Materjalide omadused Materjalide valikul ja nende kasutusalade määratlemisel pakuvad eelkõige huvi materjalide omadused, mis on ühelt poolt määratud nende struktuuriga, teiselt poolt nende saamise ja neist detailide valmistamise tehnoloogiaga. Materjalide omadused võib grupeerida füüsikalisteks, mehaanilisteks ja tehnoloogilisteks. Materjali kasutusomadusi iseloomustavad talitlusomadused. Materjalide füüsikalised omadused Materjalide olulisemateks füüsikalisteks omadusteks on tihedus ja sulamistemperatuur, mis on ka materjalide, eelkõige metallide liigitamise aluseks. Tihedus Erinevad materjaligrupid (metallid, plastid, keraamika) erinevad eelkõige oma tiheduse poolest. Tiheduse ühikuks on mahuühiku mass, kg/m 3. Plastidel on tihedus 1000...2000 kg/m 3, keraamikal 1500...2500 kg/m3, enamkasutatavatel metallidel piires 1700...22 000 kg/m 3
· eriplastideks fluorplast (PTFE) jt. ESINDAJAD: Plastidid Termoplastid: · Polüetüleen (PE) · Polüpropüleen (PP) · Polüvinüülkloriid (PVC) · Polüamiid (PA) · Polüstüreen (PS) · Polükarbonaat (PC) · Polütetrafluoretüleen e. fluorplast (PTFE) · Polümetüülmetakrülaat e. orgklaas (PMMA) jt. Termoreaktiivid · Epoksüplast (EP) · Aminoplastid (UF, MF) · Fenoplast (PF) jt. Elastomeerid · Kautsuk · Kummi · Polüuretaan (PUR) jt. Plastist toodete talitlusomadused, mis ilmnevad ekspluatatsioonis, on: · mehaanilised: - vastupanu mehaanilistele mõjudele (tõmbele, survele, paindele, löögile), kõvadus, hõõrdekulumiskindlus; · füüsikalis-keemilised: - soojus-/ külmakindlus, tulekindlus, soojusjuhtivus, soojuspaisumine, keemiline vastupidavus; · elektrilised: - vastupanu elektrivälja toimele, dielektriline läbitavus; · optilised: - läbipaistvus, valguse neeldumine/peegeldumine;
inertsus, nende kõvenemisel ei teki lenduvaid kõrvalprodukte jne. Vaigud töötavad hästi temperatuuridel -60 °C kuni +120 °C. Nende kõvenemisel ei ole vaja kasutada suuri surveid, mis võiks vigastada habrast armatuuri. Teatud puuduseks võib lugeda epoksüvaikude teistest vaikudest mõnevõrra väiksemat töötemperatuuri (kuni 120 °C). Kuigi, võrreldes polüestri- ja fenoolvaikudega, on epoksüvaigud kallimad, neil on paremad tehnoloogilised ja talitlusomadused. Seetõttu on plastkomposiitides epoksüvaikude kasutamine laialdaselt levinud. Epoksüvaikude omadused on järgmised: tihedus 1100...1200 kg/m3, tõmbetugevus 30...100 N/mm2, survetugevus 80...140 N/mm2, elastsusmoodul 2400...4200 N/mm2, katkevenivus 2...9 %, kahanemine kõvenemisel 2...9 %. Epoksüvaigu struktuurvalem: Difunktsionaalsed epoksüüdid: Klassikaline näide (massitootmise maatriksvaik):
rasksulavad metallid ja sulamid), keemiline aktiivsus (vääris- ja mitteväärismetallid). Tehakse vahet ka leelismetallide, leelismuldmetallide, haruldaste ja hajusate, radioaktiivsete jt. metallide vahel. 2.Teiste metallide mõju terase omadustele. Tabelist 3.PVC.PA tähendus ja kasutamine Pilet nr.4 1. Materjalide omadused. Füüsikalised , mehaanilised, tehnoloogilised ja talitlusomadused Materjali vastupanu deformeerimisele ja purunemisele iseloomustavad materjalide mehaanilised omadused: tugevus, kõvadus, plastsus ja sitkus. Tugevus on materjali võime purunemata taluda koormust, ebaühtlast temperatuuri vm. Metallide tugevusnäitajateks on voolavuspiir, tugevuspiir jt. Eristatakse konstruktsioonitugevust, staatilist, dünaamilist ja kestustugevust. Kõvadus on
viimaseid ka isolatsioonimaterjaliks. Remont- ja hooldustöödeks õlisid, määrdeid ja puhastusaineid. Järelikult materjalide valikul peab täpselt tundma nende omadusi määravaid parameetreid, omaduste mõjutamise meetodeid ning neid mõjutavaid kasutusala tingimusi. Materjalide põhilised omadused on: o füüsikalis-keemilised , o mehaanilised, o elektrilised , o tehnoloogilised, o ekspluatatsioonilised ja talitlusomadused Nende tundmine võimaldab luua uusi nüüdisaegseid ökonoomseid seadmeid, luua vajalike omadustega uusi materjale, hooldada ja õigel ajal remontida seadmeid ja süsteeme. Erinevate materjalide mehaanilised omadused ja sulamite keemilised koostised määratakse kindlaks igas riigis kehtestatud standardites, tähistades need vastavalt tähelise ja numbrilise markeeringuga. Eurostandardites on metallide ja nende sulamite tehnoloogilised omadused määratud tunnusnumbritega
vähendavad haprust ja suurendavad valu omadusi. Lõppomaduste ja otstarbe järgi liigitatakse termoplastid ja termoreaktiivid: · tarbeplastideks need on polüetüleen (PE), polüpropüleen (PP), polüvinüülkloriid (PVC), polüstüreen (PS), fenoplast (PF) jt. · konstruktsioonplastideks need on polükarbonaat (PC), polüamiid (PA), orgklaas (PMMA), epoksüplast (EP) jt. · eriplastideks fluorplast (PTFE) jt. Plastist toodete talitlusomadused, mis ilmnevad ekspluatatsioonis, on: · mehaanilised: - vastupanu mehaanilistele mõjudele (tõmbele, survele, paindele, löögile), kõvadus, hõõrdekulumiskindlus; · füüsikalis-keemilised: - soojus-/ külmakindlus, tulekindlus, soojusjuhtivus, soojuspaisumine, keemiline vastupidavus; · elektrilised: - vastupanu elektrivälja toimele, dielektriline läbitavus; · optilised: - läbipaistvus, valguse neeldumine/peegeldumine;
ka leelismetallid, leelismuldmetallide, haruldaste ja hajusate, radioaktiivsete jt. metallide vahel. Materjalide omadused Materjalide valikul ja nende kasutusalade määratlemisel pakuvad eelkõige huvi materjalide omadused, mis on ühelt poolt määratud nende struktuuriga, teiselt poolt nende saamise ja neist detailide valmistamise tehnoloogiaga. Materjalide omadused võib grupeerida füüsikalisteks, mehaanilisteks ja tehnoloogilisteks. Materjali kasvutusomadusi iseloomustavad talitlusomadused. Materjalised füüsikalised omadused Materjalide olulisemateks füüsikalisteks omadusteks on tihedus ja sulamistemperatuur, mis on ka materjalide, eelkõige metallide liigitamise aluseks. Tihedus Erinevad materjaligrupid erinevad eelkõige oma tiheduse poolest. Tiheduse ühikuks on mahuühiku mass kg/m3. Plastidel on tihedus 1000...2000 kg/m3, keraamikal 1500...2500 kg/m3. Enamkasutatavatel metallidel 1700...22000 kg/m3 piires. Viimaste puhul eristatakse
keevitamise tingimustel jäik mitte lahtiühendatav ühendus. See peab vastama detaili konstruktsioonilistele ja ekspluatatsioonilistele nõuetele. Füüsikalisest seisukohast lähtudes määravad metalli keevitatavuse sulamisalas toimuvad protsessid, mille tulemusena moodustub keevisõmblus. Joodetavus Materjali omadus moodustada kindlaid, jäikasid ühendusi kõrgetel temperatuuridel joodiste abil. Materjalide ekspluatatsioonilised omadused Materjalide talitlusomadused sõltuvad materjali töötingimustest, nende hulka kuuluvad: Korrosioonikindlus 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.
Lõppomaduste ja otstarbe järgi liigitatakse termoplastid ja termoreaktiivid: tarbeplastideks need on polüetüleen (PE), polüpropüleen (PP), polüvinüülkloriid (PVC), polüstüreen (PS), fenoplast (PF) jt. konstruktsioonplastideks need on polükarbo- naat (PC), polüamiid (PA), orgklaas (PMMA), epoksüplast (EP) jt. eriplastideks fluorplast (PTFE), polüsulfoon (PSU), polüeetersulfoon (PES) jt. Plastist toodete talitlusomadused, mis ilmnevad ekspluatatsioonis, on: Mehaanilised: vastupanu mehaanilistele mõjudele (tõmbele, survele, paindele, löögile), kõvadus, hõõrdekulumiskindlus; Füüsikalis-keemilised: a) soojus-/ külmakindlus, tulekindlus, soojusjuhtivus, soojuspaisumine, keemiline vastupidavus; Elektrilised: a) vastupanu elektrivälja toimele, dielektriline läbitavus; Optilised: a) läbipaistvus, valguse neeldumine/peegeldumine;
Tihedus Sulamistemperatuur Soojuspaisumine Soojusjuhtivus Elektrijuhtivus Magnetilisus 2. Millised on materjalide mehaanilised omadused? Tugevus Kõvadus Sitkus Plastsus 3. Millised on materjalide tehnoloogilised omadused? Valatavus Survetöödeldavus Sepistatavus Termotöödeldavus Keevitatavus Joodetavus 4. Millised on materjalide talitlusomadused? Korrosioonikindlus Kulumiskindlus Pinnaomadused Tulekindlus Soojuspüsivus Ohutus Keskkonnasõbralikkus 5. Millised on materjalide mehaaniliste omaduste määramise meetodid? Tõmbeteim Väsimusteim Löökpaindeteim Kõvaduskatse 6. Milliseid materjalide omadusi määratakse tõmbeteimiga? Tõmbeteimiga määratakse materjali tugevus- ja plastsusnäitajad. 7
ega lahustu. Lõppomaduste ja otstarbe järgi liigitatakse termoplastid ja termoreaktiivid: a) tarbeplastideks need on polüetüleen (PE), polüpropüleen (PP), polüvinüülkloriid (PVC), polüstüreen (PS), fenoplast (PF) jt. b) konstruktsioonplastideks need on polükarbonaat (PC), polüamiid (PA), orgklaas (PMMA), epoksüplast (EP) jt. eriplastideks fluorplast (PTFE) jt. Plastist toodete talitlusomadused, mis ilmnevad ekspluatatsioonis, on: a) mehaanilised: - vastupanu mehaanilistele mõjudele (tõmbele, survele, paindele, löögile), - kõvadus, - hõõrdekulumiskindlus; b) füüsikalis-keemilised: - soojus-/ külmakindlus, tulekindlus, - soojusjuhtivus, - soojuspaisumine, - keemiline vastupidavus; c) elektrilised: - vastupanu elektrivälja toimele, - dielektriline läbitavus; d) optilised:
Neid jagatakse kahte suurte gruppi: metalsed ja mittemetalsed materjalid. Metalsete materjalide põhiesindajad: teras, malm, alumiiniumisulamid, vasesulamid, titaanisulamid jt. Mittemetalsete materjalide hulka kuluvad tehnoplastid, tehnokeraamika, plastkomposiitmaterjalid jt. 2.1. Materjalide omadused Materjalide omadused võib jagada kolme gruppi: füüsikalised, mehaanilised ja tehnoloogilised omadused (vt. Tabel 2.1). Materjalide kasutusomadusi iseloomustavad talitlusomadused. Tabel 2.1. Materjalide omadused. Füüsikalised Mehaanilised Tehnoloogilised Talitlusomadused omadused omadused omadused Tihedus Tugevus Valatavus Korrosioonikindlus Sulamistemperatuur Kõvadus Survetöödeldavus Kulumiskindlus Soojuspaisumine Sitkus Lõiketöödeldavus Pinnaomadused Soojusjuhtivus Plastsus Termotöödeldavus Tulekindlus
3.1.5.1. Isoleeritud neutraaliga elektrivõrk Kui mitmefaasilise elektriseadme faaside elemendid (trafode ja generaatorite mähised, kondensaatorid, koormus jms) on tähtühenduses, siis elementide ühenduspunkti nimetatakse elektriseadme neutraaliks e. nullpunktiks. Kuna ühes elektrivõrgus on tavaliselt mitmeid elektriseadmete neutraale (elektrivõrgus on nt mitu trafot), siis sellist kogumit nimetatakse elektrivõrgu neutraaliks. Elektrivõrgu talitlusomadused ja isolatsioonile mõjuvad pinged sõltuvad sellest, kas neutraal on ühendatud maaga ja kui, siis milliseid lisaseadmeid kasutades on see ühendus tehtud, või on neutraal jäetud hoopis maast isoleerituks. Alljärgnevas vaadeldakse kõigepealt viimase, s.o isoleeritud neutraaliga elektrivõrgu talitlust. U A IA U B IB
tuuriga, teiselt poolt nende saamise ja neist detailide Tina Sn 50 valmistamise tehnoloogiaga. Materjalide omadused Titaan Ti 22 võib grupeerida füüsikalisteks, mehaanilisteks ja Tsink Zn 30 tehnoloogilisteks. Materjali kasutusomadusi iseloo- Vanaadium V 23 mustavad talitlusomadused. Vask Cu 29 Volfram W 74 Metall (vedel) Materjalide füüsikalised omadused Elavhõbe Hg 80 Poolmetallid