PROGRAM WYKŁADU: „MATERIAŁOZNAWSTWO”

Inżynieria Środowiska - studia zaoczne

Rok akademicki 209/2010

1. Przedmiot i cel nauki materiałoznawstwa

Historyczny rozwój materiałów

Materia - substancja - tworzywo - materiał

Struktura, poziomy struktury tworzyw

Wiązania pomiędzy atomami

Rozmieszczenie atomów w przestrzeni (stan krystaliczny, stan amorficzny)

Klasyfikacja tworzyw: metale i stopy metali, polimery, ceramika, kompozyty

Podstawowa charakterystyka tworzyw

2. Struktura krystaliczna, podstawy krystalografii

Sieć przestrzenna, typy sieci, układy krystalograficzne, komórka elementarna

Klasyfikacja struktur krystalicznych, struktury RSC, RPC, HZ

proste ceramiki jonowe, struktury kowalencyjne, krzemiany i krzemionka

Struktura ciał bezpostaciowych.

struktura szkła, struktura polimerów

3. Budowa kryształów rzeczywistych

Klasyfikacja defektów struktury krystalicznej

Defekty punktowe

Dyslokacja krawędziowa, śrubowa

Granice ziarn - rodzaje granic ziarn

Granice międzyfazowe

Błędy ułożenia

Wpływ wad budowy krystalicznej na własności metali

4. Własności mechaniczne

Własności materiału, klasyfikacja własności

Naprężenie, odkształcenie

Sprężystość, moduły sprężystości

Plastyczność, granica plastyczności, wydłużenie, przewężenie

Wytrzymałość: doraźna, zmęczeniowa, na pełzanie, udarność, pękanie, twardość

5. Metale i stopy metali

Ogólne wiadomości o stopach metali

Roztwory stałe, podział roztworów stałych

Fazy pośrednie

Mieszaniny faz

6. Układy równowagi fazowej

Układ, faza, składnik, stopnie swobody, reguła faz Gibbsa:

Wykresy równowagi układów dwuskładnikowych:

• składniki całkowicie rozpuszczają się w sobie

• składniki nie rozpuszczają się

• składniki w stanie stałym tworzą roztwory graniczne ( z eutektyką i z perytektyką)

• z fazą międzymetaliczną

- z przemianą alotropową składników

7. Stopy żelaza z węglem

Charakterystyka żelaza

Wykresy równowagi układów: żelazo-cementyt i żelazo-grafit

Fazy i składniki strukturalne występujące w stopach żelaza z węglem

Stal, staliwo, żeliwo

Struktury stali niestopowych

Podstawowe przemiany w stanie stałym w stali podczas ogrzewania i chłodzenia

8. Obróbka cieplna i cieplno-chemiczna

Wiadomości ogólne, rodzaje obróbki cieplnej

Zabiegi obróbki cieplnej zwykłej: wyżarzanie, hartowanie, odpuszczanie, utwardzanie dyspersyjne

Zabiegi obróbki cieplno-chemicznej: nawęglanie, azotowanie, metalizowanie dyfuzyjne

9. Stale

Klasyfikacja stali, oznaczenia stali

Stale niestopowe

Stale stopowe

Stale nierdzewne, stale narzędziowe, stale szybkotnące

10. Staliwa

Staliwa węglowe (niestopowe)

Staliwa stopowe: konstrukcyjne, odporne na ścieranie, żaroodporne i żarowytrzymałe, odporne na korozję

11. Żeliwa

Klasyfikacja żeliw

Żeliwa węglowe (niestopowe)

żeliwa szare zwykłe i modyfikowane

żeliwa sferoidalne

żeliwa ciągliwe: białe, czarne, (perlityczne)

Żeliwa stopowe

żaroodporne, odporne na korozję, odporne na ścieranie

12. Metale nieżelazne i ich stopy

Aluminium i stopy aluminium

stopy do przeróbki plastycznej

stopy odlewnicze

Miedź i stopy miedzi

stopy miedzi z cynkiem (mosiądze)

stopy miedzi z niklem (miedzionikle)

stopy miedzi z: cyną, aluminium, krzemem, berylem (brązy)

Magnez i stopy magnezu

Cynk i stopy cynku

Tytan i stopy tytanu

Stopy niskotopliwe

13. Polimery (Tworzywa sztuczne)

Polimer, tworzywo sztuczne

Podział polimerów

ze względu na pochodzenie, ze względu na budowę makrocząsteczki, ze względu na strukturę,

ze względu na sposób powstawania

Podstawowe stany fizyczne: szklisty, wysokoelastyczny, plastyczny

Plastomery - Elastomery

Termoplasty - Duroplasty

Tworzywa termoplastyczne

Charakterystyka ogólna

Charakterystyka wybranych termoplastów: polietylen, polipropylen, polichlorek winylu, polistyren,

polimetakrylan metylu , poliamidy, poliwęglan, polimery fluorowe (fluoroplasty), poliestry nasycone

Duroplasty

Charakterystyka ogólna

Duroplasty termoutwardzalne: fenoplasty, aminoplasty,

Duroplasty chemoutwardzalne: poliestry nienasycone, żywice epoksydowe, poliuretany

Żywice silikonowe (polisiloksany)

Tworzywa otrzymywane drogą wulkanizacji

Guma, Ebonit

14. Tworzywa ceramiczne

Podział ceramiki

Tworzywa o czerepie porowatym:

materiały nieszkliwione materiały ceglarskie, materiały ogniotrwałe

materiały szkliwione: wyroby kaflarskie, fajanse:

Tworzywa o czerepie zwartym (zeszklonym):

porcelana, porcelit, kamionka, klinkier

Cement, Beton

Szkło, rola tlenków w tworzeniu szkła, własności szkła, podział szkła

Ceramika szklana (tworzywa szklano-ceramiczne)

Ceramika inżynierska

15. Kompozyty

Charakterystyka kompozytów, osnowa, zbrojenie

Materiały osnowy

Materiały zbrojenia

Kompozyty polimerowe

Dr inż. Jan Czepelak