ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общая характеристика неметаллических материалов (Попов В. А., Шейдеман из "Материалы в машиностроении Выбор и применение Том 5 " Газонаполненные пластмассы Попов В. А.). [c.5] Глава 4. Лакокрасочные и клея щие материалы. [c.5] По современным научным воззрениям не только органические, но и неорганические неметаллические материалы имеют полимерное строение. Ковалентные, ионные и дисперсионные химические связи в полимерных материалах исключают наличие в объеме тела подвижного электронного газа, образующего металлическую связь и легко переносящего тепловую и электрическую энергию. Поэтому одним из основных отличий неметаллических материалов от металлов, сплавов и графита имеющего также металлическую связь между плоскостями кристаллической решетки) являются их тепло- и электроизоляционные свойства. [c.7] Другим важнейшим отличием основной массы неметаллических материалов от металлов и сплавов являются существенно меньшие значения их плотности, которая для органических (пластмасс, резин) неметаллов примерно вдвое ниже плотности алюминиевых сплавов, а для неорганических (стекла, фарфора, асбеста) почти вдвое ниже плотности титановых и втрое ниже плотности железных сплавов. [c.7] При замене черных металлов литьевыми пластмассами трудоемкость процесса снижается в 5—6 раз, а себестоимость в 2—6 раз при замене дефицитных цветных и черных металлов и полуфабрикатов (труб, тонкого листа) органическими полимерными себестоимость изделий снижается в 4—9 раз. Себестоимость крупногабаритных нагруженных деталей из стеклопластиков, при сегодняшнем объеме их производства, равна или несколько выше, чем изделий из стали, но окупается эксплуатационными преимуществами стеклопластиков, кроме того, в ближайшие годы при значительном расширении выпуска этих материалов ожидается существенное снижение их стоимости. [c.7] Детали из неметаллических материалов неорганической природы также в своем большинстве дешевле металлических. [c.7] Различные газообразные и жидкие неметаллические материалы, имеющие специфическое и относительно узкое применение в машиностроении, — хладагенты, теплоносители и элементы топлив, масла, смазки, мягчители, пластификаторы и т. п. —в настоящем справочнике не рассматриваются. [c.8] Химическая природа неметаллических материалов — принадлежность к органическому или неорганическому типам, во многом определяет их свойства и области применения. Так, в большинстве случаев материалы органической природы, состоящие преимущественно из атомов углерода, связанных с водородными атомами и с атомами некоторых других элементов (О, N, S, С1, F и т. п.), являются весьма технологичными (доступность и простота переработки в детали и изделия) и имеют относительно низкие весовые характеристики, повышенные тепло-, звуко- и электроизоляционные свойства, избирательную стойкость относительно агрессивных сред и растворителей. В то же время они, как правило, горючи и обладают сравнительно невысокими механической прочностью и устойчивостью к процессам радиационной, термической и термоокислительной деструкции. [c.8] К неметаллическим материалам неорганической природы относят разновидности кремнезема и его модификации, окислы металлов, силициды, бориды, нитриды, а также алмазы, графиты и некоторые другие. Эти материалы отличаются негорючестью, устойчивостью к нагреву и к различным агрессивным средам (включая органические растворители), повышенными жесткостью, весовыми характеристиками и меньшей технологичностью сравнительно с материалами органической природы. [c.8] Подобная обобщенная характеристика неметаллических материалов не исключает существенных отклонений от вышеизложенной схемы. Так, например, наиболее химически стойким из известных в настоящее время промышленных материалов является политетрафторэтилен (фторопласт 4) — полимер органической природы. Такая разновидность материалов неорганического типа, как ситаллы (гл. 18), в отличие от других кремнеземных материалов обладает относительно высоким сопротивлением ударным нагрузкам, пониженной хрупкостью и щелочестойкостью. [c.8] К числу наиболее распространенных й перспективных для машиностроительной техники неметаллических материалов могут быть отнесены пластические массы и резины, древесные, бумажные, текстильные материалы, клеи, лаки и краски (органический тип), а также материалы на основе асбеста, стекольные и керамические, разновидности обуглероженных материалов — графит и алмаз (неорганический тип) и некоторые другие. [c.8] Происхождение неметаллических материалов и связанные с ним условия их получения и переработки во многом определяют технико-экономические показатели и возможности их практического применения. [c.9] К природным неметаллическим материалам относятся древесина, хлопок, лен и другие растительные волокна, шерсть и шелк, натуральный каучук, шеллак, сырые кожи ископаемые материалы — янтарь, копалы, асфальты, битумы, пеки, асбест, слюда, природные графиты и алмазы, различные горные породы (вулканит, пемза, базальт, ракушечник) и т. п. [c.9] Синтетические неметаллические материалы в большинстве случаев получают из более простых (обычно из низкомолекулярных) и индивидуальных соединений в процессе слол ных химических, физико-химических или термохимических превращений. Таким образом, например, получают синтетические полимеры и эластомеры органического и элементоорганического типов (процессы полимеризации и поликопденсации), лежащие в основе синтетических волокон, пластмасс, резин, клеев, лаков, герметиков и т. д., искусственные алмазы и графиты, бескислородную керамику, силикатные стекла, ситаллы, эмали, глазури, фарфор и др. Эта группа неметаллических материалов, являющаяся самой большой и разнообразной по номенклатуре, составу и свойствам, непрерывно пополняется новыми разновидностями, отличающимися более совершенными характеристиками. [c.9] На свойства неметаллических материалов существенное влияние оказывают их структура — аморфная или кристаллическая и особенности физического строения. Как правило, наличие кристаллической структуры, обусловленной упорядоченным расположением элементарных структурных единиц относительно друг друга, способствует увеличению плотности и повышению механических свойств материалов, повышению их устойчивости к атмосферным воздействиям и к агрессивным средам, а также определяет более четкий характер температурных интервалов их фазовых превращений tn.i, tnwi и т. п.). [c.9] Большинство неметаллических материалов имеет аморфную структуру. Ее влияние особенно заметно проявляется при качественной оценке многих органических полимеров и силикатных стекол, которые согласно существующим представлениям сочетают в себе свойства твердых тел и жидкостей. [c.9] Вернуться к основной статье