Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študentje, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki uporabljajo bazo znanja pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Splošne informacije o materialih, njihovi strukturi in lastnostih

Splošne informacije o materialih.

Vsi materiali na kemični osnovi so razdeljeni v dve glavni skupini - kovinske in nekovinske.

Kovine vključujejo kovine in njihove zlitine. Kovine predstavljajo več kot 2/3 vseh znanih kemičnih elementov. Kovinski materiali so razdeljeni na črne in neželezne. Črne vključujejo železo in zlitine na njegovi osnovi - jeklo in lito železo. Vse druge kovine so neželezne. Čiste kovine imajo slabše mehanske lastnosti v primerjavi z zlitinami, zato je njihova uporaba omejena na tiste primere, kjer je treba uporabiti njihove posebne lastnosti.

Nekovinski materiali vključujejo različne plastike (plastne, vlaknene, praškaste, polnjene s plinom), gume, lesne materiale (les, lesni furnir), tekstilne materiale, anorganske (keramika, steklo) in kompozitne materiale.

Praktična vrednost različnih materialov ni enaka. Železne kovine so pridobile največjo uporabo v tehniki. Več kot 90 % vseh kovinskih izdelkov je narejenih na osnovi železa. Vendar imajo neželezne kovine številne dragocene fizikalne in kemijske lastnosti, zaradi katerih so nepogrešljive. Nekovinski materiali zasedajo tudi mesto v industriji, vendar je njihova uporaba majhna (približno 10 %), in tridesetletna napoved, da bodo nekovinski materiali do konca stoletja bistveno nadomestili kovinske, se ni uresničila. . Na drugih področjih se uporaba različnih nekovinskih materialov trenutno razvija hitreje kot kovinski materiali.

Struktura materialov.

Vse trdne snovi delimo na amorfne in kristalne.

V amorfnih telesih so atomi razporejeni naključno, t.j. v neredu, brez sistema, zato se telesa pri segrevanju v velikem temperaturnem območju zmehčajo, postanejo viskozna in nato preidejo v tekoče stanje. Pri ohlajanju gre postopek v nasprotni smeri. Primeri amorfnih teles so steklo, lepilo, vosek, kolofonija, t.j. amorfna struktura je značilna predvsem za nekovine.

V kristalnih telesih so atomi razporejeni v strogo določenem zaporedju. Telesa ostanejo trdna, t.j. ohranijo dano obliko do določene temperature, pri kateri preidejo v tekoče stanje. Pri ohlajanju gre postopek v nasprotni smeri. Prehod iz enega stanja v drugo se zgodi pri določeni temperaturi taljenja. Trdne snovi s kristalno strukturo vključujejo kuhinjsko sol, kremen, granulirani sladkor, kovine in zlitine.

Atomsko-kristalna struktura - medsebojna razporeditev atomov v kristalu. Kristal je sestavljen iz atomov (ionov), razporejenih v določenem vrstnem redu, ki se periodično ponavlja v treh dimenzijah. Najmanjši kompleks atomov, ki vam ob ponovitvi v vesolju omogoča reproduciranje prostorske kristalne mreže, se imenuje elementarna celica. Za poenostavitev je običajno prostorsko sliko zamenjati z diagrami, kjer so težišča delcev predstavljena s pikami. V točkah presečišča ravnih črt so atomi; imenujemo jih mrežasta vozlišča. Razdalje med središči atomov, ki se nahajajo na sosednjih mestih mreže, imenujemo parametri ali obdobja mreže.

Idealna kristalna mreža je večkratno ponavljanje elementarnih kristalnih celic. Za pravo kovino je značilna prisotnost velikega števila strukturnih napak, ki kršijo periodičnost razporeditve atomov v kristalni mreži.

V kristalni strukturi so tri vrste napak: točkovne, linearne in površinske. Za točkovne napake so značilne majhne velikosti, njihova velikost ne presega več atomskih premerov. Točkovne napake vključujejo: a) prosta mesta v vozliščih kristalne mreže - prosta mesta (Schottkyjeve napake); b) atomi, ki so se premaknili iz vozlišč kristalne mreže v intersticijske prostore - dislocirani atomi (Frenkel defekti); c) atomi drugih elementov, ki se nahajajo tako v vozliščih kot v vmesnih prostorih kristalne mreže - atomi nečistoč. Za linearne napake so značilne majhne velikosti v dveh dimenzijah, vendar imajo velik obseg v tretji dimenziji. Najpomembnejša vrsta linearnih defektov so dislokacije (lat. dislocation – premik). Površinske napake imajo majhno debelino in pomembne dimenzije v drugih dveh dimenzijah. Običajno so to stičišča dveh usmerjenih odsekov kristalne mreže. Lahko so meje zrn, meje fragmentov znotraj zrna, meje blokov znotraj fragmentov.

Lastnosti materialov so neposredno odvisne od strukture in napak.

Lastnosti materiala.

Fizikalne lastnosti določajo obnašanje materialov v toplotnih, gravitacijskih, elektromagnetnih in sevalnih poljih. Od pomembnih fizikalnih lastnosti je mogoče razlikovati toplotno prevodnost, gostoto, linearni raztezni koeficient.

Gostota je razmerje med maso homogenega materiala in enoto njegove prostornine. Ta lastnost je pomembna pri uporabi materialov v letalski in raketni tehnologiji, kjer morajo biti ustvarjene strukture lahke in močne.

Tališče je temperatura, pri kateri kovina preide iz trdnega v tekoče stanje. Nižja kot je temperatura taljenja kovine, lažji so procesi njenega taljenja, varjenja in cenejši so.

Električna prevodnost je sposobnost materiala, da dobro prevaja električni tok brez toplotnih izgub. Kovine in njihove zlitine, zlasti baker in aluminij, imajo dobro električno prevodnost. Večina nekovinskih materialov ni sposobna prevajati električne energije, kar je tudi pomembna lastnost, ki se uporablja pri električnih izolacijskih materialih.

Toplotna prevodnost je sposobnost materiala, da prenaša toploto z bolj segretih delov teles na manj segrete. Za kovinske materiale je značilna dobra toplotna prevodnost.

Magnetne lastnosti, tj. samo železo, nikelj, kobalt in njihove zlitine se lahko dobro magnetizirajo.

Koeficienti linearne in volumetrične ekspanzije označujejo sposobnost materiala, da se pri segrevanju razširi.

Kemične lastnosti označujejo nagnjenost materialov k interakciji z različnimi snovmi in so povezane s sposobnostjo materialov, da prenesejo škodljive učinke teh snovi. Sposobnost kovin in zlitin, da se uprejo delovanju različnih agresivnih medijev, imenujemo odpornost proti koroziji, podobna sposobnost nekovinskih materialov pa kemična odpornost.

Mehanske lastnosti označujejo sposobnost materialov, da se uprejo zunanjim silam. Glavne mehanske lastnosti vključujejo trdnost, trdoto, udarno trdnost, elastičnost, duktilnost, krhkost itd.

Trdnost je sposobnost materiala, da se upre škodljivim učinkom zunanjih sil.

Trdota je sposobnost materiala, da se upre vdoru drugega, bolj togega telesa vanj pod delovanjem obremenitve.

Viskoznost je lastnost materiala, da je odporen na lom pri dinamičnih obremenitvah.

Elastičnost je lastnost materialov, da po prenehanju obremenitve obnovijo svojo velikost in obliko.

Plastičnost je sposobnost materialov, da spremenijo svojo velikost in obliko pod vplivom zunanjih sil, ne da bi se porušili.

Krhkost je lastnost materialov, da se pod vplivom zunanjih sil zrušijo brez preostalih deformacij.

Tehnološke lastnosti določajo sposobnost materialov za različne vrste obdelave. Za lastnosti litja je značilna sposobnost kovin in zlitin v staljenem stanju, da dobro zapolnijo votlino kalupa in natančno reproducirajo njegovo obliko (tekočnost), količino zmanjšanja volumna med strjevanjem (krčenje), nagnjenost k tvorbi razpok in por , in nagnjenost k absorpciji plinov v staljenem stanju.

Delovne (servisne) lastnosti vključujejo toplotno odpornost, toplotno odpornost, odpornost proti obrabi, odpornost na sevanje, korozijsko in kemično odpornost itd.

Toplotna odpornost označuje sposobnost kovinskega materiala, da se upre oksidaciji v plinastem okolju pri visoki temperaturi.

Toplotna odpornost označuje sposobnost materiala, da ohranja mehanske lastnosti pri visokih temperaturah.

Odpornost proti obrabi je sposobnost materiala, da se upre uničenju svojih površinskih plasti med trenjem.

Odpornost na sevanje označuje sposobnost materiala, da se upre delovanju jedrskega sevanja.

Vprašanje 2: Razvrstitev tekstilnih vlaken.

Tekstilno vlakno je podaljšano telo, prožno in močno, z majhnimi prečnimi dimenzijami, omejene dolžine, primerno za izdelavo preje in tekstilnih materialov.

Razvrstitev vlaken temelji na njihovi kemični sestavi in ​​izvoru.

Glede na izvor se tekstilna vlakna delijo na naravna in kemična.

Naravna vlakna vključujejo vlakna rastlinskega, živalskega in naravnega izvora, ki nastajajo v naravi brez neposredne udeležbe človeka. Naravna rastlinska vlakna so sestavljena iz celuloze; pridobivajo jih iz površine semen (bombaž), plodov (kokos), iz stebel (lan, ramija, konoplja, juta itd.) in rastlinskih listov (abaka, sisal). Naravna vlakna živalskega izvora so sestavljena iz beljakovin - keratina (volna različnih živali) ali fibroina (svila murve ali hrastove sviloprejke).

Kemična vlakna vključujejo vlakna, ustvarjena v tovarni z oblikovanjem iz organskih naravnih ali sintetičnih polimerov ali anorganskih snovi. Po svoji sestavi delimo kemična vlakna na umetna in sintetična.

Umetna vlakna se pridobivajo iz visokomolekularnih spojin, ki jih najdemo v končni obliki (celuloza, beljakovine). Pridobivajo se s kemično predelavo naravnih polimerov rastlinskega in živalskega izvora, iz odpadkov proizvodnje celuloze in živilske industrije.

Polimer je snov, katere molekule so sestavljene iz velikega števila ponavljajočih se enot. Surovine za polimere so les, semena, mleko itd. Tekstilni materiali na osnovi umetnih celuloznih vlaken, kot so viskoza, polinoza, baker-amoniak, triacetat, acetat, imajo največjo uporabo v oblačilni industriji.

Sintetična vlakna se pridobivajo s kemično sintezo polimerov, t.j. ustvarjanje snovi s kompleksno molekularno strukturo iz enostavnejših, največkrat iz produktov predelave nafte in premoga. To so poliamidna, polietrska, poliuretanska vlakna, pa tudi poliakrilonitril (PAN), polivinil klorid (PVC), polivinil alkohol, poliolefin. Tudi sintetična vlakna so glede na sestavo razdeljena na karboveriga in heteroveriga. Heteroverižna vlakna so oblikovana iz polimerov, v glavni molekularni verigi katerih so poleg ogljikovih atomov še atomi drugih elementov. Vlakna se imenujejo vlakna ogljikove verige, ki so pridobljena iz polimerov, ki imajo v glavni verigi makromolekul le ogljikove atome.

napaka v strukturi lastnosti materiala

Rabljene knjige

1. Solntsev Yu.P. Znanost o materialih. Uporaba in izbor materialov: Učbenik / Solntsev Yu.P., Borzenko E.I., Vologzhanina S.A. - Sankt Peterburg: KHIMIZDAT, 2007. - 200 str.

2. Buzov B.A. Znanost o materialih v proizvodnji izdelkov lahke industrije (oblačila): Učbenik za študente. višje učbenik ustanove / B.A. Buzov, N.D. Adymenkova: Ed. B.A. Buzova. - M.: Založniško središče "Akademija", 2004 - 448 str.

3. Savostitsky N.A. Materialna znanost pri izdelavi oblačil: učbenik za študente. srednje institucije. prof. izobraževanje / N.A. Savostitsky, E.K. Amirov. - 7. izd., Sr. - M.: Založniško središče "Akademija", 2013. - 272 str.

4. Kovine in zlitine. Referenčna knjiga / V. K. Afonin in drugi - NPO "Professional" Sankt Peterburg, 2003 - 200 str.

5. Solntsev Yu.P. "Material Science" / Yu.P. Solntsev, E.I. Pryakhin - Sankt Peterburg: Himizdat, 2007, 783 str.

Gostuje na Allbest.ru

...

Podobni dokumenti

Vloga kemije v kemijski tehnologiji tekstilnih materialov. Priprava in barvanje tekstilnih materialov. Glavne določbe teorije dodelave tekstilnih materialov z uporabo makromolekularnih spojin. Poslabšanje mehanskih lastnosti materialov.

seminarska naloga, dodana 03.04.2010


Razlike med makro- in mikroskopsko strukturo materialov. Primerjava toplotne prevodnosti lesa in jekla. Razvrstitev napak v kristalni strukturi. Vzroki točkovnih napak. Značilnosti pridobivanja, lastnosti in smeri uporabe kavčukov.

test, dodan 3. 10. 2014


Odvisnost zmogljivosti strojev in enot od lastnosti materialov. Trdnost, trdota, tribološke značilnosti. Vnos trdnejšega telesa v material – indentorja. Temperaturne, električne in magnetne lastnosti materialov.

povzetek, dodan 30.07.2009


Študija lastnosti materialov, ugotavljanje velikosti mejnih napetosti. Pogojna meja tečenja. Mehanske lastnosti materialov. Natezni, tlačni, torzijski, upogibni preskusi krhkih materialov pri statični obremenitvi. Merjenje deformacije.

povzetek, dodan 16.10.2008


Analiza metod za ocenjevanje elastično-plastičnih lastnosti materialov za zgornji del čevljev pod napetostjo. Utemeljitev izbire preskusnih metod in testnih materialov. Razvoj avtomatiziranega kompleksa za ocenjevanje lastnosti pri enoosni in dvoosni napetosti.

diplomsko delo, dodano 26.10.2011


Analiza vrst upogibanja materialov in strojnih šivov. Razvoj metode za ocenjevanje dimenzijske stabilnosti tekstilnih materialov v pogojih statične deformacije. Značilnosti tkanin za obleke in sukanca za šivanje. Priporočila za racionalno konfekcijo.

poročilo o praksi, dodano 02.03.2014


Splošne informacije o kompozitnih materialih. Lastnosti kompozitnih materialov, kot je sibunit. Paleta poroznih ogljikovih materialov. Zaščitni materiali in materiali, ki absorbirajo radio. Fosfatno-kalcijeva keramika je biopolimer za regeneracijo kostnega tkiva.

povzetek, dodan 13.05.2011


Eksperimentalno preučevanje obnašanja materialov in določanje njihovih mehanskih lastnosti pri natezanju in stiskanju. Pridobivanje diagramov napetosti in stiskanja različnih materialov do trenutka uničenja. Razmerje med stiskanjem vzorca in tlačno silo.

laboratorijske naloge, dodano 01.12.2011


Raznolikost vesoljskih materialov. Nov razred konstrukcijskih materialov - intermetalne spojine. Vesolje in nanotehnologija, vloga nanocevk v strukturi materialov. Samozdravilni vesoljski materiali. Uporaba "inteligentnih" vesoljskih kompozitov.

poročilo, dodano 26.09.2009


Izdelava skice modela poročne obleke. Določanje strukture, strukture, geometrijskih mehanskih in fizikalnih lastnosti tkiva. Izbira in značilnosti glavnega, podloge, oblazinjenja, pritrdilnih, zaključnih materialov in dodatkov za izdelek.

Razvrstitev materiala

Trdi materiali so na splošno razvrščeni v tri glavne skupine. To so kovine, keramika in polimeri. Ta delitev temelji predvsem na značilnostih kemične strukture in atomske strukture snovi. Večino materialov je mogoče povsem nedvoumno uvrstiti v eno ali drugo skupino, možni pa so tudi vmesni primeri. Poleg tega je treba opozoriti na obstoj kompozitov, v katerih so združeni materiali, ki pripadajo dvema ali trem od naštetih skupin. Spodaj bo podan kratek opis različnih vrst materialov in njihove primerjalne značilnosti.

Druga vrsta materialov so sodobni posebni (napredni) materiali, namenjeni uporabi na visokotehnoloških (visokotehnoloških) področjih, kot so polprevodniki, materiali za biološke namene, »pametni« (pametni) materiali in snovi, ki se uporabljajo v nanotehnologiji.

KOVINE

Materiali, ki spadajo v to skupino, vključujejo eno ali več kovin (kot so železo, aluminij, baker, titan, zlato, nikelj) in pogosto nekatere nekovinske elemente (kot so ogljik, dušik ali kisik) v relativno majhnih količinah.

Atomi v kovinah in zlitinah so razporejeni v zelo popolnem vrstnem redu. Poleg tega je v primerjavi s keramiko in polimernimi materiali gostota kovin relativno visoka.

Kar zadeva mehanske lastnosti, so vsi ti materiali relativno togi in močni. Poleg tega imajo določeno plastičnost (tj. sposobnost velikih deformacij brez uničenja) in odpornost proti uničenju, kar je zagotovilo njihovo široko uporabo v različnih strukturah.

V kovinskih materialih je veliko delokaliziranih elektronov, torej elektronov, ki niso povezani s specifičnimi atomi. Prav prisotnost takšnih elektronov neposredno pojasnjuje številne lastnosti kovin. Na primer, kovine so izjemno dobri prevodniki električne energije in toplote. Za vidno svetlobo so neprozorni. Polirane kovinske površine se svetijo. Poleg tega imajo nekatere kovine (npr. železo, kobalt in nikelj) zaželene magnetne lastnosti za njihovo uporabo.

KERAMIKA

Keramika je skupina materialov, ki zavzemajo vmesni položaj med kovinami in nekovinskimi elementi. V razred keramike praviloma spadajo oksidi, nitridi in karbidi. Tako na primer nekatere najbolj priljubljene vrste keramike sestavljajo aluminijev oksid (Al2O3), silicijev dioksid (SiO2), silicijev nitrid (Si3N4). Poleg tega so med snovmi, ki jih mnogi imenujejo tradicionalni keramični materiali, različne gline (zlasti tiste, ki se uporabljajo za izdelavo porcelana), pa tudi beton in steklo. Keramika je glede na mehanske lastnosti razmeroma tog in vzdržljiv material, ki je po teh lastnostih primerljiv s kovinami. Poleg tega je tipična keramika zelo trda. Vendar je keramika izjemno krhek material (skoraj popolno pomanjkanje duktilnosti) in se slabo upira zlomom. Vse tipične vrste keramike ne prevajajo toplote in elektrike (tj. njihova električna prevodnost je zelo nizka).

Za keramiko je značilna večja odpornost na visoke temperature in škodljive vplive okolja. Keramika je lahko glede na optične lastnosti prozorna, prosojna ali popolnoma neprozorna, nekateri oksidi, kot je železov oksid (Fe2O3), pa imajo magnetne lastnosti.

KOMPOZITI

Kompoziti so kombinacija dveh (ali več) posameznih materialov, ki spadajo v različne razrede snovi, navedene zgoraj, t.j. kovine, keramika in polimeri. Namen ustvarjanja kompozitov je bil doseči takšno kombinacijo lastnosti različnih materialov, ki jih za posamezne komponente ni mogoče dobiti, ter zagotoviti optimalno kombinacijo njihovih lastnosti. Znano je veliko število različnih kompozitov, ki jih dobimo s kombiniranjem kovin, keramike in polimerov. Poleg tega so nekateri naravni materiali tudi kompoziti, kot sta les in kost. Vendar pa je večina kompozitov, obravnavanih v tej knjigi, materiali, pridobljeni iz sintetičnih materialov.

Eden najbolj priljubljenih in vsem znanih kompozitnih materialov je steklena vlakna. Ta material so kratka steklena vlakna, vdelana v polimerno matriko, običajno epoksidno ali poliestrsko smolo. Steklena vlakna imajo visoko trdnost in togost, vendar so krhka. Hkrati je polimerna matrica plastična, vendar je njena trdnost nizka. Kombinacija teh snovi ima za posledico relativno tog in visoko trden material, ki pa ima kljub temu zadostno duktilnost in prožnost.

Drug primer tehnološko pomembnega kompozita so polimeri, ojačani z ogljikovimi vlakni (CFRP). V teh materialih so ogljikova vlakna nameščena v polimerno matrico. Materiali te vrste so trši in bolj trpežni od steklenih vlaken, a hkrati dražji. CFRP se uporablja v vesoljski tehniki, pa tudi pri izdelavi visokokakovostne športne opreme, kot so kolesa, palice za golf, teniški loparji, smuči in snežne deske.

PROGRESNI MATERIALI

Materiale, ki so namenjeni za uporabo v visokotehnoloških izdelkih ("high-tech"), so včasih pogojno opredeljeni z izrazom "progresivni" materiali. Visoka tehnologija se običajno nanaša na naprave ali izdelke, katerih delovanje temelji na uporabi kompleksnih sodobnih principov. Takšni izdelki vključujejo različno elektronsko opremo, zlasti digitalne video-avdio kamere, CD/DVD predvajalnike, računalnike, sisteme z optičnimi vlakni, pa tudi vesoljske satelite, izdelke za vesoljsko in raketno tehnologijo.

Progresivni materiali so v bistvu običajno tipične snovi, o katerih smo razpravljali, vendar z izboljšanimi lastnostmi, pa tudi novi materiali z izjemnimi lastnostmi. Ti materiali so lahko kovine, keramika ali polimeri, vendar so njihovi stroški običajno zelo visoki. Napredni materiali vključujejo tudi polprevodnike, biomateriale in tisto, kar imenujemo "materiali prihodnosti". Gre za tako imenovane "pametne" materiale in izdelke nanotehnologije, ki so namenjeni na primer za izdelavo laserjev, integriranih vezij, magnetnih naprav za shranjevanje informacij, zaslonov s tekočimi kristali in optičnih vlaken.

POLPREVODNIKI

Polprevodniki po električnih lastnostih zasedajo vmesni položaj med električno prevodnimi materiali (kovine in kovinske zlitine) in izolatorji (keramika in polimeri). Poleg tega so električne lastnosti polprevodnikov izjemno občutljive na prisotnost minimalnih količin tujih atomov, katerih koncentracijo je treba nadzorovati do ravni zelo majhnih območij. Ustvarjanje polprevodniških materialov je omogočilo razvoj integriranih sistemov, ki so v zadnjih treh desetletjih revolucionirali elektroniko in računalnike (četudi ne omenjamo sprememb v naših življenjih).

BIOMATERIALI

Biomateriali se uporabljajo za izdelavo vsadkov za človeško telo, ki so namenjeni nadomestitvi obolelih ali uničenih organov ali tkiv. Materiali te vrste ne smejo oddajati strupenih snovi in ​​morajo biti združljivi s človeškimi tkivi (tj. ne smejo povzročati zavrnitvenih reakcij). Vse naštete vrste snovi - kovine, keramika, polimeri in polprevodniki - se lahko uporabljajo kot biomateriali. Primer je nekaj biomaterialov, ki se uporabljajo za izdelavo umetnih kolčnih sklepov.

MATERIALI PRIHODNOSTI

"Pametni" (ali inteligentni) materiali so skupina novih umetno razvitih snovi, ki pomembno vplivajo na številne sodobne tehnologije. Opredelitev "pametnega" pomeni, da so ti materiali sposobni zaznati spremembe v svojem okolju in se na te spremembe odzvati na vnaprej določen način - kakovost, ki je lastna živim organizmom. Koncept "pametnih" materialov je bil razširjen tudi na kompleksne sisteme, zgrajene tako iz "pametnih" kot tradicionalnih snovi.

Kot komponente pametnih materialov (ali sistemov) se lahko uporabljajo nekatere vrste senzorjev (prepoznavanje dohodnih signalov), pa tudi izvršilni sistemi (aktivatorji), ki igrajo vlogo odzivnih in prilagodljivih naprav. Slednje se lahko uporablja za spreminjanje oblike, položaja, naravnih frekvenc ali mehanskih lastnosti kot odziv na spremembe temperature, jakosti svetlobe, električnih ali magnetnih polj.

Kot aktivatorji se običajno uporabljajo štiri vrste materialov: zlitine s spominom na obliko, piezoelektrična keramika, magnetostriktivni materiali in elektroreološke/elektromagnetne tekočine.

Zlitine "s spominom" so kovine, ki se po deformaciji vrnejo v prvotno obliko, če se temperatura spremeni.

Piezoelektrična keramika se širi in krči kot odziv na spremembo električnega polja (ali napetosti); če se njihove dimenzije spremenijo, potem to vodi do vzbujanja električnega signala. Obnašanje magnetostriktivnih materialov je podobno odzivu piezoelektričnih materialov, vendar le kot odziv na spremembo magnetnega polja. V zvezi z elektro- in magnetorheološkimi tekočinami so to mediji, ki imajo velike spremembe v viskoznosti kot odziv na spremembo električnega oziroma magnetnega polja.

Materiali/naprave, ki se uporabljajo kot senzorji, so lahko optična vlakna, piezoelektriki (to vključuje nekatere polimere) in mikroelektromehanske naprave, skrajšano MEMS.

Primer "pametnih" naprav je sistem, ki se uporablja v helikopterjih za zmanjšanje hrupa v pilotski kabini, ki nastane zaradi vrtenja lopatic. Piezoelektrični senzorji, vgrajeni v rezila, spremljajo napetosti in deformacije; signal se s teh senzorjev prenaša na aktuator, ki s pomočjo računalnika ustvarja »protišum«, ki duši zvok iz delovanja propelerjev helikopterja.

NANOTEHNOLOŠKI MATERIALI

Do nedavnega je bil splošno sprejet postopek za delo na področju kemije in fizike materialov najprej preučevanje zelo velikih in kompleksnih struktur, nato pa so raziskave prešle na analizo manjših temeljnih blokov, ki sestavljajo te strukture. Ta pristop so včasih imenovali "od zgoraj navzdol". Z razvojem tehnik skenirne mikroskopije, ki so omogočale opazovanje posameznih atomov in molekul, pa je postalo mogoče manipulirati z atomi in molekulami, da bi ustvarili nove strukture in s tem pridobili nove materiale, ki so zgrajeni na podlagi elementov atomska raven velikosti (tako imenovana "zasnova materialov"). "). Ta sposobnost skrbnega sestavljanja atomov je odprla možnost ustvarjanja materialov z mehanskimi, električnimi, magnetnimi in drugimi lastnostmi, ki bi bile nedosegljive z drugimi metodami. Ta pristop bomo imenovali od spodaj navzgor, lastnosti takšnih novih materialov pa preučuje nanotehnologija, kjer predpona »nano« pomeni, da so dimenzije strukturnih elementov reda nanometra (tj. 10–9 m). Praviloma govorimo o strukturnih elementih z velikostjo manj kot 100 nm, kar je enakovredno približno 500 premerom atomov.

Eden od primerov tovrstnih materialov so ogljikove nanocevke. V prihodnosti bomo nedvomno lahko našli vse več področij, na katerih se bodo pokazale prednosti nanotehnoloških materialov.

POTREBA PO USTVARJANJU NOVIH MATERIALOV

Čeprav je bil v znanosti o materialih in tehnologiji v zadnjih nekaj letih dosežen izjemen napredek, ostaja potreba po razvoju še boljših in bolj specializiranih materialov ter oceni razmerja med proizvodnjo takšnih materialov in njihovim vplivom na okolje. O tem vprašanju je treba podati nekaj pripomb, da bi orisali možne perspektive na tem področju.

Ustvarjanje jedrske energije obeta prihodnost, ostajajo pa številni izzivi, povezani z razvojem novih materialov, ki so potrebni v vseh fazah – od sistema vgradnje goriva v reaktor do skladiščenja radioaktivnih odpadkov.

S transportom so povezani veliki stroški energije. Zmanjševanje teže transportnih naprav (avtomobilov, letal, vlakov itd.), pa tudi zvišanje temperature, pri kateri delujejo motorji, bo pripomoglo k učinkovitejši porabi energije. To zahteva ustvarjanje visoko trdnih lahkih inženirskih materialov, pa tudi materialov, ki lahko delujejo pri povišanih temperaturah.

Poleg tega obstaja splošno priznana potreba po novih ekonomsko izvedljivih virih energije, pa tudi po učinkovitejši rabi obstoječih virov. Ni dvoma, da imajo materiali z želenimi lastnostmi veliko vlogo pri razvoju te smeri. Dokazana je bila na primer možnost neposredne pretvorbe sončne energije v električni tok. Trenutno so sončne celice precej zapletene in drage naprave. Nedvomno je treba ustvariti nove relativno poceni tehnološke materiale, ki bi morali biti učinkovitejši pri izvajanju rabe sončne energije.

Drug zelo privlačen in zelo resničen primer v tehnologiji pretvorbe energije so vodikove gorivne celice, ki imajo tudi prednost, da ne onesnažujejo okolja. Trenutno se uporaba te tehnologije v elektronskih napravah šele začenja; v prihodnosti se lahko takšni elementi uporabljajo kot elektrarne v avtomobilih. Za ustvarjanje učinkovitejših gorivnih celic so potrebni novi materiali, za proizvodnjo vodika pa so potrebni novi katalizatorji.

Za ohranjanje kakovosti okolja na zahtevani ravni moramo nadzorovati sestavo zraka in vode. Za nadzor kontaminacije se uporabljajo različni materiali. Poleg tega je treba izboljšati metode predelave in čiščenja materialov, da bi zmanjšali onesnaženost okolja, t.j. izziv je ustvariti manj odpadkov in manj škode za okolje pri rudarjenju. Upoštevati je treba tudi, da pri izdelavi nekaterih materialov nastajajo strupene snovi, zato je treba upoštevati morebitno okoljsko škodo zaradi izpusta tovrstnih odpadkov.

Veliko materialov, ki jih uporabljamo, prihaja iz neobnovljivih virov, t.j. viri, ki jih ni mogoče obnoviti. To velja na primer za polimere, katerih primarna surovina je nafta, in za nekatere kovine. Ti nenadomestljivi viri se postopoma izčrpajo. Zato se pojavi potreba po: 1) odkrivanju novih virov teh virov; 2) ustvarjanje novih materialov s podobnimi lastnostmi obstoječim, vendar manj škodljivih za okolje; 3) krepitev vloge procesov recikliranja in zlasti razvoj novih tehnologij, ki omogočajo recikliranje. Posledično je potrebna ekonomska presoja ne le proizvodnje, temveč tudi upoštevanje okoljskih dejavnikov, tako da je treba analizirati celoten življenjski cikel materiala – »od zibelke do grob" - in proizvodni proces kot celota.

Casting- to je način izdelave obdelovanca ali izdelka s polnjenjem votline določene konfiguracije s tekočo kovino, čemur sledi njeno strjevanje.Obdelovanec ali izdelek, pridobljen z litjem, se imenuje ulivanje.

Livarna- glavna nabavna baza vseh področij strojništva. V mnogih primerih je ulivanje edini možni način za pridobitev surovcev kompleksne oblike: Lite surovce so najcenejše in imajo pogosto najmanjši dodatek za obdelavo.

Ulivanje v školjke.

Kalup za ulivanje je lupina debeline 6-10 mm, izdelana iz ognjevzdržnega osnovnega materiala (polnila) in sintetične smole kot veziva. Načelo pridobivanja lupin je v lastnostih vezivnega materiala, ki se pri segrevanju lahko nepovratno strdi. Kremenčev pesek se pogosto uporablja kot ognjevzdržna podlaga. Vezivni material so fenol-formaldehidne sintetične termoreaktivne smole. Z vlivanjem v školjke se dobijo ulitki večje natančnosti, boljše kakovosti površine kot pri vlivanju v peščene kalupe. Postopek je izjemno produktiven in enostaven za mehanizacijo.

Seznam uporabljene literature

Bartaševič A.A. Znanost o materialih. - Rostov n/D .: Phoenix, 2008.

Vishnevetsky Yu.T. Znanost o materialih za tehniške fakultete: učbenik. - M .: Dashkov in Co., 2008.

Zaplatin V.N. Referenčni priročnik za znanost o materialih (obdelava kovin): Proc. dodatek za nevladne organizacije. – M.: Akademija, 2007.

Znanost o materialih: Učbenik za srednje šole. / Ed. Arzamasova B.N. - M .: MSTU im. Bauman, 2008.

Materialna znanost: Učbenik za odprtokodno programsko opremo. / Adaskin A.M. in drugi Ed. Solomentseva Yu.M. - M .: Višje. šola, 2006.

Materialna znanost: Učbenik za odprtokodno programsko opremo. / Ed. Batienko V.T. – M.: Infra-M, 2006.

Morjakov O.S. Materialna znanost: Učbenik za odprtokodno programsko opremo. – M.: Akademija, 2008.

Osnove znanosti o materialih (obdelava kovin): Proc. dodatek za nevladne organizacije. / Zaplatin V.N. – M.: Akademija, 2008.

Dela: Vsa izbrana V pomoč učitelju Natečaj "Izobraževalni projekt" Študijsko leto: vsa 2015 / 2016 2014 / 2015 2013 / 2014 2012 / 2013 2011 / 2012 2010 / 2011 2009 / 2010 2008 / 2009 2002 / 2009 200 / 200 20 20 20 Razvrščanje: po abecedi najnovejše

• Študija mehanskih lastnosti pajkove svile

  Avtor v delu raziskuje lastnosti pajkove svile in odgovarja na vprašanje: ali je nit mreže res tako močna, da se nanjo lahko obesi rezervoar? V prispevku so predstavljeni argumenti "za" in "proti", avtor raziskuje mehanske lastnosti in izpelje ustrezne zaključke.

• Preučevanje prostih mehanskih nihanj na primeru matematičnega in vzmetnega nihala

  V prispevku so opredeljeni dejavniki, ki vplivajo na obdobje in frekvenco prostih mehanskih nihanj matematičnega in vzmetnega nihala. Proučuje se odvisnost dušilnega koeficienta in logaritemskega dekrementa dušenja od vrste snovi pri nihanju matematičnega in vzmetnega nihala. Uporaba nastavljenih eksperimentov nam omogoča, da bolj jasno obravnavamo vprašanje prostih mehanskih vibracij.

• 

  V tem delu preučujemo lastnosti slik, pridobljenih s pomočjo konvergentne leče. Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da je glede na oddaljenost predmeta od leče njegova slika lahko namišljena ali resnična, neposredna ali obrnjena, povečana ali pomanjšana, nahaja se tako na isti strani leče kot predmet kot na druga stran leče glede na predmet.

• Proučevanje lastnosti materialov, ki se uporabljajo v lokalni gradnji

  Prispevek primerja toplotno prevodnost materialov, ki se uporabljajo v lokalni gradnji. Narejen je sklep o najbolj priljubljenem gradbenem materialu in njegovih prednostih. Narejen je pregled tipičnih bivališč različnih časov in ljudstev ter materialov, uporabljenih za njihovo gradnjo.

• Preučevanje fizikalnih lastnosti detergentov za pomivanje posode

  V prispevku so predstavljeni rezultati študije gostote, viskoznosti, koeficienta površinske napetosti tekočin za pomivanje posode nekaterih proizvajalcev.

• Ilustrirani slovar fizike. 8. razred

  Slovar, zasnovan kot predstavitev, je sestavljen iz štirih sklopov: toplotnih, električnih, elektromagnetnih pojavov in sprememb agregatnih stanj snovi ter vključuje 58 pojmov. Besede se nahajajo v dveh katalogih: abecednem in tematskem ter združene v en sam hipertekst. Prosojnice slovarja vsebujejo definicijo, kratek opis, ilustracijo, formulo za izračun izraza, gumbe za premikanje v imenike. Nekatere koncepte s hiperpovezavami je mogoče podrobneje razložiti, tako da greste na ustrezen diapozitiv.

• Interaktivna predstavitev »Fiziki« z uporabo Visual Basica za aplikacije (VBA)

  Interaktivna predstavitev je bila razvita z uporabo BASIC vizualnega programskega jezika za aplikacije Microsoft Office. Uporablja se lahko tako pri pouku fizike kot pri obšolskih dejavnostih.

• Interaktivna elektronska igra "Preizkusite se"

  Učenje je zelo pomemben proces. Toda med učenjem se utrujenost kopiči, saj si morate zapomniti številne formule, definicije, simbole za različne količine itd. Element igre bo pomagal rešiti problem utrujenosti pri pomnjenju programskega gradiva. V prispevku je predlagan model igre za preverjanje znanja učencev. Opisano je načelo igre, predlagana shema vezja, podan je seznam podrobnosti, priložena so didaktična gradiva.

• Informacije in ilustrirana problemska knjiga

  Učbenik je namenjen povezovanju dveh predmetov – fizike in biologije. Vključuje 10 nalog, ki jih je mogoče uporabiti pri pouku fizike na temo »Mehansko gibanje« v 7. razredu. Podano je spoznavno gradivo o živi naravi. Biofizikalni problemi bodo prispevali k razvoju zanimanja za fiziko. Informacije so predstavljene v obliki besedila in ilustracij.

• Uporaba kopenskih kmetijskih strojev pri proizvodnji kmetijskih pridelkov

  Eden najpogostejših načinov obdelave kmetijskih rastlin za zaščito pred boleznimi in škodljivci je opraševanje ali škropljenje s pesticidi. Z uporabo zemeljskih metod je težko doseči dober rezultat. Za rusko kmetijstvo je stanje v mnogih regijah še dodatno zapleteno zaradi dejstva, da kmetije preprosto nimajo ustrezne opreme ali pa je v okvari. Obdelava njiv na takšnih kmetijah postane velik problem. Toda zelo pogosto priskočijo na pomoč majhna letala. Zračna obdelava je v primerjavi z metodami zemeljske obdelave draga dejavnost, vendar ima številne prednosti.

• Uporaba inštalacij na sončno energijo doma

  Živeti brez elektrike je zelo težko, a zahteva veliko denarja. Na podlagi tega sem se spraševal, ali je mogoče proizvajati električno energijo brez večjih stroškov. Naučil sem se, da lahko uporabite energijo sonca, in opravil raziskavo v tej smeri. Zbral sem informacije o tem, katere naprave delujejo na sončno energijo, jih preučil. Po tem sem izračunal količino porabljene električne energije v mojem stanovanju in ugotovil, ali je v njem mogoče uporabiti sončne kolektorje.

• Raziskovanje lastnosti blaženja udarcev različnih snovi

  V delu je bila izvedena primerjalna analiza amortizacijskih lastnosti različnih materialov. Glede na to, da je stopnja bolečine ob udarcu odvisna od časa udarca, smo za oceno slednjega izmerili napetost med ploščama kondenzatorja. Predmeti študija: različne vrste cest in talnih oblog.

• Študija vpliva različnih vrst vode na rast in razvoj rastlin

  Delo proučuje vpliv "žive", "mrtve" in svete vode na rast in razvoj kmetijskih rastlin.

• Študija difuzijskih lastnosti snovi v strukturirani vodi

  V zadnjih letih narašča zanimanje za nenavadno lastnost vode - njen spomin, ki je postala predmet raziskovanja številnih uglednih znanstvenikov. Tudi vpliv strukturirane vode na difuzijo snovi je slabo razumljen. V prispevku je opisana lastna metoda za pridobivanje strukturirane vode v šolskem laboratoriju in izvedeni poskusi za preučevanje njenega vpliva na difuzijske lastnosti snovi.

• Raziskava odvisnosti relativne vlažnosti zraka v prostoru od različnih parametrov

  

• Raziskava odvisnosti učinkovitosti gorilnika gospodinjske plinske peči od načina zgorevanja

  Namen tega šolskega raziskovalnega projekta je ugotoviti, kako je učinkovitost gorilnika štedilnika odvisna od porabe plina in razmerja med velikostjo gorilnika in posode. Poskusi se izvajajo s tremi gorilniki različnih velikosti z uporabo posode dveh premerov. V seriji poskusov se voda segreje na vsakem gorilniku z različnimi stopnjami pretoka plina (nadzor s plinomerom). Za vsak poskus se s pomočjo preglednic izračuna učinkovitost porabe goriva, rezultati so predstavljeni v obliki grafov.

• Raziskave in diagnostika nanoobjektov

  Spoznavanje fizikalnih metod za preučevanje mikro- in nanoobjektov. Izvedba kvalitativne elementarne analize površine neznane kristalne strukture z Augerjevo elektronsko spektroskopijo z naknadno identifikacijo.

• Raziskave in identifikacija neznane snovi

  V tem delu je bila opravljena kvalitativna kristalografska analiza neznane strukture z Ramanovo spektroskopijo, ki ji je sledila identifikacija.

• Raziskovanje modelnih lastnosti različnih modelov papirnatih ravnin

  Moja strast do gradnje letal se je začela s papirnatimi modeli. Na uri dela smo jih naredili s celim razredom. Ob koncu lekcije so fantje lansirali svoja letala in opazil sem, da letijo drugače. Nekateri se držijo ravne poti, drugi zavijejo na stran. Imel sem vprašanje: "Zakaj isti model leti drugače?" In odločil sem se raziskati letne lastnosti različnih modelov papirnatih letal. V prispevku je opisana študija letal z različnimi težami, z različnimi načini izstrelitve, v različnih pogojih (v zaprtih prostorih, na prostem).

• Študija nastanka kumulativnega curka

  Ko fiziki govorijo o kumulaciji, običajno mislijo na kratkotrajne procese, kot so eksplozije, s kumulacijo pa pomenijo povečanje na določenem mestu oziroma smeri teh procesov. Toda kumulativni curki tekočine se lahko pojavijo ne le med eksplozijami. Zato sem se odločil raziskati značilnosti interakcije "teles poljubne oblike s tekočino" glede na naravo "brizganja". V prispevku so obravnavani pogoji za nastanek kumulativnega curka in dejavniki, od katerih je odvisen njegov nastanek. Predmet preučevanja so bile vrste brizganja, ki nastane, ko kaplja tekočine pade v tekočino; ko trdna krogla pade v tekočino; odvisno od gostote tekočine in kroglic, njihovega polmera in višine padca, od višine padca kaplje tekočine v tekočino, od časa med ločevanjem kapljic; vrsta pljuska, ko epruveta pade.

• Študija gostote morževega zoba (okla)

  V projektu je bila narejena študija gostote moržovega zoba (osklja), pa tudi problemov o mrožih.

• Študija priprave živil za kontrolo vsebnosti radionuklidov (stroncij in cezij)

  V prispevku je predstavljena študija priprave živil za kontrolo vsebnosti radionuklidov stroncija in cezija na primeru ribjih vzorcev. Namen tega dela je seznanitev z laboratorijem, preučevanje metod analize surovin, polizdelkov in končnih izdelkov, študij instrumentov in tehtnic v laboratoriju, radiokemijske metode analize vzorcev hrane.

Kazakova Z. K.

Projekt za otroke 4-5 let

"Lastnosti in kakovosti materialov"

PROBLEM:

Otroci pod pojmom "material" pomenijo samo tkanino. Čeprav je večina predmetov umetnega sveta, ki nas obdajajo, narejenih iz materialov, kot so plastika, steklo, les, papir. Otroci ne poznajo lastnosti teh materialov, posebnosti ravnanja z njimi, ne poznajo njihovega namena in funkcij predmetov, narejenih iz njih.

NAMEN:

Oblikovati pri otrocih ideje o materialih umetnega sveta, kot so papir, plastika, les, steklo.

NALOGE:

1. Otroke naučiti prepoznavati znake materialov, njihove lastnosti in kvalitete; razvrsti predmete umetnega sveta glede na material.

2. Otroke seznaniti z namenom predmetov umetnega sveta, odvisno od lastnosti in kakovosti materiala, iz katerega so izdelani.

3. Z otroki sestavite pravila ravnanja s predmeti, odvisno od materiala, iz katerega so izdelani.

4. Organizirajte otroške dejavnosti, da ustvarite zbirko "Papirnati sorti".

5. Razširiti in aktivirati besedni zaklad otrok z značilnostmi znakov materialov umetnega sveta.

6. Razvijati socialne veščine otrok: sposobnost dela v skupini, pogajanja, upoštevanja mnenja partnerja.

DOGODKI:

1. Zbirka gradiva za projektni prasič.

2. Kognitivne ure na teme:

"Zgodovina odkritja stekla"

"Izdelava papirja"

"Pretvorba lesa v gradbeni material"

"Pojav plastike"

3. Ugibanje ugank in branje leposlovja o različnih materialih in iz njih izdelanih predmetih umetnega sveta.

4. Umetniška in ustvarjalna dejavnost:

izdelava papirnatih lučk za božično drevo s strani otrok;

Izdelava klobukov "zajčja ušesa" iz kartona.

5. Organizacija igre vlog "Trgovina" ("Pohištvo", "Igrače", "Posode", "pisalnice")

6. Organizacija didaktične igre »Moje stanovanje«.

7. Izvajanje poskusov:

"Tone - ne potopi"

"Pretepanje - ne pretepanje"

"Kaj se vidi skozi steklo (prozorno, motno, obarvano)"

"Gube - se ne gube"

8. Organizacija razstave predmetov umetnega sveta iz papirja, plastike, lesa, stekla.

FAZE DELA NA PROJEKTU

jazoder - ROZA

v predmeti umetnega sveta (iz papirja, lesa, plastike, stekla);

v ilustracije različnih predmetov umetnega sveta (iz papirja, lesa, plastike, stekla);

v likovna beseda o materialih in predmetih umetnega sveta (pesmi, uganke, izreki, zgodbe ipd.).

IIfaza - USTVARJANJE KARTICE

Algoritem za ustvarjanje datotečne omare

Predmeti umetnega sveta iz papirja

Predmeti umetnega sveta iz lesa

Predmeti umetnega sveta iz plastike

Predmeti umetnega sveta iz stekla

IIIoder - MODEL

Na podlagi pridobljenega znanja smo skupaj z otroki razvili “Model umetnih materialov”.

IVfaza - IZDELEK

Produkt tega projekta je razstava predmetov umetnega sveta iz različnih materialov: "Plastično kraljestvo", "Stekleno kraljestvo", "Lesen čudež", "Papirnata država".

Vfaza - PREDSTAVITEV PROJEKTA

Vabljeni otroci skupine št.11.

Otroci, vključeni v projekt, pravijo:

Na svetu je veliko materialov: plastika, steklo, les, papir. Iz teh materialov smo zbrali prašiček predmetov, ki smo jih nato razdelili v škatle – ustvarili smo kartotečno omarico po materialih. In danes vam predstavljamo njihovo razstavo.

Dragi gostje, obiščite našo razstavo.

Otroci skupine in gostje pristopijo k mizi s plastičnimi predmeti.

To je Stekleno kraljestvo.

Otroci govorijo o znakih stekla in berejo poezijo:

Skozi steklo se vidi vse

In reka in travniki,

Drevesa in avtomobili

Ljudje, psi, hiše.

S steklenim zajčkom

rad se igram.

Vem, da je krhek

Ne bom ga spustil.

krhka, prozorna,

Soliden videz.

Od vetra se bo zaprlo

Toplo od mraza.(steklo)

Otroci skupine in gostje pristopijo k mizi z lesenimi predmeti.

- To je razstava "Lesen čudež".

Otroci govorijo o znamenjih drevesa in berejo pesmi:

Lesena škatla

Na nočni omarici je.

Mamina najljubša

V njem hrani prstane.

lesena skrinja

Tako lepa in svetla.

Oče je pogosto izven tega

Vzame darilo.

Viseča deska poslikana,

Ona je pomočnica, vemo:

Pomagala nam je rezati zelenjavo,

Za to je ona.

Otroci skupine in gostje pristopijo k mizi s papirnatimi predmeti.

- To je razstava "Papirnata država".

Otroci govorijo o znakih papirja in berejo poezijo:

papirnati metulji,

papirnati sloni,

Zajčki in božična drevesca

Otroci ga tako zelo potrebujejo!

papirnati čolni

Rada se prepustim.

papirnati čolni

Plavajte v potokih.

Pesem "Papirna država"

(glasba I. Nikolaev)

Tam so onstran morij, onkraj gora

papirnata država.

Tam so papirnate ulice in zidovi

Pohištvo in vse hiše.

Stanovalci nosijo papir

Klobuki in dežniki.

Papirni svet vlada

Papirni odrasli.

Refren: država papirja,

papirnata država.

mi vam bomo povedali

Pokazali vam bomo

Tukaj je, tukaj je!

(Otroci pokažejo na "Paper Country")

PROJEKT NADALJUJ

Spoznavanje otrok z drugimi materiali umetnega sveta, kot so tkanina, kovina, guma, polietilen.

Pri pouku tehnike se otroci učijo obdelovati ne le tkanine, papir in karton, temveč tudi različne dele rastlin, minerale, umetne materiale in odpadne materiale – odpadke potrošniških dobrin ipd. Otroci jih zbirajo na ekskurzijah, prinašajo v obliki polizdelki in surovci ali gotovi industrijski izdelki.

Naravni materiali vključujejo rastlinske veje, liste, cvetove, semena, korenine, lubje, mah, plodove, rečne in morske kamne, pesek, glino, pa tudi dele živali - ribje kosti, školjke in lupine mehkužcev, posušene žuželke, perutninsko jajce školjke, perje. V obliki polizdelkov v učilnici se uporabljajo deske različnih velikosti.

Od umetnih materialov za delo učenci pogosteje uporabljajo plastelin, plastiko, vezane plošče, vlaknene plošče, mehke pločevine, kose plastike, keramiko.

Končni industrijski izdelki vključujejo odpadne materiale, kot so embalaža, škatle, trakovi za okrasitev daril in šopkov, kozarci, steklenice, dodatki za dekoracijo oblačil in prostorov.

Obdelava navedenih materialov je nemogoča brez posebnega znanja o materialih in tehnologije njihove obdelave. Otroci pridobijo takšno znanje v procesu opazovanj in eksperimentov.

V prvem razredu je treba opazovati: določiti obliko in barvo listov, želoda, orehovih lupin, primerjati lastnosti peska in gline, lesa in kovine, prepoznati likovne izrazne lastnosti v ljudski igrači itd.

V drugem razredu se izvajajo opazovanja lastnosti stožcev, lubja, vej. Razkrite so značilnosti obdelave mehkih in trdih materialov.

V tretjem razredu učenci opazujejo lastnosti posušenih rastlin, slame, ugotavljajo lastnosti keramike, plastike, stekla. Učenci se naučijo izbrati najboljše načine za obdelavo teh materialov.

V četrtem razredu poteka delo na posploševanju in poglabljanju obstoječega znanja. Študenti samostojno izberejo najboljše načine obdelave materialov, razvijejo najpreprostejše tehnološke karte za ustvarjalne projekte.

Učitelj nudi natančna navodila o zbiranju, shranjevanju in predobdelavi različnih materialov. Posebna pozornost je namenjena higienskim zahtevam, pa tudi varnostnim pravilom za zbiranje, prevoz in skladiščenje materialov. Poleg tega je učitelj dolžan poudariti, da pri nas obstaja zakon o varstvu okolja, ki nas zavezuje k skrbi za naravne vire. Ni priporočljivo uporabljati že pripravljenih izdelkov, ki so bili posebej predelani in so primerni za prehrano ljudi (žita, testenine, moka, stročnice). Za delo uporabljajte samo izdelke s potečenim rokom uporabnosti.

Za delo z različnimi materiali so izbrana posebna orodja.

Orodja za označevanje in merjenje.

Svinčniki– za označevanje detajlov na lesu so potrebni trdi svinčniki stopnje 2 T in 3 T. Kot ostrenja svinčnika mora biti oster. Pri označevanju je treba svinčnik držati pod rahlim naklonom v smeri njegovega gibanja in ga trdno pritisniti na rob šablone ali ravnila;

Vladarji- Za merjenje običajno uporabljajo kovinsko ravnilo ali merilni trak. Za označevanje na lesu je bolj priročno uporabiti debelo leseno ravnilo ali mizarski kvadrat. Označevanje okroglih delov se izvaja z mizarskim kompasom. Označevanje ravnih črt na kovini se izvaja s piscem, na lesu - z merilnikom debeline.

Orodja za rezanje.

Škarje- v procesu obdelave se pogosteje uporabljajo pisarniške in redkeje ključavničarske škarje.

Noži- za delo se uporabljajo dobro nabrušeni noži s kratkim rezilom (90-100mm). Za cepljenje lesa je bolj priročno uporabiti kosilnico - nož s krajšim in debelejšim rezilom. V procesu rezanja se nož drži poševno in njegovo gibanje vodi s kazalcem. Naravni materiali so rezani na stojala in obloge.

Nožne žage in vbodne žage– namenjeno za žaganje lesa in kovin. Za udobje so obdelani materiali vpeti v primež ali sponko.

rezalniki žice- uporablja se za odgrizanje žice, tankih vejic.

Stichel- ozek rezalnik, ki ima obliko ostrega kota ali loka v prerezu (kotni in polkrožni). Shtichel se uporablja pri dodelavi lesenih izdelkov (plosko reliefna rezbarija), linoleja (kliše za linorez).

Montažna orodja.

Kladivo- uporablja se za sestavljanje izdelkov z žeblji. Pri delu s kladivom je treba paziti, da učenec ne udari s prsti, ki držijo žebelj.

Klešče in okrogle klešče- uporablja se pri delu z žico. Ta orodja se uporabljajo za upogibanje in zvijanje žice.

Šilo- uporablja se za izdelavo lukenj v mehkih materialih ali materialih, ki jih je enostavno obdelati. Piercing se izvaja na stojalih ali podpornih deskah.

Gimlet– Zasnovan za vrtanje lukenj v trših materialih. Delo z gimletom se izvaja na stojalih ali oblogah.

Čopič za lepilo- mora biti trdo. Širina krtače je izbrana glede na dimenzije površine veznega dela.

Povezovalni deli in materiali.

Nohti- Pri pouku dela se ne uporabljajo veliki žeblji. Pogosteje uporabljajo št. 1, 2, 3, 4, kar ustreza dolžini nohta v centimetrih.

Pin- palica za fiksno povezavo delov. Zatič je enostavno narediti iz vžigalice, vejice ali traku papirja. Zatič povezuje dele iz želoda, stožcev, štukaturnih materialov.

Lepilo- za spajanje naravnih materialov se uporablja lepilo PVA, kazeinsko ali mizarsko lepilo. Plavajoče modele je bolje lepiti s kazeinskim lepilom, PVA lepilom, BF, Momentom. Lepljenje delov zahteva veliko previdnosti. Lepilo nanesemo na tanek material ali na lepljeni del površine manjšega dela. Suhe liste namažemo z lepilom od sredine lista do robov. Namazane liste previdno prilepite, potem ko vpijejo nekaj vlage. Lepilo nanesemo na ozke in globoke površine s konico šila, namočenega v lepilo.

Naloga učitelja tehnologije ni le zagotoviti učencem orodja in vse potrebne materiale, temveč jih tudi vzdrževati v dobrem stanju. Noži in škarje morajo biti ustrezno nabrušeni, konica šil in gimletov ne sme biti zlomljena, pila za vbodno žago mora biti dobro napeta in ob dotiku s prstom zvoniti kot vrvica, vrtljivi spoji škarij in graverja morajo biti v v dobrem stanju, udarni del kladiva mora biti dobro pritrjen na ročaj. Pri vsaki uri je učitelj dolžan učence poučiti o pravilih varnega dela z orodji in nekaterimi materiali.

predelanih materialov.

Les- najpogosteje se uporablja pri delu dijakov. V osnovnih razredih se uporabljajo les bora, smreke, breze, lipe, pa tudi iz njih izdelane trislojne vezane plošče. Les žagamo v prečni smeri z nožno žago in vbodno žago. Konci žaganega lesa so očiščeni z datotekami, brusnim papirjem. Leseni izdelki pobarvani z oljno barvo.

V osnovnih razredih učenci izdelujejo kazalce, eckerje, etikete za razredni načrt. Za izdelavo takšnih izdelkov so potrebne projektne specifikacije. Na primer, plošče za etikete morajo ustrezati določenim dimenzijam, njihovi robovi morajo biti brušeni; kljukice morajo ustrezati danim dimenzijam po dolžini, debelini, njihova površina mora biti obdelana s pilo in brusnim papirjem.

Slama- posušena stebla žitnih rastlin, pogosteje uporabite slamo pšenice, rži, ovsa. Slamo je treba pred delom obdelati - odstraniti vozlišča, razvrstiti internodije po dolžini in debelini. Za izdelavo slamnatega traku se obdelci za en dan prelijejo z vročo vodo, nato pa se vsaka slamica razreže po dolžini in zlikamo z vročim likalnikom na leseni podložni plošči. Glede na temperaturo likalnika pridobi slama različne barvne odtenke. Aplikacije so narejene iz slame, uporablja se za intarzije lesenih izdelkov. Slamo hranite v suhem prezračevanem prostoru.

jajčna lupina- odličen material za izdelavo razsutih in ploščatih izdelkov. Dobro je obarvan z barvili za hrano, deli iz lupine so pritrjeni na lepilo, plastelin. Za izdelavo razsutih izdelkov iz jajc z medicinsko brizgo je potrebno odstraniti vsebino. Jajce s pomočjo brizge napolnimo tudi s segretim parafinom. Z okraševanjem jajčka z različnimi detajli dekoracije lahko izdelate figure živali, ptic, rib itd. Mozaično ploščo lahko naredite iz poslikane jajčne lupine tako, da površino, ki jo napolnite, najprej prekrijete s plastjo plastelina.

rastlinskih listov- uporablja se v posušeni obliki. Listje nabiramo jeseni, razvrščamo po velikosti, barvi, obliki. Liste sušimo pod pritiskom ali termično (likamo z likalnikom). Končni material hranite na suhem mestu.

brezovega lubja- najljubši material ljudskih obrtnikov. Brezovo lubje nabiramo spomladi ali zgodaj poleti, očistimo oprijetih delcev. Za udobje obdelave brezovo lubje poparimo v vroči vodi, razdelimo na plasti, razrežemo v želene oblike. Material posušite na hladnem suhem mestu.

Kovine in zlitine- pri pouku pogosto uporabljajo tanko mehko žico, mehki kositer, folijo iz aluminija, bakra, medenine, cinka, kositra, svinca. Ročna obdelava kovin v hladnem stanju se imenuje ključavničarsko delo. Takšne materiale je enostavno obdelati s škarjami, rezalniki žice, kladivi, kleščami in okroglimi kleščami. Odrezane robove delov obdelamo z datoteko ali brusnim papirjem. Barvo delov ali izdelkov lahko spremenite tako, da ga držite nad plamenom alkoholne svetilke ali barvate z barvami in laki za kovino.

Luknje v tankem kositru so narejene s šilom, udarci. Na tankem pločevini in foliji je enostavno narediti vdolbinice s pomočjo nabojev, kemičnega svinčnika in obvladati najpreprostejše tehnike naganjanja. Tanko ploščo lahko upognete in zvijete s kladivom, kleščami, okroglimi kleščami.

Žico lahko oblikujemo v obroče, poligone, spirale itd. Iz žice lahko izdelamo ravne konturne oblike in tridimenzionalne izdelke ter okvirje za mehke igrače. Tanka žica se lahko uporablja tudi kot povezovalni material.

Štukaturni materiali- glina, plastelin, plastika, mavec, slano testo. Trenutno so na voljo v trgovinah. Glino lahko pridobimo in pripravimo za delo z učenci.

Za modeliranje je primerna oljnata glina. Skinny glina vsebuje veliko količino nečistoč in je primerna za delo po posebni obdelavi – elutriaciji. Glino nabiramo poleti, posušimo, zdrobimo in presejemo. Zdrobljeno glino damo v veliko posodo (kad, rezervoar), napolnimo z vodo in temeljito premešamo. Plavajoče nečistoče se odstranijo. Težke nečistoče (prodniki, pesek) se usedejo na dno, majhni delci gline pa ostanejo v suspenziji. Ta tekoča sestava se vlije v drugo posodo, na dnu pa ostanejo velike nečistoče. Čez nekaj časa se glina usede na dno. Voda se odvaja s površine. Ta proces se imenuje elutriacija.

Pred začetkom dela glino prelijemo z vodo, premešamo. Dobro kuhana masa se ne sme lepiti na roke. Iz pripravljene gline zvijemo 10 cm dolgo in 1 cm debelo klobaso in na enem koncu dvignemo. Če klobasa ne razpade, je glina pripravljena. Za izboljšanje kakovosti gline lahko dodate papirna vlakna in rastlinsko olje. Delajo z glino na podložni plošči. Izrežite glino z žico ali ribiško vrvico. Izdelki so ročno oblikovani, končni detajli so izdelani s skladom ali posebnimi žigi.

Detajli iz štukaturnih materialov so povezani z mazanjem, stiskanjem ali zatiči. Izdelki iz štukaturnih materialov so barvani z gvaši, pomešanimi s PVA lepilom (1x1, 2x1), akvareli (med), lakirani ali glazirani (sijajna steklena zlitina, fiksirana z žganjem, premazana na površini izdelka). Izdelke sušite v dušilnih pečeh, na radiatorjih ali na dobro prezračevani površini.

plastike- kemični izdelki. V osnovnih razredih uporabljamo plastiko, ki je lahko obdelana - organsko steklo, penasta guma, penasta plastika, linolej, najlon itd. Plastične surovce obdelujemo z rezanjem, vrtanjem, lahko jih barvamo, spajamo z lepilom, sešimo. Igrače in spominki so izdelani iz penaste gume in polistirenske pene. Penasta guma se lahko uporablja za polnjenje mehkih igrač.

Linolej uporablja se za izdelavo aplikacij ali klišejev. Klišeji za linoreze so izdelani z graverji. Na končno površino klišeja z valjčkom nanesemo barvo (gvaš, tiskarsko črnilo), položimo čist list papirja in ga zlikamo z gladkim predmetom. Dobite vtis, ki se imenuje odtis.

Odpadni materiali- pakiranje škatel, zamaškov, kolutov, tub smetane, zobne paste, sintetičnih mrež za pakiranje zelenjave, šopkov, praznih palic, tub itd. Izdelava uporabnih stvari iz odpadnega materiala uči učence varčnosti, razvija njihovo ustvarjalnost, domišljijo, iznajdljivost.

Papier mache- najbolj dostopna tehnika za izdelavo razsutih izdelkov v primarnih razredih. Za delo boste potrebovali: časopisni papir, pasto, gvaš. Kot oblika za izdelavo volumetričnih izdelkov so primerne posode, igrače, domače oblike, ki so narejene iz plastelina. Pasta za delo je narejena iz škroba ali moke. Izdelke sušimo v dobro prezračevanih in toplih prostorih. Neenakomerna mesta na obrazcih so izravnana z brusnim papirjem. Izdelki so pobarvani z gvaš barvami, pomešanimi s PVA lepilom v razmerju: 2 dela barve in 1 del lepila.

Značilnosti obdelave različnih materialov, metodologija za preučevanje njihovih lastnosti so opisane v številnih metodoloških priročnikih, knjigah o umetnosti in obrti, revijah o oblikovanju in šivanju, v knjigah V.A. Baradulina, A.M. Gukasova, N.M. Konysheva, V.P. Kuznetsova in drugi.

Kontrolna vprašanja.

1. Kateri materiali se imenujejo naravni?

2. Kakšna je posebnost skladiščenja različnih materialov?

3. Po kakšnem principu se izvaja izbor različnih materialov za delo z osnovnošolci?

4. Kateri vezni materiali se uporabljajo za sestavljanje izdelkov iz naravnih materialov?

Naloge za samostojno delo.

1. Poiščite (v tiskanih ali elektronskih virih) in študijsko gradivo, ki vsebuje informacije o lastnostih naravnih materialov, načinih njihove priprave in shranjevanja, tehnikah obdelave.

2. Izberite literaturo, ki pokriva tehnologijo izdelave izdelkov iz različnih materialov.

Naloge za laboratorijsko delo.

1. Analizirajte vsebino modula: »Tehnologija obdelave konstrukcijskih materialov in strojništvo« v programu »Tehnologija«. Izpostaviti veščine, ki jih avtorji programa priporočajo oblikovati pri osnovnošolcih v procesu obdelave različnih materialov.

2. Pripravite načrt za izvedbo poskusa za učence 3. razreda za opazovanje lastnosti enega od specifičnih naravnih materialov.

3. Razvijte povzetek lekcije za učenje obdelave enega od umetnih materialov.

4. Naredite 1 vzorec izdelkov iz naravnih materialov, umetnih materialov in odpadnih materialov, da jih predstavite pri pouku tehnike v osnovnih razredih.

5. Razvijte kartice z navodili, da učence naučite, kako sestaviti enega od izdelkov iz različnih materialov.