MODULUL: MATERIALE SI TEHNOLOGII

UNITATEA DE INVATARE NR . 1

MATERII PRIME SI MATERIALE

MATERII PRIME SI MATERIALE METALICE

MATERIALE

METALICE

FEROASE

FEROASE

NEFEROASE

NEFEROASE

Metale

Aliaje

Metale

Aliaje

FIERFIER

OTELOTEL

FONTAFONTA

Pe baza de cuprualama (Cu-Zn), bronz (Cu-Sn), nichelina (Cu-Ni)

Pe baza de cuprualama (Cu-Zn), bronz (Cu-Sn), nichelina (Cu-Ni)

Pe baza de staniu si plumbaliaje de lipit, aliaje tipografice, aliaje pentru invelisuri

Pe baza de staniu si plumbaliaje de lipit, aliaje tipografice, aliaje pentru invelisuri

Pe baza de aluminiuduraluminiu (Al-Cu-Mg), siluminiu (Al-Si)

Pe baza de aluminiuduraluminiu (Al-Cu-Mg), siluminiu (Al-Si)

Pe baza de nichel si cromnicrom, invar, platinit

Pe baza de nichel si cromnicrom, invar, platinit

Cupru, zinc, plumb, aluminiu, aur, argint etc.Cupru, zinc, plumb, aluminiu, aur, argint etc.

Pe baza de zinczamak-uri

Pe baza de zinczamak-uri

CLASIFICARE

Este un aliaj al fierului cu carbonul (2,14-6,67%) ce contine si nemetale precum: siliciu, mangan, sulf, fosfor.

CLASIFICAREFonte brute (de prima topire)

- Fonte nealiate (pentru obtinerea otelului sau retopire si turnare in piese);- Fonte aliate (ca adaos pentru obtinerea otelurilor speciale).

Fonte turnate in piese (de a doua topire)- Fonte albe, folosite la fabricarea pieselor rezistente la uzura;- Fonte cenusii, utilizate pentru piese turnate;- Fonte maleabile, folosite pentru obtinerea pieselor mici sau cu pereti subtiri Fonta se obţine în furnal din amestecul de minereu, cocs, calcar (drept

fondant) introduse împreună în straturi succesive. Fonta topită se toarnă în forme speciale numite lingotiere.

FONTA

OTELUL Este un aliaj ce se obtine din fonta bruta prin reducerea

continutului de carbon la 0,04-2,14%. Retopirea fontei brute se face in cuptoare elctrice sau in convertizoare.

CLASIFICARE- dupa compozitia chimica:

- dupa destinatie:

- dupa forma de livrare:

- oteluri nealiate (oteluri carbon)- oteluri aliate (elemente de aliere: crom, nichel, wolfram etc.)

-oteluri pentru constructii metalice sau de masini-oteluri cu destinatie speciala-oteluri pentru scule aschietoare-oteluri inoxidabile si anticorozive

-oteluri deformabile-oteluri turnate in piese-oteluri laminate

Proprietăţile materialelor metalice

 

Propr. tehnologice - capacitatea de turnare - forjabilitatea - prelucrabilitatea prin aşchiere- maleabilitatea- ductibilitatea- sudabilitatea

Propr. fizico-chimice- culoarea- luciul metalic- densitatea- fuzibilitatea- dilatarea termică- conductibilitatea termica si electrica- rezistenţa la coroziunemagnetismul

Proprietati mecanice- duritatea

- elasticitatea - plasticitatea

- rezistenta la rupere - rezistenta la oboseala

MATERII PRIME SI MATERIALE MATERII PRIME SI MATERIALE PLASTICEPLASTICE

Materialul plastic a fost inventat în 1860 de un englez (Alexander Parkes) şi a constituit un înlocuitor sintetic al sticlei. El a ajutat la descoperirea celuloidului.Celuloidul este un material plastic durabil, fabricat in Statele Unite in 1870, fiind utilizat pentru a înlocui fildeşul bilelor de biliard. Materialele plastice sunt substanţe sintetice de origine organică obţinute din polimeri. Polimer = Substanta macromoleculara a carei molecula este formata prin unirea in lant a doua sau mai multe molecule de monomer

Materia primă pentru obţinerea Materia primă pentru obţinerea materialelormaterialelor plastice plastice

- - LiantulLiantul (masa de baza) reprezentata de:(masa de baza) reprezentata de:

* hidrocarburi obtinute prin distilarea petrolului;* hidrocarburi obtinute prin distilarea petrolului;

* răşini (substante solide cu aspect sticlos);* răşini (substante solide cu aspect sticlos);- UmpluturaUmplutura (determina proprietatile mecanice ale materialului (determina proprietatile mecanice ale materialului

plastic) poate fi formata din plastic) poate fi formata din substante organicesubstante organice (faina de lemn, (faina de lemn, tesaturi din bumbac, tesaturi din fibre sintetice) sau tesaturi din bumbac, tesaturi din fibre sintetice) sau anorganice anorganice (azbest, sticla, mica, talc etc.)(azbest, sticla, mica, talc etc.)

