Читайте также:
|
10Вопрос: Магнитные свойства материалов Всематериалы по их магнитным свойствам принято разделять на парамагнетики, диамагнетики и ферромагнетики.Парамагнетики усиливают внешнее магнитное поле, поскольку молекулярные токи в веществе ориентируются так, что создаваемое ими магнитное поле совпадает с внешним. К парамагнетикам относят олово (=1,000004), марганец (=1,0037), платину (=1,000364), алюминий(=1,000023) и др.Диамагнетики – это вещества, молекулярные токи которых ориентируются так, что создаваемое ими магнитное поле ослабляет внешнее магнитное поле. К ним можно причислить медь (=0,999895), цинк, кадмий, висмут, сурьму, воду и др.Ферромагнетики значительно усиливают внешнее магнитное поле, причем магнитная проницаемость меняется в зависимости от напряженности поля и от характера обработки материала. Ферромагнетики- это железо, никель, кобальт, а так же сталь, чугун и некоторые другие сплавы.Относительная магнитная проницаемость парамагнетиков и диамагнетиков близка к единице и практически не меняется при изменении напряженности поля.
11Вопрос:Технологические свойства материалов Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться различным способам холодной и горячей обработки.1)Литейные свойства — характеризуют способность материала к получению из него качественных отливок. Жидкотекучесть – характеризует способность расплавленного металла заполнять литейную форму. Усадка (линейная и объемная)– характеризует способность материала изменять свои линейные размеры и объем в процессе затвердевания и охлаждения. Для предупреждения линейной усадки при создании моделей используют нестандартные метры. Ликвация – неоднородность химического состава по объему.2)Способность материала к обработке давлением — это способность материала изменять размеры и форму под влиянием внешних нагрузок не разрушаясь.Она контролируется в результате технологических испытаний, проводимых в условиях, максимально приближенных к производственным. Листовой материал испытывают на перегиб и вытяжку сферической лунки. Проволоку испытывают на перегиб, скручивание, на навивание. Трубы испытывают на раздачу, сплющивание до определенной высоты и изгиб.Критерием годности материала является отсутствие дефектов после испытания. 3)Свариваемость — это способность материала образовывать неразъемные соединения требуемого качества. Оценивается по качеству сварного шва. 4)Способность к обработке резанием — характеризует способность материала поддаваться обработке различным режущим инструментом. Оценивается по стойкости инструмента и по качеству поверхностного слоя.
12Вопрос:Стали Сталь — сплав (твёрдый раствор) железа с углеродом (и другими элементами), характеризующийся эвтектоидным превращением. Содержание углерода в стали не более 2,14 %. Углерод придаёт сплавам железа прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость. Стали делятся на конструкционные и инструментальные. Разновидностью инструментальной является быстрорежущая сталь. По химическому составу стали делятся на углеродистые[3] и легированные[4]; в том числе по содержанию углерода — на низкоуглеродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С) и высокоуглеродистые (0,6—2 % С); легированные стали по содержанию легирующих элементов делятся на низколегированные — до 4 % легирующих элементов, среднелегированные — до 11 % легирующих элементов и высоколегированные — свыше 11 % легирующих элементов. Характеристики стали Плотность: 7700—7900 кг/м ³,Удельный вес: 75500—77500 Н/м³ (7700—7900 кгс/м³ в системе МКГСС), Удельная теплоемкость при 20 °C: 462 Дж/(кг·°C) (110 кал/(кг·°C )),Температура плавления: 1450—1520 °C ,Удельная теплота плавления: 84 кДж/кг (20 ккал/кг, 23 Вт·ч/кг), Коэффициент теплопроводности при температуре 100 °C
13Вопрос: Сплавы цветных металлов К цветным металлам* и сплавам относятся практически все металлы и сплавы, за исключением железа и его сплавов, образующих группу чёрных металлов. Цветные металлы встречаются реже, чем железо и часто их добыча стоит значительно дороже, чем добыча железа. Однако цветные металлы часто обладают такими свойствами, какие у железа не обнаруживаются, и это оправдывает их применение.
Если металлы соответствующим образом смешать (в расплавленном состоянии), то получаются сплавы. Сплавы обладают лучшими свойствами, чем металлы, из которых они состоят. Сплавы, в свою очередь, подразделяются на сплавы тяжёлых металлов, сплавы лёгких металлов и т.д. Цветные металлы по ряду признаков разделяют на следующие группы: - тяжёлые металлы — медь, никель, цинк, свинец, олово; - лёгкие металлы — алюминий, магний, титан, бериллий, кальций, стронций, барий, литий, натрий, калий, рубидий, цезий; - благородные металлы — золото, серебро, платина, осмий, рутений, родий, палладий; - малые металлы — кобальт, кадмий, сурьма, висмут, ртуть, мышьяк; -тугоплавкие металлы — вольфрам, молибден, ванадий, тантал, ниобий, хром, марганец, цирконий; - редкоземельные металлы — лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, иттербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, лютеций, прометий, скандий, иттрий; - рассеянныеметаллы — индий, германий, таллий, таллий, рений, гафний, селен, теллур; - радиоактивные металлы — уран, торий, протактиний, радий, актиний, нептуний, плутоний, америций, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий, лоуренсий. Чаще всего цветные металлы применяют в технике и промышленности в виде различных сплавов, что позволяет изменять их физические, механические и химические свойства в очень широких пределах. Кроме того, свойства цветных металлов изменяют путём термической обработки, нагартовки, эа счёт искусственного и естественного старения и т. д. Цветные металлы подвергают всем видам механической обработки и обработки давлением — ковке, штамповке, прокатке, прессованию, а также резанию, сварке, пайке. Из цветных металлов изготовляют литые детали, а также различные полуфабрикаты в виде проволоки, профильного металла, круглых, квадратных и шестигранных прутков, полосы, ленты, листов и фольги. Значительную часть цветных металлов используют в виде порошков для изготовления изделий методом порошковой металлургии, а также для изготовления различных красок и в качестве антикоррозионных покрытий.
14Вопрос: Синтетические полимеры. Пластмассы Пластма́ссы (пласти́ческие ма́ссы) или пла́стики — органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров. В зависимости от природы полимера и характера его перехода из вязкотекучего в стеклообразное состояние при формовании изделий пластмассы делят на: Термопласты (термопластичные пластмассы) — при нагреве расплавляются, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние; Реактопласты ( термореактивные пластмассы) — в начальном состоянии имеют линейную структуру макромолекул, а при некоторой температуре отверждения приобретают сетчатую. Пластмассы характеризуются малой плотностью (0,85—1,8 г/см³), чрезвычайно низкими электрической и тепловой проводимостями, не очень большой механической прочностью. При нагревании (часто с предварительным размягчением) они разлагаются. Не чувствительны к влажности, устойчивы к действию сильных кислот и оснований, отношение к органическим растворителям различное.Твёрдость пластмасс определяется по Бринеллю при нагрузках 50—250 кгс. Синтетические полимеры — это ненатуральные полимерные материалы, произведенные для замены природным материалам. Это кожа, меха, шерсть, шёлк, хлопок и т. п., используемые для изготовления одежды, различные связующие (цемент, известь, глина), образующие при соответствующей обработке трёхмерные полимерные тела, широко используемые как строительные материалы. Особые механические свойства:1)эластичность 2) малая хрупкость стеклообразных и кристаллических полимеров 3) высокая вязкость раствора при малой концентрации полимера;4) растворение полимера происходит через стадию набухания.
15Вопрос: Неорганические стекла Неорганическое стекло - это химически сложный, аморфный, макроскопически изотропный материал, обладающий механическими свойствами хрупкого твердого тела. Их свойства одинаковы по всем направлениям, т.е. они изотропны. При нагреве они не плавятся при постоянной температуре, как кристаллы, а постепенно размягчаются в значительном диапазоне температур, переходя в жидкое состояние. Расплавление их при повышении температуры и отверждение при понижении температуры происходит обратимо. По структуре - это твердые растворы. По содержанию модификаторов стекла бывают щелочными (до 15%Na2O, К2О, СаО), бесщелочными с содержанием щелочных модификаторов до ~5% и кварцевые.
16Вопрос:Ситаллы Ситаллы - это частично закристаллизованные стекла. Они получаются регулируемой кристаллизацией стекла при повышенных температурах. В ходе этого процесса в объеме материала формируются микрообласти кристаллического строения размером до 1 мкм. Концентрация таких областей в ситаллах может превышать 50% по объему. о структуре ситаллы занимают промежуточное положение между обычными стеклами и керамикой. В связи с этим ситаллы иногда называют стеклокерамикой. Ситаллы - многокомпонентные, гетерогенные, многофазные системы, обладают очень высоким уровнем свойств: высокой механической прочностью, твердостью, химической и термической устойчивостью, малым термическим расширением и другими полезными свойствами.
17Вопрос:Керамика Керамика - это многокомпонентный, гетерогенный материал, получаемый спеканием высокодисперсных минеральных частиц, (глин, оксидов, карбидов, нитридов и др.). Если в состав керамики входят металлы, то этот вид керамики называют керметами. Множество видов структур керамических материалов можно разделить на две группы: макроизотропные и анизотропные. Можно обозначить четыре вида макроизотропных материалов.1) Микрокристаллическая керамика. Примерами этой керамики могут служить различные сорта фарфора.2) Зернистая структура. Этот вид структуры является наиболее типичным для керамических материалов3) 3. Пористая структура 4) Армированная структура). Этот вид керамики содержит вытянутые зерна высокой прочности. Анизотропная керамика. В этих материалах структурные элементы намеренно ориентированы в нужном направлении. К анизотропной керамике относятся слоистая керамика, волокнистая керамика, либо керамика с ориентированной структурой.
18Вопрос:Композиционные материалы КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ (композиты) – многокомпонентные материалы, состоящие, как правило, из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жесткостью и т.д Многие композиты превосходят традиционные материалы и сплавы по своим механическим свойствам и в то же время они легче. Использование композитов обычно позволяет уменьшить массу конструкции при сохранении или улучшении ее механических характеристик. Композиты обычно классифицируются по виду армирующего наполнителя:1.волокнистые (армирующий компонент — волокнистые структуры);2.слоистые; 3.наполненные пластики (армирующий компонент — частицы) -насыпные (гомогенные), -скелетные (начальные структуры, наполненные связующим). Главное преимущество КМ в том, что материал и конструкция создается одновременно
19Вопрос: Классификация диэлектрических материалов (ДМ) По использованию: 1)пассивные(изоляция) 2)активные(создание датчиков) По агрегатному состоянию: 1.газообр(воздух) 2.жидкое (электролиты) 3.твердое(неорганическое стекло) По поляризации: 1) электронные 2)дипольно-релаксационные 3)Спантанный(самопроизвольный)
20Вопрос: Поляризация диэлектриков Поляризация диэлектриков, 1) смещение положительных и отрицательных электрических зарядов в диэлектриках в противоположные стороны. П. д. происходит под действием электрического поля или некоторых др. внешних факторов, например механических напряжений в пьезоэлектриках (см. Пьезоэлектричество). Возможна и спонтанная (самопроизвольная) П. д. у пироэлектриков, в частности у сегнетоэлектриков.
21Вопрос: Электропроводность ДМ. Пробой диэлектриков Способность вещества проводить электрический ток называется электропроводностью.По электропроводности все вещества делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники.Виды проводимости:1.электронная 2.ионная 3.смешанная Электропроводность диэлектриков практически равна нулю в силу весьма сильной связи между электронами и ядром атомов диэлектрика.Если диэлектрик поместить в электростатическое поле, то в нём произойдёт поляризация атомов, т.е. смещение разноимённых зарядов в самом атоме, но не разделение их.Поляризованный атом может рассматриваться как электрический диполь,в котором «центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов смещаются. Пробой диэлектриков хар-ся диэлектрической проницаемостью Eпр = Uпр/ h. Пробой – это потеря св-в электроэзоляции материала. ПРОБО́Й ДИЭЛЕ́КТРИКОВ, резкое возрастание электропроводности диэлектрика в электрическом поле, напряженность которого превышает т. н. электрическую прочность и образование проводящего канала в диэлектрике. Пробой диэлектриков может сопровождаться их разрушением.
22Вопрос Диэлектрические потери ДИЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЕ ПОТЕ́РИ, часть энергии электрического поля, необратимо преобразующаяся в теплоту в диэлектрике, т. е. диэлектрические потери — это электрическая мощность, затрачиваемая на нагрев диэлектрика, находящегося в электрическом поле Виды диэлектрических потерь 1) Потери на электропроводность. Обнаруживаются в диэлектриках, имеющих заметную электропроводность, объемную или поверхностную. 2) Релаксационные потери. Обусловлены активными составляющими поляризационных токов. 3) Ионизационные потери. Свойственны диэлектрикам в газообразном состоянии. 4) Резонансные потери. Наблюдаются в некоторых газах при строго определенной частоте и выражаются в интенсивном поглощении энергии электромагнитного поля.
23Вопрос: Газообразные, жидкие и твердые ДМ Газообразные: Основные характеристики газов, как диэлектриков, это диэлектрическая проницаемость, электропроводность, электрическая прочность. Кроме того, зачастую важны теплофизические характеристики, в первую очередь теплопроводность. Диэлектрическую проницаемость газов очень просто рассчитать по формуле e = 1+n(a+m2¤3kT)/e0, где n- число молекул с поляризуемостью a и дипольным моментом m в единице объема. Обычно значение e близко к 1, отличие от единицы можно обнаружить в 3-4 знаке после запятой. Электропроводность газов обычно не хуже 10-13 См/м. Электрическая прочность у газов, сравнительно с прочностью жидкостей и твердых диэлектриков, невелика и сильно зависит как от внешних условий, так и от природы газа. Теплопроводность газов l также невелика по сравнению с теплопроводностью твердых тел и жидкостей, наибольшее ее значение l= 0.2 Вт/(м×К) - у водорода. Максимальные температуры эксплуатации газов определяются либо разложением молекул газа (характерно для сложных молекул) Жидкие диэлектрики: 1.прочность на порядок выше, чем у газообр. 2.Гасят разряд. 3.Отводят тепло. 4,льняное,касторовое масло-пропитка ткани для повышения прочности 5 нефтянные масла 6.трансформ. 7.кабельное масло.
24Вопрос: Свойства сегнетоэлектриков Сегнетоэлектриками называют особый вид диэлектриков, отличающийся нелинейной зависимостью поляризации от напряженности поля, что является следствием наличия в них электрических доменов. Все сегнето- и антисегнетоэлектрики можно подразделить на две группы:1) кислородно-октаэдрические или близкие к ним, где сегнетактивный ион находится, внутри кислородного октаэдра; 2) водородные или близкие к ним, где возникновение сегнетоэлектрических свойств связано с перемещением протонов в водородных связях, с вращением групп и т. д. Диэлектрические св-ва:1. При постоянной температуре сегнетоэлектриков нелинейная. т. е. диэлектрическая проницаемость е является функцией напряженности поля Е. Общее соотношение между указанными величинами выражается известной формулой D=ее0E. 2. Характерной особенностью сегнетоэлектриков является большая величина диэлектрической проницаемости в слабых полях. 3. В сильных полях Е > Еmax наблюдается уменьшение е, что связано с окончанием процесса поляризации доменов.
25Вопрос:Пьезоэлектрики, пироэлектрики и электреты Пьезоэле́ктрики — диэлектрики, в которых наблюдается пьезоэффект, то есть те, которые могут либо под действием деформации индуцировать электрический заряд на своей поверхности (прямой пьезоэффект), либо под влиянием внешнего электрического поля деформироваться (обратный пьезоэффект). Оба эффекта открыты братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880—1881 гг. Пьезоэлектрики широко используются в современной технике как датчики давления, пьезоэлектрические детонаторы, источники звука огромной мощности, миниатюрные трансформаторы, кварцевые резонаторы для высокостабильных генераторов частоты. Пироэле́ктрики (от др.-греч. πῦρ — огонь) — кристаллические диэлектрики, обладающие спонтанной (самопроизвольной) поляризацией, то есть поляризацией в отсутствие внешних воздействий. Спонтанная поляризация Р0 может существовать только при достаточно низкой симметрии кристалла. Типичными П. являются турмалин, Li2SО 4 х H2 О. Электре́т — диэлектрик, длительное время сохраняющий поляризованное состояние после снятия внешнего воздействия, которое привело к поляризации (или заряжению) этого диэлектрика, и создающий в окружающем пространстве квазипостоянное электрическое поле. Они применяются в качестве элементов: преобразователей механических, тепловых, акустических (микрофонах), оптических, радиационных и др. сигналов в электрические (в импульсы тока),запоминающих устройств, электродвигателей, генераторов; фильтров и мембран; противокоррозионных конструкций; узлов трения; систем герметизации; медицинских аппликаторов, антитромбогенных имплантатов.
26Вопрос:Материалы с электрооптическим эффектом ЭЛЕКТРООПТИ́ЧЕСКИЕ МАТЕРИА́ЛЫ, диэлектрические материалы, обладающие электрооптическим эффектом. В зависимости от вида электрооптического эффекта различают материалы с линейным, квадратичным и динамическим электрооптическим эффектом. К линейным электрооптическим материалам относятся материалы, в которых наблюдается линейная зависимость диэлектрической проницаемости и коэффициента преломления от величины приложенного напряжения. Такими материалами являются кристаллы, не имеющие центра симметрии — пьезоэлектрические материалы и сегнетоэлектрические материалы. Отдельный класс электрооптических материалов — материалов с динамическим электрооптическим эффектом — составляют жидкие кристаллы, обладающие беспрерывным хаотическим изменением показателя преломления света при воздействии на него внешнего электрического поля. Квадратичным электрооптическим эффектом обладают кристаллы, имеющие центр симметрии, а также изотропные среды (некоторые жидкости, такие как нитробензол, сероуглерод).
27Вопрос: Жидкие кристаллы Жи́дкие криста́ллы (сокращённо ЖК) — это фазовое состояние, в которое переходят некоторые вещества при определенных условиях (температура, давление, концентрация в растворе). Жидкие кристаллы обладают одновременно свойствами как жидкостей (текучесть), так и кристаллов (анизотропия). По структуре ЖК представляют собой вязкие жидкости, состоящие из молекул вытянутой или дискообразной формы, определённым образом упорядоченных во всем объёме этой жидкости. Наиболее характерным свойством ЖК является их способность изменять ориентацию молекул под воздействием электрических полей, что открывает широкие возможности для применения их в промышленности. По типу ЖК обычно разделяют на две большие группы: нематики и смектики. В свою очередь нематики подразделяются на собственно нематические и холестерические жидкие кристаллы. Одно из важных направлений использования жидких кристаллов — термография.
28Вопрос: Проводниковые материалы (ПМ). Свойства, классификация. Проводниками называются вещества, внутри которых в случае электростатического равновесия электрическое поле равно нулю, т.е. некомпенсированные заряды проводников локализуются в бесконечно тонком поверхностном слое, а если электрическое поле отлично от нуля, то в проводнике возникает электрический ток Проводниковые свойства проявляют как твердые тела, так и жидкости, а при соответствующих условиях и газы. В электротехнике из твердых проводников наиболее широко используются металлы и их сплавы, различные модификации проводящего углерода и композиции на их основе. Металлические проводниковые материалы подразделяются на материалы высокой проводимости и сплавы высокого сопротивления. Металлы высокой проводимости используются в тех случаях, когда необходимо обеспечить минимальные потери передаваемой по ним электрической энергии, а сплавы высокого сопротивления, наоборот, в тех случаях, когда необходима трансформация электрической энергии в тепловую. К жидким проводникам относятся расплавы и электролиты. Если при прохождении тока через жидкие проводники на электродах не происходит выделение продуктов электролиза, то они относятся к проводникам первого рода. Расплавы ионных кристаллов и электролиты относятся к проводникам второго рода, так как при прохождении через них тока происходит перенос вещества, а на электродах выделяются продукты электролиза. Газы и парообразные вещества становятся проводниками лишь в определенных диапазонах значений давления, температуры и напряженности электрического поля. Близка к газам по своему агрегатному состоянию особая проводящая среда — плазма..
29Вопрос: Факторы, влияющие на электропроводность ПМ Существует три фактора, влияющие на удельную электропроводность растворов:1.температура 2.концентрация 3.природа электролита (т.е. его степень электролитической диссоциации) 1.С увеличение температуры увеличивается скорость движения ионов (а, следовательно, и удельная электропроводность раствора электролита) за счет уменьшения вязкости раствора и уменьшения взаимодействия ионов9 2.Влияние концентрации раствора электролита на его электропроводность обуславливается тем, что имеющаяся около каждого иона ионная атмосфера несет заряд, противоположный иону, движется в противоположном направлении и тормозит движение иона.
30Вопрос: Основные характеристики Cu, Al, Ag, Au как ПМ Материалы высокой проводимости (Ag, Cu, Al); Чистая медь, которая применяется в электро- и радиотехнике, по содержанию примесей разделяется на марки МО и М1. МО содержит 99,95% меди, М1 – 99,90%. Эти марки обладают свойствами:· плотность – 8,9.103 кг/м3;· температура плавления – 1083 °С;· удельное сопротивление r - 1,7241.10-8 Ом×м;· механическая прочность – высокая;·обрабатываемость – хорошая. Алюминий. Плотность Al в 3,5 меньше плотности Cu и равна примерно (2,6 ¸ 2,7) 103 кг/м3, удельное сопротивление r в 1,68 раза больше, чем у Cu, r = 2,85 10-8 Ом×м. Примеси (Ti, Mn, Cu, Ag, Mg) в алюминии снижают электропроводность (примерно на 10%).Для электротехники и радиотехники применяют алюминий с содержанием примесей не более 0,5%; для изготовления алюминиевой фольги для электролитических конденсаторов не более 0,05%. Температура, °С плавления– 660 - 657;кипения - 2300 - 2500; отжига - 350 - 400;литья -700 - 750. Серебро Самая важная серебряная руда – серебряный блеск или аргентит Ag2S. В качестве примесей серебро присутствует в медных и свинцовых рудах. Из этих руд получают 80% всего добываемого серебра. Серебро очень мягкий, тягучий металл, лучше всех металлов проводит теплоту и электрический ток. Вследствие мягкости на практике в чистом виде не применяют, обычно сплавляют с медью и изготовляют ювелирные и бытовые изделия, монеты. Чистое серебро используется для покрытия других металлов, а также радиодеталей в целях повышения их электрической проводимости и устойчивости к коррозии. Золото – ярко-желтый блестящий металл, очень ковок и пластичен, из 1 г золота можно вытянуть проволоку длиной 3,5 км. Очень хорошо проводит теплоту и электрический ток, но уступает по электропроводности и теплопроводности серебру и меди. Серебро и золото в чистом виде или в виде сплавов применяют в качестве припоев в приборах. Используются для защиты изделий от коррозии.
31Вопрос: Классификация и характеристики припоев Припой — это металлы или сплавы, используемые при пайке в качестве связки (промежуточного металла) между соединяемыми деталями. Припои имеют более низкую температуру плавления, чем соединяемые металлы. По температуре расплавления припои (табл. 1) подразделяют на легкоплавкие (145—450°С), среднеплавкие (450—1100°С) и высокоплавкие (1100—1850°С). К легкоплавким относят оловянно-свинцовые (ПОС), оловянные, малосурьмянистые и сурьмянистые (ПОССу) и другие припои; медно-цинковые (латуни) относят к среднеплавким (905—985°С), а многокомпонентные на основе железа — к высокоплавким (1190—1480°С).
Дата добавления: 2015-04-11; просмотров: 146 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |