Резиновые материалы

Резина — это продукт химической переработки каучуков, получаемый в результате вулканизации. Наиболее распространенным вулканизатором является сера. В процессе вулканизации (нагрев в парах серы) линейная структура каучука превращается в пространственную вследствие того, что сера, вступая в реакцию с атомами углерода, имеющими до вулканизации двойные связи, соединяет макромолекулы. При вулканизации термопластичный пластик переходит в реактопласт с пространственной структурой.
Помимо каучука и вулканизатора, в состав резины входят:

1. противостарители (антиоксиданты) — вещества, препятствующие окислению резины; они связывают кислород, продиффундировавший в резину (химические), или образуют защитные пленки, предохраняющие от окисления (физические) — парафин, воск;
2. пластификаторы, облегчающие переработку резиновой смеси — парафин, вазелин и др.;
3. наполнители — активные (сажа, оксиды кремния и цинка), участвующие в образовании трехмерной структуры и поэтому повышающие качественные свойства;
4. инертные материалы (мел, тальк), вводимые для удешевления;
5. красители минеральные или органические, выполняющие декоративную функцию. Кроме того, поглощая коротковолновую часть солнечного спектра, они задерживают световое старение резины.

В процессе эксплуатации резиновые изделия подвержены различным видам старения (световому, озонному, тепловому и др.). В результате старения происходят необратимые изменения свойств.

Повышение температуры снижает прочность резин, рабочая температура нетеплостойких резин не превышает 150°С, специальных термостойких — 320°С.

При низких температурах происходят превращение в стеклообразное состояние и потеря эластичных свойств. Резиновые изделия можно эксплуатировать при температуре от –30 до +80°С.

По назначению резины бывают общего назначения и специальные. К резинам общего назначения относятся НК, СКБ, СКС, СКИ: НК — на основе натурального каучука, СК — синтетические. К специальным резинам относятся маслои бензостойкие, теплостойкие, морозостойкие, светоозоностойкие, износостойкие и электротехнические.

Электротехнические резины подразделяют на электроизоляционные и электропроводящие. Электропроводность достигается введением в резину угольной сажи и графита.

Из резин общего назначения изготавливают ремни, рукава, транспортные ленты, прокладки (низкий модуль упругости определяет высокие виброгасящие свойства) и др.

что такое pos

В данный момент я учу английский. Как нормальный лентяй, я его то учу, то бросаю учить. Так уже лет семь. И поэтому я стараюсь изучать все незнакомые мне слова именно на английском. А тут даже не слово, а целая фраза. Что такое это POS?

POS-point of sales materials, что переводится с английского как место или точка продажи. Если переводить на удобоваримый русский – материалы, которые помогают продвигать продукцию в местах продаж. Можно также встретить аббревиатуру POSM. Но означает она то же самое.

Доподлинно не известно, но считается, что уже в средневековье опытные продавцы, мало-мало знакомые с маркетингом начали украшать свои заведения вывесками. Само собой, с годами народ (читать покупатели) становился все более искушенным, поэтому к вывескам/табличкам/указателям начали дополняться ценники.

Сами рекламные POS материалы вывели в отдельное направление в начале 1920х годов, когда в Америке начали массово появляться магазины самообслуживания.

Именно благодаря им владельцы магазинов существенно упростили жизнь посетителям и подтолкнули развитие нового маркетингового направления.

НАС УЖЕ БОЛЕЕ 32 000 чел. ВКЛЮЧАЙТЕСЬ

In-scale / маркетинг

Клеи

С помощью клеевых материалов можно соединять разнородные материалы, что при других видах соединений порой неосуществимо. Технология работ с клеевыми материалами позволяет получать конструкции сложной формы с меньшими трудовыми затратами.

Преимущество клеевых соединений заключается в том, что они более надежны и долговечны, длительно сопротивляются воздействию агрессивных сред и имеют высокую прочность.

К недостаткам клеев относятся их склонность к старению, относительно высокая стоимость и в ряде случаев — токсичность.

По физическому состоянию клеи представляют собой жидкости различной вязкости, пленки, порошки, гранулы на основе натуральных (природных) или синтетических клеящих веществ.

К группе природных относятся клеи животного, растительного и минерального происхождения. Клеи животного происхождения получают из белковых веществ, содержащихся в тканях, костях, крови и молоке животных. К ним относятся глютиновые, казеиновые, альбуминовые. Минеральные клеи — силикатные, асфальтовые, битумные. Синтетические клеи вырабатывают на основе синтетических смол, которые получают из простых веществ в результате сложных химических процессов.

