Medžiagų mokslo 1 kolis
3 (60%) 2 votes

Medžiagų mokslo 1 kolis

112131

1.Medžiagotyros esmė ir apibrėžimai

Materija, laikas ir erdvė – materialaus pasaulio sandaros pagrindiniai elementai. Gamtoje egzistuoja daug fizikinių kūnų. Materija – tai visa tai kas egzistuoja gamtoje ir gali būti nustatyta pojūčiais ir prietaisais.Svarbi materijos savybė – jos judėjimas erdvėje ir laike. Judėjimas tai pats svarbiausias materijos atributas. Nėra nejudamos ir nekintančios materijos, kaip nėra judėjimo be materijos.

Pagal Aristotelio mokslą egzistuoja tik 4 judėjimo pasikeitimo būdai:

1) persikėlimas erdvėje,

2) kokybinis pokytis,

3) didėjimas – mažėjimas,

4) atsiradimas ir išnykimas.

2. Medžiagų pažinimo reikšmė

Mus supantis pasaulis susideda iš amžinai judančios ir besikeičiančios materijos. Šiuo atveju: dalys – medžiagos ir energijos.

Medžiaga – tai materijos rūšis atitinkamose sąlygose pasižyminti pastoviomis fizikinėmis savybėmis (tankis, stiprumas, spalva, lydimasis).

Gamtoje objektyviai egzistuoja tai, kas gali būti nustatyta pojūčiais ir prietaisais.

Medžiagotyros tiriamos materijos formos būdingos visoms sudėtinėms materijos judėjimo formoms (šiluminė, elektroninė, cheminė, biologinė).

Vykstantys reiškiniai tiriami įvairiais būdais:

1) natūraliai vykstančių reiškinių stebėjimas,

2) eksperimentas, t.y. tam tikro reiškinio gavimas ar atkartojimas laboratorijoje.

Eksperimentas – tai mūsų patirties šaltinis. Čia atsižvelgiama į visus poveikius sistemai.

Remiantis stebėjimu tam tikroje srityje ar eksperimentais sukauptais faktais, neabejotinais dėsningumais patvirtinamos hipotezės.

Hipotezės – tai teiginiai, kuriuos reikia įrodyti. Stebėjimo ar eksperimento patvirtinta hipotezė tampa dėsniu arba teorija.

Dėsnis – tai vidinis esminis reiškinių sąryšis.

3. Medžiagų struktūra

a) Submikrostruktūra, b)mikrostruktūra, c)mezostruktūra, d)makrostruktūra, e)megastruktūra.

Submikrostruktūra-tai medžiagos,atomų,jonų ir molekulių sandara ir ryšys tarp jų (10-9m). mikrostruktūra –tai medžiagų, makromolekulių, kristalų, fazių kontaktinio sluoksnio, mikro porų sandara ir ryšys tarp jų. (10-9 iki 10-7). mezostruktūra –tai medžiagų,sudarančių grūdelių jų kontaktinio sluoksnio mezo porų sandara ir ryšys tarp jų. makrostruktūra-tai smėlio frakcijų grūdelių pastų tarpsluoksnio ir porų sandara. megastruktūra-tai betono skiedinių ir kitų medžiagų, kurių dalelės didesnės 5*10-3 m, sandara.

4. Medžiagų būsenos

Analizuojant medžiagų sandarą, tiriamos atomų, molekulių savybės ir jų ryšiai. Medžiagą galima apibūdinti pagal būseną: 1)dujinė 2)skysta 3)kieta . Į šiuos būvius tam tikra tvarka gali pereiti visos medžiagos. Tai išimtinai priklauso tik nuo jų įkaitinimo laipsnio. Priklausomai nuo slėgio ir temperatūros dauguma medžiagų yra skirtingose agregatinėse būsen.:skystoji,kietoji,dujinė. Pradiniam naudojimui skirstomos: a)izotopinės, b)anizotropinės, c)dujinės, d)skystos, e)kvazikristalinės struktūros skysčiai.

Dujinė- tai kai dalelės ar molekulės beveik neveikia vienos kitų, nes vid. atstumas atstumas tarp jų 10 ar daugiau kartų didesnis nei jų matmenys.Dėl nuolatinio šiluminio dalelių judėjimo dujų būsenos medž. neturi pastovios formos.

