Файл: Лекция 1 Тема Введение Рассматриваемые вопросы Цели, задачи, сущность, структура дисциплины.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 17
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Композиционные материалы являются составными материалами, в состав которых входят два и более материалов (стеклопластики).
Существует классификация материалов в зависимости от вида полуфабрикатов: листы, порошки, гранулы, волокна, профили и т. д.
Техника создания материалов положена в основу классификации по структуре.
Металлические материалы подразделяются на группы в соответствии с тем компонентом, который лежит в их основе. Материалы черной металлургии: сталь, чугуны, ферросплавы, сплавы, в которых основной компонент – железо. Материалы цветной металлургии: алюминий, медь, цинк, свинец, никель, олово.
Основу современной техники составляют металлы и металлические сплавы. Сегодня металлы являются самым универсальным по применению классом материалов. Для того чтобы повысить качество и надежность изделий, требуются новые материалы. Для решения этих проблем применяются композиционные, полимерные, порошковые материалы.
Металлы– вещества, которые обладают ковкостью, блеском, электропроводностью и теплопроводностью. В технике все металлические материалы называют металлами и делят на две группы.
Простые металлы– металлы, которые имеют небольшое количество примесей других металлов.
Сложные металлы – металлы, которые представляют сочетания простого металла как основы с другими элементами.
Первый этап — период с глубоких времен до н.э. (Рождества Христова) — использование материалов на основе природного камня, древесины и растений {природных материалов), подавляющая часть которых построена из неорганических (безуглеродных) и органических (углеродных) природных полимеров. Этот этап характеризуется минимальным технологическим воздействием человека на природные материалы — на уровне механической их обработки с целью придания нужной формы (наконечник копья, скребок, лезвие и т.д.) или свойств (механическое воздействие на растения с целью получения волокон для тканей и одежды и т.д.).
Второй этап начинается приблизительно 28 000 лет назад (но не менее чем 12 000 лет до н.э. или 14 000 лет в целом по результатам анализов наиболее древнего черепка керамики, обнаруженного в русле р. Нил в Египте). Он был связан с наличием больших запасов глин в Египте и Месопотамии. В этот период была разработана технология формования из неорганической пластмассы на основе глины (полиалюмосилоксан) пластифицированной водой различных изделий, которые после сушки подвергались воздействию огня с превращением в керамику (неплавкое, прочное и нерастворимое в воде тело — материал). Фаянс как одна из разновидностей керамики (изготавливаемый из состава подобного фарфору, но с пористостью до 30%) известен приблизительно с 9-го тысячелетия до н.э. (т.е. около 11 000 лет). Это этап начала использования искусственных материалов.
Рис. 3 - Эволюция материаловедения
Третий этап начинается приблизительно с 8-го тысячелетия до н.э. (около 10 000 лет), характеризуется началом использования самородных металлов (меди) с целью изготовления из них (переработки) необходимых изделий взамен каменных. Более 3,5 тыс. лет до н.э. египтяне впервые выплавили железо (видимо, в качестве побочного продукта рафинирования меди) и стали использовать его для изготовления украшений. Раскрыт первый секрет получения главного металла цивилизации.
Четвертый этап начинается приблизительно с 5-го тысячелетия до н.э. Он связан с использованием на практике первых вяжущих веществ, которые твердеют при нормальной температуре с образованием камнеподобных материалов.
Пятый этап можно датировать приблизительно 2,2 тыс. лет до н.э. Жители Северо-Западного Ирана изготовили первое стекло. Появился второй (после керамики) основной неметаллический материал цивилизации. По другим данным, первое датированное упоминание непрозрачного голубого стекла с покрытием из прозрачного зеленого стекла относится к 3064 г. до н.э. Так, в Египте стекла широко применялись для специальных ритуальных орнаментов, украшений и т.д. в период правления фараонов Тутмоса III (1900 г. до н.э.) и Тутанхамона (1300 г. до н.э.). В соответствии с записями на глиняных табличках промышленное производство стекла было начато в Сирии (1700 г. до н.э.) и далее распространилось в Египет и Палестину. Рецепты и способы получения стеклянной глазури (покрытия по керамике) описаны в текстах, датируемых 1600 г. до н.э., найденных при раскопках городов в Месопотамии. Однако известно, что прозрачные силикатные стекла использовались в Египте приблизительно с 12-го тысячелетия до н.э. в качестве глазурей амулетов, бус и фигурок священных жуков-скарабеев.