По реактивной способности клеи могут быть:

1. термореактивные;
2. термопластичные;
3. дисперсионные.

Термореактивные клеи отверждаются химическим путем, в результате чего образуется необратимый клеевой шов с повышенной теплои водоустойчивостью. Это карбамидоформальдегидные и фенолоформальдегидные клеи.

Термопластичные клеи способны под влиянием теплоты расплавляться, а после охлаждения вновь затвердевать, не изменяя химический состав. При последующем нагревании такие клеи снова расплавляются. К таким клеям относятся мездровый, костный, клеи-расплавы, нитроцеллюлозные, поливинилацетатные, поливинилхлоридные и др.

В зависимости от склеиваемых материалов выделяют клеящие материалы: для склеивания пенопластов и древесины; металлов и неметаллов; резины между собой и приклеивания ее к другим материалам; тканей и др.

Клеи должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. обеспечивать высокую прочность клеевого соединения;
2. иметь высокую стабильность и жизнеспособность при хранении;
3. иметь высокий фактор диэлектрических потерь;
4. быть влаго-, водои биологически стойкими, нетоксичными, простыми в употреблении, дешевыми;
5. сохранять механическую прочность во времени;
6. по цвету быть близкими к склеиваемым материалам.

Коротко о главном

POS материалы – это все виды рекламы, используемые в точке продаж (как правило, для розничной точки).

Их можно встретить и в маленьких магазинчиках, и в офисах продаж (зайдите, к примеру, в любую нормальную страховую компанию), и в больших торговых центрах. Основные задачи такого вида рекламы:

1. Пригласить потребителя посетить точку продаж;
2. Направить покупателя к нужному бренду/товару;
3. Проинформировать покупателя (об акции/часах работы);
4. Заинтересовать покупателя в совершении покупки;
5. Сделать так, чтобы покупатель запомнил данный бренд/товар.

Как сказал один мой клиент: “Это конечно прикольно, но это больше направлено на лояльность, чем на покупку”.

Хотя на самом деле POS материалы-инструмент, который влияет не только на лояльность, но и на продажи. Поэтому использовать их в своем бизнесе Вы обязаны.

Виды лакокрасочных материалов

Краски представляют собой смесь тонкоизмельченных пигментов и наполнителей с раствором пленкообразующих веществ. Используются они для получения непрозрачного покрытия, закрывающего текстуру поверхности окрашиваемого материала.

В зависимости от назначения различают краски для наружных и для внутренних работ. В зависимости от типа пленкообразователя и назначения их подразделяют на:

1. клеевые — на основе водных растворов растительных и животных клеев;
2. масляные — на основе высыхающих масел и синтетических полимеров;
3. эмалевые — на основе лаков.

Клеевые краски готовятся на месте потребления. Масляные краски требуют длительного времени высыхания, поэтому в их состав вводят от 5 до 10% сиккативов для ускорения высыхания.

Промышленностью выпускаются краски масляные густотертые цветные (ГОСТ 8292–95). Это краски МА-025 и МА-015. Они выпускаются 17 цветов и предназначены для окрашивания металлических и деревянных поверхностей. Водоэмульсионные краски (ГОСТ 19214–80) выпускаются 10 цветов, используются внутри помещений для работы по дереву, штукатурке и другим пористым материалам.

Водно-дисперсионные краски (ГОСТ 20833–75) применяются для окраски зданий по кирпичным, бетонным, оштукатуренным, деревянным и другим пористым поверхностям. Выпускаются 17 цветов.

Эмали — это суспензия пигментов в лаках с добавлением пластификаторов и сиккативов. Назначение эмалей — непрозрачная отделка изделий из древесины. Масляные эмали используют для отделки изделий, выполненных из различных материалов:

1. масляно-глифталевые эмали применяют для отделки интерьеров помещений, изделий из металла и дерева, эксплуатируемых внутри помещения;
2. эмали фиксоль изготавливают на основе жирного масляного лака.

Эмалевые покрытия обладают высокой атмосферостойкостью и полузеркальным блеском:

1. эмульсионные эмали — суспензия пигментов и эмульсии из лакомасляной основы и воды с добавлением органических растворителей и сиккативов;
2. нитроцеллюлозные эмали — быстросохнущие, имеют хороший розлив и укрывистость, образуют блестящие покрытия;
3. полиэфирные эмали по декоративным и прочностным качествам превосходят другие; обладают высокими прочностью, твердостью, блеском, свето-, тепло-, водои морозостойкостью;
4. пентафталевые эмали применяют для окраски изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях;
5. перхлорвиниловые эмали стойки к действию химических реактивов и атмосферостойки.