Skystos- tai dėsningas dalelių išsidėstymas nedideliais kiekiais artima tvarka ir netvarkingai visoje apimtyje.Būdingas difūzinis reiškinys. Skysčiai yra tarpininkai tarp kietų ir dujinių medžiagų. Yra mažai spūdus. Pagal fizines sav. skirsto. į :paprastuosius,skystuosius,kvantinius.

Kieta –visi kūnai, kurie išlaiko patvarią formą. Tačiau medžiagų moksle kietaisiais kūnais vadinami kristaliniai kūnai (mineralų,sniegas,ledas,ledas,metalai,keramika), kurių struktūrinės dalelės erdvėje pasiskirsčiusios tvarkingai, t.y. pgl. tam tikrą geometrinį motyvą, vadinama erdvine gardele.

5. Cheminių jungčių rūšys

Joninis ryšys – elektroninis ryšys tarp priešjonių (priešingų jonų), gipsas. Kvantinis ryšys-atominis ryšys atsirandantis dėl kelių atomų valentinių elektronų sanklodos, deimantas. Vandervalsinis ryšys – ryšys tarp molekulių su prisotintu valentingumu, dėl ko kartais galima jį vadinti likutinio valentingumo jėgoms arba tarpmolekuliniais ryšiais. Metališkasis ryš.-tai delokalizuoto cheminio ryšio tipas esantis visuose metaluose. Vandenilinis ryš.-tai laisvą elektronų porą turinčio neigemesnio atomo ir vandenilio atomo prijungto prie kito, ryšys. Skirtumai tarp jungčių yra apibrėžiami jonizacijos potencialu – elektronų giminingumu ir hibridizacijos energija. Cheminiuose junginiuose skirtingi ryšių tipai paprastai nėra gryni.

6. Smulkiausios medžiagų dalelės, jų savybės.

Tai medžiagos, susidedančios iš vieno ar kelių cheminių elementų. Kiekvienas cheminis elementas susideda iš vienodų atomų – elektriškai neutralių dalelių, kurios yra labai mažo dydžio. Kiekvienas atomas susideda iš 1 branduolio ir 1 ar daugiau elektronų, kurių kiekis = branduolio krūviui. Branduolys savo ruožtu susideda iš protonų ir neutronų ir charakterizuojamas eilės numerius Z ir masė skaičiumi A. Eilės Nr. nurodo branduolyje esančių protonų sk., o masės skaičius – neutronų ir protonų sumą Protonas turi 1,602*10-19C+1, masė – 1,673*10-24g. izotopas- tai atomo branduolys turintis vienodą branduolio krūvį, bet
skirtinga masės skaičių. Radioktyvumas-savaiminis atomo skilimas. Elektroninis atomo apvalkalas- elektronų visuma supanti branduolį. BORO POSTULATAI- 1)Nustatę,kad kampinis elektrono judėjimo momentas judant ratu negali keistis be perstojo, o tik tam tikromis porcijomis 2)Neprarasdami energijos elektronai gali judėti tik tomis orbitalėmis. Šių orbitų spinduliai yra natūrinių skaičių kvantai 12.22 3) Elektrono perėjimas iš tolimesnės nuo branduolio orbitos į artimesnę susijęs su kvanto praradimu.

Taip pat buvo įrodyta, kad elektronai juda elipsėmis. Šalutinis kvantinis sk. nusako atominės orbitalės formą erdvėje

Magnetinis kvantinis skaičius – tai dydis apibūdinantis atominės orbitalės padėtį erdvėje, išorinio magnetinio arba elektrinio lauko atžvilgiu. Visi elektronai visų elementų atomuose išsidėsto pgr. 2 principus, t.y. 1. Mažiausios energijos principas nusako orbitalių užpildymo elektronais tvarką. Nesužadinto atomo elektronai pirmiausia užpildo tas orbitales, kurių energija yra mažiausia. 2Paulio draudimo principas – nusako, kad kiekviename atome negali būti dviejų vienodų elektronų.

