Sự ăn mòn và lựa chọn vật liệu: hợp kim, polyme và vật liệu tổng hợp
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| corrosion/kəˈrəʊʒn/ | ăn mòn |
| alloy/ˈælɔɪ/ | hợp kim |
| composite/ˈkɒmpəzɪt/ | vật liệu tổng hợp |
| sacrificial protection/ˌsækrɪˈfɪʃl prəˈtekʃn/ | Bảo vệ hi sinh |
| carat | carat |
| thermosoftening polymer | polyme nhiệt dẻo |
| thermosetting polymer/ˈθɜːməsɪtɪŋ ˈpɒlɪmə/ | Polyme nhiệt rắn |
| matrix/ˈmeɪtrɪks/ | ma trận |
| reinforcement/ˌriːɪnˈfɔːsmənt/ | vật gia cường |
Tại sao hai lớp phủ có thể bị hỏng theo cách khác nhau?
- Vải sơn và kẽm đều có thể ngăn cách sắt khỏi môi trường. Sau khi bị trầy xước, khả năng bảo vệ của chúng có thể khác nhau vì kẽm có thể tham gia phản ứng thay thế cho sắt.
- Bài học này bao gồm tài liệu Hóa học Tách: ăn mòn, hợp kim, gốm sứ, polyme và vật liệu tổng hợp. Chọn vật liệu dựa trên các tính chất cần thiết cho công việc cụ thể, sử dụng dữ liệu thực tế đã cung cấp.
Kiểm tra những yếu tố nào cần thiết cho quá trình gỉ sét
- Ăn mòn là sự phá hủy do các phản ứng hóa học với môi trường. Sắt bị gỉ khi cả nước và oxy đều có sẵn. So sánh các đinh tương đương trong cùng khoảng thời gian và nhiệt độ.
- Không khí ẩm cung cấp cả hai yếu tố; không khí khô có chất hút ẩm sẽ loại bỏ nước; nước đã đun sôi dưới lớp dầu sẽ hạn chế oxy. Giữ đinh cuối cùng hoàn toàn ngập trong chất lỏng. Các điều kiện đối chứng giúp phân biệt hai điều kiện cần thiết chứ không phải chứng minh một quy luật từ chỉ một chiếc đinh gỉ.
So sánh hàng rào bảo vệ với bảo vệ hy sinh
- Sơn, mỡ và mạ điện phù hợp tạo thành hàng rào. Một vết trầy xước khiến sắt tiếp xúc trực tiếp với nước và oxy. Mạ kẽm cũng cung cấp bảo vệ hy sinh vì kẽm hoạt động mạnh hơn sắt và bị oxy hóa ưu tiên.
- Sắt bị lộ bên cạnh vẫn có thể được bảo vệ nếu tiếp xúc và nguồn cung cấp kẽm phù hợp vẫn còn. Lớp phủ kém hoạt động hơn không thể mang lại sự hy sinh tương tự. Lớp ox Worth bám chặt trên bề mặt nhôm giúp bảo vệ bề mặt; điều này không có nghĩa là nhôm không bao giờ phản ứng.
Tại sao kẽm lại bảo vệ sắt lân cận tại vết xước?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Kẽm cung cấp bảo vệ hy sinh vì nó phản ứng mạnh hơn sắt, trong khi sự tiếp xúc phù hợp và nguồn kẽm vẫn còn. Các lớp phủ ít phản ứng hơn chỉ cung cấp bảo vệ bằng rào cản tương ứng.
Ghép mỗi hợp kim với mục đích sử dụng của nó
- Đồng thau chứa đồng và thiếc; đồng thau vàng chứa đồng và kẽm. Trang sức vàng có thể chứa bạc, đồng hoặc kẽm để cải thiện độ cứng và khả năng chịu mài mòn. Kích thước nguyên tử khác nhau có thể cản trở sự trượt của các lớp kim loại đều đặn.
- Thép carbon cao có độ bền/độ cứng nhưng dễ gãy; thép carbon thấp mềm hơn và dễ gia công hơn; thép không gỉ chứa crôm và niken, chống ăn mòn tốt. Hợp kim nhôm có mật độ thấp, hữu ích cho máy bay. Sử dụng dữ liệu về hợp kim chưa quen thuộc thay vì giả định rằng mọi hợp kim đều tốt nhất ở mọi thứ.
Giải thích carat như một tỷ lệ khối lượng
- Vàng nguyên chất là 24 carat. Vàng 18 carat có nghĩa là tỷ lệ khối lượng vàng là $18/24=0.75$, hay $75\%$, chứ không phải mười tám phần trăm.
- Một chiếc nhẫn nặng 12 g chứa $m_{gold}=12\times18/24=9$ g vàng và $12-9=3$ g các kim loại khác. Một chiếc nhẫn độc lập nặng 8 g có cùng độ tinh khiết sẽ chứa 6 g vàng; tỷ lệ này không đổi dù tổng khối lượng thay đổi.
Một 8 g vòng là 18 karat vàng. Tính khối lượng vàng.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Khối lượng vàng = tổng khối lượng × tỷ lệ vàng = 8 g × 18/24 = 6 g. Vàng 18 karat chứa 75% vàng, không phải 18%. Phần còn lại 2 g là các kim loại khác.
Sản xuất thủy tinh và gốm đất sét
- Thủy tinh natri-cacbonat được làm từ cát, natri cacbonat và đá vôi. Thủy tinh borosilicate sử dụng cát và bori trioxit và có nhiệt độ nóng chảy cao hơn.
- Gốm đất sét như gạch và đồ gốm được chế tạo bằng cách định hình đất sét ướt và nung trong lò. Độ cứng, tính giòn và khả năng chịu nhiệt ảnh hưởng đến mức độ phù hợp; chỉ riêng độ bền cao nhất không xác định được vật liệu tốt nhất cho va đập.
Phân biệt đóng gói polyme và liên kết chéo
- Polietilen mật độ thấp và mật độ cao sử dụng cùng một monome etene. Điều kiện sản xuất khác nhau dẫn đến sự khác biệt về nhánh/đóng gói: các chuỗi nhánh đóng gói ít chặt chẽ hơn so với các chuỗi thẳng hơn.
- Polyme mềm nhiệt có các chuỗi riêng biệt có thể di chuyển khi gia nhiệt khi lực hút giữa các phân tử bị vượt qua. Polyme cứng nhiệt có các liên kết chéo cộng hóa trị tạo thành mạng lưới và không nóng chảy; gia nhiệt mạnh có thể làm phân hủy nó. Nóng chảy các chuỗi riêng biệt không phá vỡ khung xương cộng hóa trị của chúng.
Nung chảy một polymer nhiệt dẻo đòi hỏi việc phá vỡ các backbone liên kết cộng hóa trị của chúng.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Việc gia nhiệt vượt qua đủ lực hút giữa các phân tử để các chuỗi riêng biệt có thể di chuyển. Việc phá vỡ backbone liên kết cộng hóa trị không phải là quá trình nung chảy. Các liên kết chéo cộng hóa trị tạo ra mạng lưới nhiệt rắn chống lại việc nung chảy; gia nhiệt mạnh có thể làm phân hủy nó.
Ghép nối thuật ngữ với ý nghĩa chính xác của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng cấu trúc hóa học, quá trình hoặc ranh giới so sánh để phân biệt các thuật ngữ.
Chọn vật liệu tổng hợp có giới hạn rõ ràng
- Vật liệu tổng hợp có ma trận bao quanh và liên kết phần gia cường là sợi hoặc mảnh vụn: sợi thủy tinh trong nhựa resin, sợi carbon trong nhựa polymer, hoặc cốt liệu trong chất kết dính gốc xi măng. Hãy nêu tên cả hai thành phần; “sợi carbon” đơn lẻ là không đầy đủ.
- Các ứng viên giả định có giá trị mật độ/bền A: 7.8/500, B sợi-resin: 1.6/600, C gốm sứ: 2.4/650 với tính giòn, theo đơn vị cung cấp thông thường. B tiềm năng cho bộ phận chịu va đập nhẹ, nhưng vẫn cần thử nghiệm va đập, nhiệt độ, chi phí và tuổi thọ phục vụ. Đừng tự tạo ra sự chắc chắn từ một con số duy nhất.
Gắn cấu trúc hoặc phản ứng với tính chất, sau đó gắn tính chất với ứng dụng. Nêu một điều kiện hoặc phép đo thiếu sót giới thiệu khuyến nghị.
Hai kết luận nào sau đây sử dụng đúng bằng chứng từ tài liệu?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Các tính chất phải phù hợp với điều kiện vận hành. Sự phân nhánh/xếp chuỗi phụ thuộc vào điều kiện sản xuất, và lớp oxit bảo vệ của nhôm bản thân là một sản phẩm phản ứng. Độ bền cao nhất đơn lẻ không xác định được hành vi chịu va đập.
Chất kết dính bao quanh trong vật liệu composite gia cường sợi được gọi là gì?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Ma trận bao bọc và liên kết với vật liệu gia cố. Đối với sợi thủy tinh/nhựa, nhựa là ma trận và sợi thủy tinh là vật liệu gia cố.