POLIMERNI I KOMPOZITNI MATERIJALI

3. POLIMERNI I KOMPOZITNI MATERIJALIPolimeri se dijele po ponasanju pri zagrijavanju na: Plastomere

Duromere

Elastomere

Duromeri imaju umrezenu strukturu, s porastom temperature, mehanicka svojstva im se ne mijenjaju bitno skoro do raspada.

Elastomeri imaju rahlo umrezenu strukturu, karaktrizira ih izrazeno svojstvo elasticnosti.

Plastomeri imaju uglavnom linearnu strukturu, kod njih se mehanicka svojstva porastom temperature bitno ne mijenjaju.

Unutarnja svojstva plimernih materijala ovise: o strukturi, stupnju polimerizacije i velicini makromolekula, te o morfoloskom stanju.

Vanjska svojstva polimernih materijala ovise o vrsti i trajanju opterecenja, mediu okruzenja i temperaturi.

Prema primjeni polimerni materijali se dijele na:

Pogodne za konstrukcijske svrhe Pogodne za agresivne medije

Pogodne za uvjete trenja i troenja

Razlike u mehanickim svojstvima vrsta polimernih materijala:

Sivi lijev visoka cvrstoca, niska istezljivost (krhak)

Duromeri visa cvrstoca, loa istezljivost

Plastomeri podsjecaju na opce konstrukcijske celke koje karakterizira relativno dobra istezljivost

KOMPOZITNI MATERIJALI umjetni materijali dobiveni spajanjem dvaju ili vise razlicitih komponenti u cilju postizanja svojstava koje nijedna komponenta nema za sebe.

KOMPONENTE KOMP.MATERIJALA:

Matrica

Pojacala

Punila i dodaci

Prema vrsti dobivanja mogu biti:

Presani

Namatani

Ekstrudirani

Valjani

Prema vrsti matrice mogu biti:

Nemetalini (polimerni)

Metalni

Prema obliku pojacala:

Pojacanje cesticama

Pojacanje vlaknima

Kod pojacanja vlaknima treba nastojati postici u sto vecoj mjeri unidirekcionalnost (zahtjev da pojacalo bude usmjereno prema opterecenju).

Vrste vlakana kao pojacala su:

Viskeri

Niti

Zice

Viskeri su monokristalna vlakna sa vrlo malo nepravilnosti ( l/d = ; d 2 omikrona)Klasican celik ima cvrstocu 500 700 Mpa, visker oko 25000 Mpa

1. Cu I NJEGOVE LEGURE

Legure bakra:

Mjed (bakar + zink)

Bronca (bakar + kositar + drugi elementi)

Karakteristike Cu:

Dobra el.vodljivost

Dobra toplinska vodljivost

Legiranjem se povecava:

Cvrstoca, livljivost, otpornost na koroziju, puzanje i trosenje.

Nedostatci: cijena, visoko taliste, ne smije se koristiti u prehrambenoj industriji jer se na povrsini kreira bakreni acetat koji je otrovan.

MJED

Po oblikovanju razlikujemo:

- mjedi oblikovljive deformiranjem u hladnom stanju, struktura do max. 30%Zn, ako se hladno deformiranje provodi u vise faza onda je nuzno provesti zarenje za uklanja nje napetosti zbog opasnosti od pogrubljivanja zrna. + mjedi - oblikovljive deformiranjem u toplom stanjutopla preradba provodi se u temperaturnom podrucju od 650 750 C, strukturano stanje, tijekom hladenja se izlucuju sitne cestice faze, tako da se na taj nacin sprjecava pojava grubo zrnate usmjerene strukture koja moze negativno utjecati na mehanicka svojstva.podjela s obzirom na kem.sastav:

prave mjedi (>50% Cu i 40% Zn)

specijalne mjedi (do max 40 % Zn + drugi legirni element)

legure Cu s Zn i Ni (10-30%)

BRONCA

a) prave bronce (Cu + 15%Sn)

b) Aluminijske bronce (Cu + Sn + 14%Al) oblikovljive hladno i toplo, te livljive, mikrostrukturne promjene nastaju ispod 400 C, boja podsjeca na zlato, moze se koristiti u dekorativne svrhe.c) Olovne bronce (Cu + Sn +28%Pb)

d) Nikalne bronce (Cu + Sn + 45% Ni ) bijele boje, primjenjuje se u optici, finoj mehanici, gradevinarstvu, za izradu nakita, moze se toplo oblikovati i lijevatie) Berilijeve bronce (Cu + Sn+ 2%Be)

Aluminijske bronce najrasprostranjenije legure Cu, raznolika primjena zbog sljedecih svojstava:

Dobra el. i toplinska vodljivost

Dobra mehanicka svojstva

mogucnst prerade u toplom ihladnom stanju

antikorozivnost

Kositrene bronce mogu se lijevati, koriste se za izradu lezajeva jer osim faze, sadrze i fazu koja daje otpornost na trosenje.2. Al I NJEGOVE LEGURE:Pogodan za upotrebu zbog niske tvrdoce, razmjerna s visokom vlacnom cvrstocom.

Rm/ specificna cvrstoca

Zbog visoke spec. cvrstoce prvenstveno se koristi u automobilsko i zrakoplovnoj industriji. Jedno od bitnih prednosti Al je njegova korozijska sposobnost. Na povrsini Al formira se gusti, kompaktni, nepropusni oksidni sloj gornjeg film, taj oksidni sloj stiti oksidni materijal Al od daljnje oksidacije.

Korozijska otpornost Al legura se moze dodatno popraviti anodizacijom, to je postupak umjetnog podebljavanja oksidnog filma, a naziva se i eloksiranje. Al ima dobru el. i tplinsku vodljivost, a primjenjuje se pri izradi aparata i opreme, posude i rezervoara, u kemijskoj i prehrambenoj industriji, za kuhinjsko posude, krovove, zljebove, tubeS obzirom na to da cisti Al ima nisku tvrdocu i cvrstocu, mora se legirati za primjenu u strojarstvu. Al legure se koriste u 2 stanja isporuke: gnjecenom i valjanom.

Osnovne vrste Al legura temelje se na 5 osnovnih sastava:

Al-Si

Al-Mn

Al-Mg

Al-Cu

Al-Zn

Ljevacke legure se mogu lijevati u pijesak, kokile, tlacne. Odlikuje ih dobra toplinska vodljivost, nizak koeficijent toplinskog istezanja, otpornost trosenju. Razlikujemo: podeutekticke, eutekticke i nadeutekticke. Ovim se legurama moze dodati Mg s ciljem toplinskog ocvrscavanja, Cu s ciljem poboljsanja mehanickih svojstava ili Ti s ciljem usitnjavanja zrna.

Sekundarni Al se takoder koristi u strojarskoj proizvodnji, a dobiva se pretaljivanjem Al proizvoda. Nepovoljniji je od primarnog kad se od materijala zahtijeva el.vodljivost i antikorozivnost.

Gnjecene legure Al: ima ih nekoliko tipova:

Al-Mn- precipitacijski su ocvrstive, karakterizira ih dobra antikorozivnost i oblikovljivost, ali nesto niza cvrstoca. Precipitacijsko ocvrscavanje se kod Al legura koristi u cilju povecanja cvrstoce i tvrdoce. Al-Si- koristi se za tlacno lijevanje i druge vrste odljevaka kompliciranog presjeka i oblika, zbog dobre kemijske postojanosti koriste se u automobilskoj i zrakoplovnoj industriji.