Methodische Entwicklung: Methodische Entwicklung. Aus Berufserfahrung Forschungstätigkeit zur Kenntnis der Eigenschaften und Eigenschaften von Materialien. Ein Polymer ist eine Substanz, deren Moleküle aus einer Vielzahl sich wiederholender Einheiten bestehen. Rohstoffe für Polymere
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Allgemeine Informationüber Materialien, deren Struktur und Eigenschaften
Allgemeine Informationen zu Materialien.
Alle Materialien auf chemischer Basis werden in zwei Hauptgruppen unterteilt - metallisch und nichtmetallisch.
Metalle umfassen Metalle und deren Legierungen. Metalle machen mehr als 2/3 aller bekannten aus chemische Elemente... Metallische Werkstoffe werden in Eisen- und Nichteisenmetalle eingeteilt. Eisen und seine Legierungen – Stahl und Gusseisen – sind eisenhaltig. Alle anderen Metalle sind Nichteisenmetalle. Reine Metalle haben im Vergleich zu Legierungen geringe mechanische Eigenschaften, weshalb ihre Verwendung auf die Fälle beschränkt ist, in denen ihre besonderen Eigenschaften genutzt werden müssen.
Zu den nichtmetallischen Werkstoffen zählen verschiedene Kunststoffe (geschichtet, faserig, pulverförmig, gasgefüllt), Gummiwerkstoffe, Holzwerkstoffe (Bauholz, Holzfurnier), textile Werkstoffe, anorganische (Keramik, Glas) und Verbundwerkstoffe.
Die praktische Bedeutung verschiedener Materialien ist nicht dieselbe. Eisenmetalle werden in der Technik am häufigsten verwendet. Mehr als 90% aller Metallprodukte werden auf Eisenbasis hergestellt. Nichteisenmetalle besitzen jedoch eine Reihe wertvoller physikalischer und chemischer Eigenschaften, die sie unersetzlich machen. Nichtmetallische Materialien haben auch in der Industrie einen Platz, aber ihr Einsatz ist gering (ca. 10%) und die Vorhersage von vor dreißig Jahren, dass nichtmetallische Materialien die metallischen Materialien bis zum Ende des Jahrhunderts erheblich drücken würden, hat sich nicht bewahrheitet . In anderen Bereichen entwickelt sich der Einsatz verschiedener nichtmetallischer Werkstoffe derzeit schneller als metallische Werkstoffe.
Die Struktur der Materialien.
Alle Feststoffe werden in amorphe und kristalline unterteilt.
In amorphen Körpern sind Atome zufällig angeordnet, d.h. in Unordnung, ohne System, daher erweichen die Körper beim Erhitzen in einem großen Temperaturbereich, werden viskos und gehen dann in einen flüssigen Zustand über. Beim Abkühlen geht der Prozess in die entgegengesetzte Richtung. Beispiele für amorphe Körper sind Glas, Leim, Wachs, Kolophonium, d.h. amorphe Struktur ist hauptsächlich Nichtmetallen inhärent.
In kristallinen Körpern sind Atome in einer streng definierten Reihenfolge angeordnet. Die Körper bleiben fest, d.h. behalten die ihnen gegebene Form bis zu einer bestimmten Temperatur, bei der sie in einen flüssigen Zustand übergehen. Beim Abkühlen geht der Prozess in die entgegengesetzte Richtung. Der Übergang von einem Zustand in einen anderen erfolgt bei einem bestimmten Schmelzpunkt. Körper mit einer kristallinen Struktur umfassen Tisch salz, Quarz, Kristallzucker, Metalle und Legierungen.
Atom-Kristall-Struktur - die gegenseitige Anordnung von Atomen in einem Kristall. Ein Kristall besteht aus Atomen (Ionen), die in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet sind, die sich periodisch in drei Dimensionen wiederholt. Der kleinste Komplex von Atomen, der bei wiederholter Wiederholung im Raum die Reproduktion eines räumlichen Kristallgitters ermöglicht, wird als Elementarzelle bezeichnet. Der Einfachheit halber ist es üblich, das räumliche Bild durch Schemata zu ersetzen, bei denen die Schwerpunkte der Partikel durch Punkte dargestellt werden. An den Schnittpunkten von Geraden befinden sich Atome; sie werden Gitterpunkte genannt. Die Abstände zwischen den Zentren von Atomen, die sich in benachbarten Gitterplätzen befinden, werden Parameter oder Gitterperioden genannt.
Ein ideales Kristallgitter ist eine mehrfache Wiederholung von Elementarkristallzellen. Ein echtes Metall zeichnet sich durch das Vorhandensein einer Vielzahl von Strukturfehlern aus, die die Periodizität der Anordnung der Atome im Kristallgitter verletzen.
Es gibt drei Arten von Kristallfehlern: Punkt-, Linear- und Oberflächenfehler. Punktdefekte zeichnen sich durch kleine Größen aus, ihre Größe überschreitet mehrere Atomdurchmesser nicht. Punktdefekte umfassen: a) freie Stellen in den Knoten des Kristallgitters - Leerstellen (Schottky-Defekte); b) Atome, die von den Plätzen des Kristallgitters in Zwischengitterräume verschoben sind - verschobene Atome (Frenkel-Defekte); c) Atome anderer Elemente, die sich sowohl in den Knoten als auch in den Zwischenräumen des Kristallgitters befinden - Fremdatome. Lineare Defekte zeichnen sich durch kleine Dimensionen in zwei Dimensionen aus, weisen jedoch eine signifikante Ausdehnung in der dritten Dimension auf. Die wichtigste Art von linearen Defekten sind Versetzungen (lateinische Versetzung). Oberflächendefekte sind in den anderen beiden Dimensionen dünn und groß. Normalerweise sind dies die Stellen, an denen sich zwei ausgerichtete Abschnitte des Kristallgitters treffen. Sie können Korngrenzen, Fragmentgrenzen innerhalb eines Korns, Blockgrenzen innerhalb von Fragmenten sein.
Die Eigenschaften von Materialien hängen direkt von der Struktur und den Defekten ab.
Materialeigenschaften.
Physikalische Eigenschaften bestimmen das Verhalten von Materialien in thermischen, gravitativen, elektromagnetischen und Strahlungsfeldern. Von den wichtigen physikalischen Eigenschaften kann man die Wärmeleitfähigkeit, die Dichte und den linearen Ausdehnungskoeffizienten herausgreifen.
Dichte ist das Verhältnis der Masse eines homogenen Materials zu einer Einheit seines Volumens. Diese Eigenschaft ist wichtig bei der Verwendung von Materialien in der Luftfahrt und Raketentechnik, wo die erstellten Strukturen leicht und langlebig sein müssen.
Der Schmelzpunkt ist die Temperatur, bei der ein Metall von einem festen in einen flüssigen Zustand übergeht. Je niedriger der Schmelzpunkt des Metalls ist, desto einfacher sind die Prozesse zum Schmelzen und Schweißen und desto billiger sind sie.
Die elektrische Leitfähigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, elektrischen Strom gut und ohne Verlust der Wärmeerzeugung zu leiten. Metalle und deren Legierungen, insbesondere Kupfer und Aluminium, weisen eine gute elektrische Leitfähigkeit auf. Die meisten nichtmetallischen Materialien sind nicht in der Lage, elektrischen Strom zu leiten, was auch eine wichtige Eigenschaft von elektrisch isolierenden Materialien ist.
Wärmeleitfähigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, Wärme von wärmeren Körperteilen auf weniger erhitzte zu übertragen. Metallische Werkstoffe zeichnen sich durch eine gute Wärmeleitfähigkeit aus.
Magnetische Eigenschaften, d.h. nur Eisen, Nickel, Kobalt und deren Legierungen können gut magnetisiert werden.
Die linearen und volumetrischen Ausdehnungskoeffizienten charakterisieren die Fähigkeit eines Materials, sich bei Erwärmung auszudehnen.
Chemische Eigenschaften charakterisieren die Neigung von Materialien zur Wechselwirkung mit verschiedenen Stoffen und werden mit der Fähigkeit von Materialien in Verbindung gebracht, den schädlichen Wirkungen dieser Stoffe standzuhalten. Die Fähigkeit von Metallen und Legierungen, der Einwirkung verschiedener nicht-invasiver Umgebungen zu widerstehen, wird als Korrosionsbeständigkeit bezeichnet, und die ähnliche Fähigkeit nichtmetallischer Materialien wird als chemische Beständigkeit bezeichnet.
Mechanische Eigenschaften charakterisieren die Fähigkeit von Materialien, äußeren Kräften zu widerstehen. Zu den wichtigsten mechanischen Eigenschaften zählen Festigkeit, Härte, Schlagzähigkeit, Elastizität, Plastizität, Sprödigkeit usw.
Festigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, den zerstörerischen Auswirkungen äußerer Kräfte zu widerstehen
Härte ist die Fähigkeit eines Materials, dem Eindringen eines anderen, härteren Körpers unter Einwirkung einer Last zu widerstehen.
Viskosität ist die Eigenschaft eines Materials, der Zerstörung unter dynamischen Belastungen zu widerstehen.
Elastizität ist die Eigenschaft von Materialien, ihre Größe und Form nach Beendigung der Belastung wiederherzustellen.
Plastizität ist die Fähigkeit von Materialien, ihre Größe und Form unter dem Einfluss äußerer Kräfte zu verändern, ohne zu kollabieren.
Sprödigkeit ist die Eigenschaft von Werkstoffen, unter Einwirkung äußerer Kräfte ohne Restverformung zu kollabieren.
Technologische Eigenschaften bestimmen die Fähigkeit von Materialien, verschiedene Arten der Verarbeitung zu durchlaufen. Gießereieigenschaften sind gekennzeichnet durch die Fähigkeit von Metallen und Legierungen im geschmolzenen Zustand, die Kavität der Gießform gut auszufüllen und deren Form genau wiederzugeben (Fließfähigkeit), die Volumenverringerung beim Erstarren (Schrumpfen), die Neigung zur Rissbildung und Poren und die Tendenz, Gase im geschmolzenen Zustand zu absorbieren.
Die Betriebseigenschaften (Gebrauchseigenschaften) umfassen Hitzebeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Strahlungsbeständigkeit, Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit usw.
Hitzebeständigkeit charakterisiert die Fähigkeit eines metallischen Materials, einer Oxidation in einer Gasatmosphäre bei hohen Temperaturen zu widerstehen.
Hitzebeständigkeit charakterisiert die Fähigkeit eines Materials, seine mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen beizubehalten.
Verschleißfestigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, der Zerstörung seiner Oberflächenschichten durch Reibung zu widerstehen.
Die Strahlenbeständigkeit charakterisiert die Fähigkeit eines Materials, den Auswirkungen nuklearer Strahlung zu widerstehen.
Frage 2: Klassifizierung von Textilfasern.
Textilfaser ist ein langgestreckter Körper, flexibel und stark, mit kleinen Querabmessungen, begrenzter Länge, geeignet für die Herstellung von Garnen und Textilmaterialien.
