Технология изготовления изделий из порошков (порошковая металлургия). Пластики и керамика
Порошковая металлургия — технология получения металлических порошков и изготовления изделий из них.
В общем виде технологический процесс порошковой металлургии состоит из четырёх основных этапов: производство порошков, смешивание порошков, уплотнение (прессование, брикетирование) и спекание.
История и возможности. Порошковая металлургия существовала ещё в Египте в III веке до н. э.Еегиптяне из драгоценных металлических порошков делали украшения и другие артефакты.
Массовое производство изделий порошковой металлургии начинается с середины 19-го века.
Изделия порошковой металлургии сегодня используются в широком спектре отраслей, от автомобильной и аэрокосмической промышленности до электроинструментов и бытовой техники.
Порошковая металлургия не стоит на месте, развивается, появляются новые материалы: Металлокера́мика, Твердые сплавы, Пористый металл
Металлокера́мика —искусственный материал, представляющий собой композицию металлов или сплавов с неметаллами (керамикой).
Они отличаются большой прочностью, высокими износо и теплостойкостью, антикоррозионными свойствами. Применяются в авиастроении, автомобилестроении, транспортном и химическом машиностроении, электроприборостроении, трубостроении и других отраслях промышленности.
Твердые сплавы получают прессованием порошков карбидов и кобальта в изделия необходимой формы и последующим спеканием при более высоких температур 1250...1450 СС. Твердые сплавы чаще изготовляют резцы, фрезы, сверла и другие режущие инструменты.
Создан пористый металл с эффектом памяти. Новый класс металлических материалов способен удлиняться под действием магнитного поля и обладает эффектом памяти формы. Сплавы пористого металла отличаются крупнопористой структурой, похожей на швейцарский сыр. Это делает их легкими, при этом материалы сохраняют исключительную прочность.
|
|
Керамика (др.-греч. κέραμος — глина) — изделия из неорганических материалов (например, глины) и их смесей с минеральными добавками, изготавливаемые под воздействием высокой температуры с последующим охлаждением. В узком смысле слово керамика обозначает глину, прошедшую обжиг. С древнейших времен и вплоть до наших дней керамические изделия занимают одно из ведущих мест в декоративно-прикладном искусстве всех народов мира.
Керамика как альтернативный материал. В настоящее время керамика применяется как материал в промышленности (машиностроение, приборостроение, авиационная промышленность и др.), строительстве, искусстве, широко используется в медицине, науке. В XX столетии были созданы новые керамические материалы для использования в полупроводниковой индустрии и др. областях.
Среди всех известных материалов по совокупности физико-химических, механических и художественно-эстетических свойств керамика не имеет себе равных. От примитивных сосудов, вылепленных вручную и обожженных на костре, до изделий, изготовляемых на основе самых последних достижений современной науки; от грубого кирпича до тонкого прозрачного фарфора—таков путь развития керамики.
Перспективность керамики обусловлена многими факторами, среди которых наиболее важны следующие.
|
|
1. Важным достоинством керамики является высокая доступность сырья,
3. Затраты энергии на производство керамики ниже, чем в производстве металлических материалов.
4. Производство керамики, как правило, не загрязняет окружающую среду в такой мере, как металлургия
5. Получение керамики обычно более безопасно, чем производство альтернативных металлических материалов
7. Керамические материалы обладают большей биологической совместимостью, чем металлы и полимеры, и это позволяет использовать их в медицине как для имплантации искусственных органов, например Биокерамика.
Пластмассы (пластические массы) или пластики — органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры )..
Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять заданную форму после охлаждения или отвердения.
История. Первая пластмасса была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом в 1855 году. Развитие пластмасс началось с использования природных пластических материалов (жевательной резинки, шеллака).
Типы пластмасс. В зависимости от природы полимера и характера его перехода из вязкотекучего в стеклообразное состояние при формовании изделий пластмассы делят на:
· Термопласты (термопластичные пластмассы) — при нагреве расплавляются, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние;
· Реактопласты (термореактивные пластмассы) - После отверждения не могут переходить в вязкотекучее состояние.
|
|
· Также газонаполненные пластмассы — вспененные пластические массы, обладающие малой плотностью.
· Углеродное волокно — материал, состоящий из тонких нитей. Углеродное волокно... чудесный полимер... прочнее стали, но гораздо легче его.
Свойства. Основные механические характеристики пластмасс те же, что и для металлов.
Пластмассы характеризуются малой плотностью, чрезвычайно низкими электрической и тепловой проводимостями, не очень большой механической прочностью. При нагревании (часто с предварительным размягчением) они разлагаются. Не чувствительны к влажности, устойчивы к действию сильных кислот и оснований. При низкой температуре, при ударе может разрушится. Пластмасса может быть обработана на токарном станке, может фрезероваться. Физиологически почти безвредны.
Сварка пластмасс. Соединение пластмасс между собой может осуществляться механически (с помощью фигурных профилей, болтов, заклепок и т.д.), химически (склеиванием, растворением с последующим высыханием), термически (сваркой).
При сварке многих пластмасс выделяются вредные пары и газы.
Пластиковые отходы и их переработка. Пластиковые отходы должны перерабатываться, поскольку при сжигании пластика выделяются токсичные вещества, а разлагается пластик за 100—300 лет