примеры использования

Хорошо, с терминологией и историей мы разобрались. А есть ли еще какие-то достоинства у таких материалов? Кроме двух главных задач очевидной – обращение внимания и не очевидной – продажа продукции? Конечно, есть! Вот вам примеры:

Выделение товара

Красивое и яркое оформление, которое даст дизайн POS материалов, поможет один товар (группу товаров) сделать гораздо заметнее и привлекательней на общем фоне, даже на одной витрине/полке магазина.

Выделение товара

Напоминание о необходимости приобретения

К примеру, те самые товары импульсного спроса (жевательные резинки, шоколадки или носки и очки) на прикассовой зоне являются напоминанием о покупке.

Само собой, размещение такого напоминания хорошо влияет на увеличение продаж в любой точке розничной торговли.

А если вспомнить, что, как правило, у таких товаров самая большая наценка, то это еще и экономически выгодно для любого владельца.

Ускоряют время принятие решения о покупке

Мы все люди и все любим слова “выгода”, “скидки”, “бесплатно”. И именно когда мы их видим, то сразу же принимаем решение о приобретении продукции, которая выделена такими ценниками. То есть POS аксессуары подталкивают клиентов к совершению покупки.

Например, компания Gillette при продвижении всеми известного станка Мак3 использует чуть больше 20 POS материалов в своей рекламе – в ходе следования покупателя в косметический отдел магазина, непосредственно в нем и на кассе.

Зонирование, навигация и мерчандайзинг

Все это помогает покупателю сориентироваться и прийти именно к тому товару, за которым он пришел.

Это работает на комфортное нахождение покупателя в местах продаж, что в свою очередь делает его постоянным посетителем данного места.

Навигация

Лояльность к продукции и запоминаемость марки

Если рекламные POS материалы используются для долгосрочной работы и занимают важное место в оформлении Вашей продукции в местах продаж, то это делает товар узнаваемым и соответственно продаваемым.

Один из усиливающих ходов в мерчандайзинге – это выкладка товара чуть ниже уровня глаз.

Процесс нанесения лакокрасочных покрытий

Процесс нанесения лакокрасочных покрытий состоит из следующих операций:

1. подготовка поверхности к окрашиванию;
2. нанесение лакокрасочных материалов;
3. сушка.

Подготовка поверхности к окрашиванию включает очистку ее от грязи, масла, ржавчины, а также грунтование и шпаклевание. Обезжиривают поверхности водными растворами синтетических моющих средств (СМС): лабомидом, растворителями (ацетоном и уайт-спиритом). Наиболее производительно и безопасно использование водных растворов СМС. В этом случае обезжиривание поверхности деталей можно выполнять в моечных машинах. Для получения прочного сцепления лакокрасочного покрытия на поверхность наносят

грунтовочный слой (грунтовку). Состав и вид грунтовки выбирают в зависимости от материала грунтуемой поверхности и вида краски. Наносят грунтовочный слой краскораспылителем в окрасочной камере. Сушат грунтовку в термокамерах при температуре 100…110°С в течение 0,5…1,5 ч или при комнатной температуре не менее 48 ч. Для достижения высокой чистоты отделки и заделки раковин, неровностей грунтованные поверхности шпаклюют. Шпаклевки представляют собой пасты, которые наносят специальным инструментом — шпателем. Состав шпаклевок зависит от вида применяемой краски. Наиболее часто применяют шпаклевку, в состав которой входят в определенной пропорции мел, олифа и малярный клей. После высыхания шпаклевки поверхности ее выравнивают пемзой и зачищают наждачной бумагой, промывают водой и сушат.

Окрашивают поверхности нанесением слоя краски с последующей сушкой. Краски наносят на поверхность пневматическими распылителями, установками безвоздушного распыления (рис. 1), оборудованием для окраски в электростатическом поле или малярной кистью.

Сушат окрашенные поверхности в естественных условиях (при комнатной температуре 15…25°С) или применяют для этой цели специальные устройства (сушильные камеры) с целью повышения температуры окружающей среды. Сушка в

естественных условиях происходит в течение 1…2 суток. Повышение температуры до 100…110°С ускоряет процесс сушки до 1…3 ч.

Как сделать эффективными

Встает вопрос, как сделать POS-материалы максимально эффективными? Давайте представим, что Вы не огромная компания, которой такой вид материалов будет разрабатывать специально приглашенное агентством (например, нами) или большой штат маркетологов, а Вы сам. Поэтому:

• Хотите сделать что-то провокационное, шокирующее или “чтобы сходу бросалось в глаза”?
  То оставьте это для традиционной рекламы. POS-материалы должны вызывать только положительные чувства и эмоции. Материалы такого вида должны порождать доверие, а не подход “авось поверит”;
• “Купи! Купи! Купи!”. Настало время именно этой фразы. Рекламные материалы должны вызывать желание (и соответственно содержать призыв) приобрести товар здесь и сейчас;
• Рекламные материалы это не просто красивая картинка. В них, как минимум, должны быть проработаны и расписаны свойство-преимущество-выгода, проработаны заголовки.
  И в этом Вам поможет моя статья (она ниже). В общем, материалы должны быть не только красивыми, но и продающими;
• Комплексность. Это именно то, что работает не только в маркетинге (сочетание онлайн и офлайн маркетинга для получения максимального эффекта) но и в рекламных материалах.
  Чем больше различных POS-материалов будет размещено в торговой точке, тем больше вероятность того, что человек обратит внимание на продукцию и купит ее.

По теме: Как писать заголовки 6 формул.

Древесные материалы

Древесина неоднородна по своему строению, внешнему виду и свойствам. Это зависит от направления волокон по отношению к стволу дерева. На поперечном разрезе (разрезе, перпендикулярном оси ствола) различают следующие его части:

1. сердцевина — расположена в центре, представляет собой рыхлую ткань диаметром 2…5 мм;
2. древесина — основная масса ствола, составляющая 90% его объема. Она состоит из ядра и заболони. Ядро примыкает к сердцевине и представляет собой мертвую, не участвующую в физиологических процессах центральную зону. Далее идет заболонь — живая зона древесины;
3. кора — покрывает ствол снаружи; состоит из внутреннего лубяного слоя и наружного — корки. Корка служит для защиты дерева от внешних воздействий;
4. камбий — тонкий, невидимый глазом слой между коркой и древесиной.

В лесной промышленности основным объектом заготовки является ствол дерева. Срубленные и очищенные от сучьев и ветвей стволы называют хлыстами. Хлысты в зависимости от размеров, пороков и качества распиливают на сортаменты, предназначенные для разных целей.

Основные хвойные породы — сосна, ель, пихта, лиственница, кедр, тис, а также можжевельник.

Основные лиственные породы — дуб, ясень, граб, клен, бук, береза, ольха, липа, осина, орех, тополь, ива.

Структура древесины делится на макроструктуру и микроструктуру. Макроструктура — это та структура, которую можно увидеть невооруженным глазом или с помощью лупы. Главными макроскопическими признаками древесины являются заболонь, ядро, годичные слои, сердцевидные лучи, сердцевидные повторения, сосуды и смоляные ходы.

Под микроструктурой понимают структуру, которую можно выявить с помощью микроскопов, а также химическими и физическими методами.

Древесина хвойных пород отличается сравнительной простотой и правильностью строения, у древесины лиственных пород строение более сложное.

Химический состав древесины. Элементарный состав органической части древесины всех пород практически одинаковый. Абсолютно сухая древесина содержит 49…50% углерода; 43…44% кислорода; около 6% водорода; 0,1…0,3% азота.

Органическая часть древесины состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы (ее составляют пентозаны и гексозаны), лигнина, экстрактивных веществ (смолы, камеди, жиры, танниды, пектины и др.).

Прокладочные, уплотнительные и изоляционные и графитоугольные материалы

Прокладочные и уплотнительные материалы применяют для придания плотности и герметичности соединениям деталей машин и устранения возможного просачивания жидкости и прорыва газов.

Изоляционные материалы — это органические и неорганические вещества, обладающие огнестойкостью и малой теплои электропроводностью. Применяются они для изоляции находящихся под током деталей машин и электропроводов. Распространение получили следующие прокладочные и изоляционные материалы:

1. бумага — листовой материал, изготовленный из растительных волокон и целлюлозы;
2. целлюлоза — растительные волокна, очищенные от смол и других компонентов;
3. картон — специально обработанная толстая бумага толщиной 0,25…3 мм. В зависимости от способа обработки он приобретает маслои бензостойкость, электрои термоизоляционность;
4. фибра — разновидность бумажного материала, пропитанного раствором хлористого цинка. Отличается высокой прочностью и хорошо поддается механической обработке, маслои бензостойка. Недостаток фибры — значительная гигроскопичность, поэтому при увлажнении она деформируется. Фибры применяют для изготовления шайб, прокладок и втулок;
5. асбест — естественный волокнистый белый минерал, состоящий из кремнезема и небольших количеств окиси железа и окиси кальция. Для него характерны высокая огнестойкость, а также малая теплои электропроводность, выдерживает температуру до 500°С. Из асбеста делают волокно, нити, шнуры, ткани с примесью хлопка и чисто асбестовые ткани, листовые и прокладочные асбестовые материалы, асбестовую бумагу, картон;
6. паронит — листовой материал из асбеста, каучука и наполнителей; применяется для уплотнения водяных и паровых магистралей, а также трубопроводов и арматуры для нефтепродуктов: бензина, керосина, масла;
7. войлок — листовой пористый материал, изготовленный из волокон шерсти. Воздушные поры в нем составляют не менее 75% объема. Войлок обладает высокими теплои звукоизолирующими, а также амортизирующими свойствами. Его используют для набивки сальниковых уплотнений и изготовления прокладок.

В машиностроении важны герметизация и уплотнение соединений деталей. Для этих целей служат различные герметики. Уплотняющая жидкая прокладка ГИПК-244 предназначена для герметизации неподвижных соединений деталей и сборочных единиц, работающих в водяной, пароводяной, кислотно-щелочной и маслобензиновых средах. Уплотнительная замазка У-20А предназначена для герметизации соединений в воздушной и водяной средах. Герметик эластосил 137-83

герметизирует неподвижные соединения в водяной, пароводяной, кислотно-щелочной и масляной средах. Анаэробный клей ДН-1 обеспечивает герметизацию соединений с зазорами до 0,15 мм.

Минеральная вата — продукт переработки металлургических или топливных шлаков. Служит она для изоляции поверхностей с низкими и высокими температурами нагрева. В качестве изоляционного материала применяют также плиты на основе минеральной ваты, проклеенной фенольной смолой или битумной эмульсией.

Изоляционная прорезиненная лента представляет собой суровую тонкую хлопчатобумажную ткань (миткаль), пропитанную с одной или двух сторон липкой сырой резиновой смесью. Липкая изоляционная лента — пленочный пластик, покрытый слоем перхлорвинилового клея. Толщина ленты 0,20…0,45 мм, ширина — 15…50 мм.

На основе графита получают графитоугольные материалы, из которых изготовляют скользящие электроконтакты, плавильные тигли, литейные формы, подшипниковые материалы и т.п.

Углеграфитовые антифрикционные материалы предназначены для работы без смазки в качестве подшипниковых опор, уплотнительных устройств и других трущихся деталей в интервале температур от –200 до +2000°С при скоростях скольжения до 100 м/с и в агрессивных средах. К ним относятся:

1. графитопластовые антифрикционные материалы на эпоксидно-кремнийорганическом связующем марок АМС-1, АМС-3, АМС-5;
2. графитофторопластовые материалы на основе фторопласта-4 марок АФГМ, АФГ-80ВС, 7В-2А;
3. антифрикционные графитизированные материалы марок НИГРАН и НИГРАН-В и др.

Углеграфитовые материалы с увеличенной механической прочностью применяют при повышенных температурах. Графит для электроэрозионной обработки выпускают в виде брусков марок ЭЭГ и ЭЭПГ; графит марок МГ, ГМЗ, ППГ используют для изготовления тиглей, оснастки вакуумных печей, нагревателей, защитных чехлов термопар, антикоррозионных и термостойких труб и др. Силицированный графит СГ-М, СГ-Т, СГ-П применяют для изготовления электронагревателей, работающих в окислительных газовых средах. Боросилицированный графит БСТ-ЗС предназначен для изготовления жаростойкой литейной оснастки. Графит для изготовления химической аппаратуры марок АТМ-1 и АТМ-1Т работает при температуре от –18 до +150°С.

Виды POS-материалов

Ну и чтобы расширить Ваш (а заодно и мой) кругозор знаний, я приготовил список рекламных материалов с разбивкой по 5-ти группам (могу сказать с гордостью, это один из самых полных списков, который можно найти в статьях по маркетингу):

Наружное оформление

1. Панель-кронштейны;
2. Штендеры;
3. Тротуарная графика;
4. Крышные установки;
5. Щиты.

Входная группа

1. Таблички;
2. Продакт кардс;
3. Рекламный короб для систем защиты от краж (маскировка для тех самых противных пищалок-антивор);
4. Наружные флажки;
5. Стикеры на входную дверь;
6. Рекламные плакаты (постеры);
7. Световые панели (бегрифы).

Торговый зал

1. Постеры;
2. Шелфтокеры и шелф-стопперы;
3. Держатели ценников;
4. Воблеры;
5. Диспенсеры;
6. Дисплеи;
7. Лотки для листовок;
8. Блистеры;
9. Бенглеры;
10. Стопперы;
11. Световые короба (лайт-бокс);
12. Ранеры;
13. Боди-стенды;
14. Мини-брошюры с информацией о товаре.

В местах выкладки товара

1. Полноцветная графика;
2. Аппликации из пленки;
3. Рекламные стенды;
4. Ростовые фигуры (хард-постеры);
5. Стеллажи;
6. Рекламные и дегустационные стойки;
7. Демонстрационные стойки и дисплеи;
8. Лорифаеры;
9. Мобайлы;
10. Рекламные гирлянды;
11. Муляжи (джумбо);
12. Холодильники;
13. Дивайдеры;
14. Шоу-боксы;
15. Баннеры;
16. Нектейлы;
17. Флаги.

Прикассовая зона

1. Видеоэкраны;
2. Тарелки для монет (монетницы);
3. Коробочки для чеков.

Знаю, знаю, что этот длинный список Вам ничего не скажет, потому что я сам путаюсь в нём и периодически зависаю на несколько секунд, чтобы все осмыслить.

Композиционные материалы

Композиционные материалы (композиты) представляют собой неоднородные системы, состоящие из двух или более фаз.

Один из компонентов, обладающий непрерывностью по всему объему, служит матрицей. Другой, разделенный в объеме композиции, является армирующим.

Матричными материалами могут быть металлы, сплавы, термореактивные или термопластичные полимеры, керамика или другое вещество. Армирующие компоненты — это мелкодисперсные порошки или волокнистые материалы различной природы. По виду армирующего материала композиты делятся на две основные группы — дисперсно-упрочненные и волокнистые.

Структура дисперсно-упрочненного композиционного материала представляет собой металлическую матрицу, в которой равномерно распределены мелкодисперсные частицы второго компонента.

В промышленности нашли применение следующие композиты:

1. на основе алюминия — широко применяются в авиационной промышленности композиты типа САП (спеченный алюминиевый порошок), представляющие собой алюминиевую матрицу, упрочненную оксидными частицами Al2O3;
2. на основе бериллия — предназначены для длительной работы при высоких температурах;
3. на основе магния — обладают низкой плотностью, высокой длительной прочностью и высоким сопротивлением ползучести;
4. на основе никеля и кобальта — предназначены для эксплуатации при высоких температурах — свыше 1000°С;
5. волокнистые — матрица армирована высокопрочными волокнами (нитевидными кристаллами, проволокой и др.), воспринимающими нагрузку, вследствие чего и достигается упрочнение композита. Их свойства определяются природой материалов матрицы и волокна, а также способами армирования;
6. стеклопластики — применяют в авиационной промышленности для изготовления баллонов высокого давления;
7. органопластики — самые легкие композиты; используются в качестве облицовочного материала;
8. углепластики — наиболее перспективный вид композитов; применяются в авиационной и космической технике, автомобилестроении;
9. боропластики — используются в силовых конструкциях;
10. с углеродной матрицей — применяются для тепловой защиты дисков авиационных тормозов, химически стойкой аппаратуры;
11. с металлической матрицей (алюминиевой, магниевой, титановой) — используются в авиационной промышленности, а также в качестве жаропрочного материала.

«Материаловедение и виды материалов: классификация»

Материалы гораздо глубже входят в нашу культуру, чем многие думают. Необходимыми элементами нашей повседневной жизни являются транспорт, жилища, средства связи, отдых, производство пищи, и все они в той или иной степени зависят от выбора подходящих материалов. С исторической точки зрения развитие и успехи общественного строя неразрывно связаны с возможностями людей производить и перерабатывать материалы для удовлетворения существующих потребностей. Ранние цивилизации даже определялись по названиям материалов, которые люди научились использовать — Каменный век, Бронзовый век, Железный век.
На ранних этапах человеческого существования люди использовали крайне ограниченное число материалов. Это были, естественно, материалы, имеющиеся в природе — камни, дерево, глина, шкуры животных и т. п. Со временем люди научились производить материалы, по свойствам превосходящие природные продукты. Это были такие новые материалы, как керамика и различные металлы. В дальнейшем было обнаружено, что свойства материалов могут видоизменяться в результате термической обработки или добавления к ним различных субстанций. В то время выбор материала определялся сопоставлением очень ограниченного количества вариантов, исходя из их качества применительно для той или иной цели. Лишь сравнительно недавно ученые поняли, что существует соответствие между структурными элементами, составляющими материал, и им самим. Эти знания стали доступными примерно 100 лет назад, и в значительной степени были обусловлены тем, что люди научились оценивать характеристики материала. Все это привело к тому, что появились десятки тысяч различных материалов с весьма специфическими свойствами, что позволило удовлетворять самые сложные потребности современного общества. К числу материалов, используемых в наши дни, относятся металлы, полимеры, стекла и волокна.

