Казакова З.К.

Проект за деца 4-5 години

"Свойства и качества на материалите"

ПРОБЛЕМ:

Децата под понятието "материал" означават само плат. Въпреки че от такива материали като пластмаса, стъкло, дърво, хартия, повечето от предметите на изкуствения свят, които ни заобикалят, са направени. Децата не знаят за свойствата на тези материали, особеностите на боравене с тях, не знаят предназначението им и функциите на предметите, направени от тях.

ЦЕЛ:

Да формират у децата идеи за такива материали от изкуствения свят като хартия, пластмаса, дърво, стъкло.

ЗАДАЧИ:

1. Научете децата да разпознават признаците на материалите, техните свойства и качества; да се класифицират обектите от света, създаден от човека, по материал.

2. Да запознае децата с предназначението на предметите от изкуствения свят в зависимост от свойствата и качествата на материала, от който са изработени.

3. Измислете с децата правила за боравене с предмети, в зависимост от материала, от който са направени.

4. Организирайте дейностите на децата за създаване на колекция „Разнообразие от хартия”.

5. Разширете и активизирайте речника на децата чрез характеристиките на характеристиките на материалите от света, създаден от човека.

6. Развиване на социалните умения на децата: способността да се работи в група, да се преговаря, да се вземе предвид мнението на партньора.

ДЕЙНОСТ:

1. Събиране на материали за касичката на проекта.

2. Когнитивни уроци по следните теми:

· "История на откриването на стъкло"

· „Производство на хартия“

· „Превръщането на дървото в строителен материал“

· "Външният вид на пластмаса"

3. Отгатване на гатанки и четене измислицаО различни материалии предмети от изкуствения свят, направени от тях.

4. Художествена и творческа дейност:

· Изработка на хартиени фенери за елхата от деца;

· Изработка на шапки "заешки уши" от картон.

5. Организиране на ролевата игра "Магазин" ("Мебели", "Играчки", "Чистия", "Канцеларски материали")

6. Организиране на дидактическата игра „Моят апартамент”.

7. Експерименти:

· "Потъване - не потъване"

· "Бийт - не бие"

· „Това, което се вижда през стъкло (прозрачно, матирано, цветно)“

· „Бръчки – не се набръчква“

8. Организиране на изложба на предмети от изкуствения свят от хартия, пластмаса, дърво, стъкло.

ЕТАПИ НА РАБОТА ПО ПРОЕКТА

азетап - ПИГЕР

v предмети от света, създаден от човека (от хартия, дърво, пластмаса, стъкло);

v илюстрации на различни предмети от света, създаден от човека (от хартия, дърво, пластмаса, стъкло);

v художествено слово за материали и предмети от създадения от човека свят (стихотворения, гатанки, поговорки, разкази и др.).

IIетап - СЪЗДАВАНЕ НА СТАЯ ЗА КАРТИ

Алгоритъм за създаване на шкаф за документи

Обекти от изкуствения свят, изработени от хартия

Предмети от изкуствения свят, изработени от дърво

Предмети от изкуствения свят, изработени от пластмаса

Обекти от изкуствения свят, изработени от стъкло

IIIетап - МОДЕЛ

На базата на натрупаните знания съвместно с децата беше разработен „Моделът от изкуствени материали”.

IVетап - ПРОДУКТ

Продуктът на този проект е изложба на предмети от света, създаден от човека различни материали: "Пластмасово кралство", "Стъклено кралство", "Дървено чудо", " Хартиена страна».

Vетап - ПРЕДСТАВЯНЕ НА ПРОЕКТА

Поканени са деца от група 11.

Децата - участници в проекта разказват:

- В света има много материали: пластмаса, стъкло, дърво, хартия. Събрахме касичка с артикули от тези материали, след което ги разпределихме в кутии - създадохме картотека въз основа на материалите. И днес ви представяме тяхната изложба.

Скъпи гости, моля заповядайте на нашата изложба.

Децата от групата и гостите идват на масата с пластмасови предмети.

„Това е Кралството на стъклото.

Децата говорят за знаците на стъклото и рецитират поезия:

Можете да видите всичко през стъклото:

И реката, и ливадите,

Дърветата и колите

Хора, кучета, къщи.

Със стъклено зайче

обичам да играя.

Знам, че е крехък

няма да го пусна.

Крехка, прозрачна,

Солиден на външен вид.

Ще се затвори от вятъра

Изолирайте от студа.(Стъклена чаша)

Децата от групата и гостите идват на масата с дървени предмети.

– Това е изложбата „Дървено чудо”.

Децата говорят за знаците на дърво и рецитират стихотворения:

Дървена кутия

Стои на нощното шкафче.

Мамо любима

Тя държи пръстените в него.

Дървен сандък

Толкова красива и светла.

Татко често е извън него

Изважда подарък.

Рисувана плоча виси,

Тя е помощник, знаем:

Тя ни помогна да нарежем зеленчуци,

За това е.

