1 / 22

KLASIFIKACIJA MATERIJALA

Tehnologija materijala saobraćajci. KLASIFIKACIJA MATERIJALA. U običajna podela na tri osnovne grupe materijala : metale , keramiku i polimere .

deo
Download Presentation

KLASIFIKACIJA MATERIJALA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Tehnologija materijala saobraćajci KLASIFIKACIJA MATERIJALA

  2. Uobičajnapodelana tri osnovnegrupematerijala: • metale, keramiku i polimere. • Dodatno, postoje i takozvanikompozitnimaterijali (hibridni), kojipredstavljajukombinacijudvailivišematerijalaizove tri osnovneklase. • Semovepodeleprisutna je i podelanašestgrupakojisuprikazanenaslici PODELA MATERIJALA

  3. to su: • metali, polimeri, elastomeri, keramike, stakla i hibridi. • Ova podela je nastalatakoštosuizkeramikeizdvojenastaklakaoposebnagrupa i elastomeriizpolimera. • Smisao klasifikacije na familije je zasnovan na činjenici da pripadnici jedne familijeimaju određena zajednička svojstva: slična osobine, načine obrade, i često, vrlo sličneprimene. PODELA MATERIJALA

  4. Materijali u ovoj grupi sadrže više metalnih elemenata (poput gvožđa, aluminijuma,bakra, titanijuma, zlata i nikla). Često se kao primese mogu pojaviti nemetalnielemenati (npr. ugljenik, azot ili kiseonik) u relativno malim količinama. • Pojammetalne legure se koriste u vezi sa metalnim supstancama koje se sastoje od dva iliviše elemenata. • Atomi u metalima i njihove legure su organizovani na vrlo pravilannačin i u poređenju sa keramičkim i polimernim materijalima imaju relativno većugustinu Metali

  5. U vezisamehaničkimsvojstvima, ovimaterijalisurelativnokruti i jaki(čvrsti) , nisuotporninalomalisuipakžilavi (štoznači da moguda izdrževelikedeformacijebezloma), štodoprinosinjihovojširokojprimeni ukonstrukcijama. Metali

  6. Metalnimaterijaliimajuvelikibrojnelokalizovanihelektrona, to jest onihelektrona kojinisučvrstopovezanisaposmatranimatomom. Mnogasvojstametalasuposledicaovihslobodnihelektrona. • Metalisuekstremnodobriprovodnicielektriciteta i toplote, i ne propuštajusvetlost; poliranimetaliimajupovršinukojadajesvetaoizgled. • Sem toga, nekimetali (kao Fe, Co i Ni) imajupoželjnamagnetnasvojstava. Metali

  7. Keramika predstavlja nemetalan, neorganski čvrst materijal. To su materijali poputporcelana i gline koji se koriste za izradu izolatora automobilskih svećica. • Oni imajumnoga atraktivna svojstva. Krti su, jaki, rezistentni na abraziju, zadržavaju svojučvrstoću na visokim temperaturama i takođe su otporni na koroziju. • Mnogi su dobrielektrični izolatori. • Imaju i određene nedostatke; za razliku od metala znatno su krtiji.Otud keramički materijali imaju malu toleranciju na koncentraciju napona (poput rupaili malih pukotina). • Keramički materijali su jedinjenja metalnih i nemetalnih elemenata. • Pod pojmom tradicionoalne keramike se podrazumeva konglomerat hemijskih jedinjenja sadržanih u mineralima gline (npr. porcelan) kao i cementu istaklu. Keramičkimaterijali

  8. Sa stanovištvamehaničkihsvojstava, keramičkimaterijalisukrti i imajuvelikučvrstoću. Krutost i čvrstoća je uporedivasaonimkodmetala. • Keramičkimaterijalisuvrlotvrdi i većinanjihimavelikuotpornostnahabanje. • Sa drugestraneonisuvrlokrti (nedostatakžilavosti), i vrlopodložnilomu. • Ovimaterijalisutipičniizolatoritoplote i elektriciteta(imajumaluelektričnuprovodnost . • Izrazitosuotporninavisoke temperature i nepovoljno okruženje u odnosunametale i polimere. • Što se tičeoptičkihkarakteristikakeramičkimaterijalimogubitiprovidni, poluprovidni i neprovidni. Keramičkimaterijali