Успехи современных технологий, которые сделали наше существование столь комфортным, связаны с тем, что стали доступными подходящие материалы. Успехи в понимании того, чем определяется тип материала, зачастую предшествуют развитию новых технологий. Так, например, становление автомобильной промышленности было бы невозможным без разработки сравнительно недорогих сталей или иных подходящих материалов. В наше время развитие многочисленных сложных электронных устройств основывается на использовании компонентов, производимых из так называемых полупроводниковых материалов.

Зачем мы исследуем материалы? Многие ученые и инженеры, работающие в области машиностроения, гражданского строительства, химической или электротехнической промышленности, рано или поздно сталкиваются с задачей разработки конструкции изделия. В качестве примера таких изделий можно привести передаточные шестерни, конструкции, используемые в строительстве, детали для нефтеперерабатывающего оборудования, интегральные чипы. Конечно, ученые и инженеры, занимающиеся материаловедением, являются экспертами, знакомыми с задачами изучения материалов и проблемами конструирования из них изделий.

Во многих случаях задача состоит в том, чтобы выбрать подходящий материал из многих тысяч, имеющихся на рынке. Существует несколько критериев, на основании которых следует сделать окончательный выбор. Прежде всего, необходимо четко охарактеризовать условия применения изделия, поскольку именно они определяют необходимые свойства материала. Лишь в очень редких случаях существует материал, который в максимальной степени или идеально отвечает предъявляемым требованиям. Поэтому зачастую приходится пренебрегать одними характеристиками материала по сравнению с другими более важными. Классический пример — это требования по прочности и пластичности. Обычно материал, обладающий очень высокой прочностью, оказывается недостаточно пластичным. Во всех таких случаях необходимо приходить к разумному компромиссу между двумя или большим количеством необходимых свойств.

Далее, необходимо основывать выбор на том, насколько могут снижаться свойства материала в процессе эксплуатации изделия. Например, весьма заметное снижение прочности может быть результатом действия повышенных температур или коррозии в окружающей среде. И, наконец, решающий аргумент может быть связан с экономическими соображениями. Какова будет стоимость конечного изделия? Можно найти материал, который идеально подходил бы по своим свойствам всем предъявляемым требованиям, но был бы чрезмерно дорог. И здесь опять-таки неизбежен определенный компромисс. Следует учесть, что в стоимость конечного продукта входят не только стоимость материала, но и затраты в процессе формования готового изделия.

Чем лучше ученый или инженер знаком с различными характеристиками материала и соотношением между его структурой и свойствами, равно как и с технологией получения изделий, тем более умелым и надежным будет его (или ее) выбор материала, основанный на перечисленных критериях.

Классификация материалов

Твердые материалы обычно подразделяются на три основные группы. Это металлы, керамика и полимеры. Это деление основывается, прежде всего, на особенностях химического строения и атомной структуры вещества. Большинство материалов можно вполне однозначно отнести к той или иной группе, хотя возможны и промежуточные случаи. Кроме того, следует отметить существование композитов, в которых комбинируются материалы, принадлежащие к двум или трем из перечисленных групп. Ниже будет дано краткое описание различных типов материалов и приведены их сравнительные характеристики.

Еще одним типом материалов являются современные специальные (advanced) материалы, предназначенные для применения в высокотехнологичных (high-tech) областях, таких как полупроводники, материалы биологического назначения, «умные» (smart) материалы и вещества, используемые в нанотехнологии.

МЕТАЛЛЫ

Материалы, принадлежащие к этой группе, включают в себя один или несколько металлов (таких как железо, алюминий, медь, титан, золото, никель), а также часто те или иные неметаллические элементы (например, углерод, азот или кислород) в сравнительно небольших количествах. Атомы в металлах и сплавах располагаются в весьма совершенном порядке. Кроме того, по сравнению с керамикой и полимерными материалами плотность металлов сравнительно высока.

Что касается механических свойств, то все эти материалы относительно жесткие и прочные. Кроме того, они обладают определенной пластичностью (т.е. способностью к большим деформациям без разрушения), и сопротивляемостью разрушению, что обеспечило им широкое применение в разнообразных конструкциях.

