Материаловедение: конспект лекций - Виктор Алексеев

Электроизоляционные ситаллы благодаря своим электрическим свойствам, особенно при высоких температурах, используются для изготовления радиотехнических и электронных приборов и установок, различных приспособлений, работающих в условиях переменной температуры и влажности, а также изоляторов, работающих в режиме высокого напряжения. Теплостойкие ситаллы с ТЛКР, близким к нулю, применяются в качестве конструкционных материалов для устройств, работающих при переменных тепловых нагрузках, а также в производстве теплообменников.

Металлические стекла имеют такую же структуру, как у си—таллов, только покрытие металлическое. К основному составу при выработке таких стекол добавляются определенные соединения металлов (которые зависят от назначения и области применения металлических стекол), из которых при заданной температуре в специальной атмосфере (среде плавки) на поверхности стекломассы выделяется металлическое покрытие. Металлические стекла находят применение прежде всего в электротехнике.

Металлические стекла изготовляют и методом горячего напыления на стеклокристаллический материал (например, нанесение слоя алюминия толщиной 0,5–1 мм). Такое покрытие выдерживает быстрое изменение температуры, несмотря на значительное различие в ТЛКР алюминия и сте—клокристаллического материала.

3. Полиморфные модификации углерода и нитрида бора

В различных отраслях промышленности и прежде всего в машиностроении широко применяется кубический нитрил бора (КНБ) – кристаллическая кубическая модификация соединения бора с азотом, синтезируемая по технологии, свойственной производству синтетических алмазов. За счет варьирования технологическими факторами выпускают различные виды кубического нитрида бора – эльбор, эльбор—Р, кубо—нит, исмит, гексанит и др. Кубический нитрид бора и его разновидности измеряются каратами, их классификация по зернистости также близка к нормам, принятым для обработки сталей и сплавов на основе железа. В последние годы получены поликристаллы КНБ размером до 12 мм.

Широко применяются в машиностроении сверхтвердые материалы, полученные на основе нитрида бора – эльбор—Р и исмит. По режущим свойствам и износостойкости они в несколько раз превосходят металлокерамические твердые сплавы и минералокерамику. Резцы из эльбора—Р изготовляют двух видов: сборные, в которых заготовки из эльбора крепятся в переходной вставке, устанавливаемой в корпусе резца, и цельные, где заготовки (эльбора—Р) крепятся непосредственно в тело инструмента путем заливки их жидким (расплавленным) металлом. Применение эльбора—Р позволяет обеспечить высокую производительность и чистоту обрабатываемой поверхности. Наиболее эффективно применение эльбора—Р при обработке закаленных сталей точением вместо шлифования и при растачивании отверстий.

Сверхтвердый материал исмит, полученный на основе нитрида бора (модификация), обладает более высокой стойкостью, чем твердые сплавы, при точении закаленных сталей Размеры поликристаллов исмита позволяют оснащать ими проходные и расточные резцы, фрезы и другой лезвийный инструмент.

Кубической кристаллической модификацией углерода являются алмазы – природные и синтетические, которые нерастворимы в кислотах и щелочах, обладают высокой твердостью, используются для изготовления резцов, стеклорезов, наконечников для измерения твердости металлов и др.

4. Композиционные материалы

В различных отраслях хозяйства страны, в том числе и в строительстве, широко используются различные композиционные материалы на основе измельченной древесины: древесно—стружечные, древесно—волокнистые плиты, арболит, фибролит, плиты цементно—стружечные и древесно—кле—евые композиции.

Плиты древесно—стружечные изготавливают методом горячего прессования древесных частиц, смешанных со связующим. Такие плиты широко применяются в строительстве, в мебельном производстве. Размеры плит: длина в пределах от 1830 мм до 5680 мм, ширина – от 1220 мм до 2500 мм, толщина – от 8 мм до 28 мм.

По физико—механическим показателям древесно—стружечные плиты подразделяются на марки: П—А и П—Б – по качеству поверхности с обычной и мелкоструктурной поверхностью; по степени обработки поверхности – шлифованные и нешлифованные; по гидрофобным свойствам – с обычной и повышенной водостойкостью; имеют один недостаток – невысокая прочность на растяжение перпендикулярно пластам.

