Moja lekcja

1. Właściwości szkła (wady, zalety, krytyczna szybkość chłodzenia, mięknięcie)

Zalety to przezroczystość i odporność chemiczna, a wady to duża kruchość; krytyczna szybkość chłodzenia to minimum potrzebne, by uniknąć krystalizacji.

2. Wymień defekty w materiale, wpływ gęstości defektów na wytrzymałość materiału

Główne defekty to punktowe (wakansy), liniowe (dyslokacje) i powierzchniowe (granice ziaren). Wzrost gęstości dyslokacji zwiększa opór ich ruchu, co podnosi wytrzymałość i granicę plastyczności materiału.

3. Co to jest tekstura

Tekstura to uporządkowane, preferencyjne ukierunkowanie ziaren (orientacja krystalograficzna) w materiale polikrystalicznym, będące wynikiem obróbki (np. walcowania).

4. Wiązania: jonowe, kowalencyjne, metaliczne (zdefiniuj, określ konsekwencje powstania danego wiązania).

Jonowe (przyciąganie jonów) skutkuje kruchością; kowalencyjne (uwspólnienie elektronów) - sztywnością; metaliczne (chmura elektronowa) - plastycznością i przewodnictwem.

5. Zdefiniuj pojęcie roztwór stały, co to jest punkt eutektyczny

Roztwór stały to struktura krystaliczna, w której atomy jednego pierwiastka są rozmieszczone w sieci krystalicznej drugiego. Punkt eutektyczny to najniższa temperatura i skład, przy których ciekły stop krzepnie w mieszaninę dwóch faz stałych.

6. Jakie są rodzaje naprężeń własnych w materiałach (wymień i opisz)

Naprężenia własne to wewnętrzne naprężenia bez obciążenia, wynikające z nierównomiernych odkształceń. Dzielą się na I rzędu (makroskopowe) oraz II i III rzędu (mikroskopowe/submikroskopowe).

7. Co to jest temperatura rekrystalizacji (i jakie ma znaczenie)

Temperatura rekrystalizacji (T r​) to najniższa temperatura, w której następuje pełna odbudowa i rozdrobnienie struktury materiału odkształconego na zimno, przywracająca mu plastyczność.

8. Definicje: stal, staliwo, żeliwo

Stal zawiera węgiel do 2,11%; staliwo to stal przeznaczona do odlewania; żeliwo zawiera węgiel powyżej 2,11% (duża twardość, kruchość).

9. Jaki składnik układu Fe-C jest paramagnetykiem a jaki ferromagnetykiem, scharakteryzuj fazę ferromagnetyczną

Austenit (γ-Fe) jest paramagnetykiem, natomiast Ferryt (α-Fe) jest ferromagnetykiem o strukturze BCC i dużej ciągliwości.

10. Hartowanie i odpuszczanie

Hartowanie to szybkie chłodzenie w celu uzyskania bardzo twardej, ale kruchej struktury martenzytycznej. Odpuszczanie redukuje kruchość i naprężenia, nadając stali wymaganą ciągliwość.

11. Wyżarzanie: wymień rodzaje i opisz wybrany przez siebie rodzaj wyżarzania

Rodzaje wyżarzania to m.in. Normalizujące, Zupełne i Odprężające. Wyżarzanie normalizujące polega na nagrzaniu i chłodzeniu na spokojnym powietrzu, w celu rozdrobnienia ziarna i poprawy właściwości.

12. Przesycanie i starzenie

Przesycanie to szybkie chłodzenie, by zatrzymać składnik stopowy w przesyconym roztworze stałym. Starzenie to kontrolowane wydzielanie się drobnych cząstek, co powoduje umocnienie wydzieleniowe.

13. Na czym polega korozja tworzyw sztucznych

Korozja tworzyw sztucznych to ich degradacja (trwałe zmiany chemiczne i fizyczne struktury) pod wpływem czynników środowiskowych (np. UV), prowadząca do utraty właściwości mechanicznych.

14. Odporność ceramiki na wstrząsy cieplne (co to jest, od jakich parametrów zależy)

To zdolność ceramiki do wytrzymywania gwałtownych zmian temperatury bez pęknięć, zależna od dużej przewodności cieplnej (λ) i małej rozszerzalności cieplnej (α).

15. Na czym polega korozja gazowa metali, krzywa utleniania (rysunek)

Korozja gazowa to bezpośrednia reakcja metalu z gazowym środowiskiem (np. tlenem) w wysokiej temperaturze, prowadząca do utworzenia warstwy zgorzeliny.

16. Co to jest kawitacja

Kawitacja to zjawisko tworzenia się i gwałtownego zapadania się pęcherzyków pary w cieczy, gdy lokalne ciśnienie spada poniżej ciśnienia nasycenia, co prowadzi do erozji mechanicznej powierzchni.

17. Zdefiniuj żaroodporność i żarowytrzymałość

Żaroodporność to odporność na korozję chemiczną (utlenianie) w wysokiej temperaturze. Żarowytrzymałość to zdolność do przenoszenia obciążeń w wysokiej temperaturze bez nadmiernego pełzania.

18. Co to jest szereg napięciowy (i galwaniczny) metali, na czym polega korozja elektrochemiczna

Szereg napięciowy porządkuje metale wg potencjałów, określając szlachetność. Korozja elektrochemiczna to zniszczenie metalu w elektrolicie, gdzie zniszczeniu ulega materiał pełniący funkcję anody.

19. Rodzaje stali: stal sprężynowa, stal automatowa, wybrany rodzaj stali narzędziowej (krótka charakterystyka)

Stal sprężynowa charakteryzuje się wysoką granicą sprężystości; stal automatowa dobrą skrawalnością; stal narzędziowa (węglowa) ma wysoką twardość i odporność na ścieranie.

20. Wybrany (przez siebie) rodzaj stali stopowej (odporne na korozję, szybkotnąca)

Stal szybkotnąca (HSS) to stal wysokostopowa, która zachowuje twardość na gorąco (do ok. 600°C), stosowana na narzędzia do szybkiego skrawania.

21. Stopy miedzi: mosiądze, brązy (krótka charakterystyka)

Mosiądze to stopy Cu−Zn (dobra plastyczność), a brązy to stopy Cu−Sn (wysoka odporność na ścieranie i właściwości ślizgowe).

22. Stopy aluminium: durale i siluminy

Durale (Al−Cu) to stopy umacniane wydzieleniowo o wysokiej wytrzymałości i niskiej gęstości. Siluminy (Al−Si) mają najlepszą lejność.

23. Ceramika: podział, właściwości

Dzieli się na tradycyjną i zaawansowaną; cechuje ją wysoka twardość, ogni trwałość i duża kruchość.

24. Wymień i scharakteryzuj materiały stosowane na ceramikę zaawansowaną i inżynieryjną

Stosuje się Tlenek glinu (Al 2​O 3​), bardzo twardy izolator, oraz Węglik (SiC) i Azotek krzemu (Si 3​N 4​), odporne na wysoką temperaturę i szok termiczny.

25. Elektroceramika: odpowiedź materiału na przyłożony bodziec elektryczny

Jej odpowiedź na bodziec elektryczny obejmuje dielektryczność (izolacja), przewodnictwo (półprzewodniki) oraz piezoelektryczność (generowanie ładunku pod wpływem naprężenia).

26. Polimery: wady i zalety

Zalety to mała gęstość i dobre właściwości izolacyjne; wady to niska sztywność, mała twardość oraz wrażliwość na temperaturę.

27. Podział tworzyw sztucznych, zdefiniuj wybraną grupę

Dzieli się je na Termoplasty, Duroplasty i Elastomery. Termoplasty to polimery, które można wielokrotnie topić i przetwarzać bez trwałych zmian chemicznych.

29. Kompozyty: podział ze względu na zbrojenie

Dzieli się je na wzmacniane włóknami, wzmacniane cząstkami oraz warstwowe (laminaty).

8. Temperatury charakterystyczne dla polimerów (wymień i opisz)

Najważniejsze to: Temperatura zeszklenia (T g​) – przejście ze stanu elastycznego w szklisty; Temperatura topnienia (T m​) – topnienie fazy krystalicznej.