Die Klassifizierung der Fasern basiert auf ihrer chemische Zusammensetzung und Herkunft.
Textilfasern werden je nach Herkunft in natürliche und chemische Fasern eingeteilt.
Naturfasern umfassen Fasern pflanzlichen, tierischen und natürlichen Ursprungs, die in der Natur ohne direkte Beteiligung des Menschen gebildet werden. Natürliche Pflanzenfasern bestehen aus Zellulose; sie werden aus der Oberfläche von Samen (Baumwolle), Früchten (Kokos), aus Stängeln (Lein, Ramie, Hanf, Jute etc.) und Pflanzenblättern (Abaca, Sisal) gewonnen. Naturfasern tierischen Ursprungs bestehen aus Proteinen - Keratin (Wolle verschiedener Tiere) oder Fibroin (Seide einer Maulbeer- oder Eichen-Seidenraupe).
Chemische Fasern umfassen Fasern, die im Werk durch Formen aus organischen, natürlichen oder synthetischen Polymeren oder anorganischen Stoffen hergestellt werden. Chemiefasern werden nach ihrer Zusammensetzung in künstliche und synthetische Fasern unterteilt.
Künstliche Fasern werden aus hochmolekularen Verbindungen gewonnen, die in fertiges Formular(Zellulose, Proteine). Sie werden durch chemische Verarbeitung von natürlichen Polymeren pflanzlichen und tierischen Ursprungs aus Abfällen gewonnen Zellstoffproduktion und die Lebensmittelindustrie.
Ein Polymer ist eine Substanz, deren Moleküle aus einer Vielzahl sich wiederholender Einheiten bestehen. Die Rohstoffe für Polymere sind Holz, Samen, Milch etc. Textile Materialien auf Basis künstlicher Cellulosefasern wie Viskose, Polynose, Kupfer-Ammoniak, Triacetat und Acetat werden in der Bekleidungsindustrie am häufigsten verwendet.
Synthetische Fasern werden durch chemische Synthese von Polymeren hergestellt, d.h. Herstellung von Substanzen mit komplexer Molekularstruktur aus einfacheren, meistens aus raffinierten Öl- und Kohleprodukten. Dies sind Polyamid, Polyether, Polyurethanfasern sowie Polyacrylnitril (PAN), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylalkohol, Polyolefin. Auch synthetische Fasern werden entsprechend ihrer Zusammensetzung in Kohlenstoffketten und Heteroketten unterteilt. Heterokettenfasern werden aus Polymeren gebildet, deren Hauptmolekülkette neben Kohlenstoffatomen Atome anderer Elemente enthält. Carbochain-Fasern sind solche, die aus Polymeren mit nur Kohlenstoffatomen in der Hauptkette von Makromolekülen erhalten werden.
Materialeigenschaft Strukturfehler
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Betreff: Technologie
Klasse: 2A
Programm: "Grundschule des XXI Jahrhunderts" Autor Lutseva E.A.
Thema. Unterschiedliche Materialien - unterschiedliche Eigenschaften
Didaktisches Ziel: Bedingungen für das Studium der Eigenschaften verschiedener Materialien zu schaffen, die eine Person umgeben,
Aufgaben:
persönlich
Liebe und Respekt für die Natur fördern
zur Entwicklung der Erfahrung der gemeinsamen kreativen Tätigkeit der Schüler beitragen
Metathema
Entwicklung von Forschungsfähigkeiten und -fähigkeiten, die Fähigkeit, zu zweit zu arbeiten; kreatives Denken der Schüler
Gegenstand
empirisch herausfinden, welche Eigenschaften die den Schülern bekannten Materialien haben: Papier, Stoff, Holz, Metall;
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Multimedia-Projektor, Präsentation für den Unterricht
Lutseva, E. A. Technologie der Klasse 2. Lehrbuch - M., Ventana-Graf, 2008
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Plastikbecher mit Wasser
Lehrmethoden: Forschung
Formen der Organisation kognitiver Aktivität:
frontal;
Gruppe;
Individuell.
Bühne
Lehreraktivität
Aktivitäten der Studenten
UUD
Selbstbestimmung zur Aktivität
Leute, in der letzten Lektion haben wir eine Puppe aus verschiedenen Materialien gemacht. Sag mir, könntest du mit einer Spielzeugpuppe aus Schnee spielen? Schokolade? Wieso den?
Was hat uns an diesen Materialien nicht gepasst?
Sagen Sie mir, was bestimmt die Materialwahl für das Produkt?
Heute in der Lektion werden wir recherchieren und herausfinden, was Sie über die Materialien wissen müssen, um bei der Auswahl keinen Fehler zu machen. Wir arbeiten in Gruppen (5 + 5 + 4)
Kinder antworten, dass eine Puppe aus Schnee in der Wärme schmilzt, die Hände mit Schokolade befleckt und sich auch verformen kann.
Kann man aus Eis einen Nagel machen? Nein
Ein Boot aus Zucker? Nein
Kinder äußern Vermutungen, Annahmen.
Persönlich:
Selbstbestimmung (Motivation zum Lernen);
Regulierung:
Ziele setzen; gesprächig: Planung der pädagogischen Zusammenarbeit mit Lehrern und Gleichaltrigen
Wissensupdate
Foliennummer 2
Foliennummer 3
Foliennummer 4
Frontalarbeit ist eingeladen, die Fragen zu beantworten:
Was wird als Material bezeichnet?
Was wird als Produkt bezeichnet?
Die Richtigkeit der Antwort kann durch Anklicken des Links auf Folie Nr. 3 überprüft werden
Arbeite mit dem Lehrbuch Lies den Text auf Seite 21 und beantworte die Fragen
Sind Naturschutzgebiete endlos?
Material ist, woraus etwas besteht
Das Produkt ist die Schöpfung von Menschenhand
Kinder lesen den Text auf Seite 21
Kindern vom Respekt vor natürlichen Ressourcen erzählen
gesprächig: Planung der pädagogischen Zusammenarbeit mit Lehrern und Gleichaltrigen;
kognitiv: logisch - Analyse von Objekten, um Merkmale zu identifizieren,
semantisches Lesen.
Bildungsaktivitäten einrichten
Foliennummer 5
Folien Nummer 6, 7.8
Foliennummer 9
Sie haben die gleichen Bilder von verschiedenen Objekten auf Ihrem Tisch. Betrachten Sie die Bilder von Objekten. In welche Gruppen lassen sie sich einteilen? Wieso den? Paarweise diskutieren. Den Antworten der Kinder wird zugehört.
Überprüfen Sie die Richtigkeit Ihrer Handlungen. Welche Produkte bestehen aus dem gleichen Material?
Erklären Sie, warum die Materialien für diese Produkte verwendet wurden. Was sind die Funktionen? Was bestimmt die Materialwahl für das Produkt?
Kinder treten auf praktische Arbeit indem Sie Objekte in Gruppen einteilen:
Aus Holz: Stuhl, Bücher, Tafel, Notizbuch, Holztor, Kommode
Aus Stoff: Gardinen, T-Shirt, Shorts.
Metall: Besteck, Bohrer, Eisentore.
Kleidung sollte passen, wärmen, absorbieren.
Metallprodukte sind langlebig.
Kinder gehen davon aus, dass sie einige Eigenschaften und Eigenschaften von Materialien kennen müssen.
kognitiv: logisch - Analyse von Objekten, um Merkmale und Klassifizierung zu identifizieren; gesprächig:
proaktive Zusammenarbeit bei der Suche nach einer Lösung des Problems;
kognitiv:Allgemeinbildung Selbstselektion - die Formulierung eines kognitiven Ziels; Rätsel - Formulierung des Problems, für das wir untersuchen werden
Einen Ausweg aus einer Schwierigkeit bauen
Folie Nummer 10.
Foliennummer 11
Foliennummer 14
Foliennummer 15
Lassen Sie uns neugierig sein und diese Materialien genauer erkunden.
Wir forschen. Gruppenarbeit.
1. Legen Sie Proben verschiedener Materialien vor sich hin: Papier, Stoff, Holz, Metall. Betrachten Sie sie sorgfältig. Sagen Sie uns, was Sie sehen.
Nehmen Sie jedes Material in die Hand, denken Sie daran, biegen Sie. klopfen. Was fühlst du?
Was Sie sehen und fühlen, sind die Eigenschaften der Materialien.
Um die Eigenschaften (Eigenschaften) von Materialien zu verstehen, führen wir eine praktische Studie durch, dh wir werden sie im Detail untersuchen.
2. Praktisches Studium der Eigenschaften verschiedener Materialien. Durchführung von Materialeigenschaftenforschung. Alles, was Sie zum Recherchieren brauchen, befindet sich auf Ihrem Schreibtisch. Tragen Sie die Forschungsergebnisse in die Tabelle ein.
Überprüfen Sie die Richtigkeit Ihrer Arbeit an der Probe. Stimmen Ihre Antworten mit der Stichprobe überein. Wenn nicht, dann lassen Sie uns diskutieren.
Aufgabe: Recherchiere Seite 22
1. Wissenserwerb und -integration - 4
2. Zusammenarbeit - 4
3. Kommunikation - 2
4. Problemlösung - 3
5. Nutzung von IKT - 1
6. Selbstorganisation und Selbstregulierung - 2
In mündlicher Rede sprechen:
Materialeigenschaften sind das, was Sie sehen und fühlen.
Kinder forschen mit Materialien. Studienauftrag auf Seite 22 des Lehrbuchs und fülle die Tabelle aus
Selbsttest nach Muster.
Regulierung: Planung, Prognose; kognitiv:
Analyse von Objekten zur Identifizierung von Merkmalen, zeichensymbolische Aktionen (Arbeiten mit einer Tabelle)
gesprächig- proaktive Zusammenarbeit bei der Suche und Auswahl von Informationen,
Aktivitäten planen und Verantwortlichkeiten zuweisen;
Regulierung: Kontrolle, Bewertung, Korrektur;
einen Studienauftrag mit Selbst- und gegenseitiger Prüfung durchführen;
kognitiv:Allgemeinbildung - die Fähigkeit, Wissen zu strukturieren, gesprächig: Partnerverhaltensmanagement - Kontrolle, Korrektur, Bewertung von Partnerhandlungen, Geschick
im Rahmen des Bildungsdialogs angemessen interagieren;
- das Ergebnis der Aktivitäten der Gruppe darstellen.
Primärverankerung
Lesen Sie die Frage auf Seite 22
Analysieren Sie die Tabelle:
Haben verschiedene Materialien ähnliche Eigenschaften?
Benennen Sie die gleichen Eigenschaften für verschiedene Materialien. Welches Material ist elastisch? Und welches Material mit dieser Eigenschaft kennen Sie?
Wie hilft die Kenntnis der Eigenschaften verschiedener Materialien jedem Handwerker bei seiner Arbeit?
Kinder arbeiten nach der Tabelle.
Ja, es gibt.
Bei Verformung ändern: Papier, Stoff
Reißt nicht: Holz, Metall.
