Základní vlastnosti technických materiálů - Všichni Všem

 22.Základní vlastnosti technických materiálů

(fyzikální, chemické, mechanické, technologické)

Fyzikální vlastnosti:

Hustota ρ je dána poměrem hmotnosti m k objemu V homogenní látky při určité teplotě

      Její velikost závisí na atomové stavbě dané látky. Je tedy závislá na poloze prvku v periodické soustavě prvků.
      To však platí jen tenkrát, jsou-li v krystalu obsazena atomy všechna uzlová místa. Protože tomu ve skutečnosti tak není (v mřížce se vyskytují četné poruchy - vakance, póry, nečistoty), liší se skutečná hustota od ideální. Například lité kovy mohou mít hustotu až o 3 % menší než kovy tvářené.
      Teplota (bod) tání [°C] a tuhnutí je teplota, při níž látka mění své skupenství. Závisí rovněž na vnitřní stavbě kovů. Znalost této teploty je důležitá pro slévárenství, pokovování, svařování apod. Při lití musíme znát teplotu tavení. Je to teplota asi o 200 °C vyšší, než je teplota tání dané slitiny (obr. 1). Touto zvýšenou teplotou chceme dosáhnout u různých slitin stejného přehřátí. Důležitá je také teplota lití. Bývá asi o 50 až 100 °C nad teplotou likvidu (obr. 1).

      Látky krystalické, skládající se z jediného prvku nebo jediné sloučeniny, mají pro každý druh látky zcela určitou teplotu tání a tuhnutí. Proti tomu mnohé slitiny, skla, keramické látky apod. přecházejí se stoupající nebo klesající teplotou z jednoho skupenství do druhého pozvolna. Pro ně je pak zapotřebí uvádět teplotní rozsah (interval) tavení nebo tuhnutí. Teplota tání je rovněž důležitá pro eutektické slitiny.
      Délková a objemová roztažnost je prodloužení délky nebo zvětšení objemu vlivem zvýšení teploty látky. Je vztažena na počáteční délku nebo objem.
      Teplotní součinitel délkové α_l [1/K] a objemové roztažnosti α_V [1/K] je změna délkové nebo objemové jednotky při změně teploty o 1 K. U odlitků, součástí ze spékaných materiálů a součástí z plastů musíme naopak počítat se smrštivostí, která je opakem roztažnosti.
      Tepelná vodivost λ[W/mK] je množství tepla Q[J], které při ustáleném stavu projde za jednotku času mezi dvěma protilehlými stěnami krychle o délce hrany 1 m, je-li rozdíl teplot mezi těmito stěnami 1 K. Nejlepším vodičem tepla je stříbro. Tepelnou vodivost ostatních kovů zjišťujeme často porovnáváním s tepelnou vodivostí stříbra a udáváme ji v procentech. Číselné hodnoty jednotlivých materiálů najdeme ve Strojnických tabulkách.
      Největší vodivost mají čisté kovy. Nekovové materiály mají tepelnou vodivost 10 až l00krát nižší než kovové konstrukční materiály.
      Elektrická vodivost G [S] je schopnost vést elektrický proud. Vodič s odporem 1 má vodivost 1 S (siemens). Podle vodivosti dělíme materiály na vodiče a nevodiče neboli izolanty. Mezi nimi je skupina materiálů se zvláštními vlastnostmi, kterým říkáme polovodiče (např. selen, germanium, křemík apod.). Elektrickou vodivost posuzujeme podle měrného elektrického odporu ρ.
      Měrný elektrický odpor ρ[m] je veličina charakterizující schopnost vedení elektrického proudu. Nejlepším vodičem elektrického proudu je stříbro, po něm měď, hliník. Nejlepším izolantem by bylo dokonalé vakuum.