7. Cheminių reakcijų rūšys ir kinetika. Homogeninės, heterogeninės reakcijos

Vykstant cheminiai reakcijai, energija gali būti sunaudojama arba atpalaiduojama.Cheminės reakcijos produktai bei reagentai sudaro cheminę sistemą:Visuma sistemos dalių turinčių vienodą cheminę sudėtį, atskirtą nuo kitų skiriamuoju paviršiumi, vadinamos faze. Homogeninės reakcijos-.Cheminės reakcijos, kurių produktai ir reaguojančios medžiagos yra tos pačios fazės ir procesas vyksta visame reagentais užpildytame tūryje. Heterogeninės reakc.-reaguojančios medžiagos ir produktai yra skirtingų fazių ir reakcija vyksta fazių sąlyčio paviršiuje. Dauguma chem. reakc. yra grįžtamos. Negrįžtamos reakcijos vyksta tik viena kryptimi, nes pakeitus reakcijų sąlygas negalima gauti pradinių medžiagų. Reakcijų greitis- tai elementarių reakcijos aktų skaičius per laiko vienetą tūrio vienete arba fazių skiriamojo paviršiaus ploto vienete. Cheminių reakcijų greičiui didelę įtaką turi reaguojančių dalelių pobūdis. Pagl. šį požymį šios reakcijos yra skirstomos į: 1) molekulinės(dar vad. paprastomis, nes elementarioje reakcijoje dalyvauja chemiškai mažai aktyvi ir stabili molekulė) 2)joninės(dalyvaujančio junginio skilimas priklauso nuo cheminės jungties poliškumo ir reakcijos sąlygų), 3)radikalinės(skylant chem. junginiui kuriame jungtis yra mažai poliška gali susidaryti radikalas, turintis jungtį ir nesuporuota elektroną). Jų greitis priklauso nuo: medžiagų koncentracijos, aplinkos temp.,apl. slėgio, nuo katalizatr.

8. Mineralinės žaliavos, naudojamos statybinių medžiagų pramonėje

Mineralinės gamtinės žaliavos – tai mineralai ir natūralios gamtinės uolienos. Gamtiniai kūnai, sudarantys žemės plutą, vadinami uolienomis, kurios gali būti sudarytos iš daugelio mineralų (polimineralinės) arba iš vieno mineralo (monomineralinės).

Mineralai naudojami:

Grafitas – dažams, siera – sieros cementams, sulfidai – tai rūdiniai mineralai, kurių yra apie 200 rūšių, pvz.: piritas, jos nepatvarios, halogenidai – yra apie 100 rūšių, pvz.: NaCl optikoje, emalėse, oksidai – yra apie 200 rūšių oksidų ir hidroksidų (kvarcas, opalas ir pan.), naudojami stiklui ir pan., karbonatai – yra apie 80 rūšių (CaCO3, MgCO3, dolomitas), sulfatai – yra apie 260 rūšių, naudojami ypač statybinėms medžiagoms (anhidritas, gipsas), silikatai – yra apie 800 rūšių (aliuminio silikatai).

9. Svarbiausių uolienų klasifikacija

pagal susidarymo sąlygas uolienos skirstomos į:

Magnetinės uolienos – a)masyvios (gelminės,išsiliejusios), b) vulkaninės (puriosios:vulkaniniai pelenai, susicementavusios:vulkaniniai tufai)

Nuosėdinės – a)mechaninės 1)biriosios(moliai,smėliai,skalda).2) susicementavusios(smiltainiai, konglomeratai) b)chemogeninės (gipsas, dolomitas, klintys) c) organogeninės (kreida).

Metamorfinės – a) išsiveržusių uolienų produktai b) Išsiveržusių nuosėdinių uolienų produktai (granitas. jos susidaro esant aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui kai kristalizuojasi magma)

10. Sukietėjusio cemento korozija. Fizikinė korozija, cheminės korozijos rūšys

Korozija – tai sukietėjusio cemento irimas dėl įvairiausių fizikinių ir cheminių veiksnių.

Cementas sudarytas iš hidratacinių produktų, gaunama gelio pavidalo masė, kuri apsprendžia akmens specifines savybes.

Brinksta vandeny, sukietėja ore.

Ši korozija vyksta veikiant agresyvioms dujoms ar skysčiams.

FIZIKINĖ KOROZIJA. Jo priežastis – tai daugkartinis cikliškas sukietėjusio cemento drėkimas ir džiuvimas, užšalimas ir atšilimas t.p. druskų kristalizacija sukietėjusio cemento kapiliaruose.

CHEMINĖ KOROZIJA. Ji vyksta dėl cheminių reakcijų, tarp sukietėjusio cemento elemento ir vandenyje ar dujose esančių junginių.