Децата от групата и гостите идват на масата с предмети от хартия.

– Това е изложбата „Страна на хартията”.

Децата говорят за знаците на хартията и четат поезия:

хартиени пеперуди,

Хартиени слонове

Зайчета и коледни елхи

Децата имат толкова нужда!

Хартиени лодки

Обичам да го започвам сам.

Хартиени лодки

Те плуват покрай потоците.

Песента "Хартена страна"

(муз. И. Николаев)

Има над моретата, над планините

Хартиена страна.

Има улици и стени от хартия

Мебели и всички къщи.

Жителите се износват от хартия

Шапки и чадъри.

Светът на хартията е управляван

Хартиени възрастни.

Припев: хартиена страна,

Хартиена страна.

ние ще ви кажем

ще ви покажем

Ето я, ето я!

(Децата посочват „Държава на хартия“)

ПРОДЪЛЖЕНИЕ НА ПРОЕКТА

Запознаване на децата с други материали от изкуствения свят, като плат, метал, гума, полиетилен.

ТЕМА: ОСНОВНА ИНФОРМАЦИЯ ЗА МАТЕРИАЛИТЕ

1. Обща информация

2. Физични свойства

3. Механични свойства

4. Химични свойства

5. Технологични изпитвания на метали и сплави

6. Структурата на металите, сплавите и течните стопилки

Библиография

1. Обща информация

Светът по своята същност е материален. Всичко, което ни заобикаля, се нарича материя. Атом, жива клетка, организъм и т.н. са различни видове материя. Наблюдаваното разнообразие от явления в природата е различни формидвижеща се материя. Материята има различни форми на движение: жизнени процеси, химични трансформации, електрически ток, нагряване и охлаждане и пр. Материята не изчезва и не се създава отново, тя само променя формите си. Някои форми на движение на материята могат да се трансформират в други. Например, механично движениемогат да преминат в термични, термични - в химически, химически - в електрически, електрически - в механични и т.н.

Всеки отделен вид материя, който има определен състав и свойства, се нарича вещество. Признаците, по които различните вещества се различават едно от друго, се наричат ​​свойства. Веществата се различават по цвят, агрегатно състояние (твърдо, течно или газообразно), плътност, точки на топене и кипене и т. н. За да характеризирате дадено вещество, трябва да знаете определено количество - набор от признаци - свойства, които то притежава. Например, вещество с плътност 1000 kg / m 3, точка на кипене 100 ° C и точка на топене 0 ° C е вода H 2 O. Свойствата на материалите се определят главно в лабораторни условия по специални методи предвидено Държавни стандартии технически условия.

Веществата могат да бъдат прости или сложни. Простите вещества (желязо, мед, кислород, въглерод и др.) се състоят от атоми или йони на един елемент. Комплексни вещества (вода, въглероден диоксид, сярна киселина, стомана и др.) се състоят от молекули, образувани от атоми или йони на различни елементи.

Веществата могат да бъдат чисти или в смеси. Чистите вещества (прости и сложни) са съставени от хомогенни молекули, атоми и йони. Смесите са съставени от различни прости и сложни вещества. Пример за смес е въздухът, който се състои от молекули на различни газове (азот, кислород, въглероден диоксид и др.). Гранитът е смес от кварц, слюда и фелдшпат.

Свойства на използваните материали в промишлено производство, условно се делят на физични, механични, химически, технологични и др.

2. Физични свойства

Физически свойства в зависимост от вътрешна структураматериалите включват: плътност, порьозност, топлопроводимост, топлинен капацитет, електрическа проводимост, термично (термично) разширение, устойчивост на замръзване, огнеустойчивост, точка на топене и др.

Плътността е стойност, равна на съотношението на масата на веществото към обема, който то заема. По плътност металите и сплавите са разделени на две групи: леки, чиято плътност е по-малка от 5000 kg / m 3, и тежки, чиято плътност е повече от 5000 kg / m 3. Към леките метали спадат алуминий, магнезий, титан и техните сплави, тежки метали - мед, никел, цинк и техните сплави. При производството на машини и механизми, за да се намали теглото им, се използват метали и сплави с по-ниска плътност.

Порьозност - степента на запълване на обема на материала с пори.

Топлопроводимост, топлинен капацитет, устойчивост на замръзване, водопоглъщане зависят от порьозността на материалите.

Топлопроводимост - способността на материала да пренася през дебелината си топлинен поток, произтичащ от температурна разлика на противоположни повърхности. Топлопроводимостта се характеризира с количеството топлина, преминаващо за 1 час през слой от материал с дебелина 1 m, с площ от 1 m 2, с температурна разлика на противоположни равнинно-успоредни повърхности от един градус. Топлопроводимостта зависи от вътрешната структура на материала.