Verformt sich nicht: Holz, Metall.
Stoff, Gummi.
Regulierung: Kontrolle, Bewertung, Korrektur; kognitiv: die Fähigkeit, eine Sprachäußerung bewusst und willkürlich aufzubauen, Reflexion über die Methoden und Bedingungen des Handelns; gesprächig: Fähigkeit, deine Gedanken auszudrücken
Aufnahme von neuem Wissen
Kreative Aufgabe in der Gruppe
Sie erhalten Materialien. Die Aufgabe besteht darin, sich vorzustellen, was daraus werden kann? Überlegen Sie, prüfen Sie anhand der Tabelle, wie Sie die Eigenschaften des Materials nutzen können.
Beweisen Sie die Richtigkeit der Materialwahl.
Gruppenarbeit. Kinder füllen Karten aus.
Papier -
Holz -
Metall -
Textil -
Regulierung: Kontrolle, Korrektur, Hervorhebung und Bewusstsein des bereits Erlernten und des noch Assimilationsgegenstandes, Bewusstsein der Qualität und des Grades der Assimilation;
persönlich: Selbstbestimmung
Gesprächig: die Fähigkeit, Ihre Gedanken mit ausreichender Vollständigkeit und Genauigkeit auszudrücken
Reflexion der Aktivität
Leute, jetzt könnt ihr die Frage beantworten: Haben verschiedene, äußerlich unähnliche Materialien ähnliche Eigenschaften?
Was hast du Neues gelernt? Was hast du gelernt? Wo im Leben kann Ihnen dieses Wissen nützlich sein?
Wer von euch fand es schwierig? Wer hat die Schwierigkeiten alleine gemeistert? Wem haben die Kameraden geholfen?
Bewerten Sie Ihre persönliche Arbeit in der Gruppe und die Arbeit der gesamten Gruppe.
Sagen Sie Ihre Meinung zum Unterricht
Setzen Sie die Sätze fort: Ich wusste es nicht .... Ich habe gelernt .... Ich konnte nicht .... Ich habe gelernt ....
Antworten der Kinder.
Gesprächig: die Fähigkeit, Ihre Gedanken mit ausreichender Vollständigkeit und Genauigkeit auszudrücken; kognitiv: Betrachtung; persönlich: Bedeutung Bildung
Anwendung. Tabellen.
Materialeigenschaften
Was ich recherchiere
Papier
Holz
die Kleidung
Metall
glatt
rauh
rauh
glatt
lose
dicht
lose
dicht
Jawohl
Nein
Jawohl
Nein
Dehnt es sich (Elastizität)
Nein
Nein
Jawohl
Nein
Jawohl
Nein
Jawohl
Nein
Jawohl
Ja, aber sinkt nicht
Jawohl
Nein, ertrinken
Jawohl
Nein
Jawohl
Nein
Materialeigenschaften
Was ich recherchiere
Papier
Holz
die Kleidung
Metall
Welche Oberfläche (glatt, rau)
Was ist die Dichte (dicht, locker)
Verändert es sich beim Falten (Verformung)
Dehnt es sich (Elastizität)
Welche Transparenz (transluzent oder nicht)
Wie ist das Verhältnis zur Feuchtigkeit (wird nass oder nicht)
Was ist die Stärke (bricht oder nicht)
Materialklassifizierung
Feste Materialien werden im Allgemeinen in drei Hauptgruppen eingeteilt. Dies sind Metalle, Keramiken und Polymere. Diese Einteilung basiert hauptsächlich auf den Merkmalen der chemischen Struktur und der atomaren Struktur der Materie. Die meisten Materialien lassen sich ganz eindeutig der einen oder anderen Gruppe zuordnen, obwohl auch Zwischenfälle möglich sind. Darüber hinaus ist die Existenz von Verbundwerkstoffen zu beachten, in denen Materialien aus zwei oder drei der aufgeführten Gruppen kombiniert werden. Nachfolgend finden Sie eine kurze Beschreibung der verschiedenen Arten von Materialien und ihrer vergleichenden Eigenschaften.
Eine andere Art von Materialien sind moderne spezielle (fortgeschrittene) Materialien, die für den Einsatz in Hightech-(Hightech-)Bereichen wie Halbleiter, biologische Materialien, intelligente Materialien und Substanzen der Nanotechnologie bestimmt sind.
METALLE
Zu dieser Gruppe gehörende Materialien umfassen ein oder mehrere Metalle (wie Eisen, Aluminium, Kupfer, Titan, Gold, Nickel) sowie oft auch einige nichtmetallische Elemente (wie Kohlenstoff, Stickstoff oder Sauerstoff) in relativ geringen Mengen.
Die Atome in Metallen und Legierungen sind in einer sehr perfekten Ordnung angeordnet. Außerdem ist die Dichte von Metallen im Vergleich zu Keramik und Polymermaterialien relativ hoch.
In Bezug auf die mechanischen Eigenschaften sind alle diese Materialien relativ zäh und langlebig. Darüber hinaus haben sie eine gewisse Duktilität (d. h. die Fähigkeit, sich ohne Zerstörung groß zu verformen) und Bruchfestigkeit, was ihre breite Anwendung in einer Vielzahl von Strukturen gewährleistet.
V Metallmaterialien es gibt viele delokalisierte Elektronen, d. h. Elektronen, die nicht mit bestimmten Atomen verbunden sind. Es ist die Anwesenheit solcher Elektronen, die viele der Eigenschaften von Metallen direkt erklärt. Metalle sind beispielsweise sehr gute Leiter für elektrischen Strom und Wärme. Sie sind unempfindlich gegenüber sichtbarem Licht. Polierte Metalloberflächen sind glänzend. Außerdem haben einige Metalle (zB Eisen, Kobalt und Nickel) für ihre Verwendung wünschenswerte magnetische Eigenschaften.
KERAMIK
Keramik ist eine Gruppe von Materialien, die eine Zwischenstellung zwischen Metallen und nichtmetallischen Elementen einnehmen. In der Regel umfasst die Klasse der Keramiken Oxide, Nitride und Karbide. Einige der beliebtesten Keramikarten bestehen beispielsweise aus Aluminiumoxid (Al2O3), Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumnitrid (Si3N4). Darüber hinaus gehören zu den Substanzen, die viele als traditionelle Keramikmaterialien bezeichnen, verschiedene Tone (insbesondere solche, die zur Herstellung von Porzellan verwendet werden) sowie Beton und Glas. In Bezug auf die mechanischen Eigenschaften sind Keramiken relativ zähe und langlebige Materialien, die in diesen Eigenschaften mit Metallen vergleichbar sind. Außerdem sind typische Keramiken sehr hart. Keramiken sind jedoch ein extrem sprödes Material (fast vollständiger Mangel an Duktilität) und widerstehen Bruch nicht gut. Alle typischen Keramiken leiten keine Wärme und keinen Strom (d. h. ihre elektrische Leitfähigkeit ist sehr gering).
Keramiken zeichnen sich durch eine höhere Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und schädliche Einflüsse aus Umfeld... Was ihre optischen Eigenschaften betrifft, können Keramiken transparente, transluzente oder vollständig opake Materialien sein, und einige Oxide, beispielsweise Eisenoxid (Fe2O3), haben magnetische Eigenschaften.
VERBUNDSTOFFE
Verbundwerkstoffe sind eine Kombination aus beiden (oder mehr) einzelne Materialien der oben aufgeführten Stoffklassen, d.h. Metalle, Keramiken und Polymere. Das Ziel der Herstellung von Verbundwerkstoffen war es, eine solche Kombination von Eigenschaften verschiedener Materialien zu erreichen, die für einzelne Komponenten nicht erreichbar ist, sowie eine optimale Kombination ihrer Eigenschaften bereitzustellen. Es ist bekannt große Menge verschiedene Verbundwerkstoffe, die durch die Kombination von Metallen, Keramiken und Polymeren erhalten werden. Darüber hinaus sind einige natürliche Materialien auch Verbundstoffe, wie Holz und Knochen. Die meisten der in diesem Buch besprochenen Verbundwerkstoffe sind jedoch Materialien aus synthetischen Materialien.
Einer der beliebtesten und bekanntesten Verbundwerkstoffe ist Glasfaser. Bei diesem Material handelt es sich um kurze Glasfasern, eingebettet in eine Polymermatrix, meist Epoxid- oder Polyesterharz. Glasfasern sind stark und zäh, aber zerbrechlich. Gleichzeitig ist die Polymermatrix plastisch, aber ihre Festigkeit ist gering. Die Kombination dieser Stoffe führt zu einem relativ steifen und hochfesten Werkstoff, der dennoch über ausreichende Duktilität und Flexibilität verfügt.
Ein weiteres Beispiel für einen technologisch wichtigen Verbundwerkstoff sind kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK). Bei diesen Materialien werden Kohlefasern in eine Polymermatrix eingebracht. Materialien dieser Art sind steifer und haltbarer als Glasfaser, aber gleichzeitig teurer. CFK werden in der Luft- und Raumfahrt und in hochwertigen Sportgeräten wie Fahrrädern, Golfschlägern, Tennisschlägern, Skiern und Snowboards eingesetzt.
FORTGESCHRITTENE WERKSTOFFE
Materialien, die zur Verwendung in High-Tech-Produkten ("High-Tech") bestimmt sind, werden konventionell manchmal als "progressive" Materialien bezeichnet. Hochtechnologie bezieht sich in der Regel auf Geräte oder Produkte, die auf ausgeklügelten modernen Prinzipien basieren. Diese Produkte umfassen eine Vielzahl elektronischer Geräte wie digitale Video- und Audiokameras, CD-/DVD-Player, Computer, Glasfasersysteme sowie Weltraumsatelliten, Luft- und Raumfahrt- und Raketentechnik.
Progressive Materialien sind im Wesentlichen typisch für die oben diskutierten Materialien, jedoch mit verbesserten Eigenschaften, aber auch neuen Materialien mit herausragenden Eigenschaften. Diese Materialien können Metalle, Keramiken oder Polymere sein, ihre Kosten sind jedoch in der Regel sehr hoch. Zu den fortschrittlichen Materialien zählen auch Halbleiter, Biomaterialien und Stoffe, die wir „Materialien der Zukunft“ nennen. Dies sind die sogenannten „intelligenten“ Materialien und nanotechnologischen Produkte, die beispielsweise für die Herstellung von Lasern, integrierten Schaltkreisen, Magnetspeichern, Flüssigkristallanzeigen und Lichtwellenleitern bestimmt sind.
HALBLEITER
Halbleiter nehmen hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften eine Zwischenstellung zwischen elektrisch leitfähigen Materialien (Metalle und Metalllegierungen) und Isolatoren (Keramik und Polymere) ein. Darüber hinaus sind die elektrischen Eigenschaften von Halbleitern äußerst empfindlich gegenüber dem Vorhandensein minimaler Mengen von Fremdatomen, deren Konzentration bis auf das Niveau sehr kleiner Bereiche kontrolliert werden muss. Die Entwicklung von Halbleitermaterialien ermöglichte die Entwicklung integrierter Systeme, die in den letzten drei Jahrzehnten die Elektronik und Computertechnologie (wenn auch die Veränderungen in unserem Leben ganz zu schweigen) revolutioniert haben.
