Classificatie van technisch materiaal

Materiaal is niets anders dan een kwestie van substantie die wordt gebruikt om een ​​bepaald ding te creëren. Engineering materialen zijn de materialen die worden gebruikt voor de toepassing van kunstwerken. Op basis van de mechanische, fysische, chemische en fabricage-eigenschappen worden materialen geselecteerd op basis van de toepassing.

Mechanische eigenschappen van de materialen zijn sterkte (druk- of treksterkte), taaiheid, stijfheid, elasticiteit, plasticiteit, taaiheid, brosheid en hardheid. Fysische eigenschappen van materialen zijn dichtheid, geleidbaarheid (thermisch of elektrisch), akoestisch (geluidstransmissie of -absorptie), optisch, brandbaarheid. Chemische eigenschappen van materialen zijn samenstelling (oxide of verbinding), zuurgraad of alkaliteit, weerscorrosie.

Fabricage-eigenschappen van materialen zijn gietbaarheid, bewerkbaarheidsclassificatie, bewerkingssnelheden en voedingen en voor het dimensioneren van vorm en grootte.

De selectie van materiaal voor de vereiste werkende toepassing is gebaseerd op enkele van de volgende factoren:

1. Belastingen waaraan het werkstuk of onderdeel zal worden onderworpen.
2. Corrosiebestendigheid.
3. Temperatuur-, slijtvastheid.
4. Flexibiliteit en stijfheid.
5. Eenvoud van het productieproces.
6. Kosteneffectiviteit voor de productontwikkeling.
7. Beschikbaarheid van het materiaal.

Classificatie van technisch materiaal:

Afhankelijk van de aard van de stof worden materialen geclassificeerd als

1. Metaalzandlegeringen
2. Ijzerhoudende metalen
3. Non-ferro metalen
4. Niet-metalen
5. Keramiek
6. Polymeren
7. Composieten
8. Halfgeleiders
9. Biomaterialen

1.METALEN EN LEGERINGEN:

Metaalmaterialen zijn een combinatie van metaalelementen.

De meest prominente eigenschap van metalen is dat elektronen niet-gelokaliseerd zijn, d.w.z. in atomaire rangschikking behoren de buitenste valentie-elektronen niet tot het individuele atoom, maar behoren ze tot de hele bulk van materiaal. Niet-gelokaliseerde elektronen zijn vrij om lading te dragen om elektriciteit te geleiden. Daarom zijn ze goede geleiders voor elektrische en thermische lading.

Metalen hebben een glanzend uiterlijk. Bij normale temperatuur bevinden de meeste materialen zich in vaste toestand, maar sommige metalen zoals kwik bevinden zich in vloeibare toestand.

Op basis van de aanwezigheid van ijzer worden metalen genoemd als

1. Ijzerhoudende metalen
2. Non-ferro metalen

IJzerhoudende metalen:

Het primaire gehalte aan ferrometalen is ijzer en koolstof. Ferrometalen zijn magnetisch en zijn kwetsbaar voor roest wanneer ze worden blootgesteld aan vocht. Smeedijzer roest niet door zuiverheid en roestvrij staal door aanwezigheid van chroom.

Bijv.:ijzer, staal, enz.

Vanwege hun magnetische eigenschappen worden ferrometalen gebruikt in motor- en elektrische toepassingen.

Non-ferro metalen:

IJzer is geen primaire inhoud. Door de afwezigheid van ijzer hebben deze metalen een hoge weerstand tegen roest en corrosie en zijn ze niet magnetisch.

Bijv.:koper, messing, aluminium, wolfraam, lood, zink, goud, enz.

Legering:

Legering is een combinatie van twee of meer metalen. Het is genoemd op basis van het karakter van de metaalbinding. Het is van twee soorten ferrometaallegeringen en non-ferrometaallegeringen. Gietijzer is een legering gemaakt van ijzer, koolstof en silicium. Messing is een legering van koper en zink.

Toepassingen:

1. Vanwege hun taaiheid en vermogen om bij hoge temperaturen te steriliseren, worden metalen gebruikt als naalden, chirurgische mesjes.
2. Vanwege hun sterkte en het vermogen om zware gewichten te weerstaan, worden metalen zoals ijzer en staal in de bouw gebruikt.
3. Metalen zoals goud, zilver, platina, enz. worden gebruikt in sieraden.
4. Metalen worden gebruikt in machines en auto's omdat ze bestand zijn tegen hoge temperaturen, druk en werkbelasting.
5. Aluminium en titanium spelen een belangrijke rol in de lichtgewichtcategorie voor vliegtuiglegeringen.
6. Tungsten wordt gebruikt in toepassingen bij hoge temperaturen.

2. KERAMIEK:

Een deeltje of vezel dat wordt gebruikt bij het maken van keramische producten. Keramiek heeft een regelmatige atomaire structuur en kristalstructuur. Keramiek bestaat voornamelijk uit oxiden, nitriden en carbiden. Het zijn niet-geleidende materialen, vanwege hun isolerende eigenschappen worden ze gebruikt als isolatoren. Ze zijn erg hard en broos van aard.

Bijv.:aluminiumoxide, silica, siliciumcarbide, diamant, bakstenen, enz.

Toepassingen:

1. Vanwege de druksterkte worden bakstenen gebruikt in de bouw
2. Vanwege hun goede thermische isolatie worden keramische tegels gebruikt in ovens.
3. Sommige keramiek is transparant voor radar en andere elektromagnetische golven worden gebruikt in radomes en zenders.
4. Glaskeramiek is bestand tegen hoge temperaturen en wordt daarom gebruikt in optische apparatuur en vezelisolatie.
5. Alumina, silica, siliciumcarbide worden gebruikt bij het maken van gereedschappen.
6. Diamant wordt gebruikt in ornamenten en snijgereedschappen.

3. POLYMEREN:

Polymeren hebben een ketenmolecuulstructuur van koolstof als ruggengraatatomen. Ze bestaan ​​voornamelijk uit taaie organische materialen. Het zijn materialen met een lage dichtheid en ook flexibel. In sommige gevallen zijn polymeren niet flexibel.

Polymeren worden niet alleen gebruikt als constructiemateriaal, ze kunnen ook worden gebruikt als vezels en harsen in de matrix van composietmaterialen.

Bijv.:polyester als vezels, fenolen en epoxiden en harsen.

Elastomeren zijn ook polymeren, maar vanwege hun specifieke ontwerp worden ze afzonderlijk beschouwd voor bepaalde doeleinden, zoals schok- en trillingsabsorptie.

Natuurlijke polymeren :

Bijv.:wol, zijde, DNA, cellulose, eiwitten, enz.

Synthetische polymeren:

1. Thermoplastics
2. Thermohardende kunststoffen

Bijv.:nylon, polyethyleen, polyester, teflon, epoxy, bakeliet, enz.

Toepassingen:

1. Polyethyleen wordt gebruikt voor het maken van draagtassen.
2. Polypropyleen wordt gebruikt voor het maken van producten die bestand zijn tegen hoge temperaturen, zoals zuigflessen.
3. Polyetheretherketon en polyethyleenketon worden gebruikt in het concept van mineraalwaterflessen.
4. Polycarbonaat wordt gebruikt om hoogwaardige polymeren te maken, zoals transparante polymeren
5. Polyaniline is een geleidend polymeer.
6. Bakeliet gebruikt voor het maken van isolatiematerialen.

4. SAMENSTELLING:

Composietmateriaal is de samenstelling van twee of meer samenstellende materialen met verschillende fysische en chemische eigenschappen om een ​​ander karakteristiek materiaal te produceren.

Composietmateriaal kan zowel metalen als metaal en keramiek of metaal en polymeer zijn, afhankelijk van de toepassingsvereiste die de combinatie wordt gemaakt.

Bijv.:hout, beton, glasvezel, CFRP (koolstofvezelversterkte kunststof), GFRP (glasvezelversterkte kunststof), enz.

Toepassingen:

1. CFRP en GFRP worden gebruikt voor carrosseriedelen.
2. CRPF en honingraatcomposieten worden gebruikt voor chassis.
3. Sommige brandstoftanks zijn gemaakt van met Kevlar versterkte vezels.
4. Versterkte thermoharders worden gebruikt in veren en bumpersystemen.
5. Met glasvezel versterkt plastic is gebruikt voor bootrompen, hengels, tennisrackets, helmen, bogen en pijlen.

5. HALFGELEIDERS:

Halfgeleider is een intermediair geleidend materiaal. Hun geleidbaarheid is niet hoog zoals metalen en laag zoals isolerende keramische materialen. In deze materialen neemt de weerstand af naarmate hun temperatuur stijgt.

De unieke atomaire structuur maakt het mogelijk om de geleidbaarheid te regelen.

Bijv.:silicium, germanium, galliumarsenide, selenium, enz.

Toepassingen:

1. Galliumarsenide wordt veel gebruikt in versterkers met weinig ruis, hoge versterking en zwakke signalen.
2. Een halfgeleiderapparaat kan de functie vervullen van een vacuümbuis met honderden keren zijn volume.

6. BIO MATERIALEN:

Biomaterialen zijn niet-levensvatbare materialen. Bijvoorbeeld:aluminiumoxide, zirkoniumoxide, titanium, tantaal, niobium, koolstof, enz.

Toepassingen:

1. Metalen worden in de geneeskunde gebruikt om ziekten met een metaaltekort aan micronutriënten bij mens en dier te genezen, zoals ijzer een onderdeel is van hemoglobine, een biomolecuul dat als ijzersulfaat kan worden gebruikt om sommige vormen van bloedarmoede te genezen.
2. Implantaten in het lichaam om het beschadigde weefsel te herstellen of te vervangen.

OPMERKING:

In composietmaterialen geeft de naam zelf aan als composiet=> samenstelling, het is de samenstelling van twee of meer materialen.

In halfgeleiders geeft de naam zelf aan als half (half) en geleider (geleidend)

Het verschil tussen een legering en composiet is dat de composiet een versterking is van ander materiaal. Terwijl legering een combinatie (mengsel) is van beide of het vereiste aantal materialen in de vereiste hoeveelheid volgens het benodigde product.

Zowel halfgeleiders als biomaterialen zijn vervangers van metalen, keramiek en polymeren op de gewenste plaatsen.