Механические свойства металлов, определяемые при статических испытаниях, основные понятия, методы определения. Величины, характеризующие прочность на растяжение ряда сплавов, предел прочности. Старение полимеров, материалы микро- и наноэлектроники.
Аннотация к работе
Луганский университет имени Тараса Шевченко Кафедра пищевых технологий, товароведения и экспертизы товаров КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплинеМатериаловедение - наука, в которой изучаются закономерности, определяющие строение и свойства материалов в зависимости от их состава и условий обработки. Свойства материалов определяются не только химическим составом, но и их структурой. Изменять структуру можно различными путями: легированием, гранулированием, деформированием, термической, химико-термической и термомеханической обработками и др. На структуру и свойства материалов помимо этого оказывают влияние высокое давление, вакуум, ультразвук, скорость охлаждения, ядерное облучение, обработка лазером и т.д. Материаловедение базируется на научных основах физики, химии и новейших достижениях в области технологии получения полуфабрикатов и изделий.К основным разновидностям статических испытаний относятся испытания на растяжение, сжатие, изгиб и кручение. При этом в любой момент можно определить с достаточной точностью значения усилия, приложенного к образцу с помощью преобразователя силы, а также измерить деформацию при помощи преобразователя перемещения или деформации. Соотношение между напряжением и деформацией для материалов часто исследуют, проводя испытания на растяжение, и при этом получают диаграмму растяжения - график, по горизонтальной оси которого откладывается деформация, а по вертикальной - напряжение (рис. При растяжении поперечное сечение образца уменьшается (а длина увеличивается), напряжение обычно вычисляют, относя силу к исходной площади поперечного сечения, а не к уменьшенной, которая давала бы истинное напряжение. Для испытаний на растяжение используют образцы с рабочей частью в виде цилиндра (цилиндрические образцы) или стержня с прямоугольным сечением (плоские образцы).В ходе эксплуатации, полимерные композиции подвергаются различным внешним воздействия, приводящим к изменению свойств и характеристик материала. Комплексное изменение свойств полимерной матрицы под действием всех внешних и внутренних факторов, принято называть - старение полимеров. Внешние разрушающие факторы можно поделить на: окисление под действием молекулярного кислорода и озона, фотолиз, термодиструкцию, механические нагрузки, гидролиз и воздействие агрессивных химических веществ. Если есть необходимость, то, данные факторы учитывают отдельно (например, для материалов, работающих в АЭС и используемых для создания компонентов термоядерного оружия). Во-вторых, циклические нагрузки при большой частоте приводят к большим значениям внутреннего трения, которое нагревает материал, вызывая термодеструктивный распад.В больших масштабах используют полупроводниковые материалы для изготовления «силовых» полупроводниковых приборов (вентили, тиристоры, мощные транзисторы). «Жидкий» кремний можно распылять по подложке для получения тонкой пленки, готовой для последующей обработки, и использовать в струйных принтерах для печати транзисторов. Технология, основанная на использовании «жидкого» кремния, вероятно, позволит преодолеть и этот барьер. Запатентованный SIONYX процесс фемтосекундной лазерной гравировки позволяет создавать на поверхности различных материалов светопроводящий слой толщиной 300 нм, применяемый в создании детекторов и фотоэлектрических источников тока. Он используется для создания сверхвысокочастотных интегральных схем, светодиодов, лазерных диодов, диодов Ганна, туннельных диодов, фотоприемников и детекторов ядерных излучений.Предприятия-изготовители занимаются постоянным изучением требований потребителей, для удовлетворения их потребностей и их предвосхищения. Проведение испытаний, имитирующих условия эксплуатации, с помощью современного оборудования позволяет с необходимой точностью определять механические свойства материалов. Мы видим, что в настоящее время накоплен большой материал по механизму старения полимеров, разработаны эффективные меры комплексной защиты их от всех видов разрушения. При оценке эффективности стабилизаторов учитывают не только их активность в химических реакциях, но и способность совмещаться с полимерами, доступность, дешевизну и токсические свойства.Защитить от старения полимер можно также путем изменения его физической структуры.
План
Содержание металл статический прочность полимер
Введение
1. Механические свойства металлов, определяемые при статических испытаниях. Основные понятия, методы определения
2. Старение полимеров
3. Материалы микро- и наноэлектроники
Выводы
Список использованных источников
Введение
Материаловедение - наука, в которой изучаются закономерности, определяющие строение и свойства материалов в зависимости от их состава и условий обработки. Свойства материалов определяются не только химическим составом, но и их структурой. Изменять структуру можно различными путями: легированием, гранулированием, деформированием, термической, химико- термической и термомеханической обработками и др. На структуру и свойства материалов помимо этого оказывают влияние высокое давление, вакуум, ультразвук, скорость охлаждения, ядерное облучение, обработка лазером и т.д.
Материаловедение базируется на научных основах физики, химии и новейших достижениях в области технологии получения полуфабрикатов и изделий.
Знание основ материаловедения необходимо каждому специалисту, работающему в области создания, эксплуатации оборудования и систем газоснабжения. Только изучив свойства материалов, можно обоснованно выбрать их для использования, правильно разработать технологический процесс обработки.
