קורוזיה ובחירת חומר: סגסוגות, פולימרים וקומפוזיטים
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| corrosion/kəˈrəʊʒn/ | קורוזיה |
| alloy/ˈælɔɪ/ | סגסוגת |
| composite/ˈkɒmpəzɪt/ | חומר מרוכב |
| sacrificial protection/ˌsækrɪˈfɪʃl prəˈtekʃn/ | הגנה קורבנית |
| carat | קראט |
| thermosoftening polymer | פולימר תרמופלסטי |
| thermosetting polymer/ˈθɜːməsɪtɪŋ ˈpɒlɪmə/ | פולימר המתקשה בחימום ואינו ניתך מחדש |
| matrix/ˈmeɪtrɪks/ | מטריצה |
| reinforcement/ˌriːɪnˈfɔːsmənt/ | חיזוק |
מדוע שתי שכבות יכולות להיכשל בצורה שונה?
- צבע ואבץ יכולים להפריד ברזל מהסביבה. לאחר שריט, ההגנה שלהם עשויה להשתנות מכיוון שאבץ מגיב במקום הברזל.
- שיעור זה עוסק בחומרים בכימיה נפרדת: קורוזיה, סגסוגות, קרמיקה, פולימרים וסיבים מרוכבים. בחר חומר לפי התכונות הנדרשות לתפקידו, באמצעות הנתונים המסופקים בפועל.
בדוק מה נדרש לחלודה
- קורוזיה היא הרס על ידי תגובות כימיות עם הסביבה. ברזל מחליד כאשר ישנו זמינות של גם מים וגם חמצן. השוו מסמרים מקבילים לאורך אותו זמן וטמפרטורה.
- אוויר לח מספק את שניהם; אוויר יבש עם חומר יבש מסיר מים; מים רתוחים תחת שמן מגביל חמצן. שמור על המסמר האחרוני טבול במלואו. הבקרות מבדילות בין שתי תנאים הכרחיים ולא מוכיחות חוק מתמסר אחד מחליד.
השוו מחסומים להגנה קורבנית
- צבע, שומן והצטלה אלקטרוליטית מתאימה יוצרים מחסומים. שריטה חושפת ברזל למים וחמצן. גלוויניזציה באבץ מספקת גם הגנה קורבנית מכיוון שאבץ תגובתי יותר מברזל וחמצן בעדיפות.
- ברזל חשוף בקרבה יכול להישאר מוגן כל עוד קיים מגע ואספקת אבץ מתאימים. ציפוי פחות תגובתי אינו יכול לספק אותה קורבנות. שכבת החמצן הדוקה של אלומיניום מגנה על פני השטח שלו; דבר זה אינו אומר שהאלומיניום לעולם אינו מגיב.
מדוע אבץ יכול להגן על ברזל סמוך בשבר?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
אבץ מספק הגנה קורבנית מכיוון שהוא תגובתי יותר מהברזל, תוך שמירה על מגע מתאים ואספקת אבץ. ציפויים פחות תגובתיים מספקים רק הגנת מחסום רלוונטית.
התאם כל סגסוגת לשימושה
- ברונזה מכילה נחושת ועופרת; פליז מכילה נחושת ואבץ. תכשיטי זהב יכולים להכיל כסף, נחושת או אבץ כדי לשפר הקשיחות והעמידות בשחיקה. גדלים שונים של אטומים יכולים להקשות על החלקה של שכבות מתכת סדירות.
- פלדה גבוה-פחמן היא חזקה/קשה אך שבירה; פלדה נמוכה-פחמן רכה יותר וקלה לעיצוב; פלדת אל-חלד מכילה כרום וניקל ועמידה לקורוזיה. סגסוגות אלומיניום בעלות צפיפות נמוכה שימושיות למטוסים. השתמש בנתוני סגסוגות לא מוכרות ולא בהנחה שכל סגסוגת טובה בכל.
פרש קראטים כשבר מסה
- זהב טהור הוא 24 קראט. שמונה עשר קראט פירושו שבר מסה זהב $18/24=0.75$, או $75\%$, ולא שמונה עשר אחוזים.
- טבעת משקל 12 גרם מכילה $m_{gold}=12\times18/24=9$ גרם זהב ו$12-9=3$ גרם מתכות אחרות. טבעת משקל独立8 גרם מאותה נקודת טוהר מכילה 6 גרם זהב; השבר נשאר זהה כאשר המשקל הכולל משתנה.
טבעת משקלה 8 גרם היא זהב ממדרגת 18 קראט. חשבו את מסת הזהב.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
מסת זהב = מססה כוללת × שבר הזהב = 8 גרם × 18/24 = 6 גרם. זהב ממדרגה 18 הוא 75% זהב, ולא 18%. ה-2 גרם הנותרים הם מתכות אחרות.
הכן קרמיקת זכוכית וחימר
- זכוכית סודה-סידה מיוצרת מחול, נתרן קרבונט וסידן. זכוכית בורוסיליקטית משתמשת בחול ותחמוצת בורון ויש לה טמפרטורת התכה גבוהה יותר.
- קרמיקת חימר כמו לבנים וכלי שרף מיוצרת על ידי עיצוב חימר רטוב וחימום במכונה. קשיחות, שבירות ועמידות בחום משפיעות על התאמות; החוזק הגבוה ביותר לבדו אינו קובע את החומר הטוב ביותר להתנגשות.
הבדל בין אריזת פולימרים לקשרים צולבים
- פוליאתילן בצפיפות נמוכה ובצפיפות גבוהה משתמשים באותו מונומר אתילן. תניי ייצור שונים מובילים להבדלים באריזה/ענפויות: שרשראות מעורבות נארזות צמוד פחות משרשראות ישרות יותר.
- פולימר תרמו-רכך בעל שרשרות נפרדות שיכולות להזיז כשהוא מתחמם, משום שהכוחות הבינמולקולריים מתגברים. פולימר תרמו-מתקשה מכיל קשרים צולבים קוולנטיים היוצרים רשת ואינו נמס; חימום חזק מדי עלול לפרק אותו. התמסת שרשרות נפרדות אינה שוברת את הגבול הקוולנטי שלהן.
המיסת פולימר תרמו-רך דורשב שבירת גבישי הקשר הקוולנטיים שלה.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
חימום גובר על המשיכה בין-מולקולרית מספיק כדי לשחרר שרשראות נפרדות לתנועה. שבירת גביש הקשר הקוולנטי אינה תהליך ההמיטה. קשרי צלב קוולנטיים יוצר רשת תרמו-קשה העמידה בהמיטה; חימום חזק מדי עלול לפרק אותה.
התאימו את המונח למשמעות המדויקת שלו.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמש במבנה הכימי, בתהליך או בגבול ההשוואה כדי להבחין בין המונחים.
בחר מרוכב עם גבול ספציפי
- למרוכב יש מטריצה המקיפה וקושרת מחזק של סיבים או שבבים: סיבי זכוכית בשרף, סיבי פחמן בשרף פולימרי, או חומרי גלם בחומר קושר מבוסס צמנט. שם את שני המרכיבים; "סיבי פחמן" לבד אינם מספקים.
- מועמדים בדיוניים הם בעלי ערכי צפיפות/חוזק A: 7.8/500, B סיב-שרף: 1.6/600, C קרמיקה: 2.4/650 עם שבירות, ביחידות אופייניות. B הוא מבטיח לחלק קל ועמיד בפני פגיעות, אך נדרשים עוד בדיקות פגיעות, טמפרטורה, עלות וחיי שירות. אל תחפש ודאות ממספר אחד.
התאם מבנה או תגובה לתכונה, ולאחר מכן תכונה לשימוש. ציין תנאי או מדידה חסרה המגבילה את ההמלצה.
אילו שתי מסקנות משתמשות נכון בעדפי החומר?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
המאפיינים חייבים להתאים לתפעול. ענף שרשרת/אריזה תלוי בתנאי הייצור, וחמצן המגן של האלומיניום הוא עצמו תוצר תגובה. חוזק גבוה בלבד אינו קובע התנהגות בפגיעה.
מה נקרא למחבר העוטף בקומפוזיט מחוזק בסיבים?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
המטריצה עוטפת ומחברת את החיזוק. עבור זכוכית-סיבים/שרף, השרף הוא המטריצה והסיבים הזכוכית הם החיזוק.