BIOMATERIALIEN
Aus Biomaterialien werden Implantate für den menschlichen Körper hergestellt, die erkrankte oder zerstörte Organe oder Gewebe ersetzen sollen. Materialien dieser Art sollten keine toxischen Substanzen abgeben und mit menschlichem Gewebe kompatibel sein (d. h. keine Abstoßungsreaktionen verursachen). Alle diese Arten von Substanzen - Metalle, Keramiken, Polymere und Halbleiter - können als Biomaterialien verwendet werden. Als Beispiel seien einige Biomaterialien genannt, die zur Herstellung künstlicher Hüftgelenke verwendet werden.
ZUKÜNFTIGE MATERIALIEN
„Smarte“ (oder intelligente) Materialien sind eine Gruppe neuer künstlich entwickelter Stoffe, die einen erheblichen Einfluss auf viele moderne Technologien haben. Die Definition von „smart“ bedeutet, dass diese Materialien in der Lage sind, Veränderungen in der Umwelt zu spüren und auf diese Veränderungen in einer vorgegebenen Weise zu reagieren – eine Eigenschaft, die lebenden Organismen innewohnt. Das Konzept der intelligenten Materialien wurde auch auf komplexe Systeme ausgeweitet, die sowohl aus intelligenten als auch aus traditionellen Stoffen bestehen.
Einige Arten von Sensoren (die eingehende Signale erkennen) sowie exekutive Systeme (Aktivatoren), die die Rolle von reaktionsfähigen und adaptiven Geräten spielen, können als Komponenten intelligenter Materialien (oder Systeme) verwendet werden. Mit letzterem lassen sich Form, Lage, Eigenfrequenzen oder mechanische Eigenschaften als Reaktion auf Änderungen der Temperatur, Lichtintensität, elektrischen oder magnetischen Feldstärke verändern.
Als Aktivatoren werden üblicherweise vier Arten von Materialien verwendet: Formgedächtnislegierungen, piezoelektrische Keramiken, magnetostriktive Materialien und elektrorheologische/elektromagnetische Flüssigkeiten.
Memory-Legierungen sind Metalle, die nach einer Verformung bei Temperaturänderungen in ihre ursprüngliche Form zurückkehren.
Piezoelektrische Keramiken dehnen sich als Reaktion auf Änderungen des elektrischen Felds (oder der Spannung) aus und ziehen sich zusammen; ändern sich ihre Größen, so führt dies zur Anregung eines elektrischen Signals. Magnetostriktive Materialien verhalten sich ähnlich wie Piezoelektrika, jedoch nur als Reaktion auf eine Magnetfeldänderung. Bei elektro- und magnetorheologischen Flüssigkeiten handelt es sich um Medien, deren Viskosität als Reaktion auf Änderungen des elektrischen bzw. magnetischen Felds stark verändert wird.
Materialien/Geräte, die als Sensoren verwendet werden, können optische Fasern, Piezoelektrika (einige Polymere umfassen) und mikroelektromechanische Geräte, abgekürzt als MEMS, sein.
Ein Beispiel für intelligente Geräte ist ein System, das in Hubschraubern verwendet wird, um den Kabinenlärm zu reduzieren, der durch rotierende Rotorblätter erzeugt wird. In die Schaufeln eingebaute piezoelektrische Sensoren überwachen Spannungen und Dehnungen; Das Signal wird von diesen Sensoren an den Aktuator übertragen, der mit Hilfe eines Computers ein „Anti-Noise“ erzeugt, das den Schall aus dem Betrieb der Helikopter-Propeller dämpft.
NANOTECHNOLOGISCHE MATERIALIEN
Bis vor kurzem galt in der Chemie und Physik der Materialien als allgemein anerkannte Arbeitsvorgehensweise, dass zunächst sehr große und komplexe Strukturen untersucht wurden und sich dann die Forschung auf die Analyse der kleineren Fundamentalblöcke dieser Strukturen verlagerte. Dieser Ansatz wird manchmal als Top-Down bezeichnet. Mit der Entwicklung der Rastermikroskopie-Technologie, die es ermöglichte, einzelne Atome und Moleküle zu beobachten, wurde es jedoch möglich, Atome und Moleküle zu manipulieren, um neue Strukturen zu schaffen und so neue Materialien zu erhalten, die auf der Basis von Elementen von Atomgröße (das sogenannte „Materialdesign“). Diese Möglichkeiten, Atome genau zu sammeln, eröffneten Perspektiven für die Herstellung von Materialien mit mechanischen, elektrischen, magnetischen und anderen Eigenschaften, die mit anderen Methoden nicht erreichbar gewesen wären. Wir nennen diesen Ansatz „bottom-up“, und die Nanotechnologie untersucht die Eigenschaften solcher neuen Materialien, wobei das Präfix „nano“ bedeutet, dass die Abmessungen der Strukturelemente in der Größenordnung von Nanometern liegen (dh 10–9 m ). Allgemein, es kommtüber Strukturelemente mit Abmessungen von weniger als 100 nm, was etwa 500 Atomdurchmessern entspricht.
Ein Beispiel für diese Art von Material sind Kohlenstoff-Nanoröhrchen. In Zukunft werden wir zweifellos immer mehr Bereiche finden, in denen sich die Vorzüge nanotechnologischer Materialien manifestieren werden.
DIE NOTWENDIGKEIT, NEUE MATERIALIEN ZU ERSTELLEN
Obwohl in den letzten Jahren enorme Fortschritte in der Materialwissenschaft und Materialtechnologie gemacht wurden, besteht weiterhin Bedarf, noch bessere und spezialisiertere Materialien zu entwickeln und den Zusammenhang zwischen der Herstellung solcher Materialien und ihren Auswirkungen auf die Umwelt zu bewerten. Zu diesem Thema sind einige Anmerkungen erforderlich, um mögliche Perspektiven in diesem Bereich zu skizzieren.
Die Kernkraft bietet einige Zukunftsversprechen, aber es bleiben viele Herausforderungen bei der Entwicklung neuer Materialien, die in allen Phasen benötigt werden – von der Befeuerungsanlage in einem Reaktor bis zur Lagerung radioaktiver Abfälle.
Mit dem Transport sind hohe Energiekosten verbunden. Die Verringerung des Gewichts von Transportmitteln (Autos, Flugzeuge, Züge usw.) sowie die Erhöhung der Betriebstemperatur der Motoren werden zu einer effizienteren Energienutzung beitragen. Dies erfordert die Entwicklung hochfester Leichtbauwerkstoffe sowie Werkstoffe, die bei erhöhten Temperaturen betrieben werden können.
Darüber hinaus besteht ein anerkannter Bedarf an neuen, wirtschaftlich tragfähigen Energiequellen sowie an einer effizienteren Nutzung vorhandener Energiequellen. Zweifellos spielen Materialien mit den erforderlichen Eigenschaften eine große Rolle bei der Entwicklung dieser Richtung. So wurde beispielsweise die Möglichkeit der direkten Konvertierung demonstriert Solarenergie in einen elektrischen Strom. Derzeit sind Solarzellen recht komplexe und teure Geräte. Zweifellos sollten neue relativ billige technologische Materialien geschaffen werden, die bei der Umsetzung der Nutzung der Sonnenenergie effizienter sein sollten.
Ein weiteres sehr attraktives und sehr reales Beispiel in der Energieumwandlungstechnologie sind Wasserstoff-Brennstoffzellen, die auch den Vorteil haben, die Umwelt nicht zu belasten. Der Einsatz dieser Technologie in elektronischen Geräten steht erst am Anfang; Zukünftig können solche Elemente als Kraftwerke in Autos eingesetzt werden. Neue Materialien werden benötigt, um effizientere Brennstoffzellen zu schaffen, und neue Katalysatoren werden benötigt, um Wasserstoff zu produzieren.
Um die Qualität der Umwelt auf dem erforderlichen Niveau zu halten, müssen wir die Zusammensetzung von Luft und Wasser kontrollieren. Zur Kontrolle der Kontamination werden verschiedene Materialien verwendet. Darüber hinaus besteht die Notwendigkeit, die Recycling- und Reinigungsverfahren von Materialien zu verbessern, um die Umweltverschmutzung, d.h. Die Aufgabe besteht darin, bei der Gewinnung von Mineralien weniger Abfall zu erzeugen und die Umwelt um uns herum weniger zu schädigen. Es sollte auch berücksichtigt werden, dass bei der Herstellung einiger Materialien giftige Stoffe entstehen, so dass mögliche Umweltschäden durch die Deponierung solcher Abfälle berücksichtigt werden sollten.
Viele der von uns verwendeten Materialien stammen aus unersetzlichen Ressourcen, d.h. Quellen, die nicht regeneriert werden können. Dies gilt zum Beispiel für Polymere, deren Haupteinsatzstoff Öl ist, und für einige Metalle. Diese unersetzlichen Ressourcen werden allmählich aufgebraucht. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit: 1) neue Quellen dieser Ressourcen zu entdecken; 2) Schaffung neuer Materialien mit ähnlichen Eigenschaften wie bestehende, aber weniger umweltschädlich; 3) Stärkung der Rolle von Recyclingprozessen und insbesondere die Entwicklung neuer Technologien, die das Recycling ermöglichen. Als Konsequenz aus all dem wird es notwendig, nicht nur die Produktion wirtschaftlich zu bewerten, sondern auch Umweltfaktoren zu berücksichtigen, so dass es notwendig ist, den gesamten Lebenszyklus des Materials - "von der Wiege bis zur Bahre" - zu analysieren. und den gesamten Produktionsprozess.
Gießen ist ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks oder Produkts durch Füllen eines Hohlraums einer bestimmten Konfiguration mit flüssigem Metall, gefolgt von dessen Erstarrung.Das durch Gießen erhaltene Werkstück oder Produkt wird Gießen genannt.
Gießerei- die wichtigste Beschaffungsbasis für alle Bereiche des Maschinenbaus. Gießen ist in vielen Fällen die einzige Möglichkeit, Werkstücke mit komplexen Formen zu erhalten: Gegossene Knüppel sind am günstigsten und haben oft die kleinste Bearbeitungszugabe.
Schalenguss.
Die Gießform ist hier eine Schale mit einer Dicke von 6-10 mm, aus einem feuerfesten Grundmaterial (Füllstoff) und einem Kunstharz als Bindemittel. Das Prinzip der Schalengewinnung beruht auf den Eigenschaften eines Bindermaterials, das bei Erwärmung irreversibel aushärten kann. Quarzsand wird häufig als feuerfester Grundstoff verwendet. Das Bindemittel sind synthetische duroplastische Phenol-Formaldehyd-Harze. Durch das Gießen in Schalenformen werden Gussteile mit erhöhter Genauigkeit und einer besseren Oberflächenqualität als beim Gießen in Sandformen erhalten. Der Prozess ist äußerst produktiv und einfach zu mechanisieren.