Високата топлопроводимост на металите и сплавите в сравнение с други материали се обяснява с факта, че топлинната енергия в металите се предава от свободни електрони в постоянно движение. Свободните електрони се сблъскват с вибриращи йони и обменят енергия с тях. Вибрациите на йоните, които се усилват при нагряване, се предават от електрони към съседни йони и температурата бързо се изравнява по цялата маса на метала. Колкото по-голяма е топлопроводимостта на метала, толкова по-бързо се разпространява топлината в целия обем при нагряване. Това свойство се взема предвид при производството на нагревателни устройства, двигатели, които се нагряват по време на работа, при газово рязане на метали и сплави, по време на обработка на метали. режещ инструмент.

Топлопроводимостта е от голямо значение при избора на материали за топлозащитни конструкции, топлообменници, изолация на тръби.

Електрическа проводимост - способността на металите и сплавите да провеждат електрически ток под въздействието на външно електрическо поле. Свободните електрони пренасят електрически ток, следователно топлопроводимостта и електрическата проводимост на чистите метали са пропорционални един на друг. Електрическата проводимост на металите намалява с повишаване на температурата. Това се дължи на факта, че при нагряване вибрациите на йоните в метала се засилват и това пречи на движението на електроните. При ниски температури, когато трептенията на йоните намаляват, електрическата проводимост рязко нараства.

Среброто, алуминият, медта и сплавите на тяхна основа имат висока електрическа проводимост, ниска - волфрам, хром. Те правят от метали, които провеждат добре електрически ток електрически проводници, проводими части на електрически машини, както и от метали и сплави, които лошо провеждат електрически ток (с високо електрическо съпротивление), правят електрически нагревателни устройства, реостати.

Топлинен капацитет - СВОЙСТВО на материалите да поглъщат определено количество топлина при нагряване. Посоченият топлинен капацитет е специфичната топлина, която е равна на количеството топлина (в джаули), необходимо за нагряване на 1 kg материал с един градус. Специфичната топлина се използва при изчисляване на процесите на нагряване или охлаждане на материалите.

Водопоглъщане - способността на материала да абсорбира и задържа вода в порите си. Водопоглъщането на даден материал зависи от неговата порьозност; колкото по-голяма е порьозността, толкова по-голяма е абсорбцията на вода.

Насищането на материалите с вода променя техните свойства: топлопроводимостта се увеличава, устойчивостта на замръзване намалява.

Съдържанието на влага в материала се определя от съотношението на влагата, съдържаща се в пробата, към сухото тегло на тази проба.

Водопропускливостта е способността на материала да пропуска вода през него под налягане. Водопропускливостта се характеризира с количеството вода, преминаващо през проба с площ от 1 m 2 за 1 час при постоянно налягане от 1 N и определена дебелина на пробата. Водопропускливостта зависи от порьозността, плътността на материала, формата и размера на порите.

Пропускливост на пара, газ - свойства, които се характеризират с количеството пара или газ (въздух), което е преминало през проба с определен размер при дадено налягане.

Устойчивостта на замръзване е способността на материала в състояние, наситено с вода, да издържа на множество цикли на редуващо се замразяване и размразяване без видими признаци на разрушаване и без значително намаляване на якостта. Плътните материали, както и материалите с ниска водопоглъщаемост, обикновено са устойчиви на замръзване. Според броя на поддържаните цикли на редуващо се замразяване и размразяване (степен на устойчивост на замръзване).

Термично (термично) разширение - способността на материалите да променят своите размери при нагряване при постоянно налягане. Това свойство се взема предвид при полагане на тръбопроводи, железопътни линии. Дългите горещи тръби и паропроводите значително увеличават размера си. Следователно, за да могат тръбопроводите да се удължават свободно, оставайки невредими, се правят специални устройства - компенсатори, които възприемат удължаването на тръбопроводите по време на термично разширение. На мостове се монтират подвижни опори. Топлинни шевове са предвидени за сгради и конструкции с голяма дължина. Релсите по кран и железопътни релси се полагат на близки интервали за свободно термично разширение.

Точката на топене е постоянната температура, при която твърд материал се превръща в течна стопилка при нормално налягане. За отчитане на температурата се използват две скали: термодинамична, където единицата за температура е келвин (означена с K), и международна практическа, където единицата за измерване е градусът по Целзий (означен с ° C).

Точката на топене на материалите зависи от силата на връзката между молекули, йони и варира в много широк диапазон: например температурата на топене на живака е -39 ° C, волфрама е + 3410 ° C. Чистите метали се топят при определени температури, а повечето материали се топят в температурния диапазон.

Саморазтоварващите се колички работеха безупречно, а пръстите за захващане на рамките не бяха огънати. Необходимо е периодично да се покриват изсушаващите автомобили с антикорозионни съединения и да се ремонтират своевременно. ОСНОВНА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ПРОЦЕСА НА СУШЕНЕ Тухлата се суши само по конвективен метод, тоест по метода, при който влагата се изпарява поради топлообмен между продукта и ...