- PlastifiantiPlastifianti (au rolul de mari plasticitatea la cald)(au rolul de mari plasticitatea la cald)- StabilizatoriStabilizatori (asigura mentinerea in timp a proprietatilor (asigura mentinerea in timp a proprietatilor

materialelor plastice)materialelor plastice)- ColorantiColoranti- Materiale de armareMateriale de armare (fibre, fulgi din sticla)(fibre, fulgi din sticla)- Fungicide si insecticideFungicide si insecticide (cresc rezistenta materialelor plastice la (cresc rezistenta materialelor plastice la

actiunea microorganismelor)actiunea microorganismelor)- Agenti de odorizare Agenti de odorizare (corecteaza mirosul)(corecteaza mirosul)- Agenti de ignifugareAgenti de ignifugare (cresc rezistenta la foc a materialelor plastice) (cresc rezistenta la foc a materialelor plastice)

CLASIFICAREA MATERIALELOR PLASTICECLASIFICAREA MATERIALELOR PLASTICE

► DDupa modul upa modul de comportare la de comportare la acţiunea căldurii, materialele plastice acţiunea căldurii, materialele plastice pot fi:pot fi:

- termoplasticetermoplastice – – sunt acele materiale sunt acele materiale plastice care la căldură devin plastice iar plastice care la căldură devin plastice iar prin răcire se întăresc. prin răcire se întăresc. Procesul este Procesul este reversibilreversibil. .

ExExempleemple polietilenapolietilena (PE (PE)) - - filme, folii, pahare, castroane, filme, folii, pahare, castroane,

jucăriijucării etc. etc.polistirenulpolistirenul (PS) (PS) - - carcase tcarcase tvv, radio, telefon, , radio, telefon,

pixuri, stilouri, pahare, castroane, jucăriipixuri, stilouri, pahare, castroane, jucării etc. etc.policlorura de vinilpoliclorura de vinil (PVC) (PVC) – piese pentru instalatii – piese pentru instalatii

de apa sau electrice etc.de apa sau electrice etc.poliesteri tip PETpoliesteri tip PET- - tastatura, moustastatura, mousee, ştechere, , ştechere,

carcase, sticle, acoperişuri carcase, sticle, acoperişuri etc.etc.plexiglasplexiglas - - lentile, lentile, industria industria automobileautomobilelorlor, , si si

aeronauticăaeronautică, medicina (lentile de contact) , medicina (lentile de contact) etc.etc.

teflonteflon -medicina (produse ortopedice, -medicina (produse ortopedice, instrumente medicale), electrotehnica instrumente medicale), electrotehnica (stechere, soclu), industria chimica (aparate (stechere, soclu), industria chimica (aparate de laborator) etc.de laborator) etc.

Poliamida Poliamida PA (nailon)- industria auto, materiale PA (nailon)- industria auto, materiale sportive (patine cu rotile, clapari de schi)sportive (patine cu rotile, clapari de schi)

- - termorigidetermorigide – sunt – sunt casante casante la la rece rece si se si se întărescîntăresc la caldura la caldura. . LLa o a o nouă reîncălzirenouă reîncălzire,, acestea nu se mai acestea nu se mai deformează. deformează. Procesul este Procesul este ireversibilireversibil..

Exemple. Exemple. - - melaminamelamina - - indindustriaustria

electrotehnică, electrotehnică, fabricarea fabricarea mobileimobilei etc. etc.

- - bachelitabachelita - - carcase, carcase, mânere tigăimânere tigăi, produse , produse ornamentale si de ornamentale si de podoaba etc.podoaba etc.

- - poliuretanpoliuretan (PU) - (PU) - ca ca spumă izolatoare, spumă izolatoare, perne, saltele, bureţi perne, saltele, bureţi de baie sau de şters de baie sau de şters tablatabla etc. etc.

- - poliesteripoliesteri

ProprietăţiProprietăţile le materialelor plastice:materialelor plastice:

densitatea 0,9 – 1,8 g/cmdensitatea 0,9 – 1,8 g/cm33;; dilatarea termică (de câteva ori dilatarea termică (de câteva ori mai maremai mare decât la metale şi aliaje); decât la metale şi aliaje); conductibilitatea termică (de câteva ori conductibilitatea termică (de câteva ori mai micămai mică decât la metale şi aliaje); decât la metale şi aliaje); conductibilitatea electrică (scăzută, sunt rele conducătoare de electricitate);conductibilitatea electrică (scăzută, sunt rele conducătoare de electricitate); rezistenţa la rupere (depinde de rezistenţa materialului de umplere sau de rezistenţa la rupere (depinde de rezistenţa materialului de umplere sau de

armare);armare); rezistenţa la şoc (bună – folosite pentru ochelari şi căşti de protecţie etc.);rezistenţa la şoc (bună – folosite pentru ochelari şi căşti de protecţie etc.); prelucrabilitatea prin aşchiere (foarte bună – se pot tăia, struprelucrabilitatea prin aşchiere (foarte bună – se pot tăia, strunnji, freza, găuri ji, freza, găuri

etc.)etc.) stabilitatea chimică (bună – pot fi utilizate pentru transportul uleiurilor, a unor stabilitatea chimică (bună – pot fi utilizate pentru transportul uleiurilor, a unor

acizi etc.);acizi etc.); biodegradarea (bună – unele pot fi atacate de anumite bacterii, ciuperci, biodegradarea (bună – unele pot fi atacate de anumite bacterii, ciuperci,

insecte).insecte). În urma arderii materialelor plastice rezultă cantităţi mari de căldură (9000 – În urma arderii materialelor plastice rezultă cantităţi mari de căldură (9000 –

10000 Kcal/Kg, comparativ cu lemnul 3800 – 4000 Kcal/Kg).10000 Kcal/Kg, comparativ cu lemnul 3800 – 4000 Kcal/Kg).

MATERII PRIME SI MATERII PRIME SI MATERIALE DIN CAUCIUCMATERIALE DIN CAUCIUC

Cauciucul este un produs natural de origine vegetala sau sintetic obtinut prin reactii de polimerizare

• Cauciucul natural se extrage din seva (latex) arborelui de cauciuc din tinuturile tropicale ori din sucul unor plante care cresc in zona temperata. Latexul contine 35% cauciuc, 60% apa si alte substante (substante minerale, zaharuri, proteine etc.)

Latex Evaporarea apei Vulcanizare

Cauciuc brut(crep)

masa elastica galben-bruna

Cauciuc vulcanizat

Pentru obţinerea unor produse fabricate din cauciucPentru obţinerea unor produse fabricate din cauciuc (şi în funcţie şi de destinaţia acestora) se mai pot utiliza:(şi în funcţie şi de destinaţia acestora) se mai pot utiliza:

plastifianţiplastifianţi – au rol în mărirea plasticităţii şi prelucrabilităţii ; – au rol în mărirea plasticităţii şi prelucrabilităţii ;materiale de umpluturămateriale de umplutură – pentru îmbunătăţirea proprietăţilor mecanice – pentru îmbunătăţirea proprietăţilor mecanice

((oxizi metalici, azbest, argilă, talcoxizi metalici, azbest, argilă, talc)) – conferă noului produs rezistenţă – conferă noului produs rezistenţă

negrul de fum – este utilizat pentru fabricarea anvelopelornegrul de fum – este utilizat pentru fabricarea anvelopelorcoloranţicoloranţiagenţi de vulcanizareagenţi de vulcanizare – sulf, seleniu; – sulf, seleniu;acceleratori de vulcanizareacceleratori de vulcanizare – reduc durata şi temperatura operaţiei de – reduc durata şi temperatura operaţiei de

vulcanizarevulcanizareantioxidanţiantioxidanţi – reduc fenomenul de îmbătrânire a cauciucului – reduc fenomenul de îmbătrânire a cauciucului

CAUCIUCUL SINTETICCauciucul sintetic se obţine din unele

hidrocarburi gazoase (ex. gazele de rafinărie). În stare brută, cauciucurile sintetice au proprietăţi scăzute însă

pot fi folosite diverse materiale de adaos pentru îmbunătăţirea acestora (negru de fum, plastifianţi, agenţi de vulcanizare, acceleratori).

Cauciucul regenerat rezultă prin transformarea produselor uzate din cauciuc în materiale cu plasticitate bună, care se pot apoi prelucra.

PROPRIETATIelasticitatea (cauciucul vulcanizat are elasticitate

mare);

plasticitatea (cuciucul brut este plastic)

rezistenţa la rupere si frecare (variaza cu temperatura si starea de prelucrare: brut sau vulcanizat);

îmbătrânirea (apare după o expunere indelungata la aer, cauciucul transformandu-se intr-o masa lipicioasa sau sfaramicioasa).

densitatea (0,91- 0,94g/cm³)

material dielectric (folosit ca izolator)

MATERII PRIME ŞI MATERIALE DIN STICLĂ

Materiile prime principale folosite la fabricarea sticlei sunt:

1. Nisipul cuarţos se găseşte în natură sub formă de zăcăminte. Principalul component este dioxidul de siliciu (cuarţul). Mărimea

granulelor trebuie să fie cuprinsă între 0,1-0,5 mm, iar forma lor se consideră mai bună când este neregulată şi colţuroasă.

Sticla este un material obţinut prin răcirea rapidă a unei topituri până la solidificare.

2. So2. Sodădă calcinat calcinatăă Se introduce în amestecul de materii Se introduce în amestecul de materii prime sub formă granulară cu scopul de prime sub formă granulară cu scopul de a reduce temperatura de topire a a reduce temperatura de topire a nisipuluinisipului

3. Calcarul3. Calcarul (s(sau piatra de var foarte răspândit înau piatra de var foarte răspândit în

natură, are culoarea albă cu nuanţe de natură, are culoarea albă cu nuanţe de rozroz))..

Are rolul de a face sticla rezistentă Are rolul de a face sticla rezistentă la apă şi la alte substanţe chimicela apă şi la alte substanţe chimice

4. Alte materii prime4. Alte materii prime

AfinanţiiAfinanţii ajută la curăţirea masei de sticlă ajută la curăţirea masei de sticlă de bulele de gaz, în timpul topirii, având rol de bulele de gaz, în timpul topirii, având rol de limpezire.de limpezire.

DecoloranţiiDecoloranţii – înlătură culoarea galben- – înlătură culoarea galben-verzuie dată de oxizii de fier obţinându-se verzuie dată de oxizii de fier obţinându-se o sticlă transparentă.o sticlă transparentă.

ColoranţiiColoranţii - - conferă sticlei culoarea dorită.conferă sticlei culoarea dorită. Cioburile de sticlăCioburile de sticlă – determină – determină

importante economiiimportante economii

Sortimente de sticlăSortimente de sticlă

Sticla pentru ambalaj şi Sticla pentru ambalaj şi articole de menajarticole de menaj

((borcane, pahare, căni, borcane, pahare, căni, vaze, farfuriivaze, farfurii)).. Din această Din această categorie face parte şi sticategorie face parte şi sticcla la de cristal care conţinede cristal care conţine minimminim 9% oxid de plumb 9% oxid de plumb

Sticla pentru construcţii;Sticla pentru construcţii;

- - sticlă pentrusticlă pentru geamuri, geamuri, elemente de zidărie elemente de zidărie (cărămizi, ţigle, plăci)(cărămizi, ţigle, plăci)

Sticla pentru Sticla pentru laboratorlaborator;;

- din care se fabric- din care se fabricăă aparatur aparaturăă specialspecialăă de laborator, fiole de laborator, fiole pentru fabricarea pentru fabricarea medicamentelor, articole medicamentelor, articole rezistente la foc.rezistente la foc.

Sticla opticăSticla optică

-- din care se fabrică lentile din care se fabrică lentile pentru ochelari sau pentru pentru ochelari sau pentru aparatura medicală şi aparatura medicală şi ştiinţificştiinţificăă

Fibrele de sticlăFibrele de sticlă

- - se obţin din sticlă topită trecută se obţin din sticlă topită trecută prin orificii foarte mici (şnur, prin orificii foarte mici (şnur, pânză, vată)pânză, vată)

Sticla de acoperireSticla de acoperire

- - se aplică produselor de :se aplică produselor de :- ceramicceramicăă (glazura) (glazura)- metal (email)metal (email)

Proprietăţi Proprietăţi

DensitateaDensitatea – 2,2-6,5 g/cm – 2,2-6,5 g/cm33,, cea mai grea fiind sticla de cristal cea mai grea fiind sticla de cristal cu peste 50 % oxid de plumb;cu peste 50 % oxid de plumb;

Rezistenţa mecanicăRezistenţa mecanică – este ridicată, sticla de ambalaj rezista – este ridicată, sticla de ambalaj rezista la manipulări şi transport; sticla de geamuri rezistă la şocuri, la manipulări şi transport; sticla de geamuri rezistă la şocuri, sticla optică se zgârie greu etc.sticla optică se zgârie greu etc.

DuritateaDuritatea este bună cu excepţia sticlei de cristal. este bună cu excepţia sticlei de cristal. Rezistenţa chimică şi termicăRezistenţa chimică şi termică sunt ridicate. sunt ridicate. TransparenţaTransparenţa determină utilizarea sticlei în industria optică determină utilizarea sticlei în industria optică