Керамические материалы. Классификация. Область применения.
Само слово "керамика" пришло к нам из древнегреческого языка (керамос — обожженная глина, керамике — гончарное искусство).
Трудно установить дату, когда на промышленную арену вышла керамика, которую теперь называют высокотехнологичной. Вероятно, первой разновидностью такой керамики был карбид кремния, производство которого одна из американских фирм начала более 100 лет назад. Уже в то время термин "керамика" приобрел более широкое значение: помимо традиционных материалов, изготовляемых из глин, к ней стали относить материалы, получаемые из чистых, простых и сложных оксидов, карбидов, нитридов и т.д.
В семействе керамик легко можно найти материалы как с большими, так и малыми (даже отрицательными) значениями коэффициента термического расширения. Также широк спектр материалов, среди которых есть и диэлектрики, и полупроводники, и проводники (сравнимые по проводимости с металлами), и сверхпроводники. Важнейшими компонентами современной конструкционной керамики являются оксиды алюминия, циркония, кремния, бериллия, титана, магния; нитриды кремния, бора, алюминия; карбиды кремния и бора, их твердые растворы и разнообразные композиты.
Химические элементы, составляющие основу конструкционной керамики, можно выделить в компактную группу Периодической системы элементов Д.И. Менделеева включающую 10 элементов (рисунок 1).
В семействе керамик легко можно найти материалы как с большими, так и малыми (даже отрицательными) значениями коэффициента термического расширения. Также широк спектр материалов, среди которых есть и диэлектрики, и полупроводники, и проводники (сравнимые по проводимости с металлами), и сверхпроводники. Важнейшими компонентами современной конструкционной керамики являются оксиды алюминия, циркония, кремния, бериллия, титана, магния; нитриды кремния, бора, алюминия; карбиды кремния и бора, их твердые растворы и разнообразные композиты.
|
|
|
Химические элементы, составляющие основу конструкционной керамики, можно выделить в компактную группу Периодической системы элементов Д.И. Менделеева включающую 10 элементов (рисунок 1).
| 4 Be | 5 B | 6 C | 7 N | 8 O | |||
| 12 Mg | 13 Al | 14 Si | |||||
| 22 Ti | |||||||
| 40 Zr | |||||||
6) Полимерные материалы. Классификация. Технология. Область применения.
Полимеры (высокомолекулярные соединения) – сложные вещества с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), молекулы которых – макромолекулы, состоят из многочисленных одинаковых или различных звеньев, соединённых между собой химическими связями. При таких больших размерах макромолекул свойства полимера определяются не только химическим составом этих молекул, но и их взаимным расположением и строением. К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества, а также соединения, синтезированные человеком – полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид, капрон, лавсан и др.
|
|
|
КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ :
По происхождению полимеры делятся на три группы: природные, искусственные и синтетические. Природные образуются в результате жизнедеятельности растений и животных и содержатся в древесине, шерсти, коже. Примеры природных полимеров: протеин, целлюлоза, крахмал, шеллак, лигнин, латекс. Искусственные полимеры получают путём обработки природных полимеров при их выделении, очистке, модификации, при этом структура основных цепей остаётся неизменной. Примером искусственного полимера является целлулоид, представляющий собой нитроцеллюлозу, пластифицированную камфорой для повышения эластичности. Природные и искусственные полимеры сыграли большую роль в современной технике, а в некоторых областях остаются незаменимыми и до сих пор, например в целлюлозно-бумажной промышленности. Синтетические полимеры получают в результате синтеза из низкомолекулярных веществ. Они не имеют аналогов в природе. Примеры синтетических полимеров: полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид, фторопласт, капрон и др.
|
|
|
По химическому составу все полимеры подразделяются на органические, элементоорганические, неорганические. Органические полимеры образованы с участием органических радикалов (CH3, C6H5, CH2). Это смолы и каучуки.Элементоорганические полимеры содержат в основной цепи ор-ганических радикалов неорганические атомы (Si, Ti, Al), сочетающиеся с органическими радикалами. В природе их нет. Искусственно полученный представитель – кремнийорганические соединения. Неорганические полимеры состоят из оксидов Si, Al, Mg, Ca и др. Углеводородный скелет отсутствует. К неорганическим полимерам относятся керамика, слюда, асбест.
По числу мономерных звеньев в цепи полимеры классифицируют на гомополимеры и сополимеры. Гомополимеры состоят из одинаковых звеньев (например, –А–А–А–), а сополимеры – из двух или более звеньев (например, –А–В–С–).
|
|
|
Сополимеры подразделяют на статистические –А–В–В–А–В–А–А–А–В–В– (имеют нерегулярное расположение звеньев) и чередующиеся А–В–А–В– (имеют регулярное расположение звеньев).
Различают блок-сополимеры и привитые сополимеры Блок сополимеры имеют длинные последовательности звеньев каждого типа ~АААААВВВВВААААА~ и в названии указываются составляющие звенья [например, поли (стирол–блок–метилакрилат)]. Привитые сополимеры основную цепь имеют из звеньев одного мономера, а боковую – из звеньев другого мономера:
–А–А–А–А–А–
–В –В –В.
По составу главной цепи макромолекулы полимеры делятся на гомоцепные и гетероцепные. Гомоцепные полимеры имеют главную цепь, состоящую из одинаковых атомов. Если она состоит из атомов углерода, то такие полимеры называют карбоцепными (полиэтилен, полистирол и др.):
–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–.
Если главная цепь состоит из атомов кремния, то полимеры называют кремнийцепными:
–Si–Si–Si–Si–Si–Si–Si–Si–Si–.
Гетероцепными называют полимеры, главная цепь которых состоит из разных атомов. К гетероцепным полимерам относятся простые эфиры, например полиэтиленгликоль:
–CH2–CH2–O–CH2–CH2–O–CH2–CH2–O–CH2–CH2–O–
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 238; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!