Пластические массы. Прессование, литье под давлением, сварка и склеивание.

Пластические массы представляют собой сложные многокомпонентные системы. Основной этих систем служит полимер или смесь полимеров. Кроме полимера в состав полимерных композиции, из которых получают пластмассы, входят различные добавки (ингредиенты). Для получения пластмасс, как правило, используют полимеры, температура стеклования или температура кристаллизации (если это частично закристаллизованные полимеры ) которых выше комнатной. В ряде случаев в процессе переработки композиций в изделия протекают химические процессы структурирования, деполимеризации и др., приводящие к переходу системы из жидкого в твердое состояние.

Прессованиемназывают способ формования изделий в обогре­ваемых гидравлических прессах. Различают формование в пресс - формах (рис. 14.5) — при изготовлении изделий из пресс-порошков и плоское прессование в многоэтажных прессах — при изготовлении листовых материалов, плит и панелей. Прессование применяется преимущественно при переработке термореактивных полимерных композиций (фенопласты, аминопласты и др.).

Литье под давлением применяется при изготовлении изделий из термопластов. Полимер нагревается до вязкотекучего состояния в нагревательном цилиндре литьевой машины и плунжером впрыскивается в разъемную форму, охлаждаемую водой.

Давление, под которым впрыскивается расплав, может достигать 20 МПа. Таким способом изготовляют изделия из полистирола, эфи­ров целлюлозы, полиэтилена, полиамидов. Литье под давлением от­личается быстротой цикла, при этом виде переработки операции ав­томатизированы.

Сварка и склеивание служат для соединения заготовок из пла­стмасс для получения изделий заданной формы. Сварку применяют для соединения термопластических пластмасс - полиэтилена, поливи­нилхлорида, полиизобутилена и др. По способу нагревания соединяе­мых концов различают сварку воздушную (нагретым воздухом), вы­сокочастотную, ультразвуковую, радиационную, контактную.

Склеивание применяют для соединения как термопластичных, так и термореактивных пластмасс. В простейшем случае клеем для термопластичных пластмасс может служить органический раствори­тель, вызывающий набухание стыкуемых концов деталей и их сли­пание при сжатии. Чаще же используют специальные клеи. В зави­симости от условий производства и требуемой скорости соединения применяют клеи холодного и горячего отверждения.

Сплавы высокого сопротивления для резисторов.

Манганины — сплавы на медной основе, содержащие около 85% Cu , 12% Mn, 3% Ni. Применяются для изготовления образцовых резисторов, шунтов, приборов и т.д., имеют малую термо-э.д.с. в паре с медью (1 – 2 мкВ/К ), удельное сопротивление 0,42 – 0,48 мкОм × м, s р = 450 – 600 МПа, относительное удлинение перед разрывом 15 – 30%, максимальную длительную рабочую температуру не более 200оС. Можно изготовлять в виде проволоки толщиной до 0,02 мм с эмалевой и др. изоляцией. Константан — медно-никелевый сплав (средний состав 60% Cu, 40%Ni), имеет r =0,648 – 0,52 мкОм × м, a р =(5 – 25) × 10-6К -1 , s р = 400 -500 МПа, относительное удлинение перед разрывом 20 – 40%. Термо-э.д.с. в паре с медью 45 – 55 мкВ/К, поэтому константан можно использовать для термопар. Реостаты и нагревательные элементы из константана могут длительно работать при температуре 450оС. Жаростойкие сплавы — это сплавы на основе никеля, хрома и других компонентов. Устойчивость этих сплавов к высоким температурам объясняется наличием на их поверхности оксидов хрома Cr2O3 и закиси никеля NiO . Сплавы системы Fe-Ni-Cr называются нихромами, на основе никеля, хрома и алюминия фехралями и хромалями. Фехрали и хромали кроме Fe (большая часть), Al, Cr, и Ti содержат 0,6 % Ni и немного Mn В марках сплавов буквы обозначают: Х – хром, Н – никель, Ю – алюминий, Т титан. Цифра, следующая за буквой, означает среднее процентное содержание этого металла. Некоторые свойства жаростойких сплавов приведены в таблице. Таблица 8.2. Марка сплава Тип сплава r, мкОм . м Tкr . 105 , 1/oC Максимально допустимая температура, oC Х20Н80 Нихром 1,04 – 1,17 9 1100 Х13Ю4 Фехраль 1,2 – 1,34 15 960 Х23Ю5Т Хромаль 1,3 – 1,5 5 1150 Основная область применения этих сплавов — электронагревательные приборы, реостаты, резисторы. Для электротермической техники и электрических печей большой мощности используют обычно более дешевые, чем нихром, фехраль и хромаль сплавы.

Типы и свойства стекол.

Стекло — неорганическое изотропное вещество, материал, известный и используемый с древнейших времён. Существует и в природной форме, в виде минералов (обсидиан — вулканическое стекло), но в практике — чаще всего, как продукт стеклоделия — одной из древнейших технологий в материальной культуре. Структурно — аморфное вещество, агрегатно относящееся к разряду — твёрдое тело/жидкость. В практике присутствует огромное количество модификаций, подразумевающих массу разнообразных утилитарных возможностей, определяющихся составом, структурой, химическими и физическими свойствами.

Физические свойства стекла[править | править вики-текст]

· Плотность стекла зависит от его химического состава

Модуль Юнга (модуль упругости) стёкол также зависит от их химического состава и может изменяться от 48·10³ до 12·10⁴ МПа. Например, у кварцевого стекла модуль упругости составляет 71,4·10³ МПа. Для увеличения упругости оксид кремния частично замещают оксидами кальция, алюминия, магния, бора.

Прочность: У обычных стёкол предел прочности на сжатие составляет от 500 до 2000 МПа (у оконного стекла около 1000 МПа). Предел прочности на растяжение у стекла значительно меньше, именно поэтому предел прочности стекла при изгибе измеряют пределом прочности при растяжении. Данная прочность колеблется в пределах от 35 до 100 МПа.

· Твёрдость стекла, как и многие другие свойства, зависит от примесей. По шкале Мооса она составляет 6—7 единиц, что находится между твёрдостью апатита и кварца. Наиболее твёрдыми являются кварцевое и малощелочное боросиликатное стекла. С увеличением содержания щелочных оксидов твёрдость стекла снижается. Наиболее мягкое — свинцовое стекло.

Хрупкость. В области относительно низких температур (ниже температуры плавления) стекло разрушается от механического воздействия без заметной пластической деформации и, таким образом, относится к идеально хрупким материалам (наряду с алмазом и кварцем). Данное свойство может быть отражено удельной ударной вязкостью.

· Теплопроводность стекла весьма незначительна и равна 0,0017—0,032 кал/(см·с·град) или от 0,711 до 1,339 Вт/(м·К). У оконных стёкол это число равно 0,0023 (0,96).