ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЧЕТА С ОЦЕНКОЙ ПО ТОВАРОВЕДЕНИЮ, 3 КУРС
1.
|
Основныезадачиматериаловедения.
Материаловедение— наука, изучающая связь между составом структурой и свойствами материалов, а также изменением свойств материалов при внешних воздействиях (тепловом, механическом, химическом и т. д.).
Задачаматериаловедения— установление закономерности взаимосвязи между составом, структурой и свойствами материалов для того, чтобы целенаправленно изменять свойства материалов при их переработке в товарный продукт, а также для создания материалов с заданным комплексом свойств.
|
2.
|
Классификацияматериаловдляпроизводствапотребительскихтоваров.
В общем случае классификация материалов включат в себя три основных
разновидности материалов: металлические материалы, неметаллические материалы, композиционные материалы.
Металлические материалы принято классифицировать по основному компоненту. Различают черную и цветную металлургию. К материалам черной металлургии принадлежат стали, чугуны, ферросплавы и сплавы на основе железа, легированные цветными металлами в количестве превосходящим стали. К материалам цветной металлурги принадлежат важнейшие цветные металлы - алюминий, медь, цинк, свинец, никель, олово и сплавы на их основе. К металлическим материалам относятся и материалы порошковой металлургии. Неметаллические материалы различают по основным классам: резина, керамика, стекло, пластические массы, ситаллы. Композиционными материалы - сложные или составные материалы, состоящие из двух разнородных материалов (например: стекла и пластмассы - стеклопластики) принято классифицировать по типу структуры, материалу матрицы, назначению и способу изготовления.
|
3.
|
СодержаниеэлементоввЗемнойкоре. Мировойобъемпроизводстваосновныхматериалов. Структурныеметодыисследованияматериалов.
В земной коре наибольшее распространение имеют кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий. В целом они составляют 98 % земной коры. При этом свыше 80 % приходится на кислород, кремний и алюминий в отличие от среднего состава Земли, где общее количество этих химических элементов резко сокращается. Особенно высоко в земной коре содержание кислорода и кремния.
Источником почти всех материалов, используемых человеком, является верхний слой земной коры толщиной до 10 км. Самым распространенным элементом земной коры является кислород (47 %). Второе место занимает кремний (29 %), затем следуют алюминий (8 %), железо (4,6 %), кальций, натрий, калий, магний и водород. Эти девять элементов составляют более 98 % массы земной коры, так что на долю всех остальных приходится менее 2 %. В эти 2 % входят и такие широко применяемые в народном хозяйстве элементы, как медь, цинк, свинец, никель, сера, фосфор и др.
К структурным методам исследования принадлежат:
Макроанализ - изучение структуры материалов визуально или с помощью простейших оптических приборов. Наиболее доступным при этом является изучение изломов. Для металлов и сплавов мелкокристаллический излом соответствует лучшему качеству - более высоким механическим свойствам. На изломах, например, в сталях легко наблюдаются дефекты: крупное зерно, шиферность. грубая волокнистость, трещины, раковины, флокены и т.п., и в ряде случаев глубина проведенной поверхностной обработки изделия. Методика исследования закрепляется ГОСТ, там же приведены фотоэталоны изломов и макродефектов.
Другим способом макроисследования является изучение строения металлических материалов на специальных темплетах (образцах). После травления специальными растворами шлифованной поверхности темплета на ней выявляется кристаллическая структура, волокнистость, дендритное строение, неоднородность металла. Например, травление поперечного среза сварного шва дает возможность выявить места непровара, пузыри, зону термического влияния, трещины и т.п.
Микроскопический анализ: производится с помощью оптических микроскопов, электронных микроскопов, электронных проекторов. Исследование производится на зеркальной поверхности шлифа (после соответствующей полировки) или слепка с нее - на электронном микроскопе. Шлифы исследуют до и после травления. Травление металлической поверхности растворами кислот выявляет рельеф границ кристаллов, контуры отдельных элементов структуры. Данные исследований - размер и форма зерен получают количественную и качественную оценку. В настоящее время металлографические комплексы снабжаются компьютерными системами для обработки и хранения информации.
|
4.
|
Видыдревесныхпородичастидерева. Макроскопическоестроениедревесины.
Все деревья, растущие на земле, можно разделить на два вида: лиственные(покрытосеменные) и хвойные(голосеменные) – с листьями в виде иголок. К хвойным породам относятся сосна, кедр, ель, пихта, лиственница, можжевельник, тис. Лиственные деревья очень распространены и представлены множеством пород (береза, липа, дуб, орех, бук, ясень, клен, яблоня, вяз, ива и т. д.)
Дерево имеет три части: корень, стволи крону. Резчики по дереву используют в основном ствол, в котором заключена основная масса древесины. Остальные части дерева также могут использоваться для производства различных изделий. Например, крону используют в качестве сырья для производства древесноволокнистых плит, из ветвей ивы делают корзины и плетеную мебель, корни используются в декоративно-прикладном искусстве (корнепластика).
Место перехода ствола в корень называют комлевойчастьюили комлем. Древесина в комлевой части имеет красивую текстуру и переливчатый блеск, что очень ценится в производстве художественных изделий из дерева.
Чтобы лучше понять свойства древесины, нужно хорошо представлять себе ее строение. Удобнее всего строение древесины рассматривать на трехосновныхразрезахствола:
поперечном, или торцевом, когда плоскость разреза проходит перпендикулярно (поперек) стволу;
радиальном, когда плоскость разреза проходит вдоль оси ствола (параллельно волокнам древесины) через центр;
тангенциальном, когда плоскость разреза проходит вдоль оси ствола, но на некотором расстоянии от центра и по касательной к годичным кольцам.
В самом центре ствола расположена сердцевина, состоящая из рыхлых, непрочных тканей, образованных в первые годы жизни дерева.
Сердцевину окружают годичные кольца– слои прироста древесины за один год жизни дерева. На радиальном разрезе годичные слои видны в виде параллельных полос, а на тангенциальном – в виде извилистых линий. В годичном кольце различают внутренние слои из крупных светлых клеток, которые появляются весной, и наружные слои из мелких темных клеток – это область поздней, летней и осенней древесины.
У некоторых пород деревьев на поперечном (торцевом) разрезе можно увидеть более темную центральную часть – ядрои более светлую часть вокруг ядра – заболонь. Ядро отличается большей плотностью, твердостью и меньшим содержанием влаги, так как это самая старая по возрасту древесина, состоящая из омертвевших клеток, не принимающих участия в обмене питательных веществ.
Заболонь– самая молодая часть древесины, она служит для проведения воды и других питательных веществ по стволу из корней в крону. Древесина заболони менее прочная, чем ядровая, она сильнее усыхает и растрескивается, поэтому резчики не используют в работе заболонь некоторых пород деревьев, а используют только ядро.
В зависимости от наличия ядра, заболони и спелой древесины породы деревьев подразделяются на следующие виды.
Ядровые– такие породы имеют и ядро, и заболонь. К ядровым породам относятся сосна, кедр, лиственница, можжевельник, дуб, ясень, яблоня и другие.
Спелодревесные– у этой группы деревьев древесина в центральной части ствола почти полностью отмирает, но не отличается от заболони по цвету. Такую древесину называют спелой. К спелодревесным породам относятся ель и осина.
Заболонные– это породы деревьев, у которых между центральной и остальной частью ствола нет разницы ни в цвете, ни в содержании влаги. К заболонным породам относятся береза, липа, клен, груша и др.
На границе между древесиной и корой находится камбий– тонкий слой, состоящий из живых клеток, которые, развиваясь, каждый год образуют новый слой древесины.
Корасостоит из двух слоев – пробкового и лубяного. Расположенный снаружи пробковый слой защищает древесину ствола от морозов, солнечных лучей и механических повреждений. Лубяной слойкоры (луб) проводит воду и выработанные в листьях органические вещества по стволу.
На торцовой поверхности древесного ствола у некоторых пород деревьев хорошо видны светлые блестящие полоски, направленные от сердцевины к коре, – это сердцевинные лучи. Они проводят в стволе воду в горизонтальном направлении, а также запасают питательные вещества. У всех хвойных деревьев и у таких лиственных, как береза, осина и груша, сердцевинные лучи настолько узкие, что почти не заметны; у дуба и бука, наоборот, лучи широкие и хорошо видны на всех разрезах.
|
5.
|
Микроскопическоестроениедревесиныхвойныхилиственныхпород.
Ткань древесной массы создана из клеток. Поэтому все химические компоненты располагаются в клеточных оболочках. Древесина состоит из минеральных и органических компонентов. К минеральным (неорганическим) веществам относятся элементы, которые остаются после сгорания древесной ткани (зола). Их величина составляет 1% от общей массы. По химическому составу эти элементы представляют собой смесь разных солей, растворимых (натрия, калия) и нерастворимых (магния, кальция, железа) в воде.
Остальную часть занимают органические составляющие, занимающие 99% общей массы. Их элементный состав содержит 49 — 50% углерода, 43 — 44 % кислорода, 6 % водорода и 0,1 — 0,3 % азота.