Разрешения за производство на парен котел. Във връзка с гореизложеното е необходимо да можете да извършите един от най-трудните и критични участъци за изчисляване на силата на котела - изчисляване на силата на укрепване на един отвор в барабаните. Освен това проблемът е по-актуален поради към използването на котелни конструкции с изпълнението големи дупкив барабаните. Съществува...

Изпратете добрата си работа в базата от знания е лесно. Използвайте формуляра по-долу

Добра работакъм сайта ">

Студенти, специализанти, млади учени, които използват базата от знания в своето обучение и работа, ще Ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

Обща информация за материалите, тяхната структура и свойства

Обща информация за материалите.

Всички материали на химическа основа са разделени на две основни групи - метални и неметални.

Металите включват метали и техните сплави. Металите съставляват повече от 2/3 от всички известни химични елементи... Металните материали се класифицират като черни и цветни. Желязото и неговите сплави - стомана и чугун - са черни. Всички останали метали са цветни. Чистите метали имат ниски механични свойства в сравнение със сплавите и поради това използването им е ограничено до случаите, когато е необходимо да се използват техните специални свойства.

Неметалните материали включват различни пластмаси (слоести, влакнести, прахообразни, пълни с газ), каучукови материали, дървесни материали (дървесина, дървен фурнир), текстилни материали, неорганични (керамика, стъкло) и композитни материали.

Практическото значение на различните материали не е едно и също. Черните метали са най-широко използвани в техниката. Повече от 90% от всички метални изделия са направени на базата на желязо. Въпреки това, цветните метали имат редица ценни физични и химични свойствакоето ги прави незаменими. Неметалните материали също заемат място в индустрията, но използването им е малко (около 10%) и прогнозата от преди тридесет години, че неметалните материали ще притиснат значително металните до края на века, не се сбъдна . В други области използването на различни неметални материали в момента се развива с по-бързи темпове от металните материали.

Структурата на материалите.

Всички твърди вещества се разделят на аморфни и кристални.

В аморфните тела атомите са подредени произволно, т.е. в безпорядък, без никаква система, следователно при нагряване телата омекват в голям температурен диапазон, стават вискозни и след това преминават в течно състояние. Когато се охлади, процесът върви в обратна посока. Примери за аморфни тела са стъкло, лепило, восък, колофон, т.е. аморфната структура е присъща главно на неметалите.

В кристалните тела атомите са подредени в строго определена последователност. Телата остават твърди, т.е. поддържат формата, която им е дадена до определена температура, при която преминават в течно състояние. Когато се охлади, процесът върви в обратна посока. Преходът от едно състояние в друго става при определена точка на топене. Телата с кристална структура включват готварска сол, кварц, гранулирана захар, метали и сплави.

Атомно-кристална структура - взаимното подреждане на атомите в кристала. Кристалът се състои от атоми (йони), подредени в определен ред, който периодично се повтаря в три измерения. Най-малкият комплекс от атоми, който при многократно повторение в пространството дава възможност за възпроизвеждане на пространствена кристална решетка, се нарича елементарна клетка. За простота е обичайно пространственото изображение да се заменя със схеми, където центровете на тежестта на частиците са представени с точки. В точките на пресичане на прави линии са разположени атоми; те се наричат ​​решетъчни точки. Разстоянията между центровете на атомите, разположени в съседни решетъчни места, се наричат ​​параметри или периоди на решетката.

Идеалната кристална решетка е многократно повторение на единични кристални клетки. Истинският метал се характеризира с наличието на голям брой структурни дефекти, които нарушават периодичността на подреждането на атомите в кристалната решетка.

Има три вида кристални дефекти: точкови, линейни и повърхностни. Точковите дефекти се характеризират с малки размери, размерът им не надвишава няколко атомни диаметъра. Точковите дефекти включват: а) свободни места във възлите на кристалната решетка - свободни места (дефекти на Шотки); б) атоми, изместени от местата на кристалната решетка в интерстициални пространства - дислокирани атоми (дефекти на Френкел); в) атоми на други елементи, разположени както във възлите, така и в междинните пространства на кристалната решетка - примесни атоми. Линейните дефекти се характеризират с малки размери в две измерения, но имат значително разширение в третото измерение. Най-важният вид линейни дефекти са дислокациите (лат. dislocation). Повърхностните дефекти са тънки и големи в другите две измерения. Обикновено това са местата, където се срещат две ориентирани секции от кристалната решетка. Те могат да бъдат граници на зърно, граници на фрагменти в рамките на зърно, граници на блок в рамките на фрагменти.

Свойствата на материалите пряко зависят от структурата и дефектите.

Свойства на материала.

Физичните свойства определят поведението на материалите в топлинни, гравитационни, електромагнитни и радиационни полета. От важните физични свойстваможем да различим топлопроводимост, плътност, коефициент на линейно разширение.

Плътността е съотношението на масата на хомогенен материал към единицата от неговия обем. Това свойство е важно при използване на материали в авиацията и ракетната техника, където създадените конструкции трябва да са леки и издръжливи.

