Классификация материалов по химическому составу

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Что такое материал 4
2. Основные группы материалов 5
2.1 Классификация материалов по химическому составу 5
2.2 Металлы и керамика 5
2.3 Композиты и прогрессивные материалы 6
2.4 Полупроводники, биоматериалы 7
2.5 Материалы будущего 8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 11
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 12

1. Что такое материал
Прогресс человечества неразрывно связан с его умением обрабатывать и производить жизненно важные материалы. В истории цивилизации такого рода материалы определяли название целых эпох: каменный век, бронзовый век, железный век.
Бурный рост промышленного производства в XX в. привел к созданию новых, в том числе неметаллических материалов с самыми разными свойствами. Создан принципиально новый класс материалов — полимеры, свойства которых резко отличаются от свойств металлов. В настоящее время полимеры широко применяются во многих областях техники.
Дальнейшее развитие техники невозможно без создания материалов с уникальными свойствами. Работоспособность конструкций атомной и термоядерной энергетики, а также ракетно-космической техники могут обеспечить только новые материалы, способные работать в экстремальных условиях эксплуатации.[3]
Материал - это объект, обладающий определенным составом, структурой и свойствами, предназначенный для выполнения определенных функций.
...

2.1 Классификация материалов по химическому составу
Все материалы по химической основе делятся на две основные группы — металлические и неметаллические.
По химической основе материалы можно подразделить на металлы и их сплавы, органического и минерального происхождения, композиты и биоматериалы.
Твердые материалы обычно подразделяются на три основные группы. Это металлы, керамика и полимеры. Это деление основывается, прежде всего, на особенностях химического строения и атомной структуры вещества. Большинство материалов можно вполне однозначно отнести к той или иной группе, хотя возможны и промежуточные случаи. Кроме того, следует отметить существование композитов, в которых комбинируются материалы, принадлежащие к двум, или трем из перечисленных групп. Ниже будет дано краткое описание различных типов материалов и приведены их сравнительные характеристики.
...

2.2 Металлы и керамика
Металлы, как материалы, обладают комплексом ценных для строительной техники свойств - большой прочностью, пластичностью, свариваемостью, выносливостью; способностью упрочняться и улучшать другие свойства при термомеханических и химических воздействиях.
Железо и его сплавы (сталь С2,14%, чугун С>2,14%) называют черными металлами, остальные (Ве, Мg, Аl, Тi, Сr, Мn, Ni, Сu, Zn и др.) и их сплавы - цветными.
Металлы и сплавы в твердом состоянии - кристаллические тела. От специфических свойств электронов проводимости зависят электромагнитные, оптические, тепловые и другие свойства металлов.
Механические свойства устанавливают по результатам статических, динамических и усталостных (на выносливость) испытаний.
Статические испытания характеризуются медленным и плавным приложением нагрузки. Основными из них являются: испытания на растяжение, твердость и вязкость разрушения.
...

2.3 Композиты и прогрессивные материалы
Композиционные материалы состоят из металлической или неметаллической матрицы (основы) с заданным распределением в ней упрочнителей (волокон, дисперсных частиц и др.). Подразделяются на: дисперсноупрочненные, полученные введением в металлическую матрицу дисперсных частиц упрочнителей; волокнистые, упрочненные непрерывными волокнами и нитевидными кристаллами; слоистые, созданные путем прессования, прокатки разнородных материалов.
Материалы, которые предназначены для использования в высокотехнологичных изделиях («хай-тек») иногда условно определяют термином «прогрессивные» материалы. Под высокими технологиями обычно имеются в виду устройства или изделия, работа которых основана на использовании сложных современных принципов.
...

2.4 Полупроводники, биоматериалы
К полупроводникам относятся вещества, занимающие по величине удельной электрической проводимости промежуточное положение между металлами и диэлектриками.
Полупроводники представляют собой достаточно многочисленную группу веществ. К ним относятся химические элементы: германий, кремний, бор, углерод, фосфор, сера, мышьяк, селен, серое олово, теллур, йод, некоторые химические соединения и многие органические вещества.
В электронике находят применение ограниченное количество полупроводниковых материалов. Это прежде всего кремний, германий, и арсенид галлия. Ряд веществ, таких как бор, мышьяк, фосфор используются как примеси.
В отличие от металлов полупроводники имеют в большом интервале температур отрицательный температурный коэффициент удельного сопротивления, т.е. положительный температурный коэффициент удельной проводимости. Для них характерна сильная зависимость значения удельной проводимости от вида и количества содержащихся в них примесей.
...

2.5 Материалы будущего
Сегодня уже невозможно вообразить свою повседневную жизнь без предметов, для изготовления которых используются, например, такие соединения и материалы, как Полиэтилен низкого давления (HDPE) и Полипропилен (PP). Они в обязательном порядке присутствуют во всех наших бытовых устройствах и предметах оргтехники, кроме того из этих материалов изготавливается большинство существующих сегодня видов упаковки. Автомобильное производство, а также бытовая техника, просто не могут существовать без использования АБС-пластика (ABS), Полиамида-6 и Полистирола (HIPS). И уж точно в каждом доме есть ПЭТ (PET), из которого изготавливаются бутылки, а также различная тара, в которой, как правило, хранится жидкость. На самом деле этот список очень длинный, поэтому становится очевидным тот факт, что наша современная жизнь просто невозможна без химических веществ и соединений, которые так прочно вошли в жизнь человечества.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проделанной работы выполнены все задачи для достижения поставленной цели: рассмотрено, что такое материал, основные группы материалов, классификация материалов по химическому составу, металлы, керамика, композиты, прогрессивные материалы, полупроводники, биоматериалы, а также материалы будущего и другие моменты.
Из вышеизложенного материала необходимо сделать несколько выводов: во-первых, материалы гораздо глубже входят в нашу культуру, чем многие думают. Необходимыми элементами нашей повседневной жизни являются транспорт, жилища, средства связи, отдых, производство пищи, и все они в той или иной степени зависят от выбора подходящих материалов.
...