Органические вещества представлены в виде двух групп:
Структурные компоненты, образующие структуру клетки (целлюлоза, холоцеллюлоза, гемицеллюлоза, лигнин).
Экстрактивные вещества — компоненты, которые можно извлечь из древесины растворителями (экстрагировать). Они не входят в состав клеточной стенки. К ним относятся эфирные масла, красители, дубильные вещества, жиры, пектины. Древесина обязана им запахом, цветом, вкусом, сопротивлению гниению и болезням. Экстрактивные элементы составляют 3 — 5% от общей массы органических компонентов.
Химический состав лиственных пород отличается от хвойных большим содержанием структурных компонентов (гемицеллюлозы), но меньшим содержанием лигнина. В зависимости от географического места произрастания, возраста растения химический состав может меняться в пределах одной породы.
Химический состав коры отличается повышенным содержанием экстрактивных веществ, лигнина и пониженным содержанием целлюлозы. Доля неорганических веществ в общем количестве составляет 10-15 %, это в 10 раз больше, чем в древесине. Преобладающими элементами золы являются кальций (82-95 %), калий, магний.
Кора — ценное растительное сырье:
Дубильные вещества незаменимы при выделке кож.
Экстрактивные компоненты находят применение в медицине.
Кору используют в качестве топлива.
Измельченная кора служит основой корокомпостов в сельском хозяйстве.
|
6.
|
Химическийсоставдревесины.
Древесина – это вещество клеточных стенок (оболочек клеток дерева), состоит в основном из органических веществ (около 99 %), и лишь небольшую часть (около 1 %) составляют минеральные вещества, которые при сжигании древесины образуют золу. Основные органические компоненты древесины являются высокомолекулярными соединениями (полимерами), которые в древесине между собой прочно связаны. Органические вещества древесины подразделяют на три основные части: углеводную, ароматическую и экстрактивные вещества. Главными компонентами древесины являются: целлюлоза (45–55 %), близкие к ней гемицеллюлоза (24–30 %) и лигнин (20–29 %).
Целлюлоза, или клетчатка имеет волокнистое строение, в чистом виде бесцветна, не имеет запаха и вкуса, очень стойка, не изменяется на воздухе и не растворяется в воде, спирте, ацетоне, эфире и других обычных органических растворителях. Целлюлоза идет на изготовление бумаги, искусственного шелка, взрывчатых веществ, ниток, целлулоида, нитроцеллюлозных лаков и других веществ. Гемицеллюлозы по своему химическому составу являются веществами, близкими к целлюлозе. Под действием кислот они легко гидролизуются и переходят в раствор. Лигнин представляет собой сложное органическое растительное вещество. От целлюлозы лигнин отличается большим содержанием углерода и меньшей стойкостью: она легко подвергается действию горячих щелочей и окислителей. В древесине хвойных пород в смоляных ходах или в смоляных клетках коры содержатся смолы. Из древесины сосны получают жидкую смолу – живицу, представляющую густую, липкую прозрачную жидкость с ароматическим запахом. В древесине многих пород (дуб, каштан) содержатся дубильныевещества – танниды, используемые в кожевенной промышленности для дубления сырых шкур и превращения их в кожу. Млечные соки некоторых растений дают особые вещества – гуттаперчу. Породы, дающие гуттаперчу, называют каучуконосами (бересклет бородавчатый), т.к. она является сырьем для получения каучука.
|
7.
|
Сучки, трещиныкакдефектыдревесныхматериалов. Порокиформыствола. Порокистроениядревесины. Грибныепоражениядревесины.
Пороками древесины называют изменения ее внешнего вида, нарушения правильности строения и другие недостатки, снижающие качество древесины и ограничивающие возможности ее использования в работе. Влияние пороков на пригодность древесины как материала зависит от вида порока, размеров поражения им древесины, а также характера изготавливаемого изделия и условий его эксплуатации.
Некоторые пороки осложняют работу или делают древесину вообще непригодной для использования. Но при изготовлении художественных изделий некоторые отклонения от нормального строения (например, наросты или неравномерная окраска) могут повышать декоративные качества материала.
Все пороки разделены на следующие девять групп (ГОСТ 2140–81):
сучки;
трещины;
пороки формы ствола;
пороки строения древесины;
химические окраски;
грибные поражения;
биологические повреждения;
инородные включения, механические повреждения и пороки обработки;
покоробленности.