Точката на топене е температурата, при която металът преминава от твърдо в течно състояние. Колкото по-ниска е точката на топене на метала, толкова по-лесни са процесите на неговото топене, заваряване и толкова по-евтини са те.

Електрическата проводимост е способността на материала да провежда добре електрически ток и без загуба на генериране на топлина. Металите и техните сплави, особено медта и алуминия, имат добра електрическа проводимост. Повечето неметални материали не са в състояние да провеждат електрически ток, което също е важно свойство, използвано в електрическите изолационни материали.

Топлопроводимостта е способността на материала да пренася топлина от по-топлите части на телата към по-малко нагрятите. Металните материали се характеризират с добра топлопроводимост.

Магнитни свойства, т.е. само желязо, никел, кобалт и техните сплави имат способността да се намагнетизират добре.

Коефициентите на линейно и обемно разширение характеризират способността на материала да се разширява при нагряване.

Химичните свойства характеризират склонността на материалите да взаимодействат с различни вещества и са свързани със способността на материалите да издържат на вредното въздействие на тези вещества. Способността на металите и сплавите да издържат на действието на различни неинвазивни среди се нарича устойчивост на корозия, а подобна способност на неметалните материали се нарича химическа устойчивост.

Механичните свойства характеризират способността на материалите да устояват на външни сили. Основните механични свойства включват здравина, твърдост, якост на удар, еластичност, пластичност, чупливост и др.

Силата е способността на материала да устои на разрушителното въздействие на външните сили

Твърдостта е способността на материала да устои на проникването на друго, по-твърдо тяло в него под действието на натоварване.

Вискозитетът е свойството на материала да издържа на разрушаване при динамични натоварвания.

Еластичността е свойството на материалите да възстановяват размера и формата си след прекратяване на натоварването.

Пластичността е способността на материалите да променят размера и формата си под въздействието на външни сили, без да се срутват.

Крехкостта е свойството на материалите да се срутват под въздействието на външни сили без остатъчна деформация.

Технологичните свойства определят способността на материалите да се подлагат на различни видове обработка. Леярските свойства се характеризират със способността на металите и сплавите в разтопено състояние да запълват добре кухината на леярската форма и точно да възпроизвеждат нейната форма (течност), степента на намаляване на обема по време на втвърдяване (свиване), склонността към образуване на пукнатини и порите и тенденцията за абсорбиране на газове в разтопено състояние.

Експлоатационните (сервизни) свойства включват устойчивост на топлина, устойчивост на топлина, устойчивост на износване, устойчивост на радиация, корозионна и химическа устойчивост и др.

Топлоустойчивостта характеризира способността на металния материал да устои на окисляване в газова атмосфера при високи температури.

Топлоустойчивостта характеризира способността на материала да поддържа механични свойства при високи температури.

Устойчивостта на износване е способността на материала да устои на разрушаването на повърхностните си слоеве чрез триене.

Радиационната устойчивост характеризира способността на материала да устои на ефектите на ядрената радиация.

Въпрос 2: Класификация на текстилните влакна.

Текстилното влакно е удължено тяло, гъвкаво и здраво, с малки напречни размери, ограничена дължина, подходящо за направа на прежди и текстилни материали.

Класификацията на влакната се основава на тяхната химичен състави произход.

В зависимост от произхода текстилните влакна се делят на естествени и химически.

Естествените влакна включват растителни, животински и естествен произход, които се формират в природата без пряко човешко участие. Естествените растителни влакна са съставени от целулоза; те се получават от повърхността на семена (памук), плодове (кокосови влакна), от стъбла (лен, рами, коноп, юта и др.) и листата на растенията (абака, сизал). Естествените влакна от животински произход са съставени от протеини - кератин (вълна от различни животни) или фиброин (коприна от черническа или дъбова копринена буба).

Химическите влакна включват влакна, създадени във фабриката чрез формоване от органични естествени или синтетични полимери или неорганични вещества. Според състава си химическите влакна се делят на изкуствени и синтетични.

Изкуствените влакна се получават от съединения с високо молекулно тегло, открити в завършена форма(целулоза, протеини). Получават се чрез химическа обработка на естествени полимери от растителен и животински произход, от отпадъци производство на целулозаи хранително-вкусовата промишленост.

Полимерът е вещество, чиито молекули се състоят от Голям бройповтарящи се връзки. Суровините за полимери са дърво, семена, мляко и др. Текстилните материали на базата на изкуствени целулозни влакна, като вискоза, полиноза, медно-амоняк, триацетат и ацетат, са най-широко използвани в шивашката индустрия.

Синтетичните влакна се произвеждат чрез химичен синтез на полимери, т.е. създаване на вещества със сложна молекулярна структура от по-прости, най-често от продукти на рафиниране на нефт и въглища. Това са полиамидни, полиетерни, полиуретанови влакна, както и полиакрилонитрил (PAN), поливинилхлорид (PVC), поливинил алкохол, полиолефин. Също така, според техния състав, синтетичните влакна се разделят на въглеродно-верижни и хетеро-верижни. Хетероверижните влакна се образуват от полимери, чиято основна молекулярна верига, в допълнение към въглеродните атоми, съдържа атоми на други елементи. Карбоверижните влакна са тези, които се получават от полимери, имащи само въглеродни атоми в основната верига от макромолекули.

