Korosi dan pemilihan material: paduan, polimer, dan komposit
Diperkenalkan| English | Makna |
|---|---|
| corrosion/kəˈrəʊʒn/ | korosi |
| alloy/ˈælɔɪ/ | aloi |
| composite/ˈkɒmpəzɪt/ | komposit |
| sacrificial protection/ˌsækrɪˈfɪʃl prəˈtekʃn/ | perlindungan pengorbanan |
| carat | karat (satuan berat batu mulia) |
| thermosoftening polymer | polimer termoplastis |
| thermosetting polymer/ˈθɜːməsɪtɪŋ ˈpɒlɪmə/ | polimer termoset |
| matrix/ˈmeɪtrɪks/ | matriks |
| reinforcement/ˌriːɪnˈfɔːsmənt/ | penguat |
Mengapa dua lapisan pelindung bisa gagal secara berbeda?
- Cat dan seng dapat memisahkan besi dari lingkungannya. Setelah tergores, perlindungan mereka dapat berbeda karena seng dapat bereaksi menggantikan besi.
- Pelajaran ini mencakup material Kimia Terpisah: korosi, paduan, keramik, polimer, dan komposit. Pilihlah material berdasarkan sifat yang dibutuhkan untuk tugasnya, menggunakan data yang tersedia sebenarnya.
Uji apa yang dibutuhkan karat
- Korosi adalah kerusakan akibat reaksi kimia dengan lingkungan. Besi berkarat ketika air dan oksigen tersedia. Bandingkan paku yang setara selama periode waktu dan suhu yang sama.
- Udara lembap menyediakan keduanya; udara kering dengan pengering menghilangkan air; air yang direbus di bawah minyak membatasi oksigen. Biarkan paku terakhir terendam sepenuhnya. Kontrol membedakan dua kondisi yang diperlukan daripada membuktikan sebuah aturan dari satu paku berkarat.
Bandingkan penghalang dengan perlindungan katodik
- Cat, gemuk dan pelapisan elektroplating yang sesuai berfungsi sebagai penghalang. Goresan mengekspos besi terhadap air dan oksigen. Galvanisasi seng juga memberikan perlindungan korosi karena seng lebih reaktif daripada besi dan teroksidasi terlebih dahulu.
- Besi yang terekspos di sekitarnya dapat tetap terlindungi selama kontak seng yang sesuai dan pasokannya masih ada. Lapisan yang kurang reaktif tidak dapat menyediakan pengorbanan serupa. Lapisan oksida aluminium yang melekat melindungi permukaannya; hal ini tidak berarti aluminium tidak pernah bereaksi.
Mengapa seng dapat melindungi besi di sekitarnya pada goresan?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Seng memberikan perlindungan korban karena lebih reaktif daripada besi, sementara kontak yang sesuai dan pasokan seng tetap ada. Pelapisan yang kurang reaktif hanya menyediakan perlindungan penghalang yang relevan.
Cocokkan setiap paduan dengan tujuannya
- Perunggu mengandung tembaga dan timah; kuningan mengandung tembaga dan seng. Perhiasan emas dapat mengandung perak, tembaga, atau seng untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus. Perbedaan ukuran atom dapat menghambat selipnya lapisan logam yang teratur.
- Baja karbon tinggi kuat/keras tetapi getas; baja karbon rendah lebih lunak dan mudah dibentuk; baja tahan karat mengandung kromium dan nikel serta tahan terhadap korosi. Paduan aluminium memiliki massa jenis rendah yang berguna untuk pesawat terbang. Gunakan data paduan yang tidak familiar daripada mengasumsikan setiap paduan terbaik untuk segala hal.
Interpretasikan karat sebagai pecahan massa
- Emas murni adalah 24 karat. Emas 18 karat berarti pecahan massa emas $18/24=0.75$, atau $75\%$, bukan delapan belas persen.
- Cincin 12 g mengandung $m_{gold}=12\times18/24=9$ g emas dan $12-9=3$ g logam lain. Cincin independen 8 g dengan kemurnian yang sama mengandung 6 g emas; pecahannya tetap sama ketika massa total berubah.
Cincin 8 g adalah 18 karat emas. Hitung massa emas.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Massa emas = massa total × fraksi emas = 8 g × 18/24 = 6 g. Emas 18 karat adalah 75% emas, bukan 18%. Sisa 2 g adalah logam lain.
Buats kaca dan keramik tanah liat
- Kaca soda-kalsium dibuat dari pasir, natrium karbonat, dan batu kapur. Kaca borosilikat menggunakan pasir dan boron trioksida dan memiliki suhu leleh yang lebih tinggi.
- Keramik tanah liat seperti bata dan gerabah dibuat dengan membentuk tanah liat basah dan memanaskannya dalam tungku. Kekerasan, kegetasan, dan ketahanan panas mempengaruhi kesesuaian; kekuatan tertinggi saja tidak menentukan material terbaik untuk benturan.
Bedakan pengemasan polimer dari ikatan silang
- Polietilena densitas rendah dan tinggi menggunakan monomer etena yang sama. Kondisi produksi yang berbeda menyebabkan perbedaan percabangan/pengemasan: rantai bercabang kurang rapat dibandingkan rantai yang lebih lurus.
- Polimer termoplastik memiliki rantai terpisah yang dapat bergerak saat dipanaskan karena daya tarik antarmolekul terkalahkan. Polimer termoset memiliki ikatan silang kovalen yang membentuk jaringan dan tidak meleleh; pemanasan kuat dapat menguraikannya. Melelehkan rantai terpisah tidak mematahkan tulang punggung kovalennya.
Mencairkan polimer termoplastik memerlukan pemutusan tulang punggung rantai kovalennya.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Pemanasan mengatasi gaya tarik antar molekul cukup agar rantai terpisah dapat bergerak. Pemutusan tulang punggung kovalen bukanlah proses pelelehan. Rantai silang kovalen membuat jaringan termoset tahan meleleh; pemanasan kuat dapat menguraikannya.
Cocokkan istilah dengan maknanya secara tepat.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Gunakan struktur kimia, proses, atau batas perbandingan untuk membedakan istilah-istilah tersebut.
Pilih komposit dengan batas eksplisit
- Komposit memiliki matriks yang mengelilingi dan mengikat penguat berupa serat atau fragmen: serat kaca dalam resin, serat karbon dalam resin polimer, atau agregat dalam pengikat berbasis semen. Sebutkan kedua komponen; “serat karbon” saja tidak lengkap.
- Kandidat fiksi memiliki nilai massa jenis/kekuatan A: 7.8/500, B serat-resin: 1.6/600, C keramik: 2.4/650 dengan kegetasan, dalam satuan umum yang disuplai. B menjanjikan untuk bagian ringan yang tahan benturan, tetapi uji benturan, suhu, biaya, dan masa pakai masih diperlukan. Jangan menciptakan kepastian hanya dari satu angka.
Cocokkan struktur atau reaksi dengan sifat, lalu sifat dengan penggunaannya. Nyatakan kondisi atau pengukuran yang hilang yang membatasi rekomendasi.
Dua kesimpulan mana yang benar menggunakan bukti material?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sifat harus sesuai dengan layanan. Percabangan rantai/penggantungan bergantung pada kondisi produksi, dan oksida pelindung aluminium itu sendiri adalah produk reaksi. Kekuatan tertinggi saja tidak menetapkan perilaku benturan.
Apa nama pengikat penutup dalam komposit berpenguat serat?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Matriks melingkupi dan mengikat penguat. Untuk komposit serat kaca/resin, resin adalah matriks dan serat kaca adalah penguat.