Долгое время в технической практике люди использовали готовые природные материалы, совершенствовали их, создавали новые технологии производства и обработки. Вся история существования человечества связана с освоением материалов: каменный век сменился медно-каменным, а затем бронзовым и железным веками.
Научные исследования и открытия в области химии и металловедения способствовали развитию металлургического производства, созданию новых сплавов и методов их обработки. После открытия бензола началось развитие новой отрасли промышленности, вырабатывавшей красители, медикаменты и множество синтетических машиностроительных материалов. На основе теории химического строения вещества разработаны и получены полимеры. Новый материал бакелит стал первым продуктом промышленности пластических масс.
В XX веке разрабатываются и бурно развиваются новые технологические процессы: кислородно-конвертерный, электрометаллургия стали и ферросплавов; электросварка; термомеханическая обработка металлов и многие другие.
Благодаря фундаментальным исследованиям в области металловедения быстро растет число сплавов, обладающих специфическими свойствами: противокоррозионными, жаростойкими и жаропрочными, особыми магнитными, «памятью» механической формы и т.д.; создаются новые типы материалов: сверхпроводники, полупроводники и др.
Развиваются исследования в области синтеза и переработки полимеров, направленные на улучшение их механических свойств, повышение стойкости к воздействию сред и высоких температур. Одним из направлений материаловедения стало получение композиционных материалов путем сочетания разнородных компонентов. Развитие технологий обработки и модификации материалов позволило применить традиционные материалы в жестких условиях эксплуатации современной техники.
Целью данной работы является представление и раскрытие следующих тем: · Механические свойства металлов, определяемые при статических испытаниях. Основные понятия, методы определения
· Старение полимеров (Деструкция полимеров)
· Материалы микро- и наноэлектроники
Задача работы - изучение теоретических основ материаловедения и получение навыков по применению полученных знаний в профессиональной деятельности.
Вывод
Изучение механических свойств металлических материалов необходимо для обеспечения требуемого качества продукции. Как я считаю, вопрос качества продукции стал очень актуальным в настоящее время. Предприятия-изготовители занимаются постоянным изучением требований потребителей, для удовлетворения их потребностей и их предвосхищения. Проведение испытаний, имитирующих условия эксплуатации, с помощью современного оборудования позволяет с необходимой точностью определять механические свойства материалов. Результаты испытаний используются для дальнейшего применения в производстве, других испытаниях. Все это помогает быть уверенными в надежности той или иной конструкции, улучшать структуру материалов, прогрессировать в этом направлении все интенсивней.
Мы видим, что в настоящее время накоплен большой материал по механизму старения полимеров, разработаны эффективные меры комплексной защиты их от всех видов разрушения. При оценке эффективности стабилизаторов учитывают не только их активность в химических реакциях, но и способность совмещаться с полимерами, доступность, дешевизну и токсические свойства.Защитить от старения полимер можно также путем изменения его физической структуры. Для этого полимер подвергают специальной механический или термической обработке или вводят в него добавки - структурообразователи.
Развитие современной полупроводниковой электроники включает применение нанотехнологий, которые определяются как наука и техника создания, изготовления, характеризации и реализации материалов и функциональных структур и устройств на атомном, молекулярном и нанометровом уровнях. Нанотехнологии должны обладать атомной точностью при получении полупроводниковых наносистем с необходимым химическим составом и конфигурацией и включают методы комплексной диагностики наноструктур, в том числе контроль в процессе изготовления и управление на этой основе технологическими процессами.
Развитие нанотехнологий было стимулировано разработкой полупроводниковых наноструктур, изучения и использования материалов, в чем большая заслуга материаловедения, и специалистов в данной, совершенно новой и развивающейся технологии.
Список литературы
1 Новые материалы [Текст] / В.Н. Анциферов [и др.]; под ред. Ю.С. Карабасова. - М.: МИСИС, 2002.
2 Дриц, М.Е. Технология конструкционных материалов и материаловедение [Текст]: учебник / М.Е. Дриц, И.А. Москалев. - М.: Высш. шк., 1990.
3 Я. Б. Фридман. Механические свойства металлов. 3-е изд. В 2-х ч. М.: Машиностроение, 1974
4 М. Л. Бернштейн, В.А Займовский. Механические свойства металлов. 2-е изд. М.: Металлургия, 1979.
5 Виноградов, В.Н. Износостойкость деталей и сплавов [Текст]: учеб. пособие / В.Н. Виноградов, Г.М. Соровин. - М.: Нефть и газ, 1994.
6 Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности
[Текст] / А.П. Жихарев [и др.]; под ред. А.П. Жихарева. - М.: ИЦ «Академия», 2004.
7 Дриц, М.Е. Технология конструкционных материалов и материаловедение [Текст]: учебник / М.Е. Дриц, И.А. Москалев. - М.: Высш. шк., 1990.
8 «Базовые методы и средства измерений и испытаний в технике» Корчевский В.В. Румановский И.Г.