дефект в структурата на свойствата на материала

Използвани книги

1. Ю. П. Солнцев Материалознание. Приложение и избор на материали: Урок/ Солнцев Ю.П., Борзенко Е.И., Вологжанина С.А. - SPb .: ХИМИЗДАТ, 2007 .-- 200 с.

2. Бузов Б.А. Материалознание при производството на продукти лека промишленост(шевно производство): Учебник за студенти. по-висок. проучване. институции / Б.А. Бузов, Н. Д. Адименкова: Изд. B.A. Бузова. - М .: Издателски център "Академия", 2004 - 448 стр.

3. Савостицки Н.А. Материалознание на шевното производство: учебник за студенти. институции на средата. проф. образование / Н.А. Савостицки, Е.К. Амирова. - 7-мо изд., Изтрито. - М .: Издателски център "Академия", 2013. - 272 с.

4. Метали и сплави. Справочник / В. К. Афонин и др. - НПО "Професионалист" СПб, 2003 г. - 200 стр.

5. Ю. П. Солнцев "Материалознание" / Ю.П. Солнцев, Е.И. Пряхин - SPb .: Химиздат, 2007, 783 стр.

Публикувано на Allbest.ru

...

Подобни документи

Ролята на химията в химическата технология на текстилните материали. Подготовка и оцветяване на текстилни материали. Основните положения на теорията за довършителни текстилни материали, използващи съединения с високо молекулно тегло. Влошаване на механичните свойства на материалите.

курсова работа, добавена на 04/03/2010


Разлики в макро- и микроскопичната структура на материалите. Сравнение на топлопроводимостта на дърво и стомана. Класификация на дефектите на кристалната структура. Причини за появата на точкови дефекти. Характеристики на получаване, свойства и насоки на употреба на каучуци.

тест, добавен на 10/03/2014


Зависимост на производителността на машините и агрегатите от свойствата на материалите. Якост, твърдост, триботехнически характеристики. Въвеждането на по-твърдо тяло в материала - индентор. Топлинни, електрически и магнитни характеристики на материалите.

резюме, добавен на 30.07.2009


Изучаване на свойствата на материалите, установяване на величината на пределните напрежения. Условно напрежение на добив. Механични характеристики на материалите. Изпитване на опън, компресия, усукване, огъване на крехки материали от статично натоварване. Измерване на деформации.

резюме, добавен на 16.10.2008


Анализ на методи за оценка на еластично-пластичните свойства на материалите за горната част на обувка при опън. Обосновка на избора на изследвани методи и материали. Разработване на автоматизиран комплекс за оценка на свойства при едноосово и двуосно напрежение.

дисертация, добавена на 26.10.2011г


Анализ на видовете огъване на материали и машинни шевове. Разработване на методика за оценка на стабилността на размерите на текстилните материали при статични условия на деформация. Характеристики на костюмни тъкани и шевни конци. Препоръки за рационално опаковане.

доклад за практиката, добавен на 02.03.2014 г


Обща информация за композитните материали. Свойства на композитни материали като сибунит. Гама от порести въглеродни материали. Екраниращи и радиопоглъщащи материали. Фосфатно-калциевата керамика е биополимер за регенерация на костната тъкан.

резюме, добавен на 13.05.2011


Експериментално изследване на поведението на материалите и определяне на техните механични характеристики при опън и натиск. Получаване на диаграми на напрежение и компресия на различни материали до момента на повреда. Връзката между компресията на образеца и силата на натиск.

лабораторна работа, добавена на 12/01/2011


Разнообразие от космически материали. Нов класстроителни материали - интерметални съединения. Космос и нанотехнологии, ролята на нанотръбите в структурата на материалите. Самовъзстановяващи се космически материали. Приложение на "умни" космически композити.

Докладът е добавен на 26.09.2009 г


Разработване на скица на модела сватбена рокля... Определяне на структурата, структурата, геометричните механични и физични свойства на тъканта. Избор и характеристики на основните, подплата, флизелин, закрепващи, довършителни материали и аксесоари за продукта.

Въведение

Уважаеми студенти, започваме да изучаваме курса "Общо материалознание". Лекциите, които ще бъдат изнесени през този семестър, ще ви помогнат да разберете физикохимичната природа на структурата и свойствата на различните материали. Ще научите защо естествените и изкуствено създадените материали имат различна топлопроводимост, механични и експлоатационни свойства, как тези свойства са свързани помежду си, как и в какви граници могат да се променят. Едновременно с изучаването на тези въпроси, вие ще се запознаете по-задълбочено с физичните и химичните свойства на елементите, информация за които е заложена в периодичната система на D.I. Менделеев. Бих искал да подчертая, че структурата на атомите на химичните елементи определя структурата и енергията на образуваните от тях химични връзки, които от своя страна са в основата на целия комплекс от свойства на веществата и материалите. Само като се разчита на разбирането на химичното взаимодействие на атомите, е възможно да се контролират процесите, протичащи в веществата, и да се получат определените характеристики.