Liste der verwendeten Literatur
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Allgemeine Informationen zu Baustoffen.
Bauprodukte und Bauwerke, aus denen sie errichtet werden, unterliegen beim Bau, Betrieb und der Reparatur von Gebäuden und Bauwerken verschiedenen physikalischen und mechanischen, physikalischen und technologischen Einflüssen. Ein Wasserbauingenieur muss das richtige Material, Produkt oder die richtige Struktur mit ausreichender Festigkeit, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit für bestimmte Bedingungen kompetent auswählen.
VORTRAG Nr. 1
Allgemeine Informationen über Baustoffe und deren Haupteigenschaften.
Baumaterialien und -produkte, die beim Bau, Wiederaufbau und der Reparatur verschiedener Gebäude und Bauwerke verwendet werden, werden in natürliche und künstliche unterteilt, die wiederum in zwei Hauptkategorien unterteilt sind: Die erste Kategorie umfasst: Ziegel, Beton, Zement, Holz usw. Sie werden bei der Errichtung verschiedener Gebäudeelemente (Wände, Decken, Beschichtungen, Böden) verwendet. Zur zweiten Kategorie - spezieller Zweck: Abdichtung, Wärmedämmung, Akustik usw. Die wichtigsten Arten von Baumaterialien und -produkten sind: Natursteinbaustoffe daraus; anorganische und organische Bindemittel; Waldmaterialien und Produkte daraus; Hardware. Je nach Zweck, Bau- und Betriebsbedingungen von Gebäuden und Bauwerken werden geeignete Baustoffe ausgewählt, die bestimmte Qualitäten und Schutzeigenschaften gegen die Einwirkungen verschiedener Außenumgebung... Aufgrund dieser Eigenschaften muss jeder Baustoff bestimmte bautechnische und technische Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise sollte das Material für die Außenwände von Gebäuden die niedrigste Wärmeleitfähigkeit bei ausreichender Festigkeit aufweisen, um den Raum vor der Außenkälte zu schützen; das Material der Struktur für Bewässerungs- und Entwässerungszwecke - Wasserdichtheit und Beständigkeit gegen wechselnde Feuchtigkeit und Trocknung; Material für teure Abdeckungen (Asphalt, Beton) muss eine ausreichende Festigkeit und einen geringen Abrieb aufweisen, um Verkehrsbelastungen standzuhalten.Bei der Klassifizierung von Materialien und Produkten ist zu beachten, dass diese gut sein müssen Eigenschaften und Qualitäten.Eigentum- die Eigenschaft des Materials, die sich im Prozess seiner Verarbeitung, Anwendung oder Verwendung manifestiert. Qualität- eine Reihe von Materialeigenschaften, die ihre Fähigkeit bestimmen, bestimmte Anforderungen gemäß ihrem Verwendungszweck zu erfüllen Die Eigenschaften von Baustoffen und Produkten werden in drei Hauptgruppen eingeteilt: physikalisch, mechanisch, chemisch, technologisch usw . ZU chemisch umfassen die Fähigkeit von Materialien, der Einwirkung einer chemisch aggressiven Umgebung zu widerstehen, in ihnen Austauschreaktionen zu verursachen, die zur Zerstörung von Materialien führen, eine Änderung ihrer ursprünglichen Eigenschaften: Löslichkeit, Korrosionsbeständigkeit, Beständigkeit gegen Fäulnis, Aushärtung. Physikalische Eigenschaften: durchschnittliche, Bulk-, wahre und relative Dichte; Porosität, Feuchtigkeit, Feuchtigkeitsausbeute, Wärmeleitfähigkeit. Mechanische Eigenschaften: Endfestigkeit bei Druck, Zug, Biegung, Scherung, Elastizität, Plastizität, Steifigkeit, Härte. Technologische Eigenschaften: Verarbeitbarkeit, Hitzebeständigkeit, Schmelzen, Härtungs- und Trocknungsgeschwindigkeit.
Physikalische und chemische Eigenschaften von Materialien.
Durchschnittliche Dichteρ 0 Masse m Einheitsvolumen V 1 völlig trockenes Material in seinem natürlichen Zustand; es wird in g / cm 3, kg / l, kg / m 3 angegeben. Schüttdichte von Schüttgüternρ n Masse m Einheitsvolumen V n getrocknetes loses Material; es wird in g / cm 3, kg / l, kg / m 3 angegeben. Wahre Dichteρ Masse m Einheitsvolumen V Material in einem absolut dichten Zustand; es wird in g / cm 3, kg / l, kg / m 3 angegeben. Relative Dichte ρ(%) - der Füllgrad des Materialvolumens mit einem festen Stoff; es ist gekennzeichnet durch das Verhältnis des Gesamtvolumens der Feststoffe V im Material auf das gesamte Volumen des Materials V 1 oder das Verhältnis der durchschnittlichen Dichte des Materials ρ 0 zu seiner wahren Dichte ρ:, oder
. PorositätNS
- Füllgrad des Materialvolumens mit Poren, Hohlräumen, Gas-Luft-Einschlüssen: bei Feststoffen: 
, für Schüttgut: 
Hygroskopizität- die Fähigkeit des Materials, Feuchtigkeit aus der Umgebung aufzunehmen und in der Masse des Materials einzudicken. FeuchtigkeitW
(%)
- das Verhältnis der Wassermasse im Material m v =
m 1
-
m
auf seine Masse in absolut trockenem Zustand m: 
WasseraufnahmeV
- charakterisiert die Fähigkeit des Materials in Kontakt mit Wasser dieses aufzunehmen und in seiner Masse zu halten. Unterscheiden Sie zwischen Masse V m und volumetrisch V Ö Wasseraufnahme. Massenwasseraufnahme(%)
- das Verhältnis der vom Material aufgenommenen Wassermasse m v zur Materialmasse im absolut trockenen Zustand m: 
Volumetrische Wasseraufnahme(%)
- das Verhältnis der vom Material aufgenommenen Wassermenge m v /
ρ
v
auf sein Volumen im wassergesättigten Zustand V 2
: 
Feuchtigkeitsertrag- die Fähigkeit des Materials, Feuchtigkeit abzugeben. Mechanische Eigenschaften von Materialien.
DruckfestigkeitR - Bruchlastverhältnis NS) zur Querschnittsfläche der Probe F(cm2). Sie hängt von der Größe der Probe, der Aufbringungsgeschwindigkeit der Last, der Form der Probe und der Luftfeuchtigkeit ab. ZerreißfestigkeitR R - Bruchlastverhältnis R auf die ursprüngliche Querschnittsfläche der Probe F. BiegefestigkeitR und - bestimmt an speziell angefertigten Balken. Steifigkeit- die Eigenschaft des Materials, kleine elastische Verformungen zu geben. Härte- die Fähigkeit eines Materials (Metall, Beton, Holz), dem Eindringen einer Stahlkugel unter konstanter Belastung zu widerstehen.VORTRAG Nr. 2
Natursteinmaterialien.
Klassifizierung und Haupttypen von Gesteinen.
Als Natursteinmaterialien werden im Bauwesen Gesteine verwendet, die über die notwendigen Baueigenschaften verfügen. Gemäß der geologischen Klassifikation werden Gesteine in drei Arten unterteilt: 1) magmatisch (primär), 2) sedimentär (sekundär) und 3) metamorph (modifiziert). 1) Eruptivgesteine (Ur-)Gesteine entstand bei der Abkühlung von geschmolzenem Magma, das aus den Tiefen der Erde aufstieg. Die Struktur und Eigenschaften von magmatischen Gesteinen hängen stark von den Abkühlungsbedingungen des Magmas ab, und daher werden diese Gesteine unterteilt in tief und ausgekippt. Tiefe Felsen bei der langsamen Abkühlung von Magma tief in der Erdkruste bei hohen Drücken der darüber liegenden Erdschichten gebildet, was zur Bildung von Gesteinen mit dichter granular-kristalliner Struktur, hoher und mittlerer Dichte, hoher Druckfestigkeit beigetragen hat. Diese Gesteine haben eine geringe Wasseraufnahme und eine hohe Frostbeständigkeit. Zu diesen Gesteinen gehören Granit, Syenit, Diorit, Gabbro usw. Ergossene Felsen gebildet während der Freisetzung von Magma zu Erdoberfläche mit relativ schneller und ungleichmäßiger Abkühlung. Die am häufigsten ausgebrochenen Gesteine sind Porphyr, Diabas, Basalt, vulkanisches Lockergestein. 2) Sedimentäre (sekundäre) Gesteine aus Urgesteinen (Eruptivgesteinen) unter dem Einfluss von Temperaturänderungen gebildet, Sonnenstrahlung, die Einwirkung von Wasser, atmosphärischen Gasen usw. Sedimentgesteine werden dabei unterteilt in detrital (locker), chemisch und organogen. Zu den Trümmern Lockergesteine umfassen Kies, Schotter, Sand, Ton. Chemische Sedimentgesteine: Kalkstein, Dolomit, Gips. Organogene Gesteine: Kalkstein-Muschelgestein, Kieselgur, Kreide. 3) Metamorphe (modifizierte) Gesteine gebildet aus magmatischen und sedimentären Gesteinen unter dem Einfluss hoher Temperaturen und Drücke beim Anheben und Absenken der Erdkruste. Dazu gehören Schiefer, Marmor, Quarzit.
Klassifizierung und Haupttypen von Natursteinmaterialien.
Natursteinmaterialien und -produkte werden durch die Verarbeitung von Gesteinen gewonnen. Durch Empfangen steinmaterialien werden in zerrissenen stein (Steinbruch) unterteilt - sie werden durch Explosivverfahren abgebaut; grob gesplitterter Stein - durch Spalten ohne Bearbeitung erhalten; zerkleinert - durch Zerkleinern gewonnen (Schotter, Kunstsand); sortierter Stein (Kopfsteinpflaster, Kies) Steinmaterialien werden in Form von Steinen mit unregelmäßiger Form (Schotter, Kies) und Stückprodukten mit der richtigen Form (Platten, Blöcke) unterteilt. Schotter- spitzwinklige Gesteinsbrocken mit einer Größe von 5 bis 70 mm, die durch mechanisches oder natürliches Zerkleinern von Schutt (Bruchstein) oder Natursteinen gewonnen werden. Es wird als grober Zuschlagstoff zur Herstellung von Betonmischungen, Fundamentgeräten verwendet. Kies- gerundete Gesteinsstücke mit einer Größe von 5 bis 120 mm, die auch zur Herstellung von künstlichen Kies- und Schottermischungen verwendet werden - loses Gemisch von Gesteinskörnern von 0,14 bis 5 mm Größe. Es entsteht normalerweise durch Verwitterung von Gestein, kann aber auch künstlich gewonnen werden - durch Zerkleinern von Kies, Schotter und Gesteinsbrocken.VORTRAG Nr. 3
Hydrotationale (anorganische) Bindemittel.
