NOWOCZESNE TECHNIKI BADAWCZE W INŻYNIERII …home.agh.edu.pl/~graboska/doc/NTB_w.1_Materialy_cz_1_i_2.pdf · - Spektroskopia: Spektrofotometria (UV-Vis), Spektrometria (IR, Raman),

NOWOCZESNE TECHNIKI BADAWCZE W INYNIERII MATERIAOWEJ

Beata Grabowska, pok. 84A, Ipgodziny konsultacji: poniedziaki 7.45 - 9.00

http://home.agh.edu.pl/~graboska/

Program 2 punkty ECTS

1. Materia. Teoria budowy atomu. Wizania chemiczne w materiaach. Oglnacharakterystyka materiaw: metale, stopy, materiay polimerowe, materiaywglowe, materiay ceramiczne, kompozyty, nanomateriay.

2. Etapy procesu analitycznego: przygotowanie i pobieranie prbek materiaw do bada, przeprowadzanie prbek do i z roztworu, kryteria wyboru metody analitycznej, czuo metody, oznaczalno. Bdy pomiarw. Opracowanie statystyczne wynikw pomiarw.

3. Omwienie wybranych technik analitycznych: - Spektroskopia: Spektrofotometria (UV-Vis), Spektrometria (IR, Raman), Spektroskopia magnetycznego rezonansu jdrowego (NMR), Spektrometria mas (MS), Absorpcyjna spektrometria atomowa (AAS), Spektrometria elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR), Spektrometria elektronw wzbudzonych promieniowaniem rentgenowskim (XPS), Spektroskopia laserowa.- Termoanaliza: Termograwimetria (TG),Termiczna analiza rnicowa (DTA), Rnicowa kalorymetria skaningowa (DSC), Analiza termomechaniczna (TMA), Dynamiczna analiza termomechaniczna (DMA), Dylatometria (TD).- Elektroanaliza: Potencjometria, Elektrograwimetria, Kulometria, Woltamperometria, Amperometria, Konduktometria.- Mikroskopia optyczna. Mikroskopia elektronowa: transmisyjna (TEM), skaningowa (SEM). Nanoskopia: skaningowo-tunelowa (STM), nanoskopia si atomowych (AFM).- Rentgenografia: Maoktowe rozpraszanie promieniowania rentgenowskiego (SAXS), Szerokoktowe rozpraszanie promieniowania rentgenowskiego (WAXS).- Techniki chromatograficzne.

TEMATYWICZELABORATORYJNYCH/PROWADZCY/MIEJSCE

wiczenie1: Preparatyka materiaw dobada.1a.WOsala226/625drhab.B.Grabowska,1b.WOsala226/507mgrin.K.Kaczmarska

wiczenie2:Metody spektralne winynierii odlewniczej.Spektrofotometria.WOsala226/625drhab.B.Grabowska

wiczenie3:Metody termoanalityczne winynierii odlewniczej.WOsala226/507drin.A.Bobrowski

wiczenie4:Metody termomechaniczne winynierii odlewniczej.Dylatometria.WIMiC,B6lab.01drhab.B.Grabowska

wiczenie5:Metody mikroskopowe winynierii odlewniczej.Mikroskopia elektronowa.ACMiN drhab.B.Grabowska

GR. 1g. 8:45- 10:15

GR. 2g. 8:45- 10:15

Data w. Data w.

13.03.2015 1 13.03.2015 1

20.03.2015 2 27.03.2015 2

27.03.2015 3 20.03.2015 3

10.04.2015 4 17.04.2015 5

24.04.2015 5 08.05.2015 4

KOLOKWIUMZALICZENIOWE 22.05.2015

Materiaydowiczeuprowadzcych:drhab.B.Grabowska Ipitrop.84Adrin.A.Bobrowski Vpitrop.507

Terminy wykadw

1 wykad 06.03.2015 (3 h)

2 wykad 13.03.2015 (1 h)

3 wykad 20.03.2015 (1 h)

4 wykad 27.03.2015 (1 h)

ZALICZENIE WYKADW 19.06.2015

7 wykad 24.04.2015(1h)

5 wykad 10.04.2015 (1 h)

6 wykad 17.04.2015 (1 h)

8 wykad 08.05.2015 (1 h)

9 wykad 15.05.2015 (3 h)

Wykad: Nowoczesne Techniki Badawcze w Inynierii Materiaowej, dr hab. Beata Grabowska, WO AGH

OCENA KOCOWA1. Ocena z laboratorium: Obecno na kadych wiczeniach obowizkowa Do wicze laboratoryjnych przystpuj osoby przygotowane do zaj (na

kadym wiczeniu kolokwium); Oceny pozytywne z wszystkich kolokwiw; Oddane i zaliczone sprawozdania z zaj (sprawozdania naley odda do 2

tygodni od przeprowadzonego wiczenia); Do kolokwium zaliczeniowego nie mog przystpi osoby, ktre uzyskay

oceny negatywne ze wszystkich kolokwiw.

2. Zaliczenie wykadw:Obecno na wykadach oraz zaliczenie wykadw w formie pisemnej (test).

Zaliczenie przedmiotu


1. Ashby M., Shercliff H., Cebon D.: Inynieria Materiaowa, tom 1 i 2, Wydawnictwo Galaktyka d 2011.

2. Kelsall R.W., Hamley I.W., Geoghegan: Nanotechnologie, PWN Warszawa 2009.

3. Cygaski A.: Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT Warszawa 2009.

4. Cygaski A.: Podstawy metod elektroanalitycznych, WNT Warszawa 1999.5. Szczepaniak W.: Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN

Warszawa 2011.6. Kosmol J.: Wybrane zagadnienia metodologii bada , WP+ , Gliwice 2010.7. 7. Materiay zamieszczone na stronie: http://home.agh.edu.pl/~graboska/

Literatura przewodnia


NOWOCZESNE TECHNIKI BADAWCZE W INYNIERII MATERIAOWEJ

Materiaoznawstwo nauka o materiaach(budowie, waciwociach imetodach bada)

Materiaoznawstwo nauka o materiaach(budowie, waciwociach imetodach bada)

Inynieria materiaowa nauka o ksztatowaniuwaciwoci materiaw przezzmian struktury.

TECHNIKI/METODY BADAWCZE w inynierii materiaowej


Fizykochemiczne podstawy procesw


Skadniki mas formierskich Materiay pomocnicze Metale, stopy, kompozyty

Materiay w inynierii odlewniczej


FORMOWANIE


UTWARDZANIE FORMY


ZALEWANIE FORMY


ODLEW


Proces technologiczny


Materia i jej skadniki Gwne grupy materiaw inynierskich Dobr materiaw

Charakterystyka Materiaw


Materia

Ponad 300 czstek, zoonych z 6 kwarkw i 6 leptonw Najwaniejsze: elektrony i neutrina (leptony), protony i neutrony

(nukleony) Atomy: jdra i elektrony Pierwiastki chemiczne: zbiory atomw o jednakowych adunkach

jder

Teorie budowy atomu

Teoriabudowyatomu

ModelBohra Wspczesna


Liczba masowa Liczba atomowa Masa atomowa: stosunek redniej masy atomu do masy 1/12 atomu C12 Ukad okresowy: metale alkaliczne i ziem alkalicznych, metale przejciowe,

metale ziem rzadkich, aktynowce, pierwiastki amfoteryczne, niemetale, gazy szlachetne

Teoria klasyczna

MODEL ATOMU BOHRA

elektron

proton i neutron

N

MLKJdroatomowez nukleonami

XZA

H11[]=K 1

H

H

BlokS

Blokd

Blokp

He

NielsBohr18851962

rdo:Wikipedia


Teoria wspczesna Dualizm korpuskularno-falowy Funkcja falowa Zasada nieoznaczonoci Heisenberga Rwnanie Schrdingera

ErwinSchrdinger18871961

WernerHeisenberg19011976

rdo:WikipediaWykad: Nowoczesne Techniki Badawcze w Inynierii Materiaowej, dr hab. Beata Grabowska, WO AGH

Siy ktre utrzymuj atomy razem siy midzyatomowe Sposb uoenia atomw

Wizania chemiczne

WizaniachemiczneUjcieklasyczne

jonowe atomowe atomowespolaryzowane koordynacyjne metaliczne wodorowe

Ujciekwantowe wizania

wizania


W materiaach ceramicznych i metalach atomy s utrzymywane jedynie przez wizania pierwotne dlatego

maj one wysokie waciwoci mechaniczne.

Ujcie klasyczne

WizaniachemicznePierwotne

silne, rozrywaj si topi w temp. 1000 5000K Jonowe Atomowe metaliczne

Wtrnesabe, rozrywaj si topi w temp. 100 500K Van der Vaalsa wodorowe


+11+17

Na+ Cl

r

20

2

4 rqF

Kryszta jonowy NaCl

Wizania jonowe


Wystpujwczystejformiewdiamencie,SiczyGe

H H H2

C C C C

C C C C

C C C C

C C C C

Diament uwsplnioneelektronyzajmujobszaryrozcigajcesikunaroomczworocianu,prowadzcdopowstaniakierunkowychwiza

Wizania kowalencyjne


Jonymetali

Gazswobodnychelektronw

Wizania metaliczne


swynikiemdipolowegoprzyciganiapomidzyatomamiobojtnymielektrycznymi

+_+_

Przypadkowydipolpierwszegoatomu

Indukowanydipoldrugiegoatomu

OddziaywaniaVanderVaalsa

Wizania wtrne


Wizaniawodorowe

atomtlenu

atomwodoru

Midzyczsteczkowe Wizania Wodorowe

Wewntrzczsteczkowe Wizania Wodorowe

Wizania wtrne


O H

O H

C O

OH

O

HO

H

OH

CH2

OO

O

HO

CH2

OH

H

OO

O

HOH

CH2

OH

O

OH

OH

CH2OH

OO

O

HO

CH2

O

H

H

OO

O

HO

CH2

OH

HOH OH

OCH2 COONa

O

HO

H

OH

CH2

OO

O

HO

CH2

OH

OO

O

HO

CH2

OH

O

HO

H

OH

CH2OH

OO

O

HO

CH2OH

O

H

H

OO

O

HO

CH2

OH

HOH OH

HO H

OCH2 COONa

CO

H COO

H

HO

COO

H

CO O

H

CO O H

H

H H

H CO

O

H

H

Wizaniawodorowe

Wizania wtrne


Wiele materiaw inynierskich (metale, ceramiki) jestzbudowanych z maych krysztaw, w ktrych atomy suoone wedug regularnie powtarzajcych si,trjwymiarowych wzorw

Uoenie atomw w ciaach staych


UWAGA!Niektre metale maj wicej ni jedn odmian alotropow np. elazo wtemperaturze do 912 C posiada odmian alotropow Fe () o sieci A2,natomiast w temperaturze powyej 912 C posiada odmian alotropow Fe ()o sieci A1. Zmiana uoenia atomw Fe skutkuje zmian wasnoci np.mechanicznych, chemicznych i fizycznych np. Fe () jest ferromagnetykiem aFe () nie daje si namagnesowa.

Zalenowaciwocimetaluodjegobudowykrystalicznej

ANIZOTROPIA waciwo, ktra objawia si zrnicowaniem badanej cechy w zalenoci od kierunku badania

POLIMORFIZM moliwo wystpowania tego samego pierwiastka w rnych sieciach krystalograficznych, zwanych odmianami alotropowymi


Grupy materiawMateriayciaa stae o waciwociach umoliwiajcych ich stosowanie przez

czowieka do wytwarzania produktw

Materiay naturalne wymagajce jedynie nadania ksztatu

Materiay inynierskie tworzywa metalowe tworzywa ceramiczne polimery, kompozyty


rdo:Ashby M.

Materiay inynierskiei ich waciwoci

Grupy materiaw

Polimery zbrojonecermetale

Polietylen (PE)Polimetakrylan metylu (PMMA)Polistyren (PS)Polichlorek winylu (PCV)

eliwo i staleAluminium i jego stopy

Mied i jej stopyNikiel i jego stopyTytan i jego stopy

Tlenek glinu Al2O3Cement i beton

rdo:Ashby M.


33

Materiay w yciu codziennym

Waciwoci ekonomiczneCena Dostpno

Mechaniczne waciwoci objtocioweWspczynnik sprystoci i tumienia

Granica plastycznoci, wytrzymaoci na rozciganie, twardoOdporno na pkanie

Wytrzymao zmczeniowa, odporno na zmczenie cieplneOdporno na pezanie

GstoNiemechaniczne waciwoci objtocioweWaciwoci cieplne

Waciwoci optyczneWaciwoci magnetyczneWaciwoci elektryczne

Waciwoci produkcyjneatwo wykonania, atwoczenia czciatwo wykoczenia

Waciwoci estetyczneWygld, powierzchnia, dotyk

Waciwoci powierzchniUtlenianie i korozjaTarciecieralno i zuycie


Metaleiichstopy

Polimery CeramikiiszkaCFRPGFRPPolimeryzwypeniaczami

KompozytyBetonzbrojony

Cermetale

Oponyzestalowymkordem

Grupy materiaw


Zastosowanie Materia Cena za ton ($)

Konstrukcje due i proste Drewno, cement, stal konstrukcyjna 60 - 550

Konstrukcje rednie i maeMetale, stopy i polimery

W samolotach, samochodach przyrzdach itp.

550 - 5500

opatki turbinStopy, materiay specjalne

nowoczesne kompozyty (CFRP BFRP)

5500 200 000

oyska, styki elektryczne, cieki w mikroukadach Szafir, srebro, zoto 2000 000 2 mln

Narzdzia tnce i polerujce Diamenty przemysowe 900 mln

Przyblione ceny


WACIWOCI

Wynikajcezestrukturymateriau

Uwarunkowaneczynnikamizewntrznymizwizanymizprodukcj

PROJEKTOWANIE

Mechanicznewaciwociobjtociowe

Niemechanicznewaciwociobjtociowe

Waciwocipowierzchni

Cenaidostpno

Cechyprodukcyjne,atwowytwarzania,czenia

Waloryestetyczne,wygld,fakturapowierzchni

Projektowanie inynierskie


Materia % (cakowitych kosztw)eliwo i stal 27

Drewno i tarcica 21

Mied 13

Tworzywa sztuczne 9,7

Srebro i platyna 6,5

Aluminium 5,4

Guma 5,1

Nikiel 2,7

Cynk 2,4

Cyna 2,2

Masa papiernicza/papier 1,6

Szko 0,8

Wolfram 0,3

Rt 0,2

Inne 1

Struktura zuycia materiaw


Pierwiastek Oceany

Tlen 85

Wodr 10

Chlor 2

Sd 1

Magnez 0,1

Siarka 0,1

Wap 0,04

Potas 0,04

Brom 0,007

Wgiel 0,002

Pierwiastek Atmosfera

Azot 79

Tlen 19

Argon 2

Dostpno materiawPierwiastek Skorupa

ziemskaTlen 47

Krzem 27

Aluminium 8

elazo 5

Wap 4

Sd 3

Potas 3

Magnez 2

Tytan 0,4

Wodr 0,1

Fosfor 0,1

Mangan 0,1

Fluor 0,06

Bar 0,04

Stront 0,04

Siarka 0,03

Wgiel 0,02

Masa: skorupy ziemskiej do gbokoci 1 km 31021 kg, oceanw 1020 kg, atmosfery 51018 kg

rdo:Wikipedia


r przyrostprocentowywroku

C0 szybkozuyciadlat=t0

C[ton

a/rok]

Czast[lata]

C0

t0 t

0100Cr

dtdC

Pole=zuyciepomidzyt0 it

100)(exp 00

ttrCC

CzaspodwojeniazuyciatDotrzymamyprzyjmujcC/C0=2

rrtD

702ln100 Dlastalir=3,4%totD~20lat

Dlaaluminiumr=8%totD~9lat

Dlapolimerwr=18%totD~4lat

Zuycie materiaw

rdo:Ashby M.Wykad: Nowoczesne Techniki Badawcze w Inynierii Materiaowej, dr hab. Beata Grabowska, WO AGH

Zoadostpne

Zoaperspektywiczne

Caoz

Ulepszonatechnologiawydobycia

Zoazidentyfikowane Zoaniezidentyfikowane

Malejcaopacalno

Rosncaniepewnogeologiczna

Opacalne

Prgopacalnociwydobycia

Nieopacalne

SchematMcElveya


Materia Energia GJ/t

Aluminium 300

Tworzywa sztuczne 100

Mied 100 ze wzrostem do 500

Cynk 70

Stal 50

Szko 20

Cement 8

Cega 4

Drewno 2

wir 0,1

Ropa naftowa 44

Wgiel 29

Koszt energii w 1980 4,4 $/GJ

Energochonnomateriaw

rdo:Ashby M.


43

Metale

Waciwocimetaliistopw

Dobre przewodnictwo cieplne, Dobre przewodnictwo elektryczne, ktre maleje ze wzrostem temperatury, Dodatni temperaturowy wspczynnik rezystywnoci, Poysk metaliczny, Zdolno do trwaych odksztace plastycznych.

Tworzywa metalowe charakteryzuj si wizaniem metalicznym,Stopy metali: ukady wieloskadnikowe zoone z wicej ni jednego pierwiastka, o przewadze wizania metalicznego.


METALE

atwotopliwe trudnotopliwe bardzo trudnotopliwe

METALE

LEKKIE CIKIE

Podziametali

Tworzywa metalowe charakteryzuj si wizaniem metalicznym,

Stopy metali: ukady wieloskadnikowe zoone z wicej ni jednego pierwiastka, o przewadze wizania metalicznego.

HBlokS BlokdBlokp

H He


Uszlachetnianie powierzchni: inynieria powierzchni (warstwy wierzchniej).

Procesytechnologicznemetaliistopw

Otrzymywanie z rud procesami metalurgii.

Otrzymywanie elementw metalowych: odlewnictwo, przerbka plastyczna, obrbka skrawaniem, metalurgia proszkw.

Ksztatowanie waciwoci: obrbka cieplna.

http://gallery.brasilenergia.com.br/CORTESIA/


Stopy elaza z wglem: stale, staliwa, eliwa Metale nieelazne i ich stopy

Podstawowestopymetali


48

Ceramika i szko

Ceramiki: materiay nieorganiczne o jonowych i kowalencyjnych wizaniach.

Charakterystykaceramik

Wytwarzane zwykle w wysokotemperaturowych procesach nieodwracalnych Materiay ceramiczne: ceramika

inynierska, cermetale, ceramika porowata, szka, ceramika szklana


Bardzo wysoka wytrzymao Twardo Krucho (plastyczno bliska zeru) Niezdolno do poddawania obrbce cieplnej i plastycznej

Waciwocimateriawceramicznych


Bardziej zoone ni metali Wizania od czysto jonowych do czysto kowalencyjnych Struktury jonowe (liczba kationw rwna liczbie anionw)

Strukturykrystalicznemateriawceramicznych

KomrkaelementarnaAl2O3


Gwnie atomy krzemu i tlenu Struktura tetraedryczna Krzemionka moe wystpowa jako kryszta, ciao niekrystaliczne

lub szko, o uoeniu atomw typowym dla cieczy zamroonej Krzemiany warstwowe

Ceramikakrzemianowa

TetraedrSiO4


KrystalicznySiO2 NiekrystalicznySiO2


Schematrozmieszczeniajonwwszklesodowokrzemianowym


55

Polimery

30% CHEMIA

30% CHEMIA

70%H2O

http://pl.123rf.com

http://www.zdjecia.biz.pl

56

Polisacharydy

DNA

RNA

Fosfolipidy

Jony, proste czsteczki

Biaka

2%

15%

1%

6%

4%

2%

W przyrodzie


57

identyczne waciwoci odmienne waciwoci

ale co to jest polimer


mer

stopie polimeryzacji

wiele czci

Hermann Staudinger(1920)

n

58

Polimer stanowi zbir acuchw o rnej dugoci i masie.

Budowa polimerw

POLIMER


59

np. syntetyczny kauczuk o wskim rozkadzie mas dobrzemiesza si z sadz, a o szerokim rozkadzie le ma toznaczenie przy produkcji opon.

Funkcje rozkadu mas molowych

rednialiczbowa(ilo)redniawaona(waga)

Waciwoci okrelonego polimeru nie zale tylko odwartoci liczbowej odpowiednich rednich ale te odksztatu rozkadu mas molowych.

Mn Mn(M )dM

0

n(M )dM0

Mw M 2n(M )dM

0

Mn(M )dM0

Rozkad mas molowych


60

Farby:Petrochemia:Gospodarka wodna:

rodki dyspergujceregulatory lepkocistabilizatory twardoci wody

Przemys:Przemys tekstylny:Medycyna:Przemys papierniczy:Przemys kosmetyczny

zagszczacze, rodki retencyjneutwardzacze, apreturynoniki rodkw pobudzajcychstabilizatory, flokulantyele do wosw, utrwalacze

Przemys spoywczy:Farmacja

zagszczacze, rodki wicenoniki lekw

Gospodarka wodna:Medycyna:

flokulanty, rodki odwadniajcema stawowa

104

105

106

107

Mw[g/mol]

Frakcje molowe


Struktura komrki elementarnej krystalitu PE


62

Stopie krystalicznociStopie krystalicznoci Stopie usieciowaniaStopie usieciowania

elastomeryelastomery

ciecze

stan elastycznego pyniciastan elastycznego pynicia

stan elastycznystan elastyczny

stan szklistystan szklisty

termoplastytermoplasty duroplastyduroplasty

Tworzywawknotwrcze

Tworzywawknotwrcze

Tworzywakauczukopodobne

Tworzywakauczukopodobne

Tworzywaszkliste

Tworzywaszkliste

TTr

Tm

Tp

Tg Stan krystalicznyStan amorficzny

Tg temperatura zeszkleniaTp temperatura pyniciaTm - temperatura topnieniaTr temperatura rozkadu

Stan fizyczny


Opakowania 36 %AGD 20 %Budownictwo 19 %Elektronika 9 %Motoryzacja 8 %Przemys 6 %Rolnictwo 2 %

63

Skala stosowania

rdo:Wikipedia


Tworzywo sztucznePlastikgrec. Plastikos formowalny Polimer +

Makroczsteczka

Mery

http://bill.waw.pl

wypeniaczeplastyfikatoryantystatykiantypireny,barwniki i pigmentyprzeciwutleniacze stabilizatory

polimer + dodatki

64

Polimery a tworzywa sztuczne


BAKELIT (1907-1909)ywica fenolowo-formaldechydowa

+ wypeniacze: azbest, papier, mczka drzewna

Telefon Ericssona (1931)

Radio Ve301 (1933)

Radio Beliot 39 (1938)

Radio Pionier U2 (1948)

Suszarka firmy AEG (1930)65

Leo H. Baekeland

Bakelit

rdo:Wikipedia


http://commons.wikimedia.org

Karoseria z duroplastu (bakelit wzmacniany)

100 kg (8%) polimerwi tworzyw sztucznychMasa pojazdu ok. 1200 kg

Nadwozie wykonane z tworzywa sztucznego

http://wot.motortrend.comPo raz pierwszy polimery

http://www.dugdalevms.com

http://fwallpapers.com

http://commons.wikimedia.org

100 kg (1%) polimerw i tworzyw sztucznychMasa pojazdu ok. 960 kg

Polimery w samochodzie


http://www.themotorreport.com.au

Metale lekkie 117

Termoplasty 163

Stale, metale elazne 801 Materiay Eksploatacyjne 72

Elastomery 62

Inne metale i materiay 59

Szko i ceramika 37Duroplasty 34

Kompozyty i tekstylia 29Lakiery i kleje 17

Elektronika 2 67

Polimery w samochodzie


68

Kompozyty

Kompozyt materia zbudowany z co najmniej dwch rnych skadnikw (faz) poczonych na poziomie makroskopowym w celu

uzyskania nowego lepszego materiau.

Wasnoci wypadkowe kompozytu zale od: wasnoci faz skadowych udziau objtociowego faz sposobu rozmieszczenia fazy rozproszonej w osnowie cech geometrycznych fazy rozproszonej

KOMPOZYT

Ceramika

Metale Polimery

Charakterystyka kompozytw


Kompozyty skadaj si zazwyczaj z 2 faz:

(1) cigej, osnowy (matryca),(2) rozproszon, otoczona osnow (zbrojeniem)

Podzia ze wzgldu na osnow: metalowe, ceramiczne i polimerowe.Wzmocnienie (zbrojenie): proszek, krtkie wkna lub patki, dugie wkna.


Materia A

Materia AMateria B

Kompozyty

ziarniste (czstkowe)Kompozyty wkniste

Kompozyty warstwowe


OSNOWAnajczciej polimer (poliepoksyd, poliester)ale moe by to metal (Ti, Ni, Fe, Al, Cu) lub ich, stopy oraz ceramika (np.Al2O3,SiO2, SiC, TiO2)

utrzymuje zbrojenie zapewnia wytrzymao na ciskanie przenosi naprenie zewntrzne na

zbrojenie,

zatrzymuje rozprzestrzenianie si pkni, nadaje wyrobom dany ksztat.

ZBROJENIE

zadaniem zbrojenia jest wzmacnianie materiau, poprawianie jego waciwoci mechanicznych.

Zbrojenie moe mie posta:

Wkna cigego lub niecigego Proszku



Klasymateriawkompozytowych

rdo:Ashby M.



doskonae parametry sztywnociowe i wytrzymaociowe, doskonae waciwoci mechaniczne, may ciar waciwy, tworzenie materiau o okrelonych waciwociach.beton eternit

cermetale drewno

szko zbrojone siatk metalow wgliki

spiekane


OSNOWA

Metalowa ywice polimerowe

- aluminiowe,

- miedziane,

- magnezowe,

- tytanowe

- termoplastyczne

- termoutwardzalne

Wkna:

- wglowe

- borowe

- borsicowe

- aramidowe

- wglowe

- grafitowe

- szklane

Dobre waciwoci techniczne, produkowane w najwikszych ilociach, stosunkowa niska cena

Bardzo dobre w. mechanicznowytrzymaociowe w wysokich temperaturach, dua odporno na pkanie i pezanie przemys lotniczy



75

Materiay wglowe

Wgiel

C

HYBRYDYZACJAATOMWWGLAspsp2sp3

GRAFIT DIAMENT

SADZA (wgiel amorficzny)

FULLERENY NANORURKI

GRAFEN

WKNA WGLOWErdo:Wikipedia


Strukturasieciowagrafitu


Strukturasieciowa Komrkaelementarnasieciregularnej

Strukturasieciowadiamentu


C20 C30 C40 C50

C60 C70

FulerenyCn

C80 C90

C100 C240 C500 C720rdo:Wikipedia


Nanorurki

http://jnm.snmjournals.org/content/48/7/1039/F1.expansion.html


Porwnaniewaciwoci

DIAMENT GRAFIT FULEREN

- Najtwardszy minera - Nieprzezroczysty, mikki, upliwy materia

- Fulereny w stanie staym s barwy tej

- Przezroczysta substancja o staym stanie skupienia

- Stalowoszara substancja staa - Nie rozpuszczaj si w wodzie ani w eterze

- Bezbarwny lub bkitny - Dobrze przewodzi prd elektryczny i ciepo

- Rozpuszczaj si w wglowodorach i tetrachlorku wgla

- Dobrze przewodzi ciepo - Jest odporny na dziaanie wysokiej temperatury

- Trudno topliwy, odporny na dziaanie kwasw. Spala si w wysokiej temperaturze.

Zastosowanie:proszki cierne, Kocwki wierte, noe do cicia szka,biuteria

Zastosowanie:smary, elektrody, grafity do owkw

Zastosowanie:Mikroelektronika, Nadprzewodniki,wysokotemperaturowe, Elektrokatalizatory


Modelczstkisadzy


Czstkasadzy

Siarczany

Tlenkisiarkiimetali

Woda

Wknawglowe

http://www.arrhenius.ucsd.edu/miakel/Miakel_B.html


Wknawglowe

http://www.arrhenius.ucsd.edu/miakel/Miakel_B.htmlA.R.Bunsell,Fibre Reinforcements forComposite Materials,Amsterdam,TheNetherlands:Elsevier SciencePublishers B.V.,1988,p.120.

grafityzacja


Literatura

1. Ashby M.,iinni,In.ynieria Materiaowa,tom1,WydawnictwoGalaktyka,d2011.2. Ashby M.,iinni,In.ynieria Materiaowa,tom2,WydawnictwoGalaktyka,d 2011.3. BlicharskiM.,InynieriaMateriaowa,WNT,Warszawa2012.4. http://157.158.19.181/platforma//file.php/1/prezentacje/TECHNICZNE%20ZASTOSOWANIA.pdf5. RabekJ.F.,Wspczesnawiedzaopolimeraxcch,PWN,Warszawa2008.6. Wikipedia(zdjcia)

Documents

NOWOCZESNE TECHNIKI BADAWCZE W INŻYNIERII …home.agh.edu.pl/~graboska/doc/NTB_w.1_Materialy_cz_1_i_2.pdf · - Spektroskopia: Spektrofotometria (UV-Vis), Spektrometria (IR, Raman),