Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Materjaliteaduse üldalused eksamiküsimused". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
metall, sulam, polümeer, kristall, deformatsioontivus, polümeerid, aatom, süsinik, siid, võre, difusioon, polümeeride, sulamid, malm, tavalisel, kiudu, davad, ioonid, sõltuvus, tõmbetugevus, elektron, tetraeedri, sulamistemperatuur, magnetilise, keraamika, moodus, dielektrik, tsement, plastid, mehhanism, materjalis, lisandite, kihid, amorfse1) Valdav osa tahkeid aineid on polükristalse ehitusega, nad koosnevad suurest hulgast väikestest korrapäratult orienteeritud kristallidest. Tekib, kui kristallide kasv algab korraga paljudes kohtades (tavaliselt lisandid, kolloidosakesed jne). Üksikute terade pinnal muutub kristallvõre orientatsioon. Kui kristallisatsioon algab vormi pinnalt, on orientatsioon veidi erinev. 2) Monokristall on tahke keha, kus aatomite korrapärane paiknemine jätkub kogu keha ulatuses, st on üksainus suur kristall. Looduslikud monokristallid (näiteks mäekristall) on tavaliselt korrapärase hulktahuka kujulised. Tehnilistel eesmärkidel kasvatatakse monokristalle kunstlikult. Monokristalli on ka oma kindel tõmbamise skeem sulandist. Nii saadakse näiteks suuri pooljuhtmaterjalide monokristalle läbimõõduga kuni 40 cm ja pikkusega üle meetri. Anisotroopia on nähtus, kus monokristalli omadused eri suundades on erinevad. See on seotud osakeste erineva tihedusega erinevates suundades
korrapäratult orienteeritud kristallidest. Tekib, kui kristallide kasv algab korraga paljudes kohtades (tavaliselt lisandid, kolloidosakesed jne) (joon 2-17). Üksikute terade pinnal muutub kristallvõre orientatsioon. Kui kristallisatsioon algab vormi pinnalt, on orientatsioon veidi erinev. Monokristall on tahke keha, kus aatomite korrapärane paiknemine jätkub kogu keha ulatuses, st on üksainus suur kristall. Looduslikud monokristallid (näiteks mäekristall) on tavaliselt korrapärase hulktahuka kujulised. Tehnilistel eesmärkidel kasvatatakse monokristalle kunstlikult. Monokristalli tõmbamise skeem sulandist on joonisel 2-19. Nii saadakse näiteks suuri pooljuhtmaterjalide monokristalle läbimõõduga kuni 40 cm ja pikkusega üle meetri. Anisotroopia on nähtus, kus monokristalli omadused eri suundades on erinevad. See on seotud osakeste erineva tihedusega erinevates suundades
1) Valdav osa tahkeid aineid on polükristalse ehitusega, nad koosnevad suurest hulgast väikestest korrapäratult orienteeritud kristallidest. Tekib, kui kristallide kasv algab korraga paljudes kohtades (joonis 2- 17). Üksikute terade pinnal muutub kristallvõre orientatsioon. Kui kritallisatsioon algab vormi pinnalt, on orientatsioon veidi erinev (joonis 2-18). 2) Monokristall on tahke keha, kus aatomite korrapärane paiknemine jätkub kogu keha ulatuses, st on üksainus suur kristall. Looduslikud monokristallid (nt. Mäekristall) on tavaliselt korrapärase hulktahu kujulised. Tehnilistel eesmärkidel kasvatatakse monokristalle kunstlikult. Monokristalli tõmbamise skeem sulandist joonis 2-19. Nii saadakse nt suuri pooljuhtmaterjalide monokristalle läbimõõduga kuni 40 cm ja pikkusega üle meetri. Anisotroopia on nähtus , kus monokristalli omadused eri suundades on erinevad. See on seotud osakeste erineva tihedusega erinevates suundades
1) Valdav osa tahkeid aineid on polükristalse ehitusega, nad koosnevad suurest hulgast väikestest korrapäratult orienteeritud kristallidest. Tekib, kui kristallide kasv algab korraga paljudes kohtades. Üksikute terade pinnal muutub kristallvõre orientatsioon. Kui kristallisatsioon algab vormi pinnalt, on orientatsioon veidi erinev. 2) Monokristall on tahke keha, kus aatomite korrapärane paiknemine jätkub kogu keha ulatuses, st on üksainus suur kristall. Looduslikud monokristallidon tavaliselt korrapärase hulktahuka kujulised. Tehnilistel eesmärkidel kasvatatakse monokristalle kunstlikult. Monokristalli tõmbamise skeem sulandist on joonisel. Nii saadakse näiteks suuri pooljuht-materjalide monokristalle läbimõõduga kuni 40 cm ja pikkusega üle meetri. Anisotroopia on nähtus, kus monokristalli omadused eri suundades on erinevad. See on seotud osakeste erineva tihedusega erinevates suundades. Anisotroopia on seda suurem, mida
1)Valdav osa tahkeid aineid on polükritalse ehitusega, nad koosnevad suurest hulgast väikestest korrapäratult orienteeritud kristallides. Tekib, kui kristallide kasv algab korraga paljudes kohtades. Üksikute terade pinnal muutub kritsallvõre orientatsioon. Kui kristallisatsioon algab vormi pinnalt, on orientatsioon veidi erinev. 2)Monokristall on tahke keha, kus aatomite korrapärane paiknemine jätkub kogu keha ulatuses, st on üksainus suur kristall. Looduslikud monokritallid on tavaliselt korrapärase hulktahuka kujulised. Anisotroopia on nähtus, kus monokritall omadused eri suundades on erinevad. See on seotud osakeste erineva tihedusega erinevates suundades. Anisotroopia on seda suurem, mida ebasümmeetrilisem on kritall. Omadused on näiteks elastsusmoodul, peegeldustegur, elektrijuhtivus. Polükritalne meterjal on isotroopne, omadused on keskmised. Võimalik on valmistada
12. Polümeeride tüübid. Termoplastid, vedelkristalsed polümeerid, termoaktiivsed polümeerid, elastomeerid. Termokäitumise järgi jagatakse termoplastideks ja termoaktiivseteks. 1) Termoplastid on lineaarsed või väheargnenud polümeerid, mis korduval kuumutamisel vedelduvad ja jahtudes tahkestuvad. Nii amorfsed kui poolkristallilised. Amorfsed: polümetüülmetakrülaat, polüstrüool, polüvinüülkloriid. Osaliselt kristallilised: polüetüleen, polütetrafluoretüleen, polüpropüleen, polüamiid, polüetüleen-tereftalaat (polüester). 2) Vedelkristalsed polümeerid: neis esinevad vedelas olekus korrastatud alad: ühedimensionaalne või kahedimensionaalne
aatomite arv (koordinatsiooniarv on aluseks ka kristallvõrede tähistamisel: nii tähistatakse lihtsat kuupvõre kordinatsiooniarvuga 6 tähisega K6; ruumkesendatud kuupvõret K8, tahkkesendatud kupvõret K12; lihtsat heksagonaalvõret H6, kompaktset heksagonaalvõret H12; lihtsat tetragonaalvõret T4, ruumkesendatud tetragonaalvõret T8). Baas on aatomite arv, mis tuleb võreelemnedi kohta. Kuupvõre korral kuulub tipus olev aatom 1/8-ga võreelemendile, serval 1/4-ga, aatom tahul 1/2-ga ja aatom võre sees tervenisti võreelemendile, heksagonaalvõre korral kuulub tippus olev aatom 1/6-ga võreelemendile jne. a)Ruumkesendatud kuupvõre Tähis K8; Koordinatsiooni arv 8; Baas n= 8 x 1/8 + 1x1= 2; Lisaks võreelemendile tippudes olevaile aatomeile paikneb üks aatom võreelemendi sees diagonaalide sõlmpunktis. b)Tahkkesendatud kuupvõre Tähis K12; Koordinatsioon arv 12; Baas n=8 x 1/8 + 6 x 1/2= 4; Lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid iga tahu keskel
regulaarselt teatud korra kohaselt, mille tulemusena tekib kristalliline struktuur. On ka võimalik, et tavaline aatomite või aatomite rühmade korduvus kristallis on piiratud. Kristallivõre elemendid (võreelemendid) võivad olla a) primitiivsed e. lihtsad (primitive, simple) aatomid paiknevad ainult võreelemendi sõlmpunktides (tippudes); b) ruumkesendatud (body-centred) lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paikneb üks aatom võreelemendi sees diagonaalide sõlmpunktis; c) tahkkesendatud (face-centred) lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid iga tahu keskel diagonaalide sõlmpunktides; d) põhitahkkesendatud (base-centred) lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid põhitahkude keskel diagonaalide sõlmpunktides. VAATA KA TABELIT, RMT LK 9 -võret iseloomustavad suurused
Kasutamine. Tempermalm Valgemalmide struktuuri kujunemine on jälgitav Fe-Fe 3C faasidiagrammil. Valgemalmi süsinikusisaldusega 2,2...3,0% ja ränisisaldusega 0,7...1,5% kasutatakse tempermalmist valandite tootmiseks. Vastav tehnoloogiline protsess seisneb selles, et valgemalmi struktuuriga valandeid lõõmutatakse pikka aega temperatuuril 950...1050 °C. Nendel temperatuuridel koosneb malmi struktuur austeniidist ja tsementiidist. Viimane laguneb pikaajalisel seisutamisel ja tekib vaba süsinik grafiit. Kuna siin on iseärasuseks grafiidi tekkimine tardolekus, siis on tal ka iseloomulik kuju pesajas (sele 1.38c). Sellist grafiiti nimetatakse ka lõõmutussüsinikuks ja ta on tempermalmi struktuuri iseloomulikumaks tunnuseks Kui jahutada malmi mõõduka kiirusega alla 727 °C, laguneb austeniit perliidiks ning saame perliit- malmi; aeglasel jahutamisel temperatuuri-vahemikus 740...710 °C või seisutamisel temperatuuril 700...
struktuur. ΔT2 - suur allajahutusaste --> väike Vkr,k, suur Vkr,t Tulemus: peeneteraline struktuur Amorfse struktuuriga metallisulamid - ΔT3- ülisuur allajahutusaste Tulemus: amorfne (mittekristalliline struktuur). Kristalliseerumisel tekkivate kristallide (terade) kuju sõltub eelkõige nende kasvu tingimustest, peamiselt soojuse äravoolu suunast ja jahtumiskiirusest. 6. Sulamite struktuur: mehaaniline segu (eutektikum, eutektoid) - sulami faas, mille korral koosneb sulam komponentide A ja B kristallidest. Eutektikum- mehaaniline segu, mille terades on vaheldumisi ühel ajal eraldunud tardfaasid. Eutektikum tekib vedelast lahusest kristalliseerumise tulemusena. Eutektoid- mehaaniline segu, mille terades on vaheldusmisi ühel ajal eraldunud tardfaasid. Eutektoid tekib tardlahuse ümberkristalliseerumise või lagunemise tulemusena. tardlahus (asendus- ja sisendustüüpi) - ehk tahke lahus on sulami faas, mille korral
1. MATERJALIÕPETUS Aatomituum Prooton 1.1. Materjalide struktuur ja omadused Neutron 1.1.1. Materjalide aatomstruktuur Kõikide tehnomaterjalide põhiliseks struktuuri-ühi- kuks on aatom, mis koosneb positiivselt laetud tuumast ja seda ümbritsevast elektronkattest. Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest, mille arv võrdub aatomnumbriga (järjenumbriga). Aatommass määrab tahke aine e. tahkise tiheduse, elektrijuhtivuse, soojusmahtuvuse, mõjub aga vähe selle tugevusomadustele. Aatomkristallilise või lihtsalt kristallilise struk- Elektron tuuri all mõeldakse aatomite (ioonide) omavahelist
õhumullid haaravad klaasi niitidena kaasa. Õhu käes jahtudes tarduvad niidid otekohe. Saab teha klaasvilla, mis on täiesti tuleohutu, sobib filtermaterjaliks ka. Pilet 2.Tahkes olekus on aatomid, ioonid või molekulid paigutunud staatiliselt. Nende osakeste vastastiktoime määrab ära tahkise omadused. Sideme liigid tahkistes-Iooniliste sidemetega tahkised, koosnevad katioonidest ja anioonidest, kõrge sulamistemperatuur, võre energia sõltub iooni suurusest ja laengust, kovalentse sideme osakaal kasvab koos polariseeritavuse kasvuga, lahustuvad ainult polaarsetes lahustes(NaCl, CaCl2). Metalliliste sidemetega tahkised- 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-sageli kõrge s.t
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
..100 kgf. Jälje diagonaal mõõdetakse optilise mikroskoobi abil ning seejärel kasutatakse Vickersi valemit, et arvutada kõvadust. Tähistuseks on HV. 2. Metallide ja sulamite struktuur Metallide põhilised kristallivõred, neid iseloomustavad parameetrid, polümorfism, isomorfism. Kõige levinuma kristallivõre tüübid: Primitiivsed ehk lihtsad- aatomid paiknevad ainut võreelemendi sõlmpunktides Ruumkeskendatud- lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paikneb üks aatom võreelemendi sees diagonaalide sõlmpunktis. Tahkkeskendatud- lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid iga tahu keskel diagonaalide sõlmpunktides. Põhitahkkeskendatud- lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid põhitahkude keskel diagonaalide sõlmpunktides. Kristallvõret iseloomustavad parameetrid- 1) võreperiood- lähimate paralleelsete aatomtasandite vaheline kaugus (on vahemikus 0,1...0,7 nm);
Ainult hapnikku on rohkem. Esineb peamiselt kvartsi (SiO2) ja silikaatide kujul. Räni on küll palju, aga tema saamine ülipuhtal kujul on väga keeruline ning palju energiat nõudev, mistõttu puhas räni on küllalt kallis. Räni puhastamise teeb raskeks kõrge sulamistemperatuur 1414OC. Sel temperatuuril pehmeneb konteinerite ja torude valmistamise peamine materjal räni tehnoloogias kvartsklaas SiO2. Grafiiti ei saa aga kasutada, kuna süsinik reageerib räniga. Pooljuhtpuhtusega räni saamise tehnoloogia peamised etapid: - tehnilise Si üleviimine kloriidiks Si + 4 HCl = SiCl4 + 2 H2 (300 400 OC); - SiCl4 destillatsioon, ekstraktsioon ja rektifikatsioon; - SiCl4 taandamine vesinikuga SiCl4 + 2 H2 = Si + 4 HCl (1000 OC); - Si lõplik puhastamine vertikaalse (tiiglivaba) tsoonsulatuse meetodil vaakuumis; - legeeritud monokristallide kasvatamine sulandist tõmbamise (Czochralski) meetodil.
Kar HRC, HRA Metallide ja sulamite struktuur Metallide põhilised kristallivõred Kristallivõret iseloomustavad suurused Võreperiood - lähimate paralleelsete aatomtasandite vaheline kaugus (on vahemikus 0,1...0,7 nm). Võrebaas (n) - aatomite arv, mis tuleb võreelemendi kohta. Võre koordinatsiooniarv (k) - võreelemendis antud aatomile lähimal ja võrdsel kaugusel olevate aatomite arv (koordinatsiooniarv on aluseks ka kristallivõrede tähistamisel) Aatomiraadius (R) – nt. lihtsa kuupvõre K6 korral pool aatomitevahelisest kaugusest e. võreperioodist a. Võre kompaktsusaste e. ruumpakketihedus - võreelemendi kohta tulevate aatomite ruumala suhe võreelemendi ruumalasse (kristallivõrel H6 on see 0,52; K8 – 0,68;
Raskesti sulavad üle 1500º 3.Vääringu järgi a.Väärismetallid (hõbe, kuld, plaatina) b.Haruldased metallid (titaan, volfram, berüllium jne) 21.Kuidas lisandid mõjutavad värviliste metallide tehnoloogilisi ja elektrilisi omadusi? Al-lisades vaske ja räni saadakse duuralumiinium(konstruktsioonimaterjal).Cu -baasil sulameid kasutatakse elektrotehnikas. Tal on hea elektrijuhtivus. Valgevask on juhtme materjal ja tema koostises on vask ja tsink. Sulam mis sisaldab 30% tsinki nim.tombakuks(kontaktmaterjal). Pronks koosneb vasest ja tinast(on hästi valatav). Vase ja nikli sulam-suure eritakistusega(küttekehad, reostaadid). Kroomi ja volframi lisamisel saadakse ülikuumakindlad manganiit ja kromaal. Volfram-kõrge sulamistemperatuuriga(hõõgniitides) 22.Millised on sulamite: messingi, pronksi, manganiini ja konstantaani koostise põhikomponendid ning nende kasutusalad?
valatavad ja vormitavad; Keemiliselt inertsed, keskkonnamõjudele vastupidavad; Lagunevad ja pehmenevad kõrgematel temperatuuridel; Madal elektrijuhtivus, Mittemagnetilised. 14. Nõuded karastusjookide taara materjalidele. 1) peab hoidma CO2, mis on rõhu all; 2) olema mitte-toksiline ja mitte reageerima joogiga, soovitavalt taaskasutatav; 3) suhteliselt tugev 4) odav; 5) optiliselt läbipaistev; 6) toodetav erinevates värvitoonides. Metall (Al), keraamika (klaas), polümeer (polüester). 15. Komposiitide mõiste, näited. Koosnevad 2 või enamast materjalist (metall, keraamika, polümeerid). Eesmärk omaduste kombineerimine et saada parim. Looduslikud- puit, luud; Sünteetilised- fiiberklaas (klaaskiud on ümbritsetud polümeerse materjaliga). Suhteliselt tugev ja jäik aga ka painduv, madal tihedus. CFRP- süsinikfiibritega tugevdatud (armeeritud) polümeer. Tugevam ja jäigem, kallim; kasutusel lennukitööstuses, spordivarustuses (jalgrattad, golfikepid,
Kulumiskindlus Pinnaomadused Tulekindlus Soojuspüsivus Ohutus Keskkonnasõbralikkus Mustad metallid Mustad metallid Mustad metallid -- raud ja selle sulamid (teras, ferrosulamid, malmid). Vahel liigitatakse mustadeks metallideks ka mangaan ja kroom. Neid metalle kasuatakse peamiselt malmide ja teraste tootmisel. 90% kasutatavatest metallidest moodustab mustade metallide osakaal. Enamik erinevad terased. Mustade metallide tootmine Malm-- raua ja süsiniku sulam, süsiniku sisaldus suurem kui 2.14 % (kuni 6%). Malmid jagunevad valgemalmiks, hallmalmiks, tempermalm, kõrgtugevmalm. Teras-- raua ja süsiniku sulam, süsiniku sisaldus kuni 2.14 %. Väikese süsiniku sisaldusega (vähem kui 0,25 %) Süsinikterased (0,25 -- 0,6 %) Suure süsiniku sisaldusega (üle 0,6 %) Peale süsiniku sisaldavad terased ja malmid muid aineid: räni, mangaan, väävel ja fosfor. Kindlate omadustega teraste ja malmide saamiseks lisatakse nende koostisesse leegeeraineid:
Kõvaduse määramine Vickersi meetodil 2. Materjalide aatomstruktuur Vickersi meetod põhineb teemantpüramiidi sissesurumisel materjali. See meetod võimaldab määrata Kõikide tehnomaterjalide põhiliseks struktuuri-ühikuks igasuguse kõvadusega metallide ja sulamite on aatom, mis koosneb positiivselt laetud kõvadust ning sobib õhukese metalli kõvaduse tuumast ja seda ümbritsevast elektronkattest. määramiseks. Materjali sisse surutakse Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest, neljatahuline püramiid tahkudevahelise nurgaga mille arv võrdub aatomnumbriga (järjenumbriga). 136°, jõuga 9,8…980 N (1…100 kgf). Vickersi
5) optiliselt läbipaistev; Heterogeenne segu- segu, mille koostis igas ruumipunktis pole ühesugune, 6) toodetav erinevates värvitoonides. koosneb mitmest eristatavast faasist: emulsioonid, kivimid, pulbrid; näiteks Metall (Al), keraamika (klaas), polümeer (polüester). graniit Segud on paljud toiduained, ravimid, taimekaitsepreparaadid, ehitusmaterjalid. 16. Komposiitide mõiste, näited. n Koosnevad 2 või enamast materjalist (metall, keraamika, polümeerid). 9. Materjalide struktuur (mikro-, makro). n Eesmärk omaduste kombineerimine et saada parim.
biomaterjalid- kasutatakse implantaatidena inimkehas, mittetoksilised, ei tekita reaktsioone. targad materjalid- suutelised tundma ära keskkonnamuutusi ja nendele reageerima ette teadaoleval viisil. Koosnevad sensorist (optilised fiibrid) ja reageerijast, mis muudab kas kuju, asendit, sagedust vm. sõltuvalt temperatuuri, elektrivälja- või magnetvälja tugevuse muutustest. 18. Nanomaterjalid Võivad olla metallid, keraamika, polümeerid ja komposiidid. *Ei eristata keemilise koostise järgi vaid suuruse. Struktuurikomponentide suurus on nanomeeter (st 10-9 m) kuni 100 nm (~500 aatomi diameetrit). Näiteks: süsinikunanotorud; nanokomposiidid tennisepallides, magnetilised nanosuuruses terad kõvaketastes jm. *Kõrge keemiline reaktsioonivõime- ohtlikkus on uurimata. 19. Kemikaal-definitsioon Kemikaal- aine mida valmistatakse või kasutatakse keemilistes protsessides; 20
Heterogeenne segu segu, mille koostis igas ruumipunktis pole ühesugune, 3) suhteliselt tugev koosneb mitmest eristatavast faasist: emulsioonid, kivimid, pulbrid; näiteks 4) odav; graniit 5) optiliselt läbipaistev; Segud on paljud toiduained, ravimid, taimekaitsepreparaadid, 6) toodetav erinevates värvitoonides. ehitusmaterjalid. Metall (Al), keraamika (klaas), polümeer (polüester). 9. Materjalide struktuur (mikro-, makro). 16. Komposiitide mõiste, näited. n Puhaste ainete materjalide omadused sõltuvad elementkoostisest ja mikro n Koosnevad 2 või enamast materjalist (metall, keraamika, polümeerid). ning makrostruktuurist. n Eesmärk omaduste kombineerimine et saada parim. n Mikrostruktuur on aatomite tasandil struktuur
Mehaaniline- deformatsioon koormuste mõjul- jäikus, tugevus jm. Elektriline- elektrijuhtivus, elektrivälja mõju. Termiline- soojusmahtuvus ja –juhtivus Magnetiline- magnetvälja mõju Optiline- elektromagnetkiirguse või valguse mõju, murdumisnäitaja, peegeldumisvõime. Keemiline- keemiline koostis. 10. Tahkete materjalide klassifikatsioon keemilise koostise järgi. 1) metallid 2) keraamika 3) polümeerid 4) komposiidid- 2 või enamat materjali koos 5) kõrgtehnoloogilised materjalid- pooljuhid, biomaterjalid, targad materjalid, nanotehnoloogilised materjalid. 11. Metalsete materjalide üldiseloomustus. Koosnevad 1 või mitmest metallist (Fe, Al, Cu, Ti, Au, Ni) ja ka mittemetallist (C, N, O).Iseloomustab aatomite korrapärane paigutus. Omadused: suhteliselt tihedad, tugevad, jäigad, purunemiskindlad; head elektrijuhid
tekita reaktsioone. targad materjalid- suutelised tundma ära keskkonnamuutusi ja nendele reageerima ette teadaoleval viisil. Koosnevad sensorist (optilised fiibrid) ja reageerijast, mis muudab kas kuju, asendit, sagedust vm. sõltuvalt temperatuuri, elektrivälja- või magnetvälja tugevuse muutustest. 17. Nanomaterjalid. Võivad olla metallid, keraamika, polümeerid ja komposiidid. 3 *Ei eristata keemilise koostise järgi vaid suuruse. Struktuurikomponentide suurus on nanomeeter (st 10-9 m) kuni 100 nm (~500 aatomi diameetrit). Näiteks: süsinikunanotorud; nanokomposiidid tennisepallides, magnetilised nanosuuruses terad kõvaketastes jm.
1) Mehaaniline – deformatsioon koormuste mõjul – jäikus, tugevus jm 2) Elektriline – elekrtijuhtivus, elektrivälja mõju 3) Termiline – soojusmahtuvus ja –juhtivus 4) Magnetiline – magnetvälja mõju 5) Optiline – elektromagnetväljakiirguse või valguse mõju, murdumisnäitaja, peegeldusvõime 6) Keemiline – keemiline aktiivsus 11. Tahkete materjalide klassifikatsioon keemilise koostise järgi. 1) Metallid 2) Keraamika 3) Polümeerid 4) Komposiidid – 2 või enamat materjali koos 5) Kõrgtehnoloogilised materjalid – pooljuhid, biomaterjalid, targad, nanotehnoloogilised materjalid 12. Metalsete materjalide üldiseloomustus. * koosnevad 1 või mitmest metallist (Fe, Al, Cu) ja ka mittemetallist (C, N, O) * aatomite korrapärane paigutus * tihedad, tugevad, jäigad, purunemiskindlad * head elekri- ja soojusjuhid; * valgusele läbipaistmatud; * poleeritud pind on läikiv ; * magnetilised omadused (Fe, Ni) 13
Kesknoolutus (300...400C)vedrud, puidulõikeriistad. Kõrgnoolutus (450...650 oC) konstruktsioonidetailid, masinaosad(karastus + kõrgnoolutus =parendamine e. noolutus sorbiidile) 4. Plastid: struktuur (näited mõlema struktuuriga plasti kohta). Liigitus temperatuurile reageerimise ja kasutusotstarbe järgi. Plastide kasutamise eelised ja puudused. Polümeerid on keemilised ühendid, mille molekul koosneb kovalentsete sidemetega seotud korduvatest struktuuriühikutest ehk elementaarlülidest. Polümeerid on kas looduslikud (nt. merevaik, tselluloos, tärklis) või sünteetilised (paljud plastmassid) materjalid, millel on erinevad omadused ja kasutusalad. Polümeerid: kõrgmolekulaarsed ühendid (molaarmass 2000- 2 000 000). Makromolekulid on üles ehitatud madalmolekulaarsetest ainetest- monomeeridest. Polümeeridest saab valmistada järgmisi polümeertooteid: Plastmassid (polümeerid, mida saab valada), kiud, elastomeerid (kummid), liimid (adhesiivid), pinnakattematerjalid, komposiitmaterjalid
1) kristallilised ained, mis on tahked metallid ja mille aatomid paiknevad ruumis korrapäraselt kindla süsteemiga ja omavad kindlat sulamis temperatuuri sulamis tempi. 2) Amorfsed ainde, mille aatomite paigutus on korrapäratu ja nad ei oma kindlat sulamis temp-i. (Tinglik märksõna plastmassid) Metallide kristalliline siseehitus Metallide korrapärane aatomite paigutus moodustab kuubilise ruumvõre või mõne muu ruumilise geomeetrilise kujundi (6 tahuga prisma). Põhilised kristall võred oleksid järgmised:1) mahuliselt tsentreeritud ehk ruumtsentreeritud.n=9 2) tahktsentreeritud n= 14 3) heksagonaalne n=17 Olenemata materjali aatomite arvust kujuneb välja materjali tugevus. Puhta raua aeglasel jahutamisel tekivad kriitilised temperatuurid 1410C, 910C, 786C, millede vahemikus esinevad ruumvõrede struktuurid. Termo töötlemine Põhiprotsessid on järgmised: 1) karastamine 2) Lõõmutamine 3) Noolutamine
1 Kristallivõre tüübid primitiivsed e. lihtsad aatomid paiknevad ainult võreelemendi sõlmpunktides (tippudes); b) ruumkesendatud lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paikneb üks aatom võre- elemendi sees; Cr a, Fe a, Mna, Mo, V, W a ; c) tahkkesendatud lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid iga tahu keskel; Ag, Al, Cu, Coy , Cu, Fey, Ni, Pb, Pt, Sny d) põhitahkkesendatud lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid põhitahkude keskel. kompaktne heksagonaalvõre: Be, Cd, Co, Cr , Mg, Ti, Zn. KRISTALLVÕRET ISELOOMUSTAVAD SUURUSED · Võre periood · Võre baas · Võre koordinatsiooniarv
3) ferrosulameid – suure Mn või Si sisaldusega rauasulameid, mida kasutatakse valumalmide ümbersulatamisel koostise reguleerimiseks ning terase taandamiseks. Koostise järgi eristatakse legeerimata malme, mis on põhiliselt raudsüsiniksulamid ja eriomadustega legeermalme, mille koostisse on lisatud täiendavalt teisi elemente. Malmis sisalduva süsiniku oleku järgi eristatakse: 1. Valgemalmid, kus kogu süsinik on rauaga seotud olekus tsementiidi ( F e 3 C ) kujul. Selline malm on heleda murdepinnaga, millest ka nimi. Valgemalm saadakse vedela malmi kiiremal jahtumisel valuvormis (õhukeseseinalised valandid, metallvormid) 2. Hallid malmid on tumedama murdepinnaga, kus kogu süsinik või enamik sellest on vabas olekus grafiidina. 1.1 Hallid malmid Hallid malmid markeeritakse liigi ja põhiliselt tõmbetugevuse järgi
1) Tehnikas kasutatavad materjalid: Metallid: 10000eKr Kasutati kulda, sest see oli looduses vabalt kätte saadav. 5000eKr avastati vask, esimene sulam mis avastati oli pronks (phst Kõik vase sulamid). Kristuse sünni ajal avastati raud. Malm alvastati 16 saj, siis algas metallide võidukäik. Hiljem õpiti valmistama teraseid. 20saj keskpaigas oli metallide olulisus tipus.(1,2 MS). Metallide kasutus väheneb, nende asemel luuakse teisi materjale.(liigume kasutuse poolest tagasi kiviaega, metalle hakkavad asendama keraamilised materjalid.) plastid (polümeerid): 10000 eKr Kasutati Puitu, nahka, erinevaid looduslike kiude
valuomadusi, eelkõige vedelvoolavust. Süsinik Tabel 1.8. Tavalisandid terastes C-sisalduse suurenedes kasvab terase kõvadus, tõmbetugevus ja voolavuspiir ning vastupanu väsi- Lisand Sisaldus Mõju terases muspurunemisele; vähenevad aga plastsus- ning %, kuni sitkusnäitajad. Si 0,5 Viiakse terasesse Süsinik avaldab mõju ka terase külmahap- valmistusprotsessis ruslävele, soodustades terase haprumist madalatel desoksüdeerijana temperatuuridel. Mn 1,65 C-sisalduse suurenemisega kaasneb terase Viiakse terasesse valmistus-
materjalid, plastilised, kergesti valatavad ja vormitavad, keskkonnamõjudele vastupidavad, agunevad ja pehmenevad kõrgematel temperatuuridel, madal elektrijuhtivus, mittemagnetilised. 15. Nõuded karastusjookide taara materjalidele- peab hoidma CO2, mis on rõhu all; olema mitte-toksiline ja mitte reageerima joogiga; soovitavalt taaskasutatav;suhteliselt tugev; odav; optiliselt läbipaistev; toodetav erinevates värvitoonides. Metall (Al), keraamika (klaas), polümeer (polüester). 16. Komposiitid- koosnevad 2 või enamast materjalist (metall, keraamika, polümeerid). Näiteks- jalgrattad, golfikepid, tennisereketid, lumelauad. 17. Kõrgtehnoloogilised materjalid. Pooljuhid- metallid ja sulamid, keraamika ja polümeerid; elektroonika- ja arvutitööstus. Biomaterjalid- kasutatakse implantaatidena inimkehas, mittetoksilised, ei tekita reaktsioone.
annaabi.ee 