- Bindemittel aus der Luft. Hydraulische Bindemittel.
Hydraulischer Kalk ist eine langsam abbindende und langsam erhärtende Substanz. Es wird zum Kochen verwendet Mörser, minderwertiger Beton, Leichtbeton, beim Empfang von Mischbeton. Portland-Zement- ein hydraulisches Bindemittel, das durch gemeinsames Feinmahlen von Klinker und Gipsdihydrat gewonnen wird. Klinker- ein Brennprodukt vor dem Sintern (bei t> 1480 ° C) einer homogenen, bestimmten Zusammensetzung aus natürlichem oder rohem Kalkstein oder Gipsgemisch. Die Rohstoffmasse wird in Drehrohröfen gebrannt. Portlandzement wird als Bindemittel bei der Herstellung von Zementmörteln und Betonen verwendet. Schlacke Portlandzement- hat in seiner Zusammensetzung ein hydraulisches Additiv in Form von körniger, Hochofen- oder elektrothermophosphorischer Schlacke., nach einem speziellen Modus gekühlt. Es wird durch gemeinsames Mahlen von Portlandzementklinker (bis 3,5 %), Schlacke (20 ... 80 %) und Gipsstein (bis 3,5 %) gewonnen. Schlacke Portlandzement weist in den ersten Aushärtungsphasen eine langsame Festigkeitszunahme auf, später nimmt die Festigkeitszunahme jedoch zu. Es ist temperaturempfindlich, beständig gegen weiches Sulfatwasser und hat eine reduzierte Frostbeständigkeit. Portlandkarbonatzement werden durch gemeinsames Mahlen von Zementklinker mit 30% Kalkstein gewonnen. Es hat eine reduzierte Wärmeentwicklung beim Härten, eine erhöhte Haltbarkeit.
VORTRAG Nr. 4
Baulösungen.
Allgemeine Information.
Baumörtel sind sorgfältig dosierte feinkörnige Mischungen bestehend aus einem anorganischen Bindemittel (Zement, Kalk, Gips, Ton), feinen Gesteinskörnungen (Sand, Schlacke), Wasser und ggf. Zusatzstoffen (anorganisch oder organisch). In frisch zubereitetem Zustand können sie in einer dünnen Schicht auf den Untergrund gelegt werden und alle Unregelmäßigkeiten ausfüllen. Sie blättern nicht ab, setzen, verhärten und gewinnen nicht an Festigkeit und verwandeln sich in ein steinähnliches Material. Mörser werden für Mauerwerk, Ausbau, Reparatur und andere Arbeiten verwendet. Sie werden nach mittlerer Dichte klassifiziert: schwer mit mittel ρ = 1500kg / m 3, leicht bis mittel ρ <1500кг/м 3 . По назначению: гидроизоляционные, талтопогенные, инъекционные, кладочные, отделочные и др. Растворы приготовленные на одном виде вяжущего вещества, называют простыми, из нескольких вяжущих веществ смешанными (цементно-известковый). Строительные растворы приготовленные на воздушных вяжущих, называют воздушными (глиняные, известковые, гипсовые). Состав растворов выражают двумя (простые 1:4) или тремя (смешанные 1:0,5:4) числами, показывающие объёмное соотношение количества вяжущего и мелкого заполнителя. В смешанных растворах первое число выражает объёмную часть основного вяжущего вещества, второе – объёмную часть дополнительного вяжущего вещества по отношению к основному. В зависимости от количества вяжущего вещества и мелкого заполнителя растворные смеси подразделяют на fettig- enthält eine große Menge an Adstringens. Normal- mit üblichem Bindemittelgehalt. Schlank- eine relativ geringe Menge an Adstringens enthält (wenig Plastik). Für die Herstellung von Mörteln ist es besser, Sand mit Körnern zu verwenden, die eine raue Oberfläche haben. Sand schützt die Lösung vor Rissbildung während des Härtens und reduziert ihre Kosten. Abdichtungsmörtel (wasserdicht)- Zementmörtel der Zusammensetzung 1: 1 - 1: 3,5 (normalerweise fettig), denen Ceresit, Natriumamominat, Calciumnitrat, Eisenchlorid, Bitumenemulsion zugesetzt werden. Ceresit- stellt eine Masse von weißer oder gelber Farbe dar, die aus Anilsäure, Kalk, Ammoniak gewonnen wird. Ceresit füllt kleine Poren, erhöht die Dichte der Lösung und macht sie wasserdicht. Zur Herstellung von Abdichtungsmörteln werden Portlandzement, sulfatbeständiger Portlandzement verwendet. Sand wird als feiner Zuschlagstoff in Abdichtungslösungen verwendet. Mauermörtel- verwendet beim Verlegen von Steinmauern, unterirdischen Strukturen. Sie sind Zement-Kalk, Zement-Ton, Kalk und Zement. Veredelungs-(Verputz-)Lösungen- unterteilt nach Verwendungszweck in außen und innen, nach Lage im Putz in Vor- und Nachbearbeitung. Akustiklösungen- Leichtmörtel mit guter Schalldämmung. Diese Lösungen werden aus Portlandzement, Portlandschlackenzement, Kalk, Gips und anderen Bindemitteln unter Verwendung von leichten porösen Materialien (Bimsstein, Perlit, Blähton, Schlacke) als Füllstoff hergestellt.VORTRAG Nr. 5
Herkömmlicher Beton auf Basis von Hydratationsbindemitteln.
- Materialien für normalen (warmen) Beton. Gestaltung der Zusammensetzung der Betonmischung.
Neben Teilresten werden auch komplette Überreste gefunden EIN, die als Summe aller privaten Residuen in % auf den darüber liegenden Sieben + Teilresten auf einem gegebenen Sieb definiert sind:
Nach den Ergebnissen der Sandsiebung wird sein Größenmodul bestimmt:
wo EIN- Gesamtreste auf Sieben,%. Grober Sand ( m Zu >2,5
), Durchschnitt ( m Zu =2,5…2,0
), klein ( m Zu =2,0…1,5
), sehr klein ( m Zu =1,5…1,0
). Durch Auftragen der Sandsichtungskurve in das Diagramm der zulässigen Korngrößenzusammensetzung wird die Eignung des Sandes zur Herstellung von Betonmischungen bestimmt. 1- Laborsiebkurve für Sand bzw. grobe Zuschlagstoffe. Von großer Bedeutung bei der Auswahl von Sand für eine Betonmischung ist seine interkristalline Hohlheit. V NS (%)
, die durch die Formel bestimmt wird: ρ
n.p- Schüttdichte von Sand, g / cm 3; ρ
- wahre Dichte des Sandes, g / cm 3; Bei guten Sanden beträgt die interkristalline Hohlheit 30 ... 38 %, bei ungleichkörnigen - 40 ... 42 %. Großer Platzhalter... Als grober Zuschlagstoff für eine Betonmischung wird natürlicher oder künstlicher Schotter oder Kies mit einer Körnung von 5 bis 70 mm verwendet. Um eine optimale Korngrößenzusammensetzung zu gewährleisten, wird das Grobkorn je nach größter Korngröße in Fraktionen aufgeteilt. D naib.; Bei D naib= 20 mm grober Zuschlag hat zwei Fraktionen: von 5 bis 10 mm und von 10 bis 20 mm; Bei D naib= 40 mm - drei Fraktionen: von 5 bis 10 mm; von 10 bis 20 mm und von 20 bis 40 mm; Bei D naib= 70 mm - vier Fraktionen: von 5 bis 10 mm; von 10 bis 20 mm; von 20 bis 40 mm; von 40 bis 70 mm. Die interkristalline Hohlheit des Grobzuschlags hat einen großen Einfluss auf den Zementverbrauch bei der Herstellung der Betonmischung. V p.cr (%),
die mit einer Genauigkeit von 0,01% bestimmt wird durch die Formel: ρ
n.cr Ist die durchschnittliche Schüttdichte des groben Aggregats. ρ
weil der Biss- durchschnittliche Dichte grober Zuschlagstoffe in einem Stück. Der intergranulare Leerheitsindex sollte minimal sein. Sein niedrigerer Wert kann durch Auswahl der optimalen Korngrößenzusammensetzung des groben Zuschlags erhalten werden. Die Korngrößenzusammensetzung des Grobkorns ergibt sich durch Sieben des getrockneten Grobkorns mit einem Siebsatz mit Löchern der Größe 70; 40; zwanzig; zehn; 5 mm, unter Berücksichtigung des Maximums D naib und minimal D naim Größe. Schotter- meist künstliches Lockermaterial mit ungerundeten Grobkörnern, das durch Zerkleinern von Gesteinen, grobem Naturkies oder Kunststeinen gewonnen wird. Um die Eignung von Schotter zu bestimmen, müssen Sie wissen: die wahre Dichte des Gesteins, die durchschnittliche Dichte von Schotter, die durchschnittliche Schüttdichte von Schotter, die relative interkristalline Leerheit und den Feuchtigkeitsgehalt von Schotter Kies- loses Naturmaterial mit abgerundeten, glatten Körnern, das bei der physikalischen Verwitterung von Gesteinen entstanden ist. Für Kies gelten die gleichen Anforderungen wie für Schotter. Additive... Das Einbringen von Zusatzstoffen in Zement, Mörtel oder Betonmischung ist eine einfache und bequeme Möglichkeit, die Qualität von Zement, Mörtel und Beton zu verbessern. Dadurch können nicht nur ihre Eigenschaften, sondern auch technische und betriebliche Indikatoren erheblich verbessert werden. Additive werden bei der Herstellung von Bindemitteln, der Herstellung von Mörteln und Betonmischungen verwendet. Sie ermöglichen es Ihnen, die Qualität der Betonmischung und des Betons selbst zu ändern; Beeinflussung der Verarbeitbarkeit, mechanischen Festigkeit, Frostbeständigkeit, Rissbeständigkeit, Wasserbeständigkeit, Wasserbeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Umweltbeständigkeit. Zu den Haupteigenschaften der Betonmischung gehören Kohäsion (die Fähigkeit, ihre Homogenität beizubehalten, ohne während des Transports, Entladens zu delaminieren), Homogenität, Wasserhaltevermögen (spielt eine bedeutende Rolle bei der Bildung der Betonstruktur, Erlangung von Festigkeit, Wasserbeständigkeit und Frostbeständigkeit), Verarbeitbarkeit (seine Fähigkeit, mit minimalem Energieverbrauch schnell die erforderliche Konfiguration und Dichte zu erreichen, um die Herstellung von Beton zu gewährleisten Hohe Dichte). Die frisch hergestellte Betonmischung muss unter Berücksichtigung der Witterungsbedingungen gut durchmischt (homogen), für den Transport zum Einbauort geeignet sein und gleichzeitig Wasserabscheidung und Delamination widerstehen. Die Aufgabe, die Zusammensetzung der Betonmischung zu konzipieren und auszuwählen, umfasst die Auswahl der erforderlichen Materialien (Bindemittel und andere Komponenten) und die Festlegung ihres optimalen Mengenverhältnisses. Auf dieser Grundlage erhält man eine Betonmischung mit spezifizierten technologischen Eigenschaften sowie den wirtschaftlichsten und dauerhaftesten Beton, der die gestalterischen und betrieblichen Anforderungen bei geringstmöglichem Zementverbrauch erfüllt. Folglich muss die Betonmischung der entworfenen Zusammensetzung Entmischungsfreiheit, die erforderliche Verarbeitbarkeit, Kohäsion aufweisen und der Beton aus dieser Mischung muss die erforderlichen Eigenschaften aufweisen: Dichte, Festigkeit, Frostbeständigkeit und Wasserbeständigkeit. Der einfachste Weg, die Zusammensetzung der Betonmischung zu bemessen, besteht darin, in absoluten Volumina zu berechnen, basierend auf der Annahme, dass die vorbereitete, verlegte und verdichtete Betonmischung keine Hohlräume aufweisen sollte. Die Gestaltung der Zusammensetzung erfolgt anhand der aktuellen Empfehlungen und Regelwerke in folgender Reihenfolge: Und das konkrete Ertragsverhältnis:
Betonertragsverhältnis β sollte im Bereich von 0,55 ... 0,75 liegen. Die geplante Zusammensetzung der Betonmischung ist auf Probemischungen angegeben. Außerdem prüfen sie die Beweglichkeit der Betonmischung. Wenn die Beweglichkeit der Betonmischung höher als erforderlich ist, werden Wasser und Zement in kleinen Portionen unter Beibehaltung eines konstanten Verhältnisses dem Gemenge zugesetzt V / C bis die Mobilität der Betonmischung der angegebenen entspricht. Wenn sich herausstellt, dass die Mobilität größer als die angegebene ist, werden Sand und grobe Zuschlagstoffe hinzugefügt (in Portionen von 5% der Anfangsmenge), wobei das gewählte Verhältnis beibehalten wird V / C... Basierend auf den Ergebnissen der Testchargen werden Anpassungen an die geplante Zusammensetzung der Betonmischung vorgenommen, da unter Produktionsbedingungen der verwendete Sand und die verwendeten Grobzuschlagstoffe in nassem Zustand sind und die Grobzuschlagstoffe eine gewisse Wasseraufnahme, -verbrauch ( l Dokumentieren
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Zusammenfassung der DissertationIm Technikunterricht lernen die Kinder nicht nur Stoffe, Papier und Pappe zu verarbeiten, sondern auch verschiedene Pflanzenteile, Mineralien, Kunst- und Abfallstoffe – Konsumgüterabfälle etc. Industrieprodukte.