В металлических материалах имеется множество делокализованных электронов, т. е. электронов, не связанных с определенными атомами. Именно присутствием таких электронов непосредственно объясняются многие свойства металлов. Например, металлы представляют собой исключительно хорошие проводники для электрического тока и тепла. Они непроницаемы для видимого света. Полированные поверхности металлов блестят. Кроме того, некоторые металлы (например, железо, кобальт и никель) обладают желательными для их применения магнитными свойствами.

КЕРАМИКА

Керамика — это группа материалов, занимающих промежуточное положение между металлами и неметаллическими элементами. Как общее правило, к классу керамики относятся оксиды, нитриды и карбиды. Так, например, некоторые из наиболее популярных видов керамик состоят из оксида алюминия (Al2O3), диоксида кремния (SiO2), нитрида кремния (Si3N4). Кроме того, к числу тех веществ, которые многие называют традиционными керамическими материалами, относятся различные глины (в частности те, которые идут на изготовление фарфора), а также бетон и стекло. Что касается механических свойств, то керамика — это относительно жесткие и прочные материалы, сопоставимые по этим характеристикам с металлами. Кроме того, типичные виды керамики очень твердые. Однако керамика исключительно хрупкий материал (практически полное отсутствие пластичности) и плохо сопротивляется разрушению. Все типичные виды керамики не проводят тепло и электрический ток (т.е. их электропроводность очень низкая).

Для керамики характерно более высокое сопротивление высоким температурам и вредным воздействиям окружающей среды. Что касается их оптических свойств, то керамика может быть прозрачным, полупрозрачным или совсем непрозрачным материалом, а некоторые оксиды, например, оксид железа (Fe2O3) обладают магнитными свойствами.

КОМПОЗИТЫ

Композиты представляют собой комбинацию из двух (или большего числа) отдельных материалов, относящихся к различным классам веществ, перечисленным выше, т.е. металлов, керамики и полимеров. Целью создания композитов было стремление достичь такого сочетания свойств различных материалов, которые не могут быть получены для индивидуальных компонент, а также обеспечить оптимальное сочетание их характеристик. Известно большое количество различных композитов, которые получены при совмещении металлов, керамики и полимеров. Более того, некоторые природные материалы также представляют собой композиты, например, это дерево и кость. Однако большинство композитов, которые рассматриваются в настоящей книге, это материалы, полученные из синтетических материалов.

Одним из наиболее популярных и знакомых всем композиционных материалов является стеклопластик. Этот материал представляет собой короткие стеклянные волокна, помещенные в полимерную матрицу, обычно в эпоксидную или полиэфирную смолу. Стеклянные волокна обладают высокой прочностью и жесткостью, но они хрупкие. В то же время полимерная матрица пластична, но ее прочность низкая. Комбинирование указанных веществ приводит к получению относительно жесткого и высокопрочного материала, который, тем не менее, обладает достаточной пластичностью и гибкостью.

Другим примером технологически важного композита являются углепластики — полимеры, армированные углеродными волокнами (CFRP). В этих материалах в полимерную матрицу помещают углеродные волокна. Материалы этого типа более жесткие и более прочные по сравнению со стеклопластиками, но в то же время более дорогие. Углепластики используют в аэрокосмической технике, а также при изготовлении высококачественного спортивного оборудования, например велосипедов, клюшек для гольфа, теннисных ракеток, лыж и сноубордов.

ПРОГРЕССИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Материалы, которые предназначены для использования в высокотехнологичных изделиях («хай-тек») иногда условно определяют термином «прогрессивные» материалы. Под высокими технологиями обычно имеются в виду устройства или изделия, работа которых основана на использовании сложных современных принципов. К числу таких изделий относится различное электронное оборудование, в частности цифровые видео-аудио камеры, CD/DVD проигрыватели, компьютеры, оптико-волоконные системы, а также космические спутники, изделия аэрокосмического назначения и ракетных технологий.

Прогрессивные материалы, по существу, представляют собой обычно типичные обсуждавшиеся выше вещества, но с улучшенными показателями свойств, но также и новые материалы, обладающие выдающимися характеристиками. Эти материалы могут быть металлами, керамикой или полимерами, однако их стоимость обычно очень высока. К числу прогрессивных материалов также относятся полупроводники, биоматериалы и вещества, которые мы называем «материалами будущего». Это так называемые «умные» материалы и изделия нанотехнологии, которые предназначены, например, для изготовления лазеров, интегральных схем, магнитных хранителей информации, дисплеев на жидких кристаллах и оптических волокон.

ПОЛУПРОВОДНИКИ

Полупроводники по электрическим свойствам занимают промежуточное положение между электропроводящими материалами