Сучки – это основания ветвей, заключенные в древесине ствола. Наличие сучков в древесине называют сучковатостью. Сучковатость – один из наиболее распространенных пороков древесины, особенно хвойных пород, из которой со временем сучки могут выпадать. Древесина сучков в два-три раза выше твердости окружающей их древесины, что затрудняет обработку режущими инструментами. При работе нужно учитывать невозможность соединений в этих местах.
Трещины– это разрывы древесины вдоль волокон. На их образование влияют природные факторы и внутренние напряжения, возникшие в стволе. Различают морозные, отлупныеи метиковыетрещины. Морозные трещины появляются в результате расширения внутренней влаги при сильных морозах. В результате возникают сквозные трещины, направленные радиально.
Внутренние напряжения, возникающие в стволе, приводят к появлению отлупных (отслоение друг от друга годичных слоев) и метиковых (направленных вдоль ствола от корня к вершине) трещин. Помимо этого, могут появиться трещины, являющиеся результатом усушки.
Трещины нарушают целостность древесины и снижают ее механические свойства. При выборе материала следует не допускать этот порок. Если трещина возникла во время работы, ее необходимо заделать.
Порокиформыстволавозникают в результате изменения условий роста дерева, механических повреждений или заболеваний. Такие пороки затрудняют распиловку бревен и снижают полезный выход пиломатериалов. Чаще всего встречаются следующие пороки формы ствола.
Кривизна– искривление ствола по длине. Кривизна может быть простой и сложной (ствол имеет несколько изгибов в разном направлении).
Сбежистость– резкое уменьшение диаметра от комля к вершине, что вызывает наклон волокон.
Закомелистость– резкое увеличение диаметра в нижней части ствола.
Наростынастволе– местные утолщения ствола. Наросты бывают двух видов: наплывы, которые имеют гладкую поверхность и появляются в комлевой части дерева, и капы, имеющие неровную поверхность и свилеватое строение. Древесина наростов плохо поддается обработке и мало пригодна в качестве конструкционного материала, но отличается очень красивой текстурой. Капы используются для производства строганого шпона и мелких художественных изделий.
Порокистроениядревесины
Наклонволокон(косослой) – винтообразное направление волокон древесины. Такую древесину лучше не использовать для токарных и резных работ.
Свилеватость– волнообразное или переплетное расположение волокон. Чаще всего это явление наблюдается в комлевой части ствола. Свилеватое дерево трудно раскалывается и обрабатывается, но имеет красивый рисунок.
Двойнаясердцевина– наличие в древесине двух и более сердцевин, каждая из которых имеет свою систему годичных колец. Это затрудняет обработку, увеличивает отходы, способствует растрескиванию.
Прорость– дефект на участке дерева, возникший в результате механических повреждений. Прорость бывает открытая и закрытая. Такой участок древесины портит внешний вид и затрудняет отделку. Часто в этом месте встречаются грибные пятна и засмолки.
Смолянойкармашек(засмолок) – полость внутри годичных слоев, заполненная смолой. Смоляной кармашек портит поверхность изделий, плохо поддается отделке и склеиванию, пачкает инструменты, снижает прочность древесины.
Химическиеокраски– ненормально окрашенные, неравномерные по цвету участки в древесине, возникающие в результате развития химических и биологических процессов. Химические окраски не влияют на механические свойства древесины, но изменяют ее цвет и блеск. При интенсивной окраске ухудшают внешний вид.
Грибныепоражения– один из опасных пороков древесины. Они могут привести к загниванию древесины, изменению ее цвета и ее быстрому разрушению. Гниль – ненормальные по цвету участки древесины без понижения или с понижением твердости, возникающие под воздействием дереворазрушающих грибов. Мягкая гниль резко снижает прочность древесины.
Основным видом биологическихповрежденийявляются червоточины– ходы и отверстия, проделанные в древесине насекомыми. По глубине проникновения в древесину червоточины подразделяют на поверхностные, неглубокие, глубокие и сквозные. Червоточина ухудшает внешний вид древесины и может снижать ее механические свойства.
Древесина может содержать инородныевключения, такие как камни, песок, проволока, гвозди, металлические осколки. Инородные включения могут привести к порче инструмента при обработке такой древесины, а также к травме человека, ее обрабатывающего.
Механическиеповрежденияи порокиобработки– повреждения древесины, полученные в процессе ее заготовки, транспортировки, сортировки и обработки механическим инструментом.
Покоробленность – деформации, которые возникают при распиловке, сушке или хранении древесины. Покоробленность затрудняет, а иногда и полностью исключает использование такой древесины в работе.
| |
Скачать 0.69 Mb.