Zu den natürlichen Materialien gehören Pflanzenzweige, Blätter, Blüten, Samen, Wurzeln, Rinde, Moos, Früchte, Fluss- und Meeressteine, Sand, Ton sowie Teile von Tieren - Fischgräten, Schalen und Schalen von Weichtieren, getrocknete Insekten, Schalen von Geflügeleier, Federn. In Form von Halbzeugen im Klassenzimmer werden unterschiedlich große Platten verwendet.
Von künstlichen Materialien für die Arbeit verwenden die Schüler oft Plastilin, Kunststoff, Sperrholz, Faserplatten, weiche Bleche, Kunststoffteile und Keramik.
Zu den fertigen Produkten der Industrie gehören Abfallstoffe wie Verpackungen, Schachteln, Bänder zum Dekorieren von Geschenken und Blumensträußen, Gläser, Flaschen, Accessoires zum Dekorieren von Kleidung und Räumlichkeiten.
Die Verarbeitung der aufgeführten Materialien ist ohne besondere werkstoffkundliche und verarbeitungstechnische Kenntnisse nicht möglich. Kinder erwerben dieses Wissen durch Beobachtungen und Experimente.
In der ersten Klasse müssen folgende Beobachtungen durchgeführt werden: Bestimmung der Form und Farbe von Blättern, Eicheln, Nussschalen, Vergleich der Eigenschaften von Sand und Ton, Holz und Metall, Identifizierung künstlerischer Ausdrucksmerkmale in einem Volksspielzeug usw.
In der zweiten Klasse werden Beobachtungen der Eigenschaften von Zapfen, Rinde und Ästen durchgeführt. Die Besonderheiten der Verarbeitung von weichen und harten Materialien werden offenbart.
In der dritten Klasse beobachten die Schüler die Eigenschaften von getrockneten Pflanzen, Stroh und zeigen die Eigenschaften von Keramik, Kunststoff und Glas. Die Schüler lernen, den besten Umgang mit diesen Materialien zu wählen.
In der vierten Klasse wird daran gearbeitet, das vorhandene Wissen zu verallgemeinern und zu vertiefen. Die Schüler wählen selbstständig die besten Methoden zur Verarbeitung von Materialien aus, entwickeln die einfachsten technologische Karten für kreative Projekte.
Der Lehrer gibt eine sorgfältige Anleitung zum Sammeln, Lagern und Aufbereiten verschiedener Materialien. Besondere Aufmerksamkeit achtet auf Hygieneanforderungen sowie Sicherheitsregeln für die Sammlung, den Transport und die Lagerung von Materialien. Darüber hinaus ist der Lehrer verpflichtet, darauf hinzuweisen, dass es in unserem Land ein Umweltschutzgesetz gibt, das zur Sorgfalt verpflichtet ist natürliche Ressourcen... Es wird nicht empfohlen, Fertigprodukte zu verwenden, die einer speziellen Verarbeitung unterzogen wurden und für den menschlichen Verzehr geeignet sind (Getreide, Nudeln, Mehl, Hülsenfrüchte). Für die Arbeit werden nur Produkte mit abgelaufenem Datum verwendet.
Arbeiten mit verschiedene Materialien Spezialwerkzeuge auswählen.
Markierungs- und Messwerkzeuge.
Bleistifte- Zum Markieren von Teilen auf Holz werden harte Bleistifte der Güteklasse 2 benötigt T und 3 T. Der Spitzerwinkel des Bleistifts muss scharf sein. Beim Anzeichnen muss der Bleistift in Bewegungsrichtung leicht geneigt gehalten und fest gegen den Rand der Schablone oder des Lineals gedrückt werden;
Lineale- Verwenden Sie normalerweise ein Metalllineal oder ein Maßband zum Messen. Zum Markieren auf Holz ist es bequemer, ein dickes Holzlineal oder einen Zimmermannswinkel zu verwenden. Runde Teile werden mit einem Schreinerzirkel markiert. Das Markieren von geraden Linien auf Metall erfolgt mit einem Schreiber, auf Holz - mit einem Dickenmesser.
Schneidewerkzeuge.
Schere- Bei der Verarbeitung verwenden sie oft eine Büro- und selten eine Schlosserschere.
Messer- Zum Arbeiten gut geschärfte Messer mit kurzer Klinge (90-100 mm) verwenden. Zum Spalten von Holz ist es bequemer, einen Heuschneider zu verwenden - ein Messer mit einer kürzeren und dickeren Klinge. Während des Schneidvorgangs wird das Messer schräg gehalten und führt seine Bewegung mit dem Zeigefinger. Natürliche Materialien werden auf Trägern und Trägerplatten geschnitten.
Bügelsägen und Stichsägen- ausgelegt zum Sägen von Holz und Metallen. Der Einfachheit halber werden die zu bearbeitenden Materialien in einen Schraubstock oder eine Klemme eingespannt.
Zangen- zum Abbeißen von Draht, dünnen Zweigen.
Shtikhel- ein schmaler Schneidezahn mit einer Querschnittsform eines spitzen Winkels oder Bogens (eckig und halbkreisförmig). Shtikhel wird zur Veredelung von Holzprodukten (flach - Reliefschnitzen), Linoleum (Klischee für Linolschnitt) verwendet.
Montagewerkzeuge.
Hammer- verwendet, um Produkte mit Nägeln zu montieren. Beim Arbeiten mit einem Hammer ist darauf zu achten, dass der Schüler nicht auf die Finger stößt, die den Nagel halten.
Zangen und Rundzangen- Wird beim Arbeiten mit Draht verwendet. Diese Werkzeuge werden verwendet, um den Draht zu biegen und zu verdrehen.
Ahle- zum Bohren von Löchern in weiche oder leicht zu bearbeitende Materialien. Das Lochen erfolgt auf Ständern oder Trägerplatten.
Handbohrer- Entwickelt zum Bohren von Löchern in härteren Materialien. Die Arbeit des Gimbals erfolgt auf Ständern oder Unterlagen.
Klebepinsel- muss hart sein. Die Breite der Bürste wird entsprechend den Abmessungen der Oberfläche des Verbindungsteils gewählt.
Verbinden von Teilen und Materialien.
Nägel- Im Arbeitsunterricht werden keine großen Nägel verwendet. Verwenden Sie häufiger die Nummern 1, 2, 3, 4, die der Länge des Nagels in Zentimetern entsprechen.
Stift- Stange zur festen Verbindung von Teilen. Eine Anstecknadel kann ganz einfach aus einem Streichholz, einem Zweig oder einem Papierstreifen hergestellt werden. Ein Stift wird verwendet, um Teile aus Eicheln, Zapfen und Stuckmaterialien zu verbinden.
Kleber- zum Anschluss natürliche Materialien Verwenden Sie PVA-Kleber, Kasein oder Holzleim. Schwimmende Modelle werden am besten geklebt Kaseinkleber, PVA-Kleber, BF, "Moment". Das Verkleben von Teilen erfordert große Sorgfalt. Der Kleber wird auf ein dünnes Material oder den verklebten Teil der Oberfläche eines kleineren Teils aufgetragen. Trockene Blätter werden mit Leim von der Blattmitte bis zu den Rändern verteilt. Kleben Sie die bestrichenen Blätter sorgfältig auf, nachdem sie etwas Feuchtigkeit aufgenommen haben. Bei schmalen und tiefen Flächen wird der Leim mit der in Leim getauchten Ahlespitze aufgetragen.
Die Aufgabe des Techniklehrers besteht nicht nur darin, den Schülern Werkzeuge und alles zur Verfügung zu stellen notwendige Materialien, sondern halten Sie sie auch in gutem Zustand. Die Messer und Schere müssen richtig geschärft sein, die Spitze der Ahle und der Kardanringe dürfen nicht gebrochen sein, die Stichsägefeile muss gut gespannt sein und bei Berührung mit dem Finger wie eine Schnur klingeln, die Scharniergelenke von Schere und Stichel müssen in gutem Zustand sein, markantes Teil der Hammer muss fest mit dem Stiel verbunden sein. In jeder Unterrichtsstunde ist der Lehrer verpflichtet, die Schüler über die Regeln zu unterrichten sicheres Arbeiten mit Werkzeug und einigen Materialien.
Verarbeitete Materialien.
Holz- wird am häufigsten in den Werken von Gymnasiasten verwendet. In den Grundstufen wird Kiefern-, Fichten-, Birken- und Lindenholz sowie daraus hergestelltes Dreischichtsperrholz verwendet. Das Holz wird in Querrichtung mit einer Bügelsäge und einer Stichsäge gesägt. Die Enden des gesägten Holzes werden mit Feilen und Schleifpapier gereinigt. Holzprodukte werden mit Ölfarbe bemalt.