Но по-важно от изучаването на отделни проблеми, очертани в лекциите, е възможността, която ви се дава да комбинирате основните положения на физиката, химията и приложните научни направления (термофизика, механика) за цялостно разбиране на взаимодействието на веществата и техните свойства .

В лекциите основното внимание се отделя на фундаменталните основи на материалознанието поради факта, че съвременната материалознание е насочено към получаване на материали със зададени характеристики и служи като основа за наукоемките технологии на 21 век.

Материал се нарича вещество, което притежава необходимитенабор от свойства за изпълнение на дадена функция отделноили в комбинация с други вещества.

Съвременната материалознание се развива напълно като наука през втората половина на 20 век, което е свързано с бързото нарастване на ролята на материалите в развитието на техниката, технологиите и строителството. Създаването на принципно нови материали с дадени свойства и на тяхна основа най-сложните структури позволи на човечеството да постигне за кратко време безпрецедентен успех в атомната и космическа техника, електрониката, информационните технологии, строителството и др. Можем да предположим, че Материалознание -това е клон на научното познание, посветен на свойствата на веществата и тяхната насочена промяна с цел получаване на материали с предварително определени експлоатационни характеристики. Той се основава на фундаменталната основа на всички клонове на физиката, химията, механиката и сродните дисциплини и включва теоретичните основи на съвременните наукоемки технологии за производство, обработка и използване на материали. Основата на материалознанието е познанието за процесите, протичащи в материалите под въздействието на различни фактори, за тяхното влияние върху комплекса от свойства на материалите, за методите за наблюдение и контрол. Следователно материалознанието и технологията на материалите са взаимосвързани области на познанието.

Обслужва курсът по материалознание и технология на строителните материали целипознаване на естеството и свойствата на материалите, методи за получаване на материали с определени характеристики за най-ефективно използване в строителството.

Основни целиизучаване на курса:

Да се ​​разбере физикохимичната природа на явленията, които възникват в материалите, когато те са изложени на различни фактори в условията на производство и експлоатация, и тяхното влияние върху свойствата на материалите;

Установяване на връзката между химичния състав, структурата и свойствата на материалите;

Изучаване на теоретичните основи и практиката за прилагане на различни методи за получаване и обработка на материали, които осигуряват висока надеждност и издръжливост на строителните конструкции;

Да даде знания за основните групи неметални материали, техните свойства и приложения.

Лекциите разкриват:

Основите на взаимодействието на атоми и молекули, които позволяват допълнително да се обясни ефектът върху свойствата на материала на неговия химичен състав и процесите на насочена обработка;

Твърда структура, дефекти на кристалната структура и ролята им при формирането на свойствата на материала;

Явления на пренос на топлина, маса и заряд, които са същността на всеки технологичен процес;

Теоретични основи за получаване на аморфни структури на материалите;

Елементи от механиката на еластична и пластична деформация и разрушаване на материала, които са в основата на формирането на здравина и надеждност на съвременните строителни материали и конструкции, както и методи за тяхното изпитване;

Така че задачата на съвременната материалознание е да получи материали с предварително определени свойства.Свойствата на материалите се определят от химичния състав и структура, които са резултат от получаването на материала и по-нататъшната му обработка. Развитието на материалите и технологиите изисква познаване на физичните и химичните явления и процеси, протичащи в материала на различни етапи от неговото производство, обработка и експлоатация, тяхното прогнозиране, описание и контрол. По този начин познаването на теорията е необходимо за създаване на контролирани технологични процеси, резултатът от които ще бъде материал с ясно определени стойности на работните свойства.

Физикохимичните свойства на веществото се определят от електронната структура на неговите атоми. Взаимодействията на атомите са свързани преди всичко с взаимодействието на техните електронни обвивки. Следователно, когато се разработват материали и процеси за тяхното приготвяне, е необходимо ясно да се разбере как различните химични елементи дават и приемат електрони, как промяната в електронното състояние влияе върху свойствата на елементите.

Да си припомним електронната структура на атома.

Електронна структура на атома

В продължение на около две и половина хиляди години древногръцкият философ Демокрит изразява идеята, че всички тела около нас се състоят от най-малките невидими и неделими частици - атоми.

От атоми, като от особени тухли, се сглобяват молекули: от еднакви атоми - молекули просто,вещества, изградени от атоми от различни видове-молекули комплексвещества.

Още в края на деветнадесети век науката установи, че атомите не са „неделими“ частици, както си е представяла древната философия, а от своя страна се състоят от още по-малки и, ако мога така да се изразя, дори по-прости частици. В момента съществуването на около триста елементарни частици, които изграждат атомите, е доказано с по-голяма или по-малка сигурност.

