Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.Wprowadzenie
Nowągrupąmateriałówkonstrukcyjnychsąmateriałymetaliczne.Standar-
dowemateriałymetalowezbudowanesązpołączonychzesobąsiecikrystalograficz-
nych,zwanychziarnami.Wtemperaturzepokojowejgranicetychziarenzapewniają
odpornośćmechanicznąmateriału,utrudniającjegoplastycznądeformację.Wdzie-
dzinietechnikilotniczejikosmicznejposzukujesięmateriałówospecjalnychwłaści-
wościach,odpornychnawysokietemperatury.Wiadomobowiem,żeimwyższatem-
peraturapracysilnikasamolotu,tymkorzystniejszewarunkipracytegosilnika.
Umożliwiatonp.zwiększeniemożliwościoperacyjnejsamolotubojowegolubob-
niżkęcenbiletówwsamolotachpasażerskich.Wprzypadkachtakichkonstrukcjiwy-
sokatemperaturapowoduje,żewspomnianaodpornośćmechanicznanagranicach
ziarenbardzoszybkomaleje.Skłoniłotoinżynierówdowytworzeniaspecjalnych
materiałówmetalicznych,kiedycaływyróbstanowiwzasadziejednoziarnomate-
riału.Ztakichsupermateriałów,wytworzonychnapodstawieniklu,produkujesię
np.łopatkiturbinowesilnikówturboodrzutowychnajnowszejgeneracji.Jednaktaka
produkcjamożliwabędzietylkowtedy,kiedyzastosujesięspecjalnątechnikęwy-
twarzania–wtymprzypadkutechnologięsuperprecyzyjnegoodlewaniazestero-
wanymprocesemkrzepnięcia.Rozwójinżynieriimateriałowejzmierzadowytwarza-
niamateriałówspełniającychróżne,napozórniedopogodzenia,funkcje.Przedsta-
wionywyżejprzykładwskazuje,żekrytycznymwarunkiemstosowaniatychmate-
riałówbędzieopracowanie(wynalezienie)technikiwytwarzania,którapozwolina-
daćmateriałowikonstrukcyjnemuwymaganekształtidokładność[47].
Ceramikęstanowigrupamateriałównieorganicznych,którychbudowaoparta
jestnazwiązkachniemetalizIIIiIVgrupyukładuokresowegopierwiastkówzdowol-
nymimetalami.Jestotrzymywanawwynikuspiekaniabardzoczystychskładników
wwysokiejtemperaturze.Składnikaminowoczesnychinżynierskichmateriałówcera-
micznychsąwęgliki,azotki,borkiitlenki.Ceramikędzielisięnatlenkową(np.Al2O3,
MgOiinne)orazbeztlenkową(np.SiC,B4Ciinne).Innypodziałceramikizwiązanyjest
zzastosowaniemtegomateriału.Ceramikakonstrukcyjnaprzeznaczonajestnaczę-
ści,którewinnyspełniaćokreślonewarunkiwytrzymałościowe,natomiastceramika
funkcjonalnapowinnaspełniaćokreślonefunkcje,np.elektroceramika,optoceramika
itp.Ceramikawytwarzanajestzmikroproszkówowymiarachponiżej1um,spiekanych
wtemperaturze1500do2100oC[37].Wszystkietworzywaceramicznesąmateriałami
twardymi,alezarazemkruchymi.Cechamikorzystnymiceramikijestdużatwardość,
małagęstość,odpornośćnaściskanie,odpornośćnawysokietemperatury,izolacja
termiczna,niewrażliwośćnadziałanieśrodowiskazewnętrznego(np.korozyjnego).
Niekorzystnecechytokruchość,niskaplastyczność,wrażliwośćnaudarycieplne.Nie-
korzystnącechąjestrównieżtrudnośćkształtowaniawyrobówzceramiki,szczególnie
wprzypadkuwymagańdotyczącychdokładnościwykonania.Wtakichprzypadkach
koniecznejeststosowaniespecjalnegoprocesuwytwarzaniaczęściwykonywanych
ztegomateriałukonstrukcyjnego[45].
Materiałykompozytowetworzonesąprzezpołączeniedwóchmateriałówin-
żynierskichwcałość,cozapewniauzyskanieinnychwłaściwości,odmiennychod
13
