Leidsid 25 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Tehnokeraamika". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
keraamika, tehnokeraamika, nitriidid, pulbri, karbiidid, kõvadus, oksiidikeraamika, pulbrit, haprus, boriidid, aatom, lõikekeraamika, paagutamine, kulumiskindlus, segakeraamika, sulava, keraamiliste, tehnoloogia, oksiidid, pulber, tõmbetugevus, oksiidkeraamika, sulamistemperatuur, boori, soojus, vormimine, pressimine, pressvorm, remondi, osakond, taaviTartu Kutsehariduskeskus I A Tehnokeraamika Iseseisev töö Juhendaja: H Tartu 2011 Sisukord Sisukord................................................................................................................................ ............................2. Sissejuhatus.......................................................................................................................... ...........................3. Tehnokeraamika tutvustus...............................................
nimi Tehnokeraamika REFERAAT Õppeaines: Tehnomaterjalid Mehhaanikateaduskond Õpperühm: Kontrollis: lektor Tallinn 2011 Sisukord 1. Sissejuhatus.............................................................................................................lk. 3 2. Tehnokeraamika ajalugu.......................................................................................lk. 4 3. Tehnokeraamika.....................................................................................................lk. 5 4. Tehnokeraamika liigitamine...............................................................................lk. 6-8 5. Tehnokeraamika omadused..............................................................................lk. 9-11 5.1 Tihedus...............................................................................................................lk. 9 5.2 Soojusjuhtivus...
lisandub neile austeniit. Ferriit (F) (ferrite)- süsiniku tardlahus a-rauas, mis moodustub süsiniku aatomite paigutumisel -raua ruumkesendatud kuupvõre tühikutesse (eelkõige tahkudel olevatesse). Temperatuuril 727 °C lahustub a-rauas kuni 0,02% C (massi%), toatemperatuuril aga kuni 0,01%. Temperatuuridel 0...911 °C esineb -ferriit, 1392...1539 °C-ferriit. Ferriiti iseloomustab: ruumkesendatud kuupvõre (K8), väike tugevus ja kõvadus, suur plastsus. - ferriidi puhul on süsiniku lahustuvus -rauas väga väike: temperatuuril 727 C 0,02%, toatemperatuuril 0,01%. Ferriit on sitke ja hästi deformeeritav nii külmalt kui kuumalt, tema kõvadus toatemperatuuril on 60...90 HB. Kuni 768 °C-ni on ferriit ferromagnetiline. - ferriidi puhul on maksimaalne süsiniku lahustuvus 0,1%. Ta ei esine süsinikterase struktuuris sellistel temperatuuridel, millel terast termotöödeldakse või kasutatakse, seetõttu pakub tema
(tüüpiline teraste puhul), pehmete sulamite ning plastide puhul H-, R- ja M-skaala (plastid). Tähistuseks on HR. Vickers - Võimaldab määrata mis tahes metalli või sulami kõvadust ning sobib nii õhukese metalli kui ka pinnakihi kõvaduse määramiseks. Materjali pind peab selle meetodi korral olema poleeritud. Tüüpiline kasutusala - õhukesed materjalid, tsementiiditud, nitreeritud pinnakihid ja pindkarastatud terased, kõvasulamid, keraamika. Materjali pinda surutakse neljatahuline püramiid tahkudevahelise nurgaga 136 kraadi ja jõuga 1...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:
1. Aatomi ehituse skeem suhtena. Kõvaduse määramine Rockwelli meetodil Kõvadus Rockwelli meetodil määratakse sissesurumise jälje sügavuse järgi: teraskuul läbimõõduga 1,6 mm ja jõud 980 N (100 kgf) – skaala B; teemantkoonus tipunurgaga 120° ja jõuga 580 N (60 kgf) või kõvasulamkoonus jõuga 1470 N
omadused; nende makromolekulidel on enamasti lineaarne või veidi hargnenud struktuur Termoreaktiivid muutuvad kuumutamisel või kõvendi toimel ruumilise struktuuriga võrestik polümeerideks,mis ei sula ega lahustu. Plastid, struktuur ja töötlemine Plastide talitlusomadusi Plastist toodete talitlus-, e kasutusomadused, 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: - läbipaistvus, - valguse neeldumine/peegeldumine; e) tervisekaitse ja ohutusega seotud omadused. Plastide töötlemine Plastide töötlemine Plastide tootmine ja töötlemine oleneb plasti tüübist ja toote konstruktsioonist.
Elektronühendid kui metallide aatomi raadiused erinevad vähe, on kalduvus elektronühendite tekkimisele. Elektronühendid moodustuvad sagedamini ühelt poolt ühevalentsete metallide (Cu, Ag, Au jt) ning üleminku gruppide metallide (Mn, Fe, Co jt) ja teisalt tavaliste kahe- kuni viievalentsete metallide (Be, Mg, Zn, Cd, Al) vahel. Seda tüüpi ühenditel on kindel valentselektronide arvu suhe aatomite arvu kohta, nn elektronkontsentratsioon. Karbiidi, nitriidid ja boriidid ülemineku grupi metallid (Fe, Mn, Cr, Mo, W jt) moodustavad väikese aatomi raadiusega mittemetallidega (C, N, B, H) sisendusfaasidena tuntud keemilisi ühendeid, kusjuures metalli ja mittemetalli aatomi raadiuste erinevus on suur (RM/RX 1,7 või RX/RM 0,59). Sisendusfaaside komponentide aatomite arvu suhe on lihtne täisarvkordne ja selliste keemiliste ühendite valemiteks on M4X, M2X, MX, MX2 jne (kus M
põhimetalli omadustele. Kuna paljud ehituskonstruktsioonid töötavad tihti madalatel temperatuuridel ja dünaamilistel koor- mustel, siis üheks tähtsamaks omaduste näitajaks on külmahapruslävi. Ehitusterastena kasutatakse: · tavasüsinikteraseid, · mangaanteraseid, · peenterateraseid, · parendatud teraseid, · boorteraseid. 5) Masinaehitusterased ja nende omadused. Kasutamine. Tsementiiditavate terastena kasutatakse madalsüsinikteraseid (0,1...0,25%C), mille kõvadus peale tava- karastust on väike. Peale tsementiitimist (pinnakihi rikastamist süsinikuga, C-sisaldus viiakse ca 1%-ni), karastamist ja madalnoolutamist on nende pinnakõvadus 58...62 HRC, südamiku kõvadus aga 30...42HRC. Tsementiiditavate teraste südamik peab olema heade mehaaniliste omadustega, eriti tähtis on kõrge voolavuspiir, mille tagab eelkõige peeneteraline struktuur. Ka pinnakihis on oluline peeneteraline
3. Metallide ja sulamite füüsikalised omadused. Tihedus - on homogeense aine mass ruumalaühiku kohta. Ühik: kg/m³. ●Kergmetallid ρ<5000 kg/m³ ●Raskmetallid ρ>10 000 kg/m³ ●Keskmetallid ρ=5000...10 000 kg/m³ Sulamistemperatuur - temperatuur, mil materjal läheb üle tardunud olekust vedelasse. ●Kergsulavad metallid Ts<327 °C ●Rasksulavad metallid Ts>1539 °C ●Kesksulavad metallid Ts=327...1539 °C Kõvadus - materjali võime vastu panna kohalikule plastsele deformatsioonile, kui tema pinda tungib suurema kõvadusega keha. Kõvadust määratakse otsaku toime järgi materjali pinnasse. Otsak on vähedeformeeruvast materjalist kuuli, koonuse või püramiidi kujuga. Brinelli, Rockwelli ja Vickersi kõvadus. Elastus – ehk elastsusmoodul, iseloomustab suhtelise risti- ja pikideformatsioonide suhet tõmbel (survel). 4. Metallide ja sulamite mehaanilised omadused.
......................... 37 1.2.8. Metallide markeerimine .............................................................................................................. 38 1.3. Mittemetalsed materjalid.................................................................................................................... 40 1.3.1. Tehnoplastid ............................................................................................................................... 40 1.3.2. Tehnokeraamika......................................................................................................................... 43 1.4. Komposiitmaterjalid ........................................................................................................................... 46 1.4.1. Komposiitmaterjalide struktuur ja liigitus .................................................................................... 46 1.4.2. Metallkomposiitmaterjalid ......................................
2. 7. Kermiste paagutamine 26 2.8. Omaduste kontroll 39 2.9 Täiendav töötlemine 39 2.9.1 Lihvimine 39 2.9.2 Poleerimine 40 2.9.3 Pindamine 40 2.9.4. Termiline töötlemine 41 2.8.4.Isostaatiline kuumpresimine 42 3. Kermiste omadused 43 3.1. Kõvadus 48 3.2 Paindetugevus 52 3.3 Purunemissitkus 59 3.4 Erosioonikindlus 60 3.5. Abrasiivkulumine 61 3.6 Hõõrdekulumine 63 4. Kermiste kasutamine 66 4.1. WC-Co kermised 66 4.2.TiC- baasil kermised 66 4.3
rulluvate) abrasiivosakeste poolt. Selle tulemusena eraldub osakeste lõikava, kraapiva või paljukordse deformeeriva toime tulemusena kontaktpinnalt materjali. Plastse 4 materjali kriimustamisel ei pruugi esimene läbim materjali veel eraldada, vaid see toimub peale mitmeid kriimustusi mikroväsimuse toimel, mille käigus metall kalestub ja muutub hapramaks. Algselt habraste materjalide, näiteks keraamika abrasiivkulumisel toimub pinnakihi killunemisena ehk mikromurretena. Abrasiiviks võib olla mistahes looduslik või kunstlik mineraal, mille osakestel on piisavalt kõvadust, et kahjustada materjali pinda. Enamlevinud on kvartsiosakesed, kuna liivatolmu leidub looduses kõikjal. Liivatolmus on osakeste suurus 1...30 µm, mis võib küllaltki kaua hõljuda õhus. Abrasiivkulumisel on põhimehhanismiks abrasioon, kuid selle võib lisanduda
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
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. Palju mittelokaliseeritud elektrone- head elektrijuhid ja soojusjuhid; algusele läbipaistmatud; poleeritud pind on läikiv; magnetilised omadused (Fe, Co, Ni). 12. Keraamiliste materjalide üldiseloomustus. Ühendid metalliliste ja mittemetalliliste elementide vahel- tavaliselt oksiidid, nitriidid ja karbiidid Al2O3, SiO2, SiC, Si3N4. Traditsiooniline keraamika- koosneb savimineraalidest- portselan, tsement, klaas. Jäigad ja tugevad (sarnane metallidega); Kõvad; Purunevad kergesti (traditsioonilised); Madal elektrijuhtivus ja soojusjuhtivus; Vastupidavad kõrgetele temperatuuridele ja keskkonnamõjudele (rohkem kui metallid ja polümeerid). Optilised omadused: võivad olla läbipaistvad, poolläbipaistvad või ka läbipaistmatud. Fe3O4- magnetilised omadused. 13
4. Ainete klassifikatsioon, liht ja liitained. 13. Keraamiliste materjalide üldiseloomustus. lihtaine- moodustub ainult ühe ja sama keemilise elemendi aatomitest. n Ühendid metalliliste ja mittemetalliliste elementide vahel- tavaliselt Näiteks: hapnik, raud, elavhõbe, väävel oksiidid, nitriidid ja karbiidid Al2O3, SiO2, SiC, Si3N4. n liitaine- koosneb erinevatest keemilistest elementidest. n Traditsiooniline keraamika- koosneb savimineraalidest- portselan, tsement, Näiteks: vesi, lubi, süsinikdioksiid klaas. Nii liht- kui liitained võivad esineda gaasilises, vedelas või tahkes olekus.
lihtaine moodustub ainult ühe ja sama keemilise elemendi aatomitest. Näiteks: hapnik, raud, elavhõbe, väävel n liitaine koosneb erinevatest keemilistest elementidest. 13. Keraamiliste materjalide üldiseloomustus. Näiteks: vesi, lubi, süsinikdioksiid n Ühendid metalliliste ja mittemetalliliste elementide vahel tavaliselt Nii liht kui liitained võivad esineda gaasilises, vedelas või tahkes olekus. oksiidid, nitriidid ja karbiidid Al2O3, SiO2, SiC, Si3N4. n Traditsiooniline keraamika koosneb savimineraalidest portselan, tsement, klaas. 5. Aine olekud (tahke, vedel, gaas) n Jäigad ja tugevad (sarnane metallidega); Tahkes aines on molekulid tihedalt koos ja nende liikumine pole võimalik.
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
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 ja soojusjuhid; valgusele läbipaistmatud; poleeritud pind on läikiv; magnetilised omadused (Fe, Co, Ni). 13. Keraamiliste materjalide üldiseloomustus Ühendid metalliliste ja mittemetalliliste elementide vahel- tavaliselt oksiidid, nitriidid ja karbiidid *Traditsiooniline keraamika- koosneb savimineraalidest- portselan, tsement, klaas. *Omadused: Jäigad ja tugevad (sarnane metallidega); Kõvad; Purunevad kergesti (traditsioonilised); Madal elektrijuhtivus ja soojusjuhtivus; Vastupidavad kõrgetele temperatuuridele ja keskkonnamõjudele (rohkem kui metallid ja polümeerid). *Optilised omadused: võivad olla läbipaistvad, poolläbipaistvad või ka läbipaistmatud. *Fe3O4- magnetilised omadused.
(C, N, O). Iseloomustab aatomite korrapärane paigutus. Omadused: suhteliselt tihedad, tugevad, jäigad, purunemiskindlad; head elektrijuhid ja soojusjuhid; valgusele läbipaistmatud; poleeritud pind on läikiv; magnetilised omadused (Fe, Co, Ni). 12. Keraamiliste materjalide üldiseloomustus. Ühendid metalliliste ja mittemetalliliste elementide vahel- tavaliselt oksiidid, nitriidid ja karbiidid *Traditsiooniline keraamika- koosneb savimineraalidest- portselan, tsement, klaas. 2 *Omadused: Jäigad ja tugevad (sarnane metallidega); Kõvad; Purunevad kergesti (traditsioonilised); Madal elektrijuhtivus ja soojusjuhtivus; Vastupidavad kõrgetele temperatuuridele ja keskkonnamõjudele (rohkem kui
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 ;
Deformatsiooni on kahte liiki elastne ja plastne. Kui jõud on suured, siis ese puruneb. Eri liiki tugevused on tõmbetugevus, survetugevus, paindetugevus, väändetugevus ning nihketugevus. Staatiline tugevus vastupidavus pidevalt mõjutavale jõule. Dünaamiline tugevus omadus panna vastu suure kiirusega muutuvale koormusele. 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 on omadus osutada vastupanu teisele kehale, mis püüab temasse tungida. Jaguneb staatiline ja dünaamiline kõvadus. Dünaamiline seda iseloomustab tagasi põrkamise kõrgus või võnkumise sumbumine. Staatiline Brinelli, Vickersi ja Rockwelli
detailide juures. Värvus. Metalle jaotatakse mustadeks(rauaühendid) ja värvilisteks metallideks. Kõvadus. Nimetatakse materjali omadust vastupanna teistele temasse tungivatele materjalidele. Brinelli meetod, mis kasutab kõvaduse määramiseks kolme karastatud teraskuuli läbimõõduga 10, 5, 2,5 mm. Kõvaduse määramiseks surutakse kuul pressi abil materjalisse, seejärel arvutatakse tekkinud jälje pindala ja kõvadus. Rocwelli kõvaduse katse. Siin kasutatakse kõvaduse määramiseks teemantkoonust tipunurgaga 120 kraadi. Ning karastatud teraskuuli läbimõõduga 1,50mm.Survepressi varustas Rockwell indikaatoriga millel oli kaks skaalat. Must C skaala ja punane B skaala. Kui mõõdetakse karastatud detaile siis kasutatakse teemant koonust survejõud on 150kg ning kõvadust loetakse indikaatori mustalt skaalalt. Ja tähistatakse HRC 62.Kui katsetatakse karastamata materjali siis kasutatakse
detailide juures. Värvus. Metalle jaotatakse mustadeks(rauaühendid) ja värvilisteks metallideks. Kõvadus. Nimetatakse materjali omadust vastupanna teistele temasse tungivatele materjalidele. Brinelli meetod, mis kasutab kõvaduse määramiseks kolme karastatud teraskuuli läbimõõduga 10, 5, 2,5 mm. Kõvaduse määramiseks surutakse kuul pressi abil materjalisse, seejärel arvutatakse tekkinud jälje pindala ja kõvadus. Rocwelli kõvaduse katse. Siin kasutatakse kõvaduse määramiseks teemantkoonust tipunurgaga 120 kraadi. Ning karastatud teraskuuli läbimõõduga 1,50mm.Survepressi varustas Rockwell indikaatoriga millel oli kaks skaalat. Must C skaala ja punane B skaala. Kui mõõdetakse karastatud detaile siis kasutatakse teemant koonust survejõud on 150kg ning kõvadust loetakse indikaatori mustalt skaalalt. Ja tähistatakse HRC 62.Kui katsetatakse karastamata materjali siis kasutatakse
surutakse mingi jõuseadme abil puruks. Seade fikseerib purustava jõu suuruse, mille tähiseks on P või F ja mõõtühikuks N või kg. · Tõmbele kontrollitakse suuri deformatsioone omavaid materjale (metallid). Proovikeha on varda kujuline ja ta rebitakse pooleks. · · Paindetugevuse määramisel on proovikeha talakujuline ja ta murtakse pooleks vastava seadme abil. · Kõvadus on materjali võime vastu panna teise materjali kriimustustele või sissetungimisele. Kõvadusest sõltub materjali töödeldavus. Homogeensete kivimaterjalide kõvadust hinnatakse 10pallise skaala järgi (Mohsi skaala), mille aluseks on 10 erikõvadusega mineraali. Skaala alusmineraalid on järgmised: 1- talk, 2- kivisool, 3- kaltsiit, 4- sulapagu, 5- apatiit, 6-ortoklaas, 7- kvarts, 8- topaas, 9- korund, 10- teemant. ·
........ 60 5.6. Loodusliku kivimi töötlemine ............. 61 5.7. Sõmerjad looduskivimaterjalid ............. 63 5.8. Pinnased teedeehituses ............. 65 5.9. Murtud kivimaterjalid ............. 67 5.10. Korrapärased kivimaterjalid ............. 68 6. Keraamilised materjalid ............. 73 6.1. Üldmõisteid ............. 73 6.2. Keraamika toormaterjal – savi ............. 74 6.3. Keraamiliste materjalide valmistamine ............. 74 6.4. Savitellised ............. 76 6.5. Keraamilised katusekivid ............. 80 6.6. Keraamilised plaadid ............. 81 6.7 Keramsiit ............. 84 6.8. Keraamilised torud ............. 85 6.9
annaabi.ee 