  9. Staklo predstavljafamiliju nekristalnih „amorfnih“ čvrstih materijala. Najkarakterističniji predstavniciove familije materijala su: obično (prozorsko) staklo proizvedeno od osnovnogmaterijala koji čini kvarcni pesak, soda Na2CO3 i krečnjak CaCO3; Borsilikatnafamilija stakala (B2O3, SiO2) za izradu flaša i tzv. termoizolaciono stakla. Nedostatak kristalne strukture umanjuje plastičnosttako da su stakla čvrsta i izuzetno rezistentna na koroziju. Ona su odlični električniizolatori i naravno propuštaju svetlost. Ali poput ostale keramike, kruta su i osetljivana koncentraciju napona. Staklo

  10. Polimeri uključuju poznate materijale poput plastičnih i gumenih materijala. Mnogiod njih su organska jedinjenja koja su zasnovana na ugljeniku, vodoniku i drugimnemetalnim elementima (poput O, N i Si). Oni su sastavljeni od velikih molekularnih,najčešće lančanih struktura koje u osnovi imaju atome ugljenika. Neki odnajuobičajenijih polimera su polietilen (PE), najlon, polivinil hlorid (PVC),polikarbonat (PC), polistiren (PS) i silikonska guma. Polimeri

  11. Ovi materijali tipično imaju male gustine , dok su njihova mehanička svojstva uopšteno potpuno drugačija od svojstava metala i keramičkih materijala • Oninisu kruti ni jaki kao što su to drugi tipovi materijala . • Međutim, s obzirom na njihovu malugustinu, veoma često je njihova mala krutost i čvrstoća svedena na jedinicu maseuporediva sa veličinama kod metala i keramičkih materijala. Polimeri

  12. Mnogi odpolimerasuizuzetnožilavi i gipki(npr. plastika), štoznači da se lakomoguoblikovatiu kompleksneoblike. • Uopšteno, onisuhemijskirelativnoinertni i ne reaktivni uvećiniraznihokruženja. • Jedna od glavnihnedostatakapolimeraje njihovatendencijada omekšajuili da se razlažunaumerenimtemperaturamašto je u nekimslučajevimaograničavajućiuslovzanjihovuprimenu. • Imajumaluelektričnuprovodnosti nisumagnetični. Polimeri

  13. Ova grupa materijala predstavlja familiju tehničkih materijala dobijenihkombinacijom dva ili više materijala (iz pobrojanih grupa: metala, keramičkihmaterijala i polimera) sa ciljem da se iskoristenjihova najbolja svojstva tj. dakompozit sadrži najbolje karakteristike komponenata od kojih su izrađeni. • Postojiveliki broj različitih tipova kompozita koji predstavljaju različite kombinacije metala,keramičkih materijala i polimera. • Neki materijali koji se slobodno nalaze u priroditakođe se mogu smatrati kompozitima – to su npr. drvo i kosti. Kompoziti (Hibridi)

  14. Jedan od najčešćih i najprisutnijih kompozita je FIBERGLAS, kod koga se mala staklenavlakna ugrađuju u polimerni materijal (epoksi ili poliester). Fiberglas se nekadanaziva polimeromatrični kompozit ojačan staklenim vlaknima, saskraćenicom“GFRP.” Ova staklena vlakna su relativno jaka i kruta (ali istovremeno krta) dok supolimeri žilavi, (ali istovremeno slabi i fleksibilni). Rezultujući fiberglas je relativnokrut i jak,fleksibilan i žilav. Dodatno, on ima malu gustinu Kompoziti (Hibridi)

  15. Materijali koji se koriste u savremenoj tzv. visokoj tehnologiji (eng. high-tech) seponekad nazivaju naprednim materijalima. Ovde se pod uređajima visoke tehnologijepodrazumevaju oni uređaji koji rade koristeći relativno složene ili napredne principe ielektronsku opremu (kamkorderi, CD/DVD plejeri, kompjuteri, sistemi sa optičkimvlaknima, vasionski brodovi, avioni i vojne rakete). Napredni materijali supredstavnici tipičnih tradicionalnih materijala čija su svojstva unapređena ili su izklase novo razvijenih materijala sa visokim performansama. Oni mogu bitinapravljeni od predstavnika svih osnovnih grupa materijala (metala, keramičkihmaterijala i polimera) i najčešće su vrlo skupi. Napredni materijali podrazumevajupoluprovodnike, biomaterijale i ono što bi se moglo nazvati „materijalimabudućnosti” (to su „pametni materijali“ i nanoinženjerski materijali). Naprednimaterijali

  16. Poluprovodnici imaju električna svojstava koja predstavljaju sredinuizmeđu klasičnihelektričnih provodnika (od metala i metalnih legura) i izolatora (npr. Keramičkihmaterijala i polimera). • Električna svojstva ovih materijala su ekstremnoosetljiva na prisustvo neznatnih koncentracija nečistoća, čak na atomskom nivou,zbog čega se prisustvo i koncetracija ovih elemenata i nečistoća mora regulisati ikontrolisati u vrlo uskim granicama. • Poluprovodnici su omogućili nastanakintegrisanih kola koji su dovela do revolucije u elektronici i kompjuterskoj industriji(moramo li pomenuti naše živote) u poslednje tri decenije. Naprednimaterijali-Poluprovodnici

  17. Koriste se u izradikomponenatakoji se implantiraju u ljudskoteloradizameneobolelihilioštećenihdelovatela. • Ovimaterijali ne smeju da proizvodetoksičnesupstance i moraju da budukompatibilnisatelesnimtkivima(npr. ne smejuizazvatinegativnebiološkereakcije). • Svipredstavniciosnovnihgrupamaterijala (metali,keramičkimaterijali, polimeri, kompoziti) kao i poluporovdnici – mogu se iskoristitikaobiomaterijali. Naprednimaterijali-Biomaterijali

  18. Pametni (inteligentni) materijalisugrupanovih, savremenihmaterijalakojisutrenutno u razvoju i od kojih se očekujeznačajanuticajnasavremenetehnologije. • Pridev „pametni” označavanjihovusposobnost da osetepromenu u okruženju i natajstimulans odgovorenaunapreddefinisannačin, štopredstavljasvojstvokojekarakerišeživeorganizme. • Sem toga, ova osobenost - „pametni” se možeproširitinasofisticiranesistemekoji se sastojeistovremeno od pametnih i tradicionalnihmaterijala. • Komponentekojesunačinjene od inteligentnihmaterijala (sistema) uključuju u svojustrukturuneki tip senzora i aktuatora. MaterijalibudućnostiPametnimaterijali

  19. Senzori u komponentamaimajuzadatak dadetektujuulaznesignale, a aktuatoriimajuodzivnu i adaptivnufunkciju. • Po svojojfunkcijiaktuatorimogumenjatioblikpredmeta, njegovupoziciju, prirodnufrekvencijuilinekumehaničkukarakteristikukaoodzivna signal koji je dostaviosenzor (promenu temperature, električnogilimagntenogpolja). • Kao aktuatori senajčešćekoristečetritipamaterijala: leguresapamćenjemoblika, piezoelektričnakeramika, magnetnostriktivnimaterijalii elektroreološki/magnetnoreološkifluidi. MaterijalibuduænostiPametnimaterijali

  20. Legurezapamćenjeoblikasu u stvarimetalikoji se nakondeformisanjavraćaju u svojprvobitnioblikposlepromene temperature. • Piezoelektričnakeramikadilatira ikontrahujekaoodgovornadelovanjeelektričnogpolja (ilinapona) a sadrugestraneonagenerišeelektričnopoljepripromenidimenzija. • Ponašanjemagnetostriktivnihmaterijalaje analognoonimkodpiezoelektričnih, sa tom razlikomšto se njihovoponašanjejavljakaoodgovornadelovanjemagnetnogpolja. MaterijalibudućnostiPametnimaterijali

  21. Elektroreološki imagnetnoreološki fluidi su tečnosti koje doživljavaju dramatične promene u svojojviskoznosti nakon što budu izložene dejstvu električnog ili magnetnog polja. • Materijali – uređaji koji se koriste za izradu senzora uključuju optička vlakna,piezoelektrične materijale (uključujući neke polimere) i mikroelektromehaničkeuređaje (MEMS). MaterijalibudućnostiPametnimaterijali

More Related