами и расплавленным металлом. Напряжение тока, требующееся при плавке, не превышает 150 в при силе тока, доходящей до 10 тыс. а. По размерам применения электроплавки и ее удельному весу в металлургической промышленности Советский Союз занимает первое место в мире.
В результате плавки и разливки металла по формам получаются стальные слитки. Дальнейшим этапом является горячая механическая их обработка для получения изделии определенного сечения и длины, а в некоторых случаях и для улучшения механических свойств стали.
После плавки и разливки полученный металл может иметь различные дефекты (пороки). К ним относятся: усадочные раковины, которые могут распространяться в глубь слитка; неравномерное выделение (скопление) примесей (фосфор, углерод и сера) при затвердевании (обычно примеси скапливаются у стенок усадочных раковин); газовые пузыри, образующиеся вследствие того, что газы, появляющиеся в процессе раскисления стали, не успевают выделяться при ее затвердевании; плены, появляющиеся на поверхности металла от брызг или заливин при разливке в формы; неметаллические включения, представляющие собой, как правило, частицы шлаков; трещины от быстрого и неравномерного охлаждения металла и больших внутренних напряжений, воз

Воспользуйтесь поиском по сайту: