Materjalide keemia eksamiküsimuste vastused 2015 (0)

Materjalide keemia I eksamiküsimused 2015.

Pilet 1

Materjali mõiste.
Materjal on konkreetse omadustega aine või ainete kompleks , mida saab kasutada mingite ühiskonna vajaduste rahuldamiseks nüüd või tulevikus. Materjale saab liigitada mitut moodi, näiteks looduslik/sünteetiline, orgaaniline/anorgaaniline jne. Üldiselt liigitus: metallid, keraamika, polümeerid ja komposiidid , kõrgtehnoloogilised materjalid Materjalide keemia uurib mikrostruktuuri mõju makroskoopilistele omadustele.
Tsemendi kõvastumine, selle võrdlus lubja kõvastumisega.
Tsement on hüdrauliline sideaine , mis kõvastub ka vee all. Tähtsaim on portlandtsement, mis valmistatakse lubjakivi ja savi peenestatud segu kuumutamisel. Lubjakivi laguneb, eraldub CO2, ning CaO ja savi reageerivad paakumise käigus, reaktsiooni saadustena tekivad kaltsiumsilikaadid 3CaO*SiO2. Kui saadus jahvatada ja seejärel segada veega, kõvastub segu kiiresti, sest tekivad kaltsiumhüdraatsilikaadid. 3CaO*SiO2 + H2O = 3CaO*SiO2*H2O. Kuna reagent , vesi, on otse segus, siis toimub kõvastumine kiiremini kui lubja puhul. Lubjamördi kuivamisel hakkab Ca(OH)2 neelama õhust CO2 ja tekib kõva lubjakivi CaCO3 ehk lubi kõvastub. Lubja kõvastumine toimub aeglaselt, sest vajab reagenti CO2, mida õhus kõigest 0,035%. Kui lubjakivi sisaldab aga üle 6% savi, siis saadakse pärast põletamist hüdrauliline lubi. Veega segatuna kõvastub see mitte ainult CaCO3 tekkimise tõttu, vaid savi sialdus põhjustab ka kõvade kaltsiumhüdraatsilikaatide teket, mistõttu hüdrauliline lubi kõvastub palju märjemates tingimustes kui tavaline lubi ning on mõningal määral üleminekuks lubjalt tsemendile.
Miks on metallid sepistatavad? Mis on sepistatavus?
Metallid on sepistatavad valentselektronide liikuvuse tõttu (kui me nihutame katioone üksteise suhtes, siis elektronid liiguvad sinna juurde ja katioon ei pea tagasi liikuma). Metallide erinev sepistatavus on seotud ka struktuurierinevustega, metalli kristallstruktuuris on tavaliselt libisevad kihid – aatomkihid, mis võivad rõhu mõjul üksteise suhtes libiseda . Ccp-struktuuris on 8 komplekti libisevaid kihte, seetõttu on ccp-struktuuriga metallid hästi sepistatavad (nt vask), enamik aineid on aga heksagonaalse tihepakendi (hcp) struktuuriga, kus on vaid üks komplekt libisevaid kihte ja sellise struktuuriga ained (ka mõned metallid, nt tsink ), on rabedad.Sepistatavus on metalli omadus lasta end survega töödelda, s.t. muuta välisjõu mõjul kuju ja mitte praguneda löökide või survejõu mõjul. Hästi sepistatavad on plastsed metallid.

Pilet 2

Materjalide struktuur. Liht- ja liitmaterjalid.
Materjalide väikseim struktuuriühik on aatom . Kristalliline struktuur näitab aatomite omavahelist paigutust kristallis. Näiteks metallis asetsevad aatomid kindla seaduspärasuse järgi, moodustades korrapärase kristallvõre. Aatomite paigutust kristallis kujutatakse ruumiliste skeemide abil (võreelemendid jne.).
Materjale saab liigitada lihtmaterjalideks ja liitmaterjalideks (komposiitideks). Lihtmaterjalid võivad olla keerulise koostisega, kuid erinevad koostisosad ei eristu materjalis selgesti, samuti need koostisosad ei erine üksteisest mehaaniliste ja tehnoloogiliste omaduste poolest.. Liitmaterjalid koosnevad mitmest teineteisest hoopis erinevate omadustega ainest. Liitmaterjali valmistamisel saab kompenseerida ühe materjali puudujääke teise materjali abil.
Betoon ?
Betoon on ehitusmaterjal, mis koosneb sideainest (tsement/lubi) ja täitematerjalist (liiv/kruus/ killustik ), veest ja mõnest muust lisandist, milles sideaine kõvastub. Betooni saadakse betoonisegu vormimise ja kivistumise teel. Betooni parim omadus on tema tugevus.
Sidemete liigid tahketes ainetes. Kuidas mõjutavad aine omadusi?
Sideme liigid tahkistes:
Iooniliste sidemetega tahkised - koosnevad katioonidest ja anioonidest, kõige kõrgem sulamistemperatuur , võre energia sõltub iooni suurusest ja laengust, kovalentse sideme osakaal kasvab koos polariseeritavuse kasvuga, lahustuvad ainult polaarsetes lahustes(NaCl, CaCl2). kõige tugevamad tahkised.
Metalliliste sidemetega tahkised – katioonid on väga lähestikku pakitud, valentselektronid on delokaliseeritud üle kogu massiivi. kõrge soojus - ja elektrijuhtivus , madal ionisatsioonispotentsiaal, sepistatavus, plastsus , eksisteerivad tavaliselt kristallilises olekus, uue materjalina amorfsed metallid (mehaaniliselt eriti tugevad, kõvad ja purunemissitked).
Kovalentsete sidemetega tahkised – tugevad ja suunatud kovalentsed sidemed, mis läbivad kogu kristalli. sageli kõrge s.t. ja suur kõvadus, aatomite paigutus mõjub omadustele (allotroobid. võrdle grafiiti , teemanti ja fullereeni).
Molekulaarsete sidemetega tahkised - nõrgad molekulidevahelised jõud (londoni, dipool -dipool jõud, vesiniksidemed hoiavad neid koos). madal s.t., nii kristalsed kui amorfsed ained, lahustuvad hästi nii polaarsetes kui mittepolaarsetes solventides.

Pilet 3

Materjalide põhiomadused ja nende uurimine .
Tihedus, Sulamistemperatuur, Soojuspaisumine, Elektrijuhtivus, Mehaanilised omadused (tugevus, kõvadus, jäikus, plastsus, sitkus). Materjalide omadused võivad olla füüsikalised(tihedus, sulamistemp.), keemilised (tundlikkus korrosioonile, vastupidavus hapetele/ alustele ), bioloogilised (vastupidavus mikroorganismidele, mõju inimestele), tehnoloogilised (töödeldavus, nt valatavus, voolavus , metalli sepistamine), mehaanilised (tugevus, kõvadus, elastsus ) või ekspluatsiooni omadused (nt kulumiskindlus, külmakindlus, kuumakindlus).
Materjali omaduste poolest saab liigitada ka isotroopseid (omadused on ühesugused kõikides ruumi suundades) ja anisotroopseid (omadused on eri suundades erinevad) materjale. Omadusi mõjutavad ka defektid.
Omaduste uurimine – Kristallvõre tüübi määramine (röntgendifraktsioonanalüüs), metallograafia (sulami kristallilise struktuuri uurimismeetod , näitab kristallide kuju, suurust ja asetust üksteise suhtes.)
Tugevus on tahke aine omadus panna vastu välisjõudude mõjule, mis püüavad teda purustada või deformeerida.
Sitkus - materjali omadus koormamisel taluda olulist deformeerimist enne purunemist. Sitkuse vastupidine omadus on haprus .
Väsimus - omadus puruneda perioodiliselt muutuva jõu toimel. Tugevust mõõdetakse katseliselt. Masin sikutab materjali – määratakse tõmbetugevust. Keskelt lükkab masin alla, äärtest paigal – saab teada paindetugevuse .
Kõvadus - omadus osutada vastupanu teisele kehale, mis püüab temasse tungida . Põhineb kõvast materjalist otsaku surumisel uuritava materjali pinda
Põhilisteks staatilise katsetamise moodusteks on tõmbeteim, surveteim, paindeteim , väändeteim ja kõvadusteim. Eelkõige kasutatakse tõmbeteimi.
Mida siin mõeldud on üldse?
Plastide koostis.
Plast (mass) on materjal, mis koosneb polümeerist (põhiaine) ja erinevatest lisanditest (plastifikaatorid, stabilisaatorid, pigmendid , värvained, lahustid jne). Termoplastsed polümeerid on lineaarsete molekulidega (Polüetüleen PE, polüpropüleen PP, polüvinüülkloriid PVC, teflon , nailon) ning termoreaktiivsed on ruumilise struktuuriga (polüestrid, fenüülformaldehüüdvaigud, epoksiidvaigud jne). Termoplastsed polümeerid muutuvad kuumutamisel kergesti voolavateks ning enamus lahustub hästi orgaanilistes solventides. Termoreaktiivsed polümeerid ei sula kuumutamisel, vaid lagunevad. Solventides punduvad, aga ei lahustu.
Pinnakatete põhiomadused.
Pinnakatted peavad sarnaselt liimidega hästi nakkuma aluspinnaga, tugevad ja vastupidavad, algul vedelad, pärast kõvenevad. Värvid peavad moodustavama pinnal orgaanilise kelme. Välispind peab olema sile, läikiv või matt , värviline või läbipaistev, kulumiskindel. Kaitseomadused mehaaniliste, keemiliste ja bioloogiliste tegurite eest. Tähtis on ilufunktsioon ka. Nakkumise tingimused samad mis on liimidel (karedus, poorsus , hüdrofoobsus). Tugevus. Kui värvkate praguneb, kaob kaitsev mõju ära. Kõvadus ja sitkus. Heal värvil ei tohi tekkida kriimustusi ja kildu. Voolavuse ja kuivamisaja tasakaal - Vedel värv moodustab ühtlase pinna, liiga vedel värv voolab vertikaalselt pinnalt alla. Voolavus sõltub suurel määral kasutatud solvendist ja selle hulgast.

Pilet 4

Rauasulamite omaduste sõltuvus süsiniku sisaldusest.
Rauasulamid :
Malm (>2.14%.) – head valuomadused ja kehv keevitatavus .
Teras (kuni 2.14% süsinikku. metalli on võimalik deformeerida. Cu, Fe..
Ioonilise sidemega ained on suurema sulamistemperatuuriga, tugevamad kui metallid. Iooniliste ainete lahused ja metallid juhtivad elektrit, metallid on kõrge soojusjuhtivusega, sepistatavad, plastsemad. Mõlemad eksisteerivad tavaliselt kristallilises olekus.
Diisli koostis ja tsetaaniarv .
Diiselkütus saadakse mitmete destillatsiooniproduktide segamisel , sisaldab põhiliselt alkaane ja tsükloalkaane. Areenide hulk on piiratud. Väävlisisaldus 0.02-0.05% autodiislis. Tsetaaniarv iseloomustab diisli isesüttimist ja ühtlast põlemist. Optimaalne arv on 45-60.
Kui tsetaaniarv on liiga väike, on süttimine aeglane, kütusekogus kambris kasvab, mis korraga süttides tekitab suure rõhu ja mootor hakkab kloppima. Kui tsetaaniarv on liiga suur, langeb mootori efektiivsus. Põlemine on ebatäielik, tekib palju tahma ja kasvab kütusekulu.
Liimimise eelised ja puudused.
Eelis- kiire, lihtne, odav, vähe vaeva, paljusid asju saab ühendada, enamasti saab liimida toatemperatuuril, kuumutamata, pole vaja ühendatavaid pindu mehaaniliselt töödelda või on töötlemine lihtne, peaaegu asendamatu suure pinnaga leht- ja tahvelmaterjalide ühendamisel, liimiühendus võib olla väga tugev, kõige ökonoomsem.
Miinus - kõiki materjale ei saa ühtviisi hästi liimida, suurem osa liimühendusi kaotavad kõrgematel temp oma tugevuse, on tundlikud orgaaniliste lahustite või vee suhtes, vananevad õhu ja valguse toimel, muutuvad rabedamaks ja nõrgemaks iseenesliku lagunemise tõttu.
Liim peab korralikult nakkuma liimitava pinnaga, nakkumise eeltingimuseks on märgumine.
Korralikuks liimimiseks on iga materjali jaoks oma liim- universaalsed liimivad kõike halvasti.

Pilet 7

Puidu keemiline koostis, mõju omadustele.
Keemiline koostis – Puidu kuivaine sisaldab 48-50% C, üle 6% H, üle 43% O2 ja kuni 1% mineraalaineid. Puidu 2 kõige tähtsamat komponenti on tselluloos (olenevalt puidust ~40%) ja ligniin (~30%). Tselluloos on lineaarsete molekulidega polüsahhariid, ligniin on keerulise koostisega, palju aromaatseid tuumi sisaldav polümeer. Ülejäänud on hemitselluloosid ja erinevad mineraalained (K,S,Ca,Mg jne).
Reaktsioonid tselluloosiga alagavad alati amorfsetes piirkondades, sest need hõredamad ja reagendid pääsevad paremini ligi. Tselluloosi ja leeliste reatsioonil tekivad tselluloosi alkoholaadid , puit pundub. Ligniin hakkab kogunema raku seintesse paar päeva pärast uue raku tekkimist ning annab rakuseintele tugevust juurde.
Klaasi koostis, struktuur ja omadused.
. Klaas koosneb klaasimoodustajatest( happelised oksiidid SiO2, B2O3), täiteainetest( aluselised oksiidid Cao, MgO, BaO) ja loistjadest( aluselised oksiidid Na2O ja K2O). Sisaldab ka muid oksiide (Al2O3, FeO, Fe2O3 , Cr2O3 ) või Se, Au, Cd, Mn jm et klaasi toonida. Tavaline tihedus on 2,2-2,5 Mg/m3, kuid kui on palju BaO või PbO, siis isegi 8. Tavaline aknaklaas laseb läbi umbes 90% nähtavast valgusest, IR-kiirguse jaoks ka võrdlemisi läbipaistev aga UV-kiirguse neelab peaaaegu täielikult. Kui suureneb SiO2 sisaldus, siis läbipaistvus UV kiirgusele suureneb. Raskmetallide ühendeid sisaldavad klaasid neelavad suure energiaga kiirgusi . Klaasi murdumisnäitaja suureneb raskmetallide ühendite sisalduse suurenedes, v-o 1,5-2. Klaas on vähe vastupidav kiiretele temp muutustele. Paisumistegur on aga üsna suur, pindmised kihid paisuvad tugevasti. Klaas ei muutu õhus, ei karda vett, happeid ega lahjasid leeliselahuseid, väga tundlik HF suhtes
Plastmasside töötlemise viisid.
Plastmasse saab vormida erinevate tehnikatega, näiteks valamine surve all ( termoplastid , polüamiidid), kuum pressimine koos täiteainetega (reaktoplastid), ekstrusioon – läbi vastava ava pressimine (termoplastid, torud, lindid ning suruõhu ja vaakum vormimine ( pudelid ). Plastmassdetaile on võimalik ühendada keevitamise teel.

Pilet 8

Kuidas on võimalik mõjutada plastide voolavusomadusi.
Plastide voolavusomadused sõltuvad polümerisatsiooniastmest, polümeeride koostisest ja plastifikaatorite hulgast. Termoreaktiivsed polümeerid võivad olla ka kõrgelastsed, kui põiksidemete arv ei ole suur ja plastifikaatorite toimel.
Klaasi tootmine.
Klaasi tootmisel on peamiseks lähteaineteks kvartsliiv, marmor , kriit jt võimalikult puhtad CaCO3-st koosnevad mineraalid ja sooda. Segule lisatakse ka sama sorti klaasi jäätmeid, lähteained peenestatakse, segatakse ja kuumutatakse. Klaasi keedetakse , ehk karbonaadid lagunevad ning tekivad silikaadid . Süsihappegaasist tekkinud mullikeste eemaldamiseks lisatakse kergesti lagunevaid sooli , millest tekkivad O2 mullid haaravad kaasa ka CO2 mullid, klaasimass selitub. Vaja hästi kõrget temp-i, et mass oleks võimalikult vedel ning toimuks iseeneslik segunemine. Pärast lastakse segul jahtuda pisut ja seejärel töödeldakse vajaliku kujuga tooteks.
Liimitavate pindade ettevalmistamine. Liimide valik.
Liim peab korralikult nakkuma liimitava pinnaga. Nakkumise eeltingimuseks on märgumine. Kui hüdrofiilse pinna peal on õhuke “rasva” kiht muutub pind hüdrofoobseks ning seepärast peab pinda puhastama org. solventidega. Peab eemaldama tolmu. Liimimiseks on head poorsed (puit, paber, keraamika) ning karedad pinnad. Kui poor on kitsa suuga alla võib jääda õhukott. Pooris võib olla adsorbeeritud vedelik (vesi) mis takistab liimi imbumist. Pinna võib karestada liivapaberi või abrasiivpulbriga.
Liimi valik sõltub sellest, milliseid materjale on vaja ühendada ja millistes tingimuste ühendust kasutatakse, ei ole täiesti universaalset liimi. Liimi õiget valikut näitab proovikeha purunemine – kui proovikeha puruneb liimikihi keskelt või liimikihi ja materjalikihi vahelt, siis on liim liiga nõrk või nakkub materjalidega halvasti. Keha purunemine peaks toimuma materjalikihi keskel, see näitab head tugevat liimühendust.

Pilet 9

Võrrelge fenüülformaldehüüdvaikude novalaki ja resiidi füüsikalisi ja keemilisi
omadusi lähtuvalt nende struktuurist.
novalak, resiit
Novalak ei sisalda aktiivseid rühmi, ilma krosslinkeri lisamiseta ei kõvene, resiit kõveneb katalüsaatoriga aga ka ilma temperatuuri tõstes.
Liimide liigid
Pöörduvad liimid – need on polümeeri lahused või emulsioonid, liim kõveneb lahusti aurustumise tõttu, seega solvendi lenduvus on oluline. Pöörduvad liimid lahustuvad solventides ja kuumutamisel kaotavad oma tugevuse, nt erinevad veel baseeruvad liimid (puiduliimid, PVA-liim) ja termoplatsed polümeeride lahused orgaanilistes solventides (kummiliim, polüstüreen tolueenis).
Pöördumatud liimid – kõvenemine on keemiline protsess, tekivad põiksidemed, ruumilise struktuuriga. Koosnevad tavaliselt kahest komponendist : poolvedelast põhipolümeerist ja kõvendist. Mitmed kõvenevad kuumutamisel, UV-kiirguse või niiskuse toimel. Annavad kõvemaid ja tugevamaid ühendusi, kuna ruumilised struktuurid on tugevamad kui lineaarsed . Ei lahustu lahustites , kuumutamisel ei muutu voolavaks, sobivad paremini kõvade materjalide liimimiseks. Nt epoksüliimid.
Tselluloosi tootmine (üldkirjeldus, põhietapid)
Peamiseks tooraineks on puit(väärtuslikuim okaspuud ), vähesel määral keedetakse tselluloosi ka muust taimsest toorainest (õled, pilliroog jne.). Tselluloosi saagis 40-55%.
Tooraine ettevalmistamine:
1) Puidu koorimine – koor põhjustab tselluloosi prügisust, puitmassi tootmisel on vajalik täielik eemaldus, sulfaattselluloosi jaoks 90% ulatuses.
2) Laastu valmistamine – liiga suur ja paks laast põhjustab läbikeetmata puiduosakeste sisaldust tselluloosis. Liiga väike ja õhuke aga vähendab tselluloosi saagist ja tugevust.
Tselluloosi tootmine: sulfittselluloosi tehnoloogia – tänapäeval vähe kasutatav
sulfaattselluloosi tehnoloogia - töötab ligniini lagunemisel aktiivleelise toimel. Aineid keedetakse ning eralduvad gaasid. Tselluloos pestakse ning leelist ja muid aineid üritatakse välja pressida, filtreerida . Toimub sorteerimine, sõelamine (suuruse järgi eraldamine) ja keerissorteerimine (massi järgi eraldamine). Tselluloosi pleegitamine (2 põhimõtet: eemaldada ligniin ja kromofoorsete gruppide kaotamine ligniini eemaldamata), tselluloosi kuivatamine .

Pilet 10

Värvide liigid ja omaduste võrdlus.
Värve liigitatakse kelmemoodustaja järgi.
Õlivärvid – kelmemoodustajaks on kuivanud taimeõlid, kasutatakse puitpindade värvimiseks.
Nitrovärvid – kelmemoodustajaks kolloksüliin. Kiiresti kuivavad, piisavalt tugev, kuid õhuke kile. Metallide värvimiseks tuleb kasutada krunte.
Alküüdvärvid – glüftaal või pentaftaalvaikude baasil, odavad, ilmastikule vastupidavad, hea nakkumisega erinevate pindade suhtes. 3 x tugevamad kui õlivärvid, tundlikud lahustite suhtes.
Vesiemulsioonvärvid – valged pigmendid vähendavad läbipaistvust ( titaan , tsinkoksiid ). Ei ole tugevad mehaaniliselt, seina- ja laevärvid.
Liimvärvid – kelmemoodustajaks on kaseiin , dekstriin, kondi - või sünteetilised liimid. Krohvi ja betooni katmiseks sisetöödes, nt laevärvid.
Kruntvärvid – kasutatakse vahekihina, kui värv ei nakku hästi aluspinnaga, poorsete materjalide värvimisel vähendab põhivärvi kulu, antikorrosiooniomadustega metallide värvimisel.
Iseloomulikud omadused kuumakindlatel ja keemiliselt vastupidavatel klaasidel.
Kuumakindlad klaasid – Vastupidav järskudele temp muutustele. Tähtis tööstusliku kui ka laboratoorse aparatuuri valmistamiseks. Lisatakse lähteainetele booraksit(Na2B4O7), mis suurendab klaasi soojusjuhtivust ja vähendab paisumistegurit. Sisaldavad kuni 10% B2O3. Saab valmistada märksa paksemaid ja ka vastupidavamaid nõusid.
Keemiliselt vastupidavad klaasid – pind lahustub hapetes ja leelistes vähem, valmistatakse laboratooriuminõusid, milles tehakse täpseid analüüse. Sisaldavad lisaks veel B2O3, Al2O3, ZnO, suhteliselt vähe Na2O, K2O
Liimide kõvastumine.
Pöörduvad liimid kõvanevad lahusti aurumise teel, seega oluline on valida hästi lenduv solvent , aga samas ei tohiks liim kõveneda ka liiga kiiresti, muidu ei jõua detaile ühendada ja kokku suruda.
Pöördumatud liimid kõvenevad keemiliste reaktsioonide tagajärjel, lineaarsed molekulid seotakse põiksidemete tekkimise abil. Mitmed kõvenevad kuumutamisel, UV-kiirguse või niiskuse toimel.

Pilet 11

Eri liiki tugevused ja nende mõõtmine.
Eri liiki tugevused on tõmbetugevus, survetugevus, paindetugevus , väändetugevus ning nihketugevus . Tugevust mõõdetakse katseliselt. Masin sikutab materjali – määratakse tõmbetugevust. Keskelt lükkab masin alla, äärtest paigal – saab teada paindetugevuse
Tõmbetugevus – katsekeha tõmmatakse katki. Saadakse pinge-deformatsiooni graafik , kust on võimalik määrata elastsusmoodul , voolavuspiir , tõmbetugevus.
Survetugevus – saab kasutada samade parameetrite saamiseks nagu tõmbetugevust, materjal käitub tavaliselt tõmbe ja surve jõudude mõjul samamoodi. Survejõudude korral on tegu palju pehmema koormamisviisiga. Purunemine toimub 45 kraadise nurga all.
Paindetugevus – tähtis plastikute, puidu, raudbetooni , torude korral
Väändetugevus – proovikeha keeratakse mõlemast otsast piki telge. Oluline on purunemisviis – lõikepurunemine või katkemine, ehk kas läheb nihkesse või tekib selline kael nagu tõmbetugevuse puhul
Nihketugevus sarnane väändetugevusega
Optilised klaasid, millised on vajalikud omadused?
optilistest klaasidest tehakse läätsi, prismasid ja teisi optiliste seadmete osi, peavad olema väga läbipaistvad, täiesti mullide ja muude defektide vabad, väga ühtlase ja värvitu koostisega, suurema murdumisnäitajaga. Jagunevad kroonklaasid( n alla 1,6) mille n võimalik tõsta BaO abil ja flintklaasid (n 1,6-2,0), saab tõsta PbO sisaldusega. Aitab ka Na2O täielik asendamine K2O-ga(raskem).
Spetsiaalsed liimid.
Mittekõvastuvad liimid – poolvedelad pika aja jooksul. Siltide, kleeplintide, plaastrite jms valmistamine. Mittelenduv solvent, madala molekulaarmassiga polümeer, nt polüisobutüleen
Kitid – täidisega liim aukude täitmiseks ja ebakorrapärase pinnaga detailide ühendamiseks
Pahtlid – pindade tasandamiseks
Elektrijuhtivad liimid
Polüuretaan montaaži vaht

Pilet 12

Pinnakatete põhiomadused. Pinnakatete ja liimide võrdlus.
Pinnakatted peavad, sarnaselt liimidega, hästi nakkuma aluspinnaga, olema tugevad ja vastupidavad, algul vedelad, pärast kõvenevad. Värvid peavad moodustavama pinnal orgaanilise kelme. Välispind peab olema sile, läikiv või matt, värviline või läbipaistev, kulumiskindel. Kaitseomadused mehaaniliste, keemiliste ja bioloogiliste tegurite eest. Tähtis on ilufunktsioon ka. Nakkumise tingimused samad mis on liimidel (oluline on pinna karedus, eriti head on liimimiseks poorsed materjalid, hüdrofoobsus – kas pind hüdrofiilne või hüdrofoobne, sellest oleneb ka, kas valida hüdrofiilne või hüdrofoobne liim/ pinnakate ). Tugevus. Kui värvkate praguneb kaitsev mõju kaob ära. Kõvadus ja sitkus. Heal värvil ei tohi tekkida kriimustusi ja kildusid. Voolavuse ja kuivamisaja tasakaal - Vedel värv moodustab ühtlase pinna, liiga vedel värv voolab vertikaalselt pinnalt alla. Voolavus sõltub suurel määral kasutatud solvendist ja selle hulgast.
Nii pöörduvad värvid kui ka pöörduvad liimid koosnevad mingist polümeerist (sageli samad, nt epoksiid- ja fenoolformaldehüüdvaigud) mingis sobivas lahuses. Kõvenemine seisneb mõlemal lahusti ära auramises ja mõlemad on tundlikud solventide suhtes. Nii pöördumatud värvid kui ka pöördumatud liimid kõvenevad keemiliste reaktsioonide tagajärjel tekkivate põiksidemete tõttu, mõlemal on vajalik tihti kõvendi olemasolu (madalmolekulaarne reagent või katalüsaator), tihti kõvenevad kuumutamisel. Mõningaid liime kasutatakse ka pinnakatetena.
Modifitseeritud klaasid (tooge näiteid koos iseloomulike omadustega).
karastatud klaas – klaasi kuumutatakse natuke üle klaasistumistemp-i ning jahutatakse kiiresti, kuid ühtlaselt õhuvoolus. Kuumutamisel kaob suur osa esialgseid pingeid, kiirel jahtumisel tekib küll uusi, kuid need on nüüd jaotunud ühtlasemalt. Karastamine kordistab vastupidavust , purunedes tekivad nüride servadega killud. Liites 2 karastatud klaasi plastmassi kihi abil saadakse tripleksklaas, mille pragunemisel ei lenda klaasikillud laiali.
Klaaskeraamika – (sitallid) 30-95% on kristallilises olekus, valmistamisel kuumutatakse lähtematerjali tükk aega allpool sulamistemp-i, viiakse kristallisatsioonitsentrid(nukleaatorid) eraldi sisse(nt Cu, Ag,Au, fosfaadid, TiO2 jne). Tegemine vajab mitmeid tunde ning sitall on alati vähem läbipaistev kui tavaline klaas. Omadused sõltuvad kristallilise ja amorfse osa vahekorrast. Mitu korda vastupidavam löögile ja paindele, hea soojusjuhtivus , väike paisumistegur, säilitavad oma tugevuse ka kõrgel temp-il, vähem tundlikud pinnadefektide suhtes, kõvem, kulumiskindlam. Kasutatakse masinaehituses, tehakse seadmete detaile. Kuid pikk ja keeruline protsess, kallis.
Kõvadus ja selle määramine
Kõvadus – omadus osutada vastupanu teisele kehale, mis on temast kõvem ja püüab tema sisse tungida. Staatiline ja dünaamiline kõvadus. Omab tähtsust kulumiskindluse ja töödeldavuse juures. Staatilise kõvaduse määramine:

• Brinelli kõvadus – teraskuul surutakse kindla jõuga materjali sisse, materjalis tekib plastne deformatsioon ja jääb jälg, mis on pärast nähtav. (HB) see on pmst jõu ja süvise pindala suhe
  
• Vickers kõvadus – kasutatakse teraskuuli asemel teemantpüramiidi. See on tunduvalt täpsem meetod, tahud on 136 kraadi all teemantpüramiidil, siis ei ole vaja teada ümbermõõtu. Võimaldab tunduvalt suurema kõvadusega materjale hinnata. Puuduseks see et vajab hästi siledat pinda. Brinelliga võib ka musta pinna peale teha. Tähis HV
  
• Rockwelli kõvadus – tunduvalt universaalsem meetod, HR tähis, teemantist koonus või kuul surutakse materjali sisse, on suhteline skaala, mille järgi on paika pandud. Eriline, sest operaatoril ei ole vaja mõõta pindala, kõigepealt tehakse väiksema jõuga ja siis suurema jõuga, vastavalt sügavusele, mida arvuti ise mõõdab, saadakse suhteline skaala.
  
• Mohsi skaala – ei ole lineaarne, kasutatakse mineraalide korral. Absoluutne kõvadus on brinelli kõvadusega määratud. Pmst vaatad mis materjali sinu materjal kriimustab, kui jätab jälje sinna, siis on sellest materjalist tugevam. Kui mingi materjal jätab sinu materjali peale jälje, siis on sinu materjal vähem kõva.
  

Pilet 13

Värvide koostis. Võrrelge värvide omadusi lähtuvalt erinevatest
kelmemoodustajatest.
Kelmemoodustaja – värvi tähtsaim koostisosa . Peaaegu alati mõni polümeer. Jaguneb looduslikud (taimeõlid, vaigud ), tehis (kolloksüliin) ja sünteespolümeerid. Kelmemoodustaja tihti ei ole piisavalt vedel ja vajab lahjendamist, siis vajalik lahusti. Võib moodustada emulsiooni . Valik on suur: lakibensiin ( ligroiin ), tärpentin, tolueen , atsetaadid, nitroühendid jne. Lahusti peab olema võimalikult vähe mürgine.
Veel kuuluvad värvi koostisesse pigmendid –lahustamatud värvined, mis ei tohi reageerida värvi ja õhu komponentidega ega üksteisega, võimalikult vähe toksilised -Ilma pigmendita värv nimetatakse lakiks ja email sisaldab lahustamatu pigmendi .
Värvide vedeldamiseks kasutatakse vedeldit, mis on sarnane lahustiga. Tavaliselt vedeldi lisatakse otse enne kasutamist (ligroiin, tärpentin).
Värve segatakse täiteainetega - Peamiselt anorgaanilised lisandid, mis annavad uue omaduse (kuumuskindlus, korrosioonikindlus , tugevus, UV-kaitse jne.) või plastifikaatoritega, lisatakse sitkuse ja painduvuse suurendamiseks , nt. nahavärvide või kruntvärvide puhul.
Õlivärvid – kelmemoodustajaks on kuivanud taimeõlid(linaõli, kanepiõli, perillaõli, tungaõli), kasutatakse puitpindade värvimiseks. On hea nakkuvusega, ilmastikukindlad ega nõuda alusvärve. Õlivärvid ei läigi ja ei ole vigastustekindlad.
Piirituslakid ja polituurid – šellaki, sandarak, merevaigu jt looduslike vaikude lahused etanoolis . Kõrge hind, mööbli restaureerimisel, muusikapillide valmistamisel, metallide kaitsmine korrosiooni vastu.
Nitrovärvid- kelmemoodustajaks kolloksüliin(tselluloosi dinitraat). Kiiresti kuivavad, piisavalt tugev, kuid õhuke kile, metallide värvimiseks tuleb kasutatda krunte.
Alküüdvärvid – glüftaal või pentalftaalvaikude baasil, odavad, ilmastikule vastupidavad, hea nakkumisega erinevate pindade suhtes, 3 kord tugevamad kui õlivärvid, tundlikud lahustite suhtes.
Vesiemulsioonvärvid – kelmemoodustajaks on nt butadieenstüeenkautšuk, valged pigmendid Ti=2, ZnO vähendavad läbipaistvust, ei ole tugevad mehaaniliselt, seina ja laevärvid, ei sisalda tuleohtlikke orgaanilisi lahusteid.
liimvärvid - kelmemoodustajaks on kaseiin, dekstriin, kondi- või sünteetilised liimid. Krohvi ja betooni katmiseks sisetöödeks, nt laevärvid.
Klaaskiud . Klaasfiltrid. Vahtklaas .
Klaaskiud on ühemõõtmeline klaas, mis on üsna painduv ning saab kangaks kududa. Seda valmistatakse pressides sula klaasimass läbi peente avada niitideks. Odavamat klaaskiudu saadakse sulaklaasi pinnalt niite tõmmates või suruõhku läbi sulaklaasi puhudes – õhumullid haaravad klaasi niitidena kaasa. Õhu käes jahtudes tarduvad niidid otekohe. Saab teha klaasvilla, mis on täiesti tuleohutu, sobib filtermaterjaliks ka. Klaaskiud on head, kuna keemiliselt ja termiliselt püsivad, küllalt tugevad, painduvad, kulumiskindlad, vähe soojusjuhtivad.
Klaasfiltrid: Klaas jahvatatakse peeneks, eraldatakse kindla suurusega osakesed, mis paagutatakse –osakesed kleepuvad pisut üksteise külge, mille pooride mõõtmed on määratud paagutatavate osakeste mõõtmetega. Saab valmistada filtreid nii sadestunud ainete eraldamiseks kui ka bakterite kinni pidamiseks. On keemiliselt ja termiliselt vastupidavad.
Vahtklaasi valmistamisel lisatakse lähteainete hulka selliseid aineid, mis lagunemisel eraldavad gaase . Eesmärgiks on küllastada klaasimass gaasiga ja siis kiiresti jahutada. Vahtklaas on suurepärane soojusisolatsioonimaterjal, ning on mehaaniliselt tugevam ega vaju aja jooksul kokku.
Nimetage puidus leiduvaid ekstraktiivained.
Ekstraktiivained on vees või orgaanilistes solventides lahustuvad ained, erinevatest org. Ühendite klassidest, erinevate bioloogiliste funktsioonidega. Nad leiduvad rakuõõnsustes ja rakkude vahel. Nt tanniinid (need on fenoolhapped ja nende derivaadid, nt katehhiin, krüsiin), , alifaatsed ühendid ( rasvad ja vahad), vaikhapped (nt kampol) ja terpeenid (nt tärpentiin) -esinevad koos okaspuude vaigus. Terpeenid ehk eeterlikud õlid on isopropeeni polümeerumise saadused .

Pilet 14

Mittereaktiivsed liimid ja reaktiivsed liimid, too näiteid ja võrdle nende omadusi.
Mittereaktiivsed ehk pöörduvad; reaktiivsed ehk pöördumatud liimid.
Pöörduvad liimid – need on polümeeri lahused või emulsioonid, liim kõveneb lahusti aurustumise tõttu, seega solvendi lenduvus on oluline. Pöörduvad liimid lahustuvad solventides ja kuumutamisel kaotavad oma tugevuse, nt erinevad veel baseeruvad liimid (puiduliimid, PVA-liim) ja termoplastsete polümeeride lahused orgaanilistes solventides (kummiliim, polüstüreen tolueenis ehk PS-liim).
Pöördumatud liimid – kõvenemine on keemiline protsess, tekivad põiksidemed, on ruumilise struktuuriga. Koosnevad tavaliselt kahest komponendist: poolvedelast põhipolümeerist ja kõvendist. Mitmed kõvenevad kuumutamisel, UV-kiirguse või niiskuse toimel. Annavad kõvemaid ja tugevamaid ühendusi, kuna ruumilised struktuurid on tugevamad kui lineaarsed. Ei lahustu lahustites, kuumutamisel ei muutu voolavaks, sobivad paremini kõvade materjalide liimimiseks. Nt epoksüliimid, fenool-formaldehüüd liimid, polüureteaan liimid.
Abrasiivide kasutamise eelised ja puudused (tooge näiteid).
Abrasiivmaterjale on vaja, et mehaaniliselt töödelda metalle , klaasi, kivimeid, puitu ja plaste. Treimisega võrreldes töötab ühe tera asemel korraga sadu väikeseid terasid, terakesed küll kuluvad, kui nende asemele asuvad kohe uued.
Puudused – abrasiivtöötlusel tekib palju tolmu, mis sisaldab nii töödeldava materjali kui abrasiivi osakesi, sissehingatav tolm võib olla ohtlik, nt kvartsi tolm põhjustab sissehingamisel silikoosi.
Pigmendid?
Kuuluvad värvide koostisesse, need on lahustamatud värvained, väga peened pulbrid , mis ei tohi reageerida värvi ja õhu komponentidega ega üksteisega, võimalikult vähe toksilised. Ilma pigmendita värvi nimetatakse lakiks ja email sisaldab lahustamatut pigmenti. Pigmendi ja kilemoodustaja murdumisnäitaja erinevusest sõltub värvi katvus .

Pilet 15

Peamised looduslikud ehitusmaterjalid .
tard -ja moondekivimid : graniit – koosneb kvartsist (SIO2, amorfsed terad , läbikumav, kõva, alumosilikaat), päevakivist (kristalliline, kvartsist pehmem) ja vilgust (must, kihilise struktuuriga alumosilikaat), jämedateralise struktuuriga. Kasutatakse vähe, kuna ümmargused, dekoratiivne , kõvad ning tugevad. Basalt – tumehall või must, peeneteralise struktuuriga. Levinuim kivim maakoore ülaosas, koosneb peamiselt naatrium -kaltsiumpäevakivist. Oluline omadus – happekindlus. Kasutatakse killustiku tootmiseks, fassaadide viimistluseks, basaltkiud – suurepärased soojusisolaatorid.
Settekivimid : Paas (põhikomponent CaCO3) - väga peenekristalliline, pehme, saab tükkideks teha, ilmastiku suhtes võrdlemisi vastupidav, oht on happevihmad ja samblad. Paekivi kasutatakse tsemendi toorainena. Marmor - Puhas ning selgelt kristalliline lubjakivi, skulptuuri valmistamisel, dekoratiivkivi, kallis. Sellele sarnane on dolomiit (CaCO3*MgCO3). Liivakivi – mõnedes teistes maades ehituskivi. Savi – Graniidi jt raudkivimite murenemisel. Päevakivi ja vilk murenevad peeneteraliseks saviks. Savi on plastiline ning tähtis keraamika, tsemendi tootmise ja savimördi lähteainena. Pärast põletamist savi alati kas punane või kollane, sest Fe läheb üle Fe(III)ks. (sise)Ehituses kasutatakse sideainena peamiselt savimördina (savi+liiv+vesi). Liiv ja kruus – Raudkivide murenemise saadused, liiv – kvartsist ja päevakivist, kruus – jämedama liiva ja kivikeste segu. Liiva vajalik mörtide(liiv+vesi) valmistamisel, et siduda ehituskivid üksteisega. Kruus on oluline betooni tootmisel. Killustik- Betooni valmistamisel täiteainena, raudkivist kui ka paekivist purustite abil, teede ehitamisel .
Looduslikud abrasiivid , tooge näiteid ja võrrelge omadusi.
Kvarts (SiO2) – üks vanemaid ja odavamaid, mida leidub peaaegu kõikjal nii liivana kui ka kivimite koostises. Kõvadus Mohsi skaalas 7. Tänapäeval kasutatakse kvartsi vähem ja ainult märjalt, kuna sissehingatud kvartsitolm põhjustab silikoosi.
Granaadid – suur rühm ühesuguse struktuuri ja kristallivormiga kuid varieeruva koostise ja värvusega mineraale , väga levinud, nende kõvadus Mohsi skaalas 6,5-8. Enamasti punased, läbipaistvad on poolvääriskivid. Eestis sageli rändkivides. Parima abrasiivgranaadi ligikaudne koostis on 3FeO*Al2O3*3SiO2. Granaadi tolm palju ohutum.
Korund – looduslik kristalliline Al2O3. Sellega lihvitakse optilisi klaase, kuid tänapäeval eelistatakse tehiskorundi, sest suure osa looduses leiduvast korundist moodustavad väga kallid ja kaunid vääriskivid(nt rubiin). Kõvadus on 9.
Smirgel – sisaldab korundi, kuid ka palju muid mineraale, enamasti kvartsi ja rauaühendeid. Hinnalt korundist odavam, kasutatakse laialdaselt mitmesugustes abrasiivtöötlustes. Smirgli nime all tuntakse mitmeid teisigi looduslikke värvilisi abrasiivaineid, mille kõvadus on 7-8. Päevakivi – pehme abrasiiv , mida kasutatakse hambapasta komponendina ning on valemiga K[AlSi3O8]-Na[AlSi3O8]-Ca[Al2Si2O8] ning kõvadusega 6.
Pimsskivi – ka pehme abrasiiv, mida kasutatakse puidu ja metalli lihvimiseks.
Kriiti – kasutatakse poleerimiseks nagu ka treepelit, mis on kerge ja poorne settekivim . Teemant – suure kõvadusega(10) ja väga kallis. Abrasiivmaterjalidena kasutatakse ainult selliseid teemante, mis on riketega ja ei kõlba seetõttu vääriskiviks ega muuks vastutusrikkamaks tehniliseks otstarbeks. Enamik kaevandatatavaid tehnilisi teemante ongi madalakvaliteedilised(nn bort). Suurimad tootjad Kongo, Venemaa, Austraalia . Teemant abrasiivmaterjalina on asendamatu nii teemandi enda kui ka mitmete teiste ülikõvade materjalide töötlemisel.
Krunt - ja põhivärvid. Milliseid pinnakatte omadusi võivad need mõjutada.
Kruntvärvid - kasutatakse vahekihina, kui värv ei nakku hästi aluspinnaga, poorsete materjalide värvimisel vähendab põhivärvi kulu, antikorrosiooniomadustega metallkonstruktsiooni värvimisel, plastifitseeritud kruntvärv amortiseerib põhivärvi kelme aluspinda värvi deformatsioonil.
Põhivärvid – annavad pinnale kaitseomadused mehaaniliste, keemiliste ja bioloogiliste tegurite eest.

Pilet 16

Süsiniku sisalduse mõju terase tehnoloogilistele omadustele (keevitatavus,
karastatavus jt).
Teras on karastatav, kui C sisaldus on suurem kui 0,3-0,4%.
Teras on hästi keevitatav kui süsiniku sisaldus on alla 0,2% , süsinik annab terasele juurde tugevust, kuid koguse kasvades suurendab ka rabedust – kui süsiniku sisaldus terases on üle 0,25% võivad keevitustsoonis tekkida praod .
Süsiniku sisalduse suurenedes suurenevad tõmbetugevus, kõvadus, vähenevad voolavuspiir, vastupanu väsimuspurunemisele ja plastsus
Kõrge süsinikusisaldusega teras (0,7-1,5%) on taotav, saab karastada ja noolutada, kergesti sepistatav.
Tehisabrasiivid (tooge näiteid).
Boornitriid – kõvadus 9,7, termiliselt ja keemiliselt on väga stabiilne
Boorkarbiid (B4C) – kõvadus üle 9, saadakse booroksiidi ja süsiniku reageerimisel tempil 2000 kraadi. Püsiv õhus kuni 600 kraadi, keemiliselt väga püsiv. Sellest tehakse plaate kuulikindlate vestide jaoks
Elektrokorund – Al2O3, kõvadus ca 9.
Ränikarbiid (SiC) – kõvadus üle 9, saadakse ränioksiidi ja süsiniku reageerimisel temp 1600-2500 kraadi juures. Teemanditaolise kristallvõrega, keemiliselt suhteliselt inertne. Lõikekettad, liivapaber , liivaprits .
Räninitriid (Si3N4) – abrasiiv musta ja värviliste metallide töötlemiseks
Tehisteemant – tekib vedela süsiniku jahutamisel kõrgel rõhul, oluline on aeg, sest muidu võib grafiit tekkida.
Vana värvkatte eemaldamine.
Mida kvaliteetsem värvikiht on seda raskem on seda eemaldada, pöörduvad värvid punduvad lahustites ja kergesti eemaldatavad mehaaniliselt, pöördumatute värvide jaoks on mehhaanilised võtted: liivapaber, liivaprits. Värvi saab eemaldada ka kuumutades, külmutades. Saab eemaldada ka keemiliselt, aktiivlahustitega ja ka mehaaniliste võtetega või siis igasuguste värviärastamissegudega

Pilet 17

Mis on abrasiivmaterjalid , nende omadused ja rakendamine?
abrasiivmaterjal on suure kõvadusega (Üldiselt Mohsi skaalal 7 ja rohkem) teraline kristalne aine (tihti mineraal ), mille osakeste teravad servad kokkupuutes pehmema materjaliga kriimustavad ja kulutavad pinda. Näiteks viilid ei ole abrasiividega seotud, see töötab samal põhimõttel, mis saag . Lisks kõvadusele on tähtis osakese teravus, keemiline stabiilsus hapete, vee jms vastu ning termiline stabiilsus, sest hõõrdumisel tekib soojus ning teatud materjalid võivad hakata sulama. Abrasiive iseloomustab ka võrgusilm, mis näitab auke tolli kohta. Rakendatakse näiteks lihvimisel , poleerimisel, lõikamisel, puurimisel, teritamistel (käiad ja luisud). CaCO3, mis on suhteliselt pehme (Mohsi skaalal 3), kasutatakse näiteks „poleerimise“ jaoks hambapastas .
Pulbrilisi abrasiive kasutatakse eeskätt metallide ja ehitusmaterjalide pindade puhastamiseks . Saab ka saagida kivimeid, kui niisutada traati abrasiivi poolvedela seguga . Abrasiivide segusid vee, õlide, rasvade või vahadega kasutatakse pindade lihvimisel. Abrasiivliitmaterjalides on abrasiivi teraksed jaotunud ühtlaselt ja nad on maatriksmaterjaliga jäigalt seotud. Nendest tooted on enamasti kettakujulised lõike- ja lihvkettad, kuid valmistatakse ka näiteks luiske lõikeriistade teritamiseks. Abrasiivkattega materjalides on abrasiiviteradega kiht kantud painduva lehtmaterjali või kanga pinnale ning kasutatakse näiteks lihvimisel või poleerimisel.
Korrosioonivastased pinnakatted.
Rauarooste kiht on hõreda struktuuriga ja ei takista hapniku ja vee tungimist pinnale, roostekiht ei ole raua küljes kõvasti kinni ja värv koorub koos roostega maha. Mitmekomponentsed värvid (nt Hammerite) võivad sisaldada roostemuundeid (roostekiht muundatakse keemiliselt),
Metalli kruntvärvid ( vahekiht põhivärvi all) võivad sisaldada korrosiooni inhibiitoreid, bituumenlakid ( nafta produktide lahused ligroiinis) kaitsevad samuti metalle korrosiooni vastu. Korrosioonivastased värvid võivad olla valmistatud nii alküüdvaikude baasil kui ka pöördumatute vaikude baasil.
Bensiini koostis ja oktaaniarv ?
Bensiinifraktsioon on nafta destilleerimisel kõige paremini lenduv fraktsioon , keemise algus 35...40 kraadi, keemise lõpp 180...195 kraadi. Fraktsiooni koostis: 10% kuni 80kraadi - mootori käivitus, 50% kuni 105 kraadi - töötamise stabiilsus, 90% kuni 145 kraadi - aurumise täielikus, 97,5% kuni 180 kraadi - põlemise täielikus.
Joodiarv (iseloomustab küllastamatust) 2g/ 100g bensiini kohta. Areenide sisaldus 42%, 35%, benseeni sisaldus alla 1%, S sisaldus alla 30ppm. Antioksüdant(BHT) kuni 0,03%, detergendid 0,01-0,02%.). Peab sisaldama mõningal määral madalalt keevaid süsivesinikke, sest see hõlbustab mootori käivitumist
Oktaaniarv on bensiini detonatsioonikindlust (plahvatuskindlust) iseloomustav näitaja. Mida suurem on oktaaniarv, seda detonatsioonikindlam on kütus. Mootoris süüdatakse bensiiniaurude ja õhu segu elektrisädemega. Kui bensiin on madala oktaaniarvuga, võib küttesegu hakata käituma lõhkeainele sarnaselt. Detonatsioonikindluse määramise skaala saadakse kahe aine kaudu : 2,2,3-trimetüülpentaan, mille oktaaniarv on 100 ning heptaan , mille oktaaniarv on 0. Kütustes kasutatakse ka antidetonaatoreid, mis tõstavad oktaaniarvu. Oktaaniarv on seda suurem, mida rohkem hargnenud on süsinikahel.

Pilet 18

Metallisulami mõiste. Metallide ja sulamite omaduste uurimine.
Metallisulam on kahe või enama metalli kokkusulamisel saadud tahke lahus, kus ühe aine aatomid või molekulid on sisestunud teise aine kristallivõresse. Sulamil on metallile iseloomulikud omadused ning neil võivad olla omadused, mida lähteainetel ei olnud.
Metallide ja sulamite omadused on nende valatavus, survetöötlus(valtsimine, pressimine, stantsimine), keevitatavus, lõigatavus, sepitatavus jpm. Omaduste uurimisel on tähtis teada, millised muutused toimuvad metalli kristallvõres, sest näiteks sepistatud metalli tagasiviimiseks stabiilsesse olekusse, tuleb seda kuumutada vähemalt sellise temperatuurini, et kristallivõre taastuks. Kristallvõre tüüp määratakse röntgen-struktuuranalüüsi abli.
Plastmasside keevitamine .
Ühendatavad servad kuumutatakse üle voolavuse temperatuuri. Pikkade molekulide otsad segunevad omavahel. Ühendamist soodustab surve. Plastmasse ei tohi kuumutada üle lagunemistemperatuuri. Väga hästi keevitatavad on PVC, PE, PP; teflonit keevitada ei saa.
Lubja tootmine ja kasutamine.
Lubi on üks vanimaid pöördumatult kõvastuvaid sideaineid. Lubja tüüpi sideaineid nim õhk- või mittehüdraulilisteks sideaineteks, mis kõvastuvad enamasti kuivalt . Lubja tootmise lähteaineteks sobivad kõik kivimid, mille põhikomponediks on CaCO3. Tähtsaim lubjakivi, mida kuumutatakse ahjus temp-l 1000 või veidi kõrgemal. CaCO3=CaO+CO2. Saadakse kustutamata lubi, millele lisatakse vett ning saadakse pulbriline kustutatud lubi. See lahustub vees vähe ning selle ning vee segu nim lubjapiimaks, mida kasutatakse pinnakattena. Lubimört saadakse kustutatud lubja, vee ja liiva segades, mida kasutatakse sideainena kivide sidumiseks ja krohvimiseks. Lubjakivi asemel sobib ka dolomiit(CaCO3*MgCO3), millest saadakse nn hall lubi. Lubjamördi kuivamisel hakkab Ca(OH)2 neelama õhust CO2 ja tekib taas kõva lubjakivi CaCO3 ehk lubi kõvastus. Lubja kõvastumine toimub aeglaselt, sest vaja reagenti CO2, mida õhus kõigest 0,035%. Kui lubjakivi sisaldab aga üle 6% savi, siis saadakse pärast põletamist hüdrauliline lubi. Veega segatuna kõvastub see mitte ainult CaCO3 tekkimise tõttu, vaid savi sialdus põhjustab ka kõvade kaltsiumhüdraatsilikaatide teket, mistõttu hüdrauliline lubi kõvastub palju märjemates tingimustes kui tavaline lubi ning on mõningal määral üleminekuks lubjalt tsemendile.

Pilet 19

Klaasi omadused (tihedus, läbipaistvus, murdumisnäitaja, sulamistemperatuur,
paisumiskoefitsient), nende seos klaasi koostise ja struktuuriga.
Klaas on allajahtunud vedelik, suure viskoossusega, juhusliku jaotusega struktuuriga. Klaas on amorfne ning ei sula kindlal temp-il- klaasistumistemp 400-600, voolavustemp 600-800. Värskel klaasil on korrapäratu struktuur, kuid vananenud klaas on osaliselt kristalliline. Põhistruktuuri moodustavad ränihappe anioonid , kus vahepeal asuvad leelis - ja leelismuldmetallide katioonid. Kui metalliioone palju, siis vähem keemiliselt, termiliselt ja mehaaniliselt vastupidav. Tavaline tihedus on 2,2-2,5 Mg/m3, kuid kui on palju BaO või PbO, siis isegi 8. Tavaline aknaklaas laseb läbi umbes 90% nähtavast valgusest, IR-kiirguse jaoks on võrdlemisi läbipaistev aga UV-kiirguse neelab peaaaegu täielikult. Kui suureneb SiO2 sisaldus, siis läbipaistvus UV-kiirgusele suureneb. Klaasi murdumisnäitaja suureneb raskmetallide ühendite sisalduse suurenedes, võib-olla 1,5-2. Klaas on vähe vastupidav kiiretele temp muutustele. Paisumistegur on aga üsna suur, pindmised kihid paisuvad tugevasti. Klaas ei muutu õhus, ei karda vett, happeid ega lahjasid leeliselahuseid, väga tundlik HF suhtes. Klaas on kõva, habras, halva soojusjuhtivusega, keemiliselt inertne.
Nafta peamised fraktsioonid.
Bensiinifraktsioon on nafta detilleerimisel kõige paremini lenduv fraktsioon, keemise algus 35...40 kraadi, keemise lõp 180...195 kraadi.
Ligroiin 120..240 kraadi, petrooleum 150..320 kraadi, diisel 150..330 kraadi, gaasiõli 225..360 kraadi, solaarõli 300..400 kraadi.
Plastmasside termilis-mehaaniline vormimine.
Plastmasse saab vormida erinevate tehnikatega, näiteks valamine surve all (termoplastid, polüamiidid), vormis kuum pressimine koos täiteainetega (reaktoplastid, resoolvaigud), ekstrusioon ehk läbi vastava ava pressimine (termoplastid, lintide ja torude valmistamine) ning suruõhu ja vaakum vormimine (reakto- ja termoplastid, pudelid).

Pilet 20

Milleks on kasulik terase termilise töötlemine, tooge näiteid?
Teraste termiline töötlemine koosneb kolmest etapst : kuumutamine vajaliku temperatuurini, hoidmine sellel temperatuuri ning jahutamine. Sageli esimeseks etapiks lõõmutamine, mille käigus leevenduvad detaili valmistamisel tekkinud mehaanilised sisepinged, ühtlustub struktuur, suureneb plastsus ja väheneb kõvadus.
Lõõmutusele on sarnane normaliseerimine , kuid siin on jahutamine kiirem(välisõhus). Seetõttu tekib perliit eriti ühtlase ja peeneteralisena ning kõvadus on lõõmutatud terase omast suurem. Tähtsaim termiline töötlus on karastamine, mille käigus muutub teras palju kõvemaks ja elastsemaks
Noolutamisel kuumutatakse terast aeglaselt kuni temp-ni 725 kraadi ja jahutatakse mõõduka kiirusega. algul lehekestena tekkinud tsementiit muutub noolutamisel teraliseks, mistõttu terase sitkus suureneb.
Terase pinna keemilis-termilisi töötlemisi kasutatakse sagedamini pehmete (alla 0,25% süsinikku) teraste õhukese pindkihi kõvendamiseks
Terast kuumutades temp-il 1000 kraadi koos kroomi, räni või mõne teise elemendi ühendiga saab küllastada terase pindkihti selle elemendiga, mis tõstab pinna kõvadust, korrosiooni- ja kuumakindlust.
Nafta töötlemine ja põhilised naftasaadused .
Naftast saadakse bensiini, diislid, petrooli, reaktiivkütust ja mitmesuguseid õlisid. Naftas on üle 1000 komponendi, süsivesinikud moodustavad neist 80-90 massiprotsenti.
Töötlemine: Eeltöötlemisel eemaldatakse vesi ja soolad ning toimub stabiliseerimine, propaani -butaani eemaldamine. Seejärel toimub destillatsioon, millest saadakse heledad ja tumedad produktid . Järeltöötlemisel parandatakse produktide saagist ja kvaliteeti peamiselt krakkimise ning hüdreerimise teel.
Nimetage anorgaanilisi kiudmaterjale (lähtematerjalid).
Klaaskiud (valmistatakse SiO2-st koos muude anorgaaniliste ainetega), metallidest ja nende sulamitest valmistatud kiud ( kuld , hõbe, alumiinium , vask, pronks), keraamilised kiud, süsinikkiud.

Pilet 21

Legeeritud terased, kuidas mõjutab legeerimine terase omadusi.
Legeerterastes on üle 0,5% räni, üle 1% mangaani + legeerivaid elemente Cr, Ni, Mo, W, V, Ti jt. Legeeritavad elemendid parandavad terase kõvadust, tugevust, kulumiskindlust, kuumakindlust, korrosiooni- ja happekindlust jne. Nt elektrotehniline teras – kuni 4,5% räni, ferriit säilib kõrgel temperatuuril. Karastada ei saa, kuid on väga heade magnetiliste omadustega. Teemantteras – 5% W, eriti kõva, lõiketerade valmistamiseks, erinugade valmistamine. Martensiidi tüüpi terased – kuni 1%C ja 13% kroomi, hästi karastatavad, väga kõvad, laagrite valmistamiseks.
Bensiinide koostis ja nende koostisest lähtuvad omadused.
Fraktsiooni koostis: fraktsioon 40-200kraadi, iseloomustab auruvust.
10% kuni 80kraadi – iseloomustab mootori käivitust, kui on liiga vähe madalalt keevaid komponente, siis käivitub külm mootor halvasti; kui on liiga palju, siis see võib põhjustada mootori ülekuumenemist
50% kuni 105 kraadi – iseloomustab töötamise stabiilsust, mootori soojenemiseks vajalikku aega
90% kuni 145 kraadi - aurumise täielikkus, mida vähem on raskelt keevaid komponente, seda parem on kütus
97,5% kuni 180 kraadi – põlemise täielikus, mida kõrgem on lõpptemperatuur, seda halvemini põleb kütus ja tekib rohkem tahma.
Joodiarv 2g/100g bensiini kohta. Areenide sisaldus 42% või 35%. Benseeni sisaldus alla 1%, väävlisisaldus alla 150ppm (või 30ppm sõltuvalt standardist).
Puidu termilise töötlemise saadused.
Üle 300 kraadi lagunevad kiiresti kõik komponendid, eralduvad gaasilised ja vedelad ühendid, jääb puusüsi. Destillaat jaguneb utteveeks ja tõrvaks. Uttevees on äädikhapet, metanooli, atsetooni , MeOAc. Tõrv koosneb fenoolidest ja nende derivaatidest, seda kasutatakse paatide ja laevade katmiseks, hoburakmete, saabaste , suuskade jne määrimiseks. Puusüsi oli varem vajalik metallurgia jaoks, tänapäeval kasutatakse grillimiseks :)

Pilet 22

Puidu struktuur, füüsikalised ja tehnilised omadused.
Puit koosneb tugeva kestaga rakkudest, mis kasvavad juurde puukoore all. Puidu välimist, elusatest rakkudest koosnevat osa nim maltspuiduks, sisemist, tavaliselt tumedamat, surnud rakkudest koosnevat osa lülipuiduks. Erineva kasvukiirusega ringid moodustavad aastarõngad. Okaspuude ja mõnede lehtpuude puit sisaldab ka veel vaigu kanaleid . Puit on poorne ja hüdrofiilne. Ristisuunas kuivades kahaneb, märjaks saades paisub, pikisuunas on need muutused tühised. Niiskus mõjutab oluliselt puidu kõiki füüsikalis-mehaanilisi omadusi.
Puidu kõvadus sõltub niiskusest ja suunast , pikikiud on 2 korda kõvemad kui ristikiud,
Puidu tugevus sõltub puidu liigist, niiskusest, temperatuurist, jõu mõjumise suunast. kõrgemal tempil puidu tugevus väheneb, miinuskraadidel puidu staatiline tugevus suureneb, sõltub ka puu tihedusest ja aastarõngaste laiusest. Tõmbetugevus on pikikiudu 20x tugevam kui ristikiudu .
Survetugevus – pikikiud on 8 korda tugevamad kui ristikiud.
Puitu uuritakse õhukuivalt, kus selle niiskusesisaldus ligikaudu 12% on standard. Puidu tihedus oleneb väga puuliigist. Väikseim balsal (100-120 kg/m3), suurimaga raudpuu ja guajakipuu (1400 kg/m3). Tihedad puidud on kõvad, valmistatud isegi masinate detaile. Eestis tihedus enamasti 400-800 kg/m3.
Elektrijuhtivus sõltub suuresti niiskusest, eriti 0-30% vahemikus, sõltub ka puuliigist ja suunast. Soojusjuhtivus kasvab tihedusega ja niiskusega, (soojusjuhtivused: õhk 0,16, puit 0,4-1,2, vesi 4, betoon 4,5). Bioloogiline vastupidavus sõltub puuliigist, vanusest , malts -või lülipuit.
Malmid .
Malmideks nim Fe-C sulameid , mis sisaldavad C-d üle 2,14%. Kõige enam kasutatakse malme, kus C-d 2,8-3,8%. Valges malmis on C seotud tsementiidi kujul, seetõttu kõva, rabe , raske töödelda. Hallis malmis suurem osa C-st vaba grafiidi lehekeste kujul, väikese kõvaduse, tugevuse ja plastilisusega, kardab lööki, kuid masinaehituses kasutatakse, kuna sulamistemp madal ja sulas olekus hästi voolav, saab valmistada massiivseid detaile.
Hall malm on lõikeriistadega hästi töödeldav, väikese hõõrdeteguriga. Hall malm on tugevam, kui grafiit on üksikute suuremate terade või kobaratena. Et seda saada, lisatakse sulamalmile pisut magneesiumi, teine võimalus on lõõmutada valgest malmist valatud detaile kõrgetel temp-del. Tsementiidi lagunemisel tekkival grafiidil on aega koguneda suuremateks kobarateks, see on löögi suhtes vastupidavam ja nim taotavaks malmiks, need nii tugevad, et saab valmistada automootori osi, malme saab legeerida nagu teraseid.
Taotav malm – saadakse valge malmi lõõmustamisel 800-850 kraadi juures. Tsementiit laguneb, grafiit eraldub terade või kobarate kujul, löögikindel.
Diislikütuste koostis ja nende koostisest lähtuvad omadused.
Diiselkütus saadakse mitmete destillatsiooniproduktide segamisel, sisaldab põhiliselt alkaane ja tsükloalkaane. Areenide hulk on piiratud, ebasoovitav on ka küllastamatus. Väävlisisaldus 0.02-0.05% autodiislis, 0,002% linnadiislis. Tsetaaniarv iseloomustab diisli isesüttimist ja ühtlast põlemist. Optimaalne tsetaaniarv on 45-60. Fraktsiooni koostise järgi kiiretele mootoritele 180-360 kraadi, aeglastele mootoritele 250-420 kraadi.
Kui tsetaaniarv on liiga väike, on süttimine aeglane, kütusekogus kambris kasvab, mis korraga süttides tekitab suure rõhu ja mootor hakkab kloppima. Kui tsetaaniarv on liiga suur, langeb mootori efektiivsus. Põlemine on ebatäielik, tekib palju tahma ja kasvab kütusekulu.
Diislikütusel on määrimisfunktsioon, kui viskoossus on väike, pihustub kergesti, kuid määrimisomadused on halvad. Hangumistemperatuur suvediislil -10, talvediislil -35 kraadi.

Pilet 23

Plastide head ja halvad omadused kasutatavate materjalidena.
Head: tootmine on odav ja lihtne, head mehaanilised omadused, kerged, keemiliselt ja bioloogiliselt vastupidavad, head soojuse- ja elektriisolatsiooniomadused, mitmesuguste meetoditega töödeldavad, võib valmistada niidi, kile ja massiivse eseme.
Halvad: rabedad madalal temperatuuril, enamus ei kannata kõrgeid temperatuure , paljud on tundlikud orgaaniliste lahustite suhtes, kiiresti vananevad hapniku ja UV toimel, probleemid utiliseerimisega – põletamisel võivad eraldada mürgiseid gaase.
Määrdeõlide liigid.
Määrdeõlide eesmärk on vähendada hõõrdumist ja liikuvate detailide kulumist; antikorrosiooni ja kaitsvad omadused, puhastamisomadused jne
Mootoriõlid – mootoriõli peab töötama erinevatel temperatuuridel ja õli peab olema paraja viskoossusega, seetõttu oluline on viskoossuse sõltuvus temperatuurist. leektemperatuur (temp mille puhul õli aurud süttivad lahtisest tulest) madalam kui kompressorõlidel, süttimistemperatuur (temp mille puhul õli süttib) – 20-30 kraadi leektemperatuurist kõrgem.
Transmissiooniõlid – kasutatakse hammas- ja tiguülekannete puhul, kus kantakse üle suuri jõude (roolimehhanismid, käigukastid), kleepuvad ja paksemad kui mootoriõlid.
Plastsed määrded – tahke komponent moodustab võrgu, mille vahed on täidetud vedela komponendiga, vedelaks komponendiks on mitmesugused õlid. Sobib nt kuullaagrite määrimiseks
Masinaõlid -
Värvide koostis, milliseid omadusi need mõjutavad? (kelmemoodustaja, lahusti,
pigmendid).
Värvid moodustavad pinnal orgaanilise kelme ning on vajalik, et see oleks võimalikult püsiv ja kaitsev. Kelmemoodustaja on värvi tähtsaim koostisosa. Peaaegu alati mõni polümeer - looduslikud (taimeõlid, vaigud), tehis (kolloksüliin) või sünteespolümeerid. Kelmemoodustaja tihti ei ole piisavalt vedel ja vajab lahjendamist. Võib moodustada emulsiooni. Valik on suur: lakibensiin (ligroiin), tärpentin, tolueen, atsetaadid, nitroühendid jne, kuid lahusti peab olema võimalikult vähe mürgine. Pigmendid on lahustumatud värvained, väga peened pulbrid, mis ei tohi reageerida värvi komponentidega, omavahel, õhu ega veega, võimalikult vähe toksilised. Ilma pigmendita värvi nimetatakse lakiks. Pigmendi ja kilemoodustaja murdumisnäitaja erinevusest sõltub värvi katvus.

Pilet 24

Puidus leiduvad ekstraktiivained- miks need on puidus ja milleks saab neid
kasutada?
Massi järgi on neid puidus vähe (2-4%). Ekstraktiivained on vees või orgaanilistes solventides lahustuvad ained, erinevatest org. Ühendite klassidest, erinevate bioloogiliste funktsioonidega. Nad leiduvad rakuõõnsustes ja rakkude vahel. Nt tanniinid (need on fenoolhapped ja nende derivaadid, nt katehhiin, krüsiin), alifaatsed ühendid (rasvad ja vahad), vaikhapped (nt kampol) ja terpeenid (nt tärpentiin) -esinevad koos okaspuude vaigus. Terpeenid ehk eeterlikud õlid on isopropeeni polümeerumise saadused. Ekstraktiivainete sisaldus puitudes varieerub palju, sõltudes nii liigist kui ka asukohast, kus puu kasvab.
Pikalt arvati, et ekstraktiivaineid on lihtsalt taimede ’jääkained’ ning midagi, millel polnud praktilist väärtust. On leitud, et ekstraktiivained puidukoores aitavad peletada eemale loomi või muid elukaid (putukad, termiidid), kes soovivad koort süüa.
Inimesed on kasutanud ekstraktiive osades ravimites ning neid üritatakse rakendada võitluses vähi vastu. Osade puitude ekstraktiivid aitavad köha vastu. Terpeene ja vaikusid kasutatakse lõhnaainetena, lakkide valmistamiseks, samuti kosmeetikas.
Tuntumad Cu sulamid ja nende omadused.
Vask ise on väga hea juhtivusega
Messing (Cu-Zn, 20-45%): helekollase värvusega, seepärast nimetatakse ka valgevaseks. Plastne, küllalt tugev ja kõva, väikese hõõrdeteguriga ning sulab palju madalamal temperatuuril kui vask. Saab treida, puurida, freesida ning valmistada valamise teel erinevaid esemeid (masinate detailid, mutrid jne), saab teha laevadetaile.
Cu-Ni: melhior ehk uushõbe: 30% Ni, suure takistusega, küttekehade valmistamiseks; manganiin- samuti suure takistusega.
Pronks: vanim on tinapronks – kuni 20% tina; väga hea valuomadustega- skulptuurid , medalid . Pind kattub õhu käes oksiidiga – on korrosioonikindel. Tehakse vee- ja gaasitorustike detaile. Tinavabad pronksid: Al- pronks (kuni 10% Al): al vähendab el juhtivust, kasvab kulumiskindlus, tugevus, odav ; Ränipronksid (kuni 5% Si) on väga elastsed, heade valuomadustega. Cd-pronksid: hea elekrijuht, kulumiskindel. Berülliumpronksid (2-3% Be) on pärast karastamist plastsed, kergesti töödeldavad, suure kõvaduse, tugevuse ja elastsusega. Hea vedrude valmistamiseks.
Mootoriõlide koostis.
Elemendiliselt on mootoriõlid pea täielikult koostatud süsinikust ja vesinikust.
Mootoriõlid jagunevad mitmeks:
Mineraalõlid: Nafta destillatsiooni ja puhastamise produktid. Odavad, kuid omadused ei vasta tänapäeva nõuetele.
Poolsünteetilised õlid: Kompromiss hinna ja kvaliteedi suhtes. Sünteetilist komponenti on 20-40%.
Täissünteetilised õlid: Spetsiaalselt sünteesitud polü-alfa-alkeenid ja estrid . Head omadused, kuid kallid.

Pilet 25

Pudeliklaasi tootmine, komponendid, klaasivärvus.
Klaasi tootmisel on peamiseks lähteaineteks kvartsliiv, marmor, kriit jt võimalikult puhtad CaCO3-st koosnevad mineraalid ja sooda. Segule lisatakse ka sama sorti klaasi jäätmeid, lähteained peenestatakse, segatakse ja kuumutatakse. Klaasi keedetakse, ehk karbonaadid lagunevad ning tekivad silikaadid. Süsihappegaasist tekkinud mullikeste eemaldamiseks lisatakse kergesti lagunevaid sooli, millest tekkivad O2 mullid haaravad kaasa ka CO2 mullid, klaasimass selitub. Vaja hästi kõrget temp-i, et mass oleks võimalikult vedel ning toimuks iseeneslik segunemine. Pärast lastakse segul jahtuda pisut ja seejärel töödeldakse vajaliku kujuga tooteks.
Tavalised klaasid ehk pudeli - ja aknaklaaside koostis: 70% SiO2; ~10% CaO; ~2% MgO; ~2% Al2O3; ~15% Na2O
Pudeliklaasi saab teha värviliseks kasutades rauaühendeid. (Fe(II) – roheline; Fe(III) – pruun/kollakas).
Pöörduvad ja pöördumatud värvid, näited ja nende omaduste võrdlus.
Värvid jagunevad pöörduvateks ja pöördumateks värvideks. Pöörduvate värvide kõvenemine seisneb vastava lahusti äraauramisel, pärast mida jääb alles termoplastne kelmemoodustaja. Nad on tundlikud solventide suhtes, näitena nitrovärvid ja alküüdvärvid. Nitrovärvide kelmemoodustajaks on nitraattselluloos ja lahustiteks alküülatsetaatide segud tolueeniga ning butanooliga. Kuivavad kiiresti, piisavalt tugev, kuid on õhuke kile ja seega metallide puhul tuleks kasutada krunte. Alküüdvärvid on glüftaal või pentalftaalvaikude baasil ning lahustitena kasutatakse nt tolueeni. Odavad, ilmastikule vastupidavad, hea nakkumisega eri pindade suhtes, kuid tundlikud lahustite suhtes. Vesiemulsioonvärvidel on lahustiks vesi ning kelmemoodustajateks erinevad polümeerid. Neid kasutatakse enamasti seinte ja lagede värvimiseks.
Pöördumatutes värvides reageerivad kelmemoodustaja komponendid keemiliselt moodustades põiksidemeid polümeerimolekulide vahel. Esialgsele värvile peab lisama kõvendit või toimub kõvenemine õhuhapniku ja temperatuuri toimel. Näitena polüester-, epoksü-, õlivärvid. Tihti vajavad nad, sarnaselt liimidega, katalüsaatorit. Õlivärvide puhul on kelmemoodustajaks kuivanud taimeõlid (linaõli, kanepiõli) ning neid kasutatakse puitpindade värvimiseks. Piirituslakkidel on kelmemoodustajaks merevaigu ja teiste looduslike vaikude lahused etanoolis. Nende miinuseks on kõrge hind. Kasutatakse muusikapillide puhul ja metalli korrosiooni vastu. Liimvärvide kelmemoodustajaks on kaseiin.
Kruntvärv kantakse põhivärvi alla, et see pinnaga hästi nakkuks (muidu heade omadustega värvid tihti seda ei suuda) või tagaks pinna elastsuse. Sageli on kruntvärv põhivärvist vedelam (täidab nt poore) ja odavam. Kruntvärv vähendab põhivärvi kulu. Näiteks puitu otse põhivärviga värvides imbub kelmemoodustaja lahus pooridesse ning pinnale jääb enam pigmenti, jättes ebaühtlase ja krobelise mulje.
Isotroopne ja anisotroopne materjal? Tooge näiteid.
Isotroopne materjal on materjal, mille omadused on ühesugused kõikides ruumi suundades. Üldiselt on nad sepistatavamad. Anisotroopne materjal on materjal, mille omadused on erinevates suundades erinevad.
Isotroopsed materjalid on üldiselt metallid ja klaas, kuigi nende hulgas võib esineda ka anisotroopset käitumist. Anisotroopsed materjalid on näiteks puit, vedelkristallid, kiudtugevdatud komposiidid.

Pilet 26

Ligniin. Bioloogiline roll, keemiline koostis.
Ligniin on puidu aromaatne, hüdrolüüsumatu osa, hargnenud ja ruumiliste polümeeride segu. Ligniin koguneb raku seintesse paar päeva pärast uue raku tekkimist ning annab rakuseintele struktuuri ja tugevust juurde. Arvatakse, et ligniin tekkis siis, kui esimesed taimed levisid merest maismaale. Tselluloosi- ja paberitööstus põhineb suuresti ligniini struktuuri lõhkumisel, sest see on tselluloosi kõrval teine puidu tähtsaim komponent.
Keemiline koostis: koosneb fenüülpropaani põhistruktuuriga momomeeridest, puudub korduv struktuur.
Babiidid (üldiselt ja iseloomulikud omadused)
Babiidid on peamiselt tina- ja pliisulamid, millest valmistatakse liugelaagrite sisepindu. Püsikomponendid on veel antimon (10-15%), vask (2-10%). Tüüpiline liitmaterjal, milles pehmema maatriksi moodustab antimoni ja vase tahke lahus tinas või antimoni lahus pliis, kõvema armatuuri annavad aga ühendite SnSb ja Cu3Sn kristallkobarad ja –nõelad. Pehmem maatriks tagab väikese hõõrdeteguri, kõvem armatuur suure kulumiskindluse. Kui maatriks isegi osaliselt sulab, jääb babiidi stuktuur alles. Sellised laagrid sobivad ka suurtel kiirustel töötavate võllide puhul. Babiidi kõvadust saab suurendada mõne % Ni, kaadiumi, arseeni jt komponentide lisamisega. Samuti püütakse selle poole, et tina oleks minimaalselt.
Hüdraulilised ja tehnilised vedelikud (nendele iseloomulikud omadused).
Kompressoriõlid – kõrge leektemperatuur ja termiline stabiilsus, väike lenduvus, keemiline inertsus pumbatavate ainete suhtes, madal hüdroskoopsus
Vaakumõlid – madal partsiaalrõhk, kõrge termiline stabiilsus, keemiline inertsus pumba materjali ja pumbatavate gaaside suhtes. Levinuimad mineraal- ja silikoonõlide baasil.
Hüdraulilised vedelikud - väike kokkusurumise koefitsient, madal külmumistemperatuur, madal vahutamine, inertne metalli ja tihendite suhtes.

Pilet 27

Liht- ja komposiitmaterjalid . Too näiteid ja võrdle omadusi.
Materjale saab liigitada lihtmaterjalideks ja liitmaterjalideks (komposiitideks). Lihtmaterjalid võivad olla keerulise koostisega, kuid erinevad koostisosad ei eristu materjalis selgesti, samuti need koostisosad ei erine üksteisest mehaaniliste ja tehnoloogiliste omaduste poolest.. Liitmaterjalid koosnevad mitmest teineteisest hoopis erinevate omadustega ainest. Liitmaterjali valmistamisel saab kompenseerida ühe materjali puudujääke teise materjali abil. Komposiitmaterjal koosneb armatuurist ja maatriksist. Armatuur annab materjalile tugevuse, jäikuse, tagab mehaaniliste omaduste säilimise tööolukorras. Võib olla kiuline või näiteks pulbriline. Puuduseks on kiudarmatuuril see, et ta võib kanda ainult teljesuunalist koormust. Ristsuunas ta tugevust ei suurenda ning võib isegi nõrgendada. Maatriks on komposiidi põhiosa, mis koos armatuuriga võtab vastu koormuse. Maatriks annab materjalile vormi ja monoliitsuse ning tagab koormuse ümberjaotumise.
Metallide jootmine .
Jootmine on detailide ühendamismeetod sulametalli (joodis) abil. Joodis peab sulama madalamal temperatuuril, kui ühendatavad metallid ning peab nendega hästi nakkuma. Peab olema sitke ja tugev. Pehmejoodised (sulamistemp. alla 450C) koosnevad peamiselt tinast ja pliist . Kasutatakse enamasti 62%tina ja 38% plii segu, mis on mehaaniliselt tugev, mitte liiga pehme ja sulas olekus hästi vedel. Pehmejoodistega jootmine toimub jootekolvi abil. Kõvajoodistega on sulamistemp. kõrgem ning nendega saab joota vaid jootepõleti või –lambi abil, mille leegi temperatuur on üle 1000C. Kasutatakse messingeid ning rakendusalaks on näiteks terasdetailide kokkujootmine. Tulemuseks kõvem ja tugevam side. Väärismetallide jootmiseks kasutatakse vastavate väärismetallide madalamate sulamistemp. sulameid.
Määrdeainete ülesanded ja vajalikud omadused.
Määrdeained on mootoriõlid, transmissiooniõlid, plastsed määrded jne. Nende ülesanne ja eesmärk on vähendada hõõrdumist, liikuvate detailide kulumist, tihendada detailide vahemikke, kaitsta korrosiooni eest, puhastada jne.
Liigid:
Mineraalõlid: Nafta destillatsiooni ja puhastamise produktid. Odavad, kuid omadused ei vasta tänapäeva nõuetele.
Poolsünteetilised õlid: Kompromiss hinna ja kvaliteedi suhtes. Sünteetilist komponenti on 20-40%.
Täissünteetilised õlid: Spetsiaalselt sünteesitud polü-alfa-alkeenid ja estrid. Head omadused, kuid kallid.
Õlidele lisatakse antioksüdante, korrosiooni takistavaid manuseid, detergente, depressoreid hangumistemperatuuri alandamiseks, kulumis- ja sööbimisvastaseid manuseid jne.
Transmissiooniõlisid kasutatakse hammas- ja tiguülekannete puhul, kus kantakse üle suuri jõude.
Plastsed määrdeained – ei ole vedelad ega tahked . Tahke komponent moodustab võrgu, mille vahed on täidetud vedela komponendiga. Kasutatakse kuullaagrite määrimiseks. Tahkeks komponendiks on näiteks seep , parafiin , grafiid. Vedelaks komponendiks mitmesugused õlid.

Pilet 28

Mittereaktiivsed liimid ja reaktiivsed liimid, too näiteid ja võrdle nende füüsikalis-
keemilisi omadusi.
Mittereaktiivsed liimid ehk pöörduvad liimid – Tavaliselt liimiva aine lahus või emulsioon mõnes lahustis . Liimivaks aineks(adhesiiv, liimi põhikomponent) on mõni termoplastne polümeer(lahustuvad hästi org lahustutes). Pöörduva liimi kõvenemine toimub lahusti aurustumisel. Seepärast tuleb valida lahusti, mis lendub kergelt (samas mitte liiga kergelt - oht, et liimiga kaetud pindadel kuivab liim ära enne, kui need jõutakse ühendada ja kokku suruda). Lahusti molekulid peavad liimikihist väljumiseks liikuma liimikihi ääre suunas. Kui aga liimikiht liiga kiiresti kuivab, jäävad lahusti aurud liimikihti mullidena ja vähendavad liimühenduse tugevust.
Kui liimühendus puutub kokku samalaadse lahustiga, millega liim valmistati, hakkab liim algul punduma ja siis lahustuma, ühendus kaotab oma tugevuse(oluline puudus). Ei kannata kuumutamist(muutub voolavaks) ning ruumala kahaneb kõvastumisel, sest lahusti aurustub. Näited: Vesilahustena või vesiemulsioonidena- paberi ja puiduliimid, PVA-liim. Termoplastsete polümeeride lahused orgaanilistes lahustites on nt PS liim(polüstürooli lahus tolueenis)
Reaktiivsed liimid ehk pöördumatud liimid– Kõvenemisel kulgevad keemilised reaktsioonid, mis muudavad põhipolümeeri struktuuri. Lineaarsed molekulid seotakse põikisidemete tekkimise abil võrgutaoliseks struktuuriks. Sellised liimid koosnevad peaaegu alati kahest komponendist: Põhipolümeerist – lühikeste lineaarsete molekulidega ja seetõttu poolvedel termoplast, mille ahelas peavad olema rühmad, mis reageerivad kõvendi funktsionaalrühmadega ja moodustavad põikisidemeid. Kõvendist – madalmolekulaarne aine, mille mõlemas otsas on aktiivsed funkts rühmad(-NH2, -COOH). Põikisidemetega struktuur ei lahustu lahustites. Kõvend valitakse selline, et põiksidemed tekiksid paraja kiirusega(nt EPO liimil on kõvenemisaeg paar tundi). Põiksidemete arv on küllaltki väike – 10% liimi hulgast. Kõvenemise kiirendamiseks on kõige lihtsam tõsta temperatuuri. On ka selliseid pöördumatuid liime, millele pole kõvendit vaja lisada, sest põiksidemete tekitamiseks vajalikud funkts rühmad on põhiaine molekulides kõrvalharudena olemas ning ruumilise struktuuri saamiseks tuleb ainult kuumutada. Mõned liimid kõvenevad pärast hermeetilisest tuubist väljapigistamist ka ühuniiskuse toimel. Näiteks: Epoksüliim, Fenool-formaldehüüdliim, Polüuretaanliimid, silikoonliimid
Väärismetallide sulamid, nende omadused ja töötlemine.
Väärismetallide sulamite puhul määrab sulami omadused, töötlemisviisi ja ka hinna vastava väärismetalli sisaldus, mis antakse tavaliselt tuhandikes 1000 osa sulami kohta (massi järgi). Seda nimetatakse prooviks, mis pärast eseme valmistamist lüüakse väikese stantsiga eseme vähenähtavasse kohta, et mitte rikkuda disaini. Nt Ag 950, 925 või 900 ja Au 750 või 585
Töötlemine: valamine, sepistamine, traadiks tõmbamine, saagimine, viilimine , puurimine . Jootmine,emailimine, keemiline värvimine, graveerimine .
Abrasiivide iseloomulikud (vajalikud) füüsikalised-keemilised omadused.
Peavad olema kõvad, teravate osakestega, termiliselt stabiilsed, keemiliselt stabiilsed hapete, leeliste, vee ja solventide suhtes,

Pilet 29

Oktaaniarv. Seos bensiini komponentide struktuuriga.
Oktaaniarv iseloomustab detonatsioonikindlust, mis on bensiinide üheks tähtsaimaks omaduseks. Kui rõhk ja temp silindris on võrdlemisi kõrged, võib küttesegu hakata liiga kiiresti põlema – käitub lõhkeainena, detonatsioon aga lõhub mootoreid. Väga detonatsioonikindel on 2,2,4- trimetüülpentaan(isooktaan), mille oktaaniarv on 100. Väga väikese detonatsioonikindlusega on aga heptaan, mille oktaaniarv on 0. Nii saadakse skaala, kus segades heptaani ja isooktaani erinevates vahekordades, saadakse ka vastav oktaaniarv.
Oktaaniarvu saab tõsta reformimisel, mille käigus sirge ahelaga alkaanid muutuvad hargnevaks, ehk oktaaniarv sõltub komponentide hargnevusest. Veel saab oktaaniarvu tõsta mitmesuguste hapnikuühendite lisamisega, nt eetrite või nitrometaaniga, aga need on kallid. Kui me lisame antidetonaatoreid, saab ka oktaaniarvu kõrgemaks
Metallide keevitamine.
Materjalide ühendamisvõte(metallid ja plastmassid ). Ühendatakse tavaliselt samast materjalist detailid. Keevitamisel tuleb puhtad pinnad muuta nakkuvaks liime või muid abivahendeid kasutamata. Selleks peavad pinnad olema teineteisele väga lähedal(metallide puhul vähemalt samal kaugel kui metalli kristallvõre sõlmpunktide vahekaugus ). Korraliku keevisliite puhul jätkub ühe metalli kristallvõre katkestusteta teises metallis peaaegu kogu keevisliite ulatuses.
Selleks, et pinnad liituksid, peab juurde andma energiat.
Viisid: 1)Survekeevitus – pehmete metallide korral ühendamine suure rõhu või löögi toimel toatemperatuuril. Kõvemate metallide korral on vaja tempi tõsta(mida kõrgem temp, seda väiksem surve). Pole väga tugev viis.
Kontaktkeevitus- Survekeevituse alaliik . Keevitatavad plekid surutakse elektroodide vahele, millesse juhitakse madala pinge, kuid suure voolutugevusega vool. Plekkide kokkupuutekoht kuumeneb tugevalt ja tekib keevisliide . Lihtne meetod, puuduseks üksikute punktide kaupa keevitamine, mis pole iga kord piisavalt tugev.
2)Sulatuskeevitus – Tähtsaim ja levinuim võte. Liidetavad pinnad aetakse sulaks , need segunevad ja tekib ühtlane, võrdlemisi kitsas sulametalliriba, mis jahtudes tahkub keevisliiteks. Osa metalli läheb tekkiva oksiidi tõttu kaduma, see aga nõrgendab liidest. Lisatakse räbusteid, et oksiide lahustada.
Eelised: Odav, kiire, sobib mitmetele metallidele, vastava aparatuuri puhul tehniliselt lihtne, liitekoht tuleb tugev ning ei vaja eelnevat puhastamist.
Puudused: Metalli töödeldakse väga kõrge temperatuuriga, millega kaasneb tema omaduste muutus.
Paberi tootmise lähtematerjalid.
Paberitööstuse lähteaineteks on puitmass (nii okas- kui lehtpuude puit), üheaastaste taimede õled, põhk ( riis , kanep , lina, pilliroog), vanapaber või kaltsud ( puuvill ja lina). Olulised parameetrid on kiudude pikkus, paber okaspuutselluloosist (~3 mm) on tugevam kui lehtpuidust ~1mm, kiudude ehitus, okaspuidust paber on tihedam ja tugevam, lehtpuidust läbipaistmatum ja parema imavusega, keemiline koostis, hemitselluloos suurendab tugevust, tihedust ja läbipaistvust.

Pilet 30

Võrrelge madala- ja kõrgmolekulaarsete ainete omadusi
(polümeeride korral) – kõrgmolekulaarsed ained on kõrgema sulamistemperatuuriga, samuti mitmete ainete puhul on kõrgmolekulaarsel vormil suurem tõmbetugevus kui madalamolekulaarsel vormil.
Kvartsklaasi eelised ja puudused
Eelised:
UV läbipaistev
Väike paisumistegur
Suur soojusjuhtivus
Kõrge temperatuuritaluvus(1400oC)
Puudused:
Kallis
Rabe
Raske puhuda ja joota
Kõrgel temperatuuri kardab leelismetallide kloriide
Sulab kõrgel tempil ja plastsuspiirkond on kitsas
Nimetage eri liiki tugevusi ja mida need näitavad materjali kohta.
Tõmbetugevus- Maksimaalne jõud või suurim pinge, mida saab kehale rakendada, enne kui ta puruneb.
Survetugevus – Näitab survejõudu, mida saab kehale rakendada, enne kui ta puruneb.
Paindetugevus- Näitab keha painutamiseks kulunud maksimaalset jõudu, enne kui keha puruneb
Väändetugevus- Näitab keha väänamiseks kulunud maksimaalset jõudu või pinget, enne kui keha puruneb.
Nihketugevus- pmst sama mis väändetugevus.