In der Primarstufe machen die Schüler Hinweise, Eker, Beschriftungen für den Klassenplan. Für die Herstellung solcher Produkte sind Konstruktionsvorgaben erforderlich. Zum Beispiel müssen Beschriftungstafeln bestimmte Abmessungen haben, ihre Kanten müssen geschliffen werden; Heringe müssen in Länge, Dicke den angegebenen Maßen entsprechen, ihre Oberfläche muss mit Feile und Schleifpapier bearbeitet werden.
Stroh- getrocknete Stängel Getreidepflanzen, häufiger verwenden sie Stroh aus Weizen, Roggen, Hafer. Das Stroh muss vor der Arbeit verarbeitet werden - entfernen Sie die Knoten, sortieren Sie die Internodien nach Länge und Dicke. Zur Herstellung von Strohstreifen werden die Rohlinge gegossen heißes Wasser einen Tag lang, dann wird jeder Strohhalm der Länge nach geschnitten und mit einem heißen Bügeleisen auf einem Holzfutterbrett gebügelt. Je nach Temperatur des Bügeleisens wird der Strohhalm unterschiedlich Farbtöne... Applikationen sind aus Stroh, es wird zum Einlegen von Holzprodukten verwendet. Lagern Sie den Strohhalm an einem trockenen, belüfteten Ort.
Eierschale- ein ausgezeichnetes Material für die Herstellung von volumetrischen und flachen Produkten. Es ist gut mit Lebensmittelfarben bemalt, Schalenteile sind auf Leim, Plastilin fixiert. Um sperrige Produkte aus Eiern mit einer medizinischen Spritze herzustellen, muss der Inhalt entfernt werden. Das Ei wird auch mit einer Spritze mit erhitztem Paraffin gefüllt. Indem Sie das Ei mit verschiedenen Dekorationsdetails verzieren, können Sie Figuren von Tieren, Vögeln, Fischen usw. Von gemalt Eierschale Sie können eine Mosaikplatte herstellen, indem Sie zuerst die zu füllende Oberfläche mit einer Schicht Plastilin bedecken.
Pflanzenblätter- getrocknet verwendet. Die Blätter werden im Herbst geerntet, sortiert nach Größe, Farbe und Form. Blätter werden unter Druck getrocknet oder thermisch (gebügelt). Lagern Sie das fertige Material an einem trockenen Ort.
Birkenrinde- ein beliebtes Material der Volkshandwerker. Birkenrinde wird im Frühjahr oder Frühsommer geerntet und von anhaftenden Partikeln gereinigt. Zur bequemeren Verarbeitung wird Birkenrinde gedämpft heißes Wasser, in Schichten geteilt, in geschnitten erforderliche Formulare... Trocknen Sie das Material an einem kühlen, trockenen Ort.
Metalle und Legierungen- im Klassenzimmer werden oft dünner weicher Draht, weiches Zinn, Folien aus Aluminium, Kupfer, Messing, Zink, Zinn, Blei verwendet. Manuelle Verarbeitung Kalte Metalle werden als Klempnerarbeiten bezeichnet. Diese Materialien sind mit Schere, Drahtschneider, Hammer, Zange und Rundzange leicht zu handhaben. Die Schnittkanten der Teile werden mit einer Feile oder Schleifpapier bearbeitet. Die Farbe von Teilen oder Produkten kann verändert werden, indem man es über die Flamme einer Alkohollampe hält oder mit Farben und Lacken für Metall bemalt.
Löcher in einem dünnen Blech werden mit einer Ahle und Stanzen gemacht. Auf dünnem Zinn und Folie lassen sich mit Hilfe von Prägung, einem Kugelschreiber leicht Eindrücke machen und die einfachsten Prägetechniken beherrschen. Dünnes Blech kann mit Hammer, Zange, Rundzange gebogen und verdreht werden.
Der Draht kann zu Ringen, Polygonen, Spiralen usw. geformt werden. Der Draht kann verwendet werden, um flache Konturen und volumetrische Produkte sowie Rahmen für Stofftiere herzustellen. Als Verbindungsmaterial kann auch dünner Draht verwendet werden.
Stuckmaterialien- Ton, Plastilin, Kunststoff, Gips, salziger Teig... Sie sind derzeit im Handel erhältlich. Ton kann abgebaut und für die Verwendung mit Schülern vorbereitet werden.
Zum Modellieren eignet sich öliger Ton. Skinny Clay enthält eine große Menge an Verunreinigungen und eignet sich für die Arbeit nach einer speziellen Verarbeitung - Auswaschung. Ton wird im Sommer geerntet, getrocknet, zerkleinert und gesiebt. Der zerkleinerte Ton wird in ein großes Gefäß (Wanne, Tank) gegeben, mit Wasser gefüllt und gründlich vermischt. Aufgeschwemmte Verunreinigungen werden entfernt. Schwere Verunreinigungen (Kiesel, Sand) setzen sich am Boden ab und feine Tonpartikel bleiben in der Schwebe. Diese flüssige Zusammensetzung wird in einen anderen Behälter gegossen und hinterlässt große Verunreinigungen am Boden. Nach einiger Zeit setzt sich der Ton am Boden ab. Das Wasser wird von der Oberfläche abgeleitet. Dieser Vorgang wird als Eliminierung bezeichnet.
Vor Arbeitsbeginn wird der Ton mit Wasser gegossen und gemischt. Eine gut gekochte Masse sollte nicht an Ihren Händen kleben. Aus dem vorbereiteten Ton wird eine 10 cm lange und 1 cm dicke Wurst gerollt und an einem Ende angehoben. Wenn die Wurst nicht auseinanderfällt, ist der Ton fertig. Um die Qualität des Tons zu verbessern, können Sie Papierfasern und Pflanzenöl hinzufügen. Ton wird auf einem Unterlagebrett gearbeitet. Schneiden Sie den Ton mit Draht oder Angelschnur. Die Produkte werden von Hand geformt, die Veredelungsdetails werden mit einem Stapel oder speziellen Stempeln hergestellt.
Teile aus Stuckmaterialien werden durch Kleben, Pressen oder Stecken verbunden. Produkte aus Stuckmaterialien werden mit Gouache, gemischt mit PVA-Kleber (1x1, 2x1), Aquarell (Honig), lackiert oder glasiert (eine glänzende glasartige Legierung, die durch Brennen fixiert und mit der Oberfläche des Produkts beschichtet wird) bemalt. Die Produkte werden in Muffelöfen, auf Heizkörpern oder auf einer gut belüfteten Oberfläche getrocknet.
Kunststoffe- Produkte der chemischen Industrie. Primärsorten verwenden einfach zu handhabende Kunststoffe - organisches Glas, Moosgummi, Styropor, Linoleum, Nylon usw. Kunststoffzuschnitte werden durch Schneiden, Bohren bearbeitet, sie können lackiert, mit Leim verbunden, zusammengenäht werden. Spielzeug und Souvenirs werden aus Schaumgummi und Styropor hergestellt. Moosgummi kann zum Füllen von Stofftieren verwendet werden.
Linoleum zur Herstellung von Applikationen oder Klischees verwendet. Klischees für den Linolschnitt werden mit Gradern erstellt. Farbe (Gouache, Druckfarbe) wird mit einer Klischeewalze auf die fertige Oberfläche aufgetragen, klares Blatt Papier und bügeln Sie es mit einem glatten Gegenstand. Es wird ein Abdruck erhalten, der als Druck bezeichnet wird.
Schrottmaterialien- Verpackungskisten, Korken, Spulen, Cremetuben, Zahnpasta, synthetische Netze zum Verpacken von Gemüse, Sträußen, leeren Stangen, Tuben usw. Die Herstellung nützlicher Dinge aus Abfallstoffen lehrt die Schüler, sparsam zu sein, ihre Kreativität, Vorstellungskraft und Einfallsreichtum zu entwickeln.
Papiermache- die am besten zugängliche Technik zur Herstellung sperriger Produkte in den Primärqualitäten. Für die Arbeit benötigen Sie: Zeitungspapier, Kleister, Gouache. Geschirr, Spielzeug, hausgemachte Formen, die aus Plastilin hergestellt werden. Eine Paste für die Arbeit wird aus Stärke oder Mehl hergestellt. Die Produkte werden in einem gut belüfteten und warme Orte... Unebene Stellen auf den Formularen werden mit Schleifpapier ausgeglichen. Die Produkte werden mit Gouachefarben mit PVA-Kleber im Verhältnis 2 Teile Farbe und 1 Teil Leim bemalt.
Die Besonderheiten der Verarbeitung verschiedener Materialien, die Methodik zur Untersuchung ihrer Eigenschaften sind in zahlreichen Lehrmitteln, Büchern über Kunsthandwerk, Zeitschriften über Design und Handarbeit, in den Büchern von V.A. Baradulina, A. M. Gukasova, N. M. Konysheva, V. P. Kuznetsova und andere.
Kontrollfragen.
1. Welche Materialien werden als natürlich bezeichnet?
2. Was ist die Besonderheit bei der Lagerung verschiedener Materialien?
3. Nach welchem Prinzip erfolgt die Auswahl verschiedener Materialien für die Arbeit mit Studierenden? Grundschulklassen?
4. Welche Verbindungsmaterialien werden verwendet, um Produkte aus Naturmaterialien zu montieren?
Aufträge für selbstständiges Arbeiten.
1. Suchen Sie (in gedruckten oder elektronischen Quellen) und studieren Sie das Material, das Informationen über die Eigenschaften natürlicher Materialien, Beschaffungs- und Lagerungsmethoden, Verarbeitungstechniken enthält.
2. Wählen Sie Literatur aus, die die Technologie der Herstellung von Produkten aus verschiedenen Materialien behandelt.
Aufgaben für Laborarbeiten.
1. Analysieren Sie den Inhalt des Moduls: "Technologie der Verarbeitung von Baustoffen und Ingenieurwesen" im Studiengang "Technologie". Heben Sie die Fähigkeiten und Fertigkeiten hervor, die die Autoren des Programms empfehlen, um Grundschüler bei der Verarbeitung verschiedener Materialien zu entwickeln.
2. Entwickeln Sie einen Plan für die Durchführung eines Experiments für Schüler der 3. Klasse, um die Eigenschaften eines der spezifischen Naturmaterialien zu beobachten.
3. Entwickeln Sie einen Unterrichtsentwurf, der darauf abzielt, die Arten der Verarbeitung eines der künstlichen Materialien zu untersuchen.
4. Machen Sie 1 Muster von Produkten aus natürlichen Materialien, künstlichen Materialien und Abfallstoffen, um sie im Technikunterricht in der Grundschule zu demonstrieren.
5. Entwickeln Sie Anleitungskarten, um den Schülern beizubringen, wie man eines der Produkte aus verschiedenen Materialien zusammenbaut.