Jos 5 pgr. tipai: 1.kai išplaunamos tirpios medž. 2.Rūgštinė korozija. 3.Karbonatinė kor. 4.Sulfatinė kor., sulfaaliuminatinė, sulfaaminatinė-gipsinė, gipsinė. 5.Magnezinė kor.: magnezinė ir sulfatinė – magnezinė.

11. Metalų korozija. Korozijos pasireiškimo atmainos. Cheminė, elektrocheminė korozija.

Korozija – tai metalinių dirbinių irimo procesas, kurio priežastis yra
cheminis poveikis metalo paviršiui, o pasekmės – dirbinio eksploatacinių charakteristikų netekimas. Atsparumas korozijai-metalo savybė priešintis koroziniam aplinkos poveikiui.Metalo atsparumą korozijai parodo jo korodavimo greitis esamoje terpėje (gali būti:ypač atsparus,atsparus,mažai atsparus,neatsparus). Pagl. korozijos pasireiškimą gaminyje išskiriami pagrindiniai jos tipai: ištisinė korozija (apima visą gaminio paviršių) Ji gali būti tolygi ir netolygi, vidinė korozija yra atskiros gaminio paviršiaus dalys dažnai pažeistos įbrėžto arba yra su pažeista apsaugine danga. Pgl. korozijos proceso pobūdį, korozija skirstoma į: Cheminę,elektrocheminę. Cheminė korozija-tai heterogeninis procesas,kurio metu vyksta cheminė reakcija metalo paviršiuje. Ji vyksta esant betarpiškai metalo cheminei sąveikai su elektrai nelaidžia aplinka t.y. sausu oru, anglies dioksidu,deguonimi,kuro degimo produktais.Rečiau tokia aplinka skysčiai,neelektrolitai,benzenas,spiritai.. Elektrocheminė korozija-tai elektrocheminis procesas,kurio metu susidaro makro ir mikro galvaniniai elementai,metalo paviršiuje,susiformuoja audiniai ir katodiniai ploteliai, atsiranda elektros srovė, o korozijos produktai gali susiformuoti toli nuo korozijos vietų. Ji vyksta tuomet kai metalą arba kontaktuojančius skirtingus metalus liečia laidus elektrai skystis, t.y. elektrolito medžiagos, kuri tirpdama suteikia elektrinį laidumą (Pvz.lietaus lašai,šarmų,druskų).Vykstant cheminei korozijai metalo atomas sąveikauja su aplinkos oksidatoriumi tame pačiame tšk., o vykstant elektroch. koroz.-skirtinguose paviršiaus tšk., be to šis procesas vyksta dviem savarank. procesais, t.y. anodiniu ir katodiniu. Anodinis-tai savaiminė metalo, kontaktuojančio su elektrolitu,atomo jonizacija. Katodinis-tai metale liekančių perteklinių elektronų asimiliacija elektrolito atomais arba molekulėmis. Cheminė apsauga-tai atmosferiniai korozijai atsparių oksidų plėvelių susidarymas vadinamas oksidiniu, o fosfatų plėvelių susidarymas vad. fosfatinėm.

12. H2O poveikis medžiagoms. Kietos medžiagos ir H2O ryšio formos. H2Oįmirkis,hidroskopiškumas,kapiliarumas,brinkimas,traukimasis,džiuvimas.

Įmirkis-tai vandens imlumas arba didžiausias H2O kiekis įsigeriantis į vandenyje įmerktos medžiagos vienetinę masę arba tūrį. Hidroskopiškumas-poringos medžiagos savybė sugerti H2O garus ir drėgno oro. Kapiliarumas- susiję su skysto paviršiaus įtempimu fazių riboje, t.y. susisiekiančios poros gali sudaryti kapiliarus, kuriais veikiami skysčiai migruoja. Brinkimas ir traukimasis – tai tūrio didėjimas, kai iš aplinkos įgeriamas vanduo ar garai ir jo mažėjimas kai atitinkamai atiduodamas į aplinką. Džiuvimas-medž. savybė atitiduoti drėgmę aplinkui medž. traukiasi.

13. Šilumos poveikis medžiagoms. Šilumos perdavimo būdai. Šiluminės savybės:šiluminė talpa,šilumos laidumas, temperatūrinės medžiagų deformacijos,atsparumas kaitrai

Šiuo metu Jūs matote 51% šio straipsnio.
Matomi 1955 žodžiai iš 3804 žodžių.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA (kaina 0,87 €) ir įveskite gautą kodą į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.