第7章。非金属材料

プラスチックは、包装、機械産業の機械部品、電気および電子産業などの産業および人間の活動でますます広く使用されています... プラスチックには次のような長所と短所があります。優れた耐薬品性、優れた電気絶縁性、遮音性、優れた接着性、および容易な加工特性。ただし、プラスチックには、電気伝導性、熱伝導性、耐熱性が低く、老化しやすいなどの欠点もあります。プラスチックは、結合特性によって 2 つのタイプに分類できます。 – 熱硬化性プラスチック: 加熱すると、柔軟性が失われ、不溶性になります。たとえば、ベークライト、ポリアミド、エポキシ... すべてのタイプの熱硬化性プラスチックはメッシュ構造を持っています。 – 熱可塑性樹脂: 直鎖および分岐鎖構造を持っています。例: ポリ イソブチレン、ポリ ビニルアセテート… 一般的に使用される熱可塑性プラスチックは次のとおりです。測定ツール。 – パイプ、ワイヤー シースの製造に使用される PVC プラスチック。このタイプは、ガソリンや化学薬品 (食品用ではありません) に対して耐久性があります。 – ベークライト、テトライト、ポリアミドなどは硬度と耐熱性が高く、機械部品によく使用されます。 - 接着剤の種類: フェノール ホルムアルデヒド、エポキシ、ポリビニルアキセト、アクリレート。

7.2.ゴム

有機高分子として、常温で非常に高い弾性を持っています。ゴムは、良好な引張強度、劣った圧縮抵抗、不浸透性、クリーニング時の安定性、良好な電気絶縁性を備えています.加硫後のゴム（1 - 5%の硫黄を含む）は、機械的特性が改善され、モジュラス弾性が増加し、弾性特性を保持します.このタイプは普通のゴム（または軟質ゴム）と呼ばれ、多量の硫黄で加硫するとゴムが硬くなり、耐摩耗性、耐酸性に優れますが、弾力性が低下します。このタイプは硬質ゴムと呼ばれ、自動車のタイヤ（スチレンブタジエンス）の製造に広く使用されています。ニトリル ブタジエン ゴムは、フレキシブル ゴム ホース、圧力ホース、蒸気管、ガス管など、ガソリン、オイル、グリース環境で使用される製品の製造に使用されます。硬質エボナイトゴムは、電気工学産業で使用されています。

7.3.複合材料（コンポジット）

複合材料、つまり化学的に異なる多相材料です。それらは互いに溶解するのではなく、相境界によって分離されており、人間の技術的介入によって作成されます。

従来の複合材料には 2 つのフェーズがあります。バックグラウンドと呼ばれる質量全体の連続フェーズと、不連続に分布し、強化と呼ばれるバックグラウンドに囲まれたフェーズです。

複合材料の機械的特性は適切な選択であり、各成分相の利点を促進しますが、成分相のすべての特性が含まれているわけではないことに注意してください。

基礎は、すべての補強要素を連結して統一されたブロックを形成する役割を果たし、同時に補強を覆い、外部環境から保護する連続的なフェーズです。一般的に使用される基板: プラスチック、金属、セラミック。

強化は、強度、弾力性、および剛性を与えるフェーズとして機能する不連続フェーズです。一般的に使用される補強材の種類: 無機 (ホウ素繊維、炭素繊維、ガラス繊維など)、有機 (ポリアミド繊維)、金属 (ステンレス鋼繊維、タングステン粉末、モリブデン粉末)。いくつかのタイプの複合材料は、力学で一般的に使用されています。

グレインコア複合材

このタイプは、補強材の粒子が通常、酸化物、炭化物などであるベースよりも硬いという事実によって特徴付けられます. 硬質合金は、ベースがコバルトでコアがカーバイド粒子である粒子強化複合材料です.は、基材がセメントで、コアが石、砂利、砂である粒子強化複合材です。

繊維強化複合材料

比強度、弾性率が高いタイプです。基材は比較的柔軟でなければならず、補強材は高い強度と剛性を備えている必要があります。さらに、このタイプの複合材の機械的特性は、繊維の形状、サイズ、および分布にも依存します. 今日使用されている繊維複合材のタイプは、自動車、船、パイプなどのシェルを作るためのガラス繊維ポリマー複合材です.マット. 炭素繊維ポリマー複合材は、航空機の細部を製造するためによく使用されます. 金属繊維複合材 (Cu, Al, Mg ... に基づいて、炭素繊維、ホウ素、炭化ケイ素で強化されています) このタイプは耐熱性が高く、製造に使用されますタービンの部品。

複合試験機

7.4. HDPE素材

HDPEはHight Density Poli Etilenの略で、人々の日常生活で広く使用されています。これは、ビニール袋やその他の多くのプラスチック製器具の製造の材料でもあります。 HDPE は、クロムやシロック触媒などの触媒の組み合わせに加えて、低圧下での高密度エチレンからの重合の結果です...

HDPE顆粒

HDPE は、非常に優れた耐久性を備えたプラスチックの一種であり、水、風、酸性雨などの自然腐食に耐性があります...濃酸、アルカリ、塩などの溶液の浸食に耐性があります...さらに、HDPE プラスチックは直射日光による紫外線にも強い。

HDPE は、他の一般的なプラスチック材料と比較して優れた耐熱性も備えています。HDPE 材料で作られたプラスチック パイプは、-40°C でも圧力が変化しません。さらに、この材料の耐火性も非常に優れており、327°C (他の材料の約 2 倍) でしか発火しません。

HDPEの応用

物理的な利点に加えて、HDPE プラスチックは、他の金属または合金材料で作られた製品よりも常に安価です。さらに、HDPE プラスチックは軽量で耐久性が高いため、ユーザーは組み立て、建設、およびその後のメンテナンスを容易に行うことができます。

軽工業では、HDPE は給水および排水管に使用されます。特に地形が複雑な地域では、HDPE パイプの使用は軽量で柔軟性があるため、さらに便利になり、建設と設置が容易になります。 HDPE パイプの寿命は非常に長く、構造が正しければ、パイプの寿命は最大 50 年です。都市部や工業地帯では、大型の廃棄物パイプを作るために常に HDPE パイプが使用されています。

HDPE パイプ溶接試験装置

エネルギー産業では、耐圧性、可塑性、および非常に低い熱伝達指数を備えた HDPE パイプを、電線管、温水および冷水供給管 (圧力 4 ～ 10 kg/cm2)、導管蒸気 (加熱管)、電線として使用する必要があります。 、排水管。

7.5 木材

建設、輸送、機械製造、消費など、多くの産業分野で使用される原料として。

木材の一般的な特性:

• 木材は吸湿性があり、水分を吸収すると膨張します。
• 木材は吸水性と透水性があります。
• 木は縮んだり伸びたりしています。
• 湿った木材は熱を伝導します。湿度が高いほど、熱伝導率が高くなります。木材は、横木よりも縦木の方が 2 倍から 2.5 倍長く熱を伝導します。
• 乾いた木材を断熱し、断熱性を高めるために、木材にパラフィン溶液または人工接着剤を含浸させます。
• 木材はあらゆる次元で不均一な構造を持ち、密度が高く、支持力が大きい。優れた引張強度、曲げ、圧縮、せん断よりも優れた引張強度。

利点:

• 軽くて強く、見つけやすく、扱いやすい天然素材。
• 良好な支持力 (レンガやコンクリートよりも高い圧縮強度)。
• 良好な電気絶縁。

欠陥：

• 機械的特性は均一ではなく、多くの欠陥があります。
• 腐敗やシロアリに弱い。