Шестой этап, начавшийся с середины XIX в. н.э., ознаменован появлением первых искусственных органических (углеродных) полимерных материалов, когда в 1844 г. Ч. Гудиер придумал способ вулканизации серого природного каучука и получения резины. И в этот же период наступил век синтетических полимеров (типа полиэтилена, полистирол, поликарбонаты и т.д.), не существующих в природе.
Материаловедение относится к числу основополагающих дисциплин для машиностроительных специальностей. Это связано с тем, что получение, разработка новых материалов, способы их обработки являются основой современного производства и во многом определяют уровнем своего развития научно-технический и экономический потенциал страны. Проектирование рациональных, конкурентоспособных изделий, организация их производства невозможны без достаточного уровня знаний в области материаловедения.
Материаловедение является основой для изучения многих специальных дисциплин.
Разнообразие свойств материалов является главным фактором, предопределяющим их широкое применение в технике. Материалы обладают отличающимися друг от друга свойствами, причем каждое зависит от особенностей внутреннего строения материала. В связи с этим материаловедение как наука занимается изучением строения материала в тесной связи с их свойствами. Основные свойства материалов можно подразделить на физические, механические, технологические и эксплуатационные.
От физических и механических свойств зависят технологические и эксплуатационные свойства материалов.
Среди механических свойств прочность занимает особое место, так как прежде всего от нее зависит неразрушаемость изделий под воздействием эксплуатационных нагрузок. Учение о прочности и разрушении является одной из важнейших составных частей материаловедения. Оно является теоретической основой для выбора подходящих конструкционных материалов для деталей различного целевого назначения и поиска рациональных способов формирования в них требуемых прочностных свойств для обеспечения надежности и долговечности изделий.
Вопросы для контроля:
Существует классификация материалов в зависимости от вида полуфабрикатов: листы, порошки, гранулы, волокна, профили и т. д.
Техника создания материалов положена в основу классификации по структуре.
Металлические материалы подразделяются на группы в соответствии с тем компонентом, который лежит в их основе. Материалы черной металлургии: сталь, чугуны, ферросплавы, сплавы, в которых основной компонент – железо. Материалы цветной металлургии: алюминий, медь, цинк, свинец, никель, олово.
Основу современной техники составляют металлы и металлические сплавы. Сегодня металлы являются самым универсальным по применению классом материалов. Для того чтобы повысить качество и надежность изделий, требуются новые материалы. Для решения этих проблем применяются композиционные, полимерные, порошковые материалы.
Металлы– вещества, которые обладают ковкостью, блеском, электропроводностью и теплопроводностью. В технике все металлические материалы называют металлами и делят на две группы.
Простые металлы– металлы, которые имеют небольшое количество примесей других металлов.
Сложные металлы – металлы, которые представляют сочетания простого металла как основы с другими элементами.
-
Краткие исторические сведения о развитии материаловедения; его роль и значение в техническом прогрессе, при изучении других учебных дисциплин и профессиональных модулей.
Первый этап — период с глубоких времен до н.э. (Рождества Христова) — использование материалов на основе природного камня, древесины и растений {природных материалов), подавляющая часть которых построена из неорганических (безуглеродных) и органических (углеродных) природных полимеров. Этот этап характеризуется минимальным технологическим воздействием человека на природные материалы — на уровне механической их обработки с целью придания нужной формы (наконечник копья, скребок, лезвие и т.д.) или свойств (механическое воздействие на растения с целью получения волокон для тканей и одежды и т.д.).
Второй этап начинается приблизительно 28 000 лет назад (но не менее чем 12 000 лет до н.э. или 14 000 лет в целом по результатам анализов наиболее древнего черепка керамики, обнаруженного в русле р. Нил в Египте). Он был связан с наличием больших запасов глин в Египте и Месопотамии. В этот период была разработана технология формования из неорганической пластмассы на основе глины (полиалюмосилоксан) пластифицированной водой различных изделий, которые после сушки подвергались воздействию огня с превращением в керамику (неплавкое, прочное и нерастворимое в воде тело — материал). Фаянс как одна из разновидностей керамики (изготавливаемый из состава подобного фарфору, но с пористостью до 30%) известен приблизительно с 9-го тысячелетия до н.э. (т.е. около 11 000 лет). Это этап начала использования искусственных материалов.
Рис. 3 - Эволюция материаловедения
Третий этап начинается приблизительно с 8-го тысячелетия до н.э. (около 10 000 лет), характеризуется началом использования самородных металлов (меди) с целью изготовления из них (переработки) необходимых изделий взамен каменных. Более 3,5 тыс. лет до н.э. египтяне впервые выплавили железо (видимо, в качестве побочного продукта рафинирования меди) и стали использовать его для изготовления украшений. Раскрыт первый секрет получения главного металла цивилизации.
Четвертый этап начинается приблизительно с 5-го тысячелетия до н.э. Он связан с использованием на практике первых вяжущих веществ, которые твердеют при нормальной температуре с образованием камнеподобных материалов.
Пятый этап можно датировать приблизительно 2,2 тыс. лет до н.э. Жители Северо-Западного Ирана изготовили первое стекло. Появился второй (после керамики) основной неметаллический материал цивилизации. По другим данным, первое датированное упоминание непрозрачного голубого стекла с покрытием из прозрачного зеленого стекла относится к 3064 г. до н.э. Так, в Египте стекла широко применялись для специальных ритуальных орнаментов, украшений и т.д. в период правления фараонов Тутмоса III (1900 г. до н.э.) и Тутанхамона (1300 г. до н.э.). В соответствии с записями на глиняных табличках промышленное производство стекла было начато в Сирии (1700 г. до н.э.) и далее распространилось в Египет и Палестину. Рецепты и способы получения стеклянной глазури (покрытия по керамике) описаны в текстах, датируемых 1600 г. до н.э., найденных при раскопках городов в Месопотамии. Однако известно, что прозрачные силикатные стекла использовались в Египте приблизительно с 12-го тысячелетия до н.э. в качестве глазурей амулетов, бус и фигурок священных жуков-скарабеев.
Шестой этап, начавшийся с середины XIX в. н.э., ознаменован появлением первых искусственных органических (углеродных) полимерных материалов, когда в 1844 г. Ч. Гудиер придумал способ вулканизации серого природного каучука и получения резины. И в этот же период наступил век синтетических полимеров (типа полиэтилена, полистирол, поликарбонаты и т.д.), не существующих в природе.
Материаловедение относится к числу основополагающих дисциплин для машиностроительных специальностей. Это связано с тем, что получение, разработка новых материалов, способы их обработки являются основой современного производства и во многом определяют уровнем своего развития научно-технический и экономический потенциал страны. Проектирование рациональных, конкурентоспособных изделий, организация их производства невозможны без достаточного уровня знаний в области материаловедения.
Материаловедение является основой для изучения многих специальных дисциплин.
Разнообразие свойств материалов является главным фактором, предопределяющим их широкое применение в технике. Материалы обладают отличающимися друг от друга свойствами, причем каждое зависит от особенностей внутреннего строения материала. В связи с этим материаловедение как наука занимается изучением строения материала в тесной связи с их свойствами. Основные свойства материалов можно подразделить на физические, механические, технологические и эксплуатационные.
От физических и механических свойств зависят технологические и эксплуатационные свойства материалов.
Среди механических свойств прочность занимает особое место, так как прежде всего от нее зависит неразрушаемость изделий под воздействием эксплуатационных нагрузок. Учение о прочности и разрушении является одной из важнейших составных частей материаловедения. Оно является теоретической основой для выбора подходящих конструкционных материалов для деталей различного целевого назначения и поиска рациональных способов формирования в них требуемых прочностных свойств для обеспечения надежности и долговечности изделий.
Вопросы для контроля:
-
Что такое материаловедение? -
Что является основной задачей материаловедения? -
Что является актуальной проблемой материаловедения? -
С какими науками тесно связано материаловедение? -
Что можно сказать про роль металла в жизни человека? -
Сколько этапов эволюции машиностроения можно выделить? -
Почему нельзя представить развитие научно-технического прогресса без изучения материаловедения?
