Materiał - Notatki - Materiałoznastwo - Część 3, Notatki z Materiały inżynieryjne

Pobierz Materiał - Notatki - Materiałoznastwo - Część 3 i więcej Notatki w PDF z Materiały inżynieryjne tylko na Docsity! Wi zania kowalencyjne Diament – ka!dy atom C ma 4 wi zania kowalencyjne z innymi 4 atomami C etylen docsity.com Wiązania metaliczne Electron cloud from valence electrons 10n core Ł docsity.com Polimery HH H | | H—C—C—C—H | | | —E | H H H Metan, CH, Propan, C.H Etan, C.H e docsity.com docsity.com Energia wiązania repulsion © Potential Energy, E attraction equilibrium e docsity.com W A!CIWO!CI KRYSZTA ÓW Typ wi"zania w krysztale Przyk#ad Energia wi"zania w e V/atom W#asno$ci charakterystyczne kryszta#u Jonowe Ag Cl Li F K Cl Na Cl 10.2 10.5 7.2 7.9 Du%a twardo$&, wysoka temperatura topnienia, s#abe przewodnictwo w niskich temperaturach, do$& dobre przewodnictwo jonowe w wysokich temperaturach Kowalencyjne C Ge Si 7.4 3.9 4.6 Du%a twardo$&, w bardzo niskich temperaturach nie przewodz" pr"du, w wysokich temperaturach staj" si' przewodnikami Metaliczne Cu Ag Fe Pb 3.5 2.9 4.1 2.0 Plastyczno$& kryszta#ów, dobre przewodnictwo elektryczne, mo%liwo$& tworzenia stopów, ró%ne temperatury topnienia Wodorowe H2O HF 0.52 0.31 Wykazuj" tendencj' do polimeryzacji Molekularne Ne Ar Kr 0.02 0.08 0.12 Niska temperatura topnienia i wrzenia, du%a !ci$liwo$&, du%e wspó#czynniki rozszerzalno$ci cieplnej, niska twardo$& docsity.com Kowgslencyjne PÓŁPRZEWODNIKI POLIMERY Matalicziie SA Ę j M/iórne METALE Jenowe | CERAMIKA ISZKŁAĄ Rys. 2.5, Rodzaje wiązań między atomami WYSTĘDIEJĘCYMH VP podztawawych grupach materiałów inżynierskich docsity.com Sztywno#$ pojedynczego wi zania S0 r0 – odleg%o#$ mi"dzy atomami U – praca wykonana przy zbli!aniu (odsuwaniu) atomów 0 2 2 0 rr dr Ud S !! " # $$ % & Rodzaj wi zania S0 E ! S0 /r0 [Nm-1] [GNm-2] Kowalencyjne 180 1000 Czysto jonowe np. Na-Cl 9'21 30÷70 Czysto metaliczne np. Cu-Cu 15÷40 30÷150 Wodorowe np. H2O-H2O 2 8 Van der Wasala np. polimery 1 2 docsity.com Elastic Modulus Sztywność i temperatura topnienia materiałów 200 7 CERAMICS METALS z Ś z a a z 100 0 m Eo BE ŻE 33 EEJE E5Ż 3E EEE) Ę Ś PE 3 z 5 z SE TY Material Melting Temperature 4000 CERAMICS METALS 3000 7] POLYMERS 2000 7] 1000 7 Mug E 3 ź Material docsity.com  Ceramiki Metale Polimery Kompozyty Diament WC, SiC Al303 , SIN, Osm Cermetale = > z Wolfram JE Mgo Molibden Ę Chrom GFRP* zzo> Nikiel ; Mulit Żelazo i stal 167 = | Krzeminka Miedź E |lszkło sodowe Tytan - ||Chlorki metali Aluminium Włókno Ę alkalicznych Cynk szklane [| | Cement Cyna Beton Magnez GFRP* E= Grafit ra Ołów Alkidy Drewno, 10 = Lód II włókien Melaminy Poliimidy PMMA* JE Polistyren mo Nylon E Żywica WE epoksydowa Bo) sn [o dużej „L włókien — gęstości] EE Polietylen [o małej E gęstości] Polipropylen Elastomery Poli(chlorek winylu) nki polimerowe Rys. 3.5. Wykres słupkowy modułów Younga E docsity.com Wska'nik funkcjonalno#ci docsity.com Przyk%ad Potrzebny jest materia% na lekki sztywny pr"t poddany rozci ganiu, który ma mie$ minimaln mas". Pr"t nie mo!e ulec wyd%u!eniu. m=AL, )= F/A ) = E*n m = (F/*n) (L) (,/E) - min M = E/, - max docsity.com 1000 Moduł - Gęstość „. -Ceramika Ę inżynierska) 100 Obszar poszukiwań ZE Kompozyty: inżynierskie Moduł = 10 GPa- Gęstość = 3 Mg/m* Moduł Younga E [GPa] a 0 Apolimierowej) . MFA/88 1 1 10 Gęstość p [Mg/m'] Schematyczny wYkRES E — p przedstawiający podstawowe ograniczenia projektowe () docsity.com  1000 - z — Moduł - Gęstość | 8 = Linie przewodnie EE I E w doborze 5 100 materiału << ik +7 „„/Kompozyty?. u = zł inżynierskie; Ceramika = 21.33] Ni] porowata U o 10 3 o > 3 s 41 = fCiastoniy MFA/88 0.4 1 10 Gęstość p [Mg/m*] Schematyczny WYKRES E — p przedstawiający trzy linie przewodnie stosowane w projektowaniu sztywnej Hekkiej konstrukcji (2 docsity.com  Przekrój $, [m?] I [mf] K [m4] Iiy,Im*] H [m$] „Bh? 6, 3%, osąb „bb? bhż bh Ę 3 hB(1 -05B5 ) E 2 5,4343 b b bihz-h,] | qzlha=hi) = faz! b -ht) | 7 lba hil AB ą2 ać SB a ii 4 32 03 80 32 za” R yć Lg LJ 1 4 64 32 32 6 nab AEwih 2m (ab) Kabli.) id "di ma? b? a? +b 4rmta?b (a+b) TL 4 4 32d, (d -di) 2 żab nabit (1.35 ab Rys. A2. Momenty bezwładności przekrojów ld -di) docsity.com FUNKCJA: przenoszenie obciążeń OGRANICZENIA: ugięcie 6 nie może przekraczać określonej wartości CEL: minimalizacja masy 4P FE Et* GE jeśli zaniedbać masę własną belki. Modi: m= Vp=lfp więc t=(mlp)* po podstawieniu do równania na odchylenie sprężyste docsity.com wyrażenie na masę CEL: minimalizacja kosztu p - cena jednostkowa e docsity.com  1000 ź Moduł - Gęstość ET Linie przewodnie w doborze g”2 materiału p=€ sa © © T «*Polimiry". inżynierskie. Moduł Younga E [GPa] a A Pianki: 4 „polimerowe: MFA/88 201 z Gęstość p [Mg/m?] Schematyczny WYKRES E — p przedstawiający zbiór linii wskaźnika funkcjonalności M =E'*/p. "8 kaźnika jest (GPa)'7/(Mg/m") 10 docsity.com  1000 = U 1. Moduł - Gęstość ań |, Cerśmika 4 4 cedr Moduł Younga E 20 A anierske j (G=3E/8; K=E) 6) aw |= MFA:88-91 ś ) aż EE Kompozyty 100 |- jednowarstwowe ssj E - + E AK p E u 4 4 I a FREĘ + g | BY „7 Kompozyty —| || zmory J 5 i 5 (ya Rze (U ŚM Ceramika rm 10 porowata © © |= | 2 > 5 i 5 |--Polimery © „| inżynierskie | : = 1,0 77YTPTPT? WOP ZNE ŚCI zeczi| 8 4 1 A - j > GE [Linie przewodnie| | Ę | ZĘ Ż fe |w projektowaniu |] == oŚ Ć wyrobów a mini-| | p mł mainej masie |- 2a i of 0,1 z - Elastomery / j 7 / | 0,01 . 1 A 3 10 30 Gęstość p [Mg/m3] RYSUNEK 4.2. _ WYKRES 1: Moduł Younga E w zestawieniu z gęstością p. Obszary obwiedzione grubymi liniami zawierają dane dla poszczególnych rodzajów materiałów. Linie ukośne łączą rnateriały, w których prędkość rozchodzenia się fali podłużnej jest jednakowa. Linie przewadnie odpowiadające stałej wartości wskaźników E/p, E**/p, E'*/p umożliwiają dobór materiałów na konstrukcje o minimalnej masie i ograniczonym odkształceniu docsity.com Young's modulus, E (GPa) docsity.com  Pballoys Silica glass GFERP PY Z igid Połyrmer Foam (LEJ lass Ceramic RLbbet ! | 1 Figid Połmer Foam (HD) Stainless siee| c (AH WIM) AJARBONPUOD [EWISU| 100XM ieH0DE 1eHDE 1eH1D 1eHI12 ie+li4 1e+HN1E 1eH0E 1eHED 1e+lZ2 ie4lżi EHLEE 1eHLE Resistivity (micro-ohm.cm) docsity.com DOBÓR MATERIA(U NA WIOS(O docsity.com