За да изследваме химичните трансформации, в повечето случаи е достатъчно да посочим три частици, които съставляват атом: протон, електрон инеутрон.

Протонът е частица с маса, условно взета като единица (1/12 от масата на въглеродния атом) и единичен положителен заряд. Маса на протона - 1,67252 х 10 -27 кг

Електронът е частица с практически нулева маса (1836 пъти по-малка от тази на протона) и единичен отрицателен заряд. Масата на електрона е 9,1091x10 -31 kg.

Неутронът е частица с маса, почти равна на масата на протон, но без заряд (неутрален). Масата на неутрона е 1,67474 x 10 -27 kg.

Съвременната наука представя атома с приблизително същата структура като нашата слънчева система: в центъра на атома е ядро(слънцето), около което се въртят електрони на относително голямо разстояние (като планети около слънцето). Този „планетарен” модел на атома, предложен през 1911 г. от Ърнест Ръдърфорд и усъвършенстван от постулатите на Бор през 1913 г., е запазил своето значение и до днес.

В ядрото, състоящо се от протони и неутрони и заемащо много малка част от обема на атома, по-голямата част от атома е концентрирана (масата на електроните обикновено не се взема предвид при химичните изчисления на атомните и молекулните маси).

Броят на протоните в ядрото определя изгледатом. Общо вече са открити повече от сто вида атоми, които са представени в Таблицата на елементите под номера, съответстващи на броя на протоните в ядрото.

Най-простият атом съдържа само един протон в ядрото си: това е водороден атом. По-сложният атом на хелия вече има два протона в ядрото си, третият (литий) има три и т.н. Конкретен вид атом се нарича елемент.

2. Структурата и свойствата на довършителните материали

Вътрешна структура на материалите

В зависимост от състоянието на агрегатиране и стабилност, твърдите вещества могат да имат строго подредена структура - кристална, или неуредена, хаотична структура - аморфна.

Естеството на частиците, разположени на местата на кристалната решетка, и преобладаващите сили на взаимодействие (химични връзки) определят естеството на кристалната решетка: атомна с ковалентни връзки, молекулярна с ван дер Ваалс и водородни връзки, йонна с йонни връзки, метални с метални връзки.

Атомна решеткаСъстои се от неутрални атоми, свързани с ковалентни връзки. Веществата с ковалентни връзки се отличават с висока твърдост, огнеупорност, неразтворимост във вода и в повечето други разтворители. Диамантът и графитът са примери за атомни решетки. Енергията на ковалентните връзки е от 600 до 1000 kJ / mol

Молекулна решеткаизградени от техните молекули (I 2, Cl 2, CO 2 и др.), свързани помежду си чрез междумолекулни или водородни връзки. Междумолекулните връзки имат ниска енергийна стойност, не повече от 10 kJ / mol; водородните връзки имат малко по-висока стойност (20-80 kJ / mol), следователно веществата с молекулярна решетка имат ниска якост, ниска точка на топене и висока летливост. Такива вещества не провеждат ток. Веществата с молекулярна решетка включват органични материали, благородни газове и някои неорганични вещества.

Йонна решеткаобразувани от атоми, които са много различни по електроотрицателност. Характерно е за съединения на алкални и алкалоземни метали с халогени. Йонните кристали могат да се състоят и от многоатомни йони (например фосфати, сулфати и др.). В такава решетка всеки йон е заобиколен от определен брой свои противойони. Например, в кристалната решетка на NaCl всеки натриев йон е заобиколен от шест хлорни йона и всеки хлорен йон е заобиколен от шест натриеви йона. Поради ненасочеността и ненаситеността на йонната връзка, кристалът може да се разглежда като гигантска молекула и обичайното понятие за молекула тук губи своето значение. Веществата с йонна решетка се характеризират с висока точка на топене, ниска летливост, висока якост и значителна енергия на кристалната решетка. Тези свойства приближават йонните кристали до атомните. Енергията на свързване на йонната решетка е приблизително равна, според някои източници, по-малка от енергията на ковалентната решетка.

Метални решеткиобразуват метали. Местата на решетката съдържат метални йони, а валентните електрони са делокализирани в целия кристал. Такива кристали могат да се разглеждат като една огромна молекула с една система от многоцентрови молекулярни орбитали. Електроните са в свързващите орбитали на системата, а антисвързващите орбитали образуват лентата на проводимост. Тъй като енергията на свързване на свързващите и антисвързващите орбитали е близка, електроните лесно преминават в лентата на проводимост и се движат в кристала, образувайки сякаш електронен газ. Таблица 3.1 като пример, енергиите на свързване за кристали с различни видовекомуникация.

Подреденото подреждане на частиците в кристала се запазва на големи разстояния, а при идеално оформени кристали - в целия обем на материала. Това подреждане на структурата на твърдите тела се нарича далечна поръчка.