Древесно—волокнистые плиты изготавливают, применяя отходы переработки древесины хвойных и лиственных пород. В зависимости от плотности и прочности на изгиб плиты древесно—волокнистые классифицируют на мягкие (М–4, М–12, М–20), полутвердые (ПТ–100), твердые (Т–350, Т–400), сверхтвердые – (СТ–500). По техническим свойствам они изготавливаются био-, огне-, влагостойкими и звукопоглощающими. ДВП мягкая применяется в строительстве как материал для термо—и звукоизоляции стен, перегородок, потолков, междуэтажных перекрытий и т. д. ДВП полутвердые используют для обшивки стен и потолков жилых и общественных помещений. ДВП твердые и сверхтвердые широко применяются в мебельном производстве (для задних стенок корпусной мебели, нижние части ящиков и т. д.), в строительстве – для облицовывания стен, потолков и т. д. Такие плиты выпускаются толщиной 2,5—10 мм. ДВП средней твердости выпускаются в больших объемах за рубежом под маркой «плиты МДФ – Medium Density Firebrands» толщиной от 10 до 30 мм, для изготовления современной мебели как заменитель фанеры и натуральной древесины.

В последние годы в строительстве широко применяются различные изделия из арболита, который изготавливается с применением дробленых отходов деревообработки, связующего – портландцемента, добавок – хлористого кальция жидкого стекла, серно—кислого алюминия и извести.

Арболит применяется для производства стеновых панелей, различных теплоизоляционных изделий.

В качестве ограждающих конструкций при строительстве в сельской местности деревянных домов, ферм и различных построек часто применяются плиты цементно—стружечные, которые изготавливают, используя древесную стружку, портландцемент и химические добавки. Плиты выпускают следующих размеров: 1200? 3600 мм, толщиной 8—25 мм; их плотность – в пределах 1100–1400 кг/м 3, предел прочности при изгибе – 9—12 МПа.

Для изготовления формованной тары повсеместно используются древесно—клеевые композиции, состоящие из измельченной древесины и связующего – мочевиноформаль—дегидных смол с добавкой – парафином.

5. Синтетические облицовочные материалы

В последнее десятилетие для отделки интерьеров офисов, различных помещений и наружных работ широко применяются разнообразные синтетические облицовочные материалы, которые заменили дефицитный строганый шпон Причем они намного упростили технологию отделки, особенно такие облицовочные материалы, как пленки декоративные на клеевой основе и основе полимерных материалов (в сочетании). В настоящее время используется технология получения пленочных материалов с имитацией «реальных» пор. Такая пленка марки ПДСО и ПДО (без клеевого слоя) применяется для облицовывания мебели, внутренней отделки автомобилей. Пленка ПДО—А–020 используется в авиационной промышленности для отделки салонов самолетов.

Пленки на основе полимерных материалов изготовляют из композиций поливинилхлорида, полипропилена, полиэфира и др.

Вышеуказанные пленки ПДО и ПДСО являются поливи—нилхлоридными (импортные тоже).

В последнее время для облицовывания различных изделий из дерева (дверные полотна, мебель), а также стен и панелей, элементов интерьера стали применять поливинилфторидные пленки (ПВФ), имеющие хорошие эксплуатационные свойства. Для указанных целей, кроме пленки ПВФ, применяются самоприклеивающиеся пленки на основе сополимера ви—нилхлорида и винилацетата марки ВА, которые производятся фирмой «Скоч». Эти пленки выпускаются прозрачными, окрашенными, с эффектом металлизации.

Большим спросом у различных потребителей пользуются защитные липкие ленты на полимерной основе типов ЛТ–38, ЛТ–50, которые применяются для защиты кромочного материала от потеков лакокрасочного материала при отделке щитов. Липкие ленты представляют собой полимерную основу – пленку толщиной 35–50 мкм, на которую нанесен тонкий липкий слой.

При изготовлении столешниц, подоконников, дверей, санитарного оборудования часто применяются ламинаты (разновидности синтетических облицовочных материалов). Ла—минаты представляют собой термоупрочненный слоистый материал, полученный прессованием бумаги при высокой температуре.

Бумажная основа ламината пропитывается фенольной смолой, а наружные слои – меламиновой. Ламинаты устойчивы к износу, совместимы с продуктами питания, легко чистятся, не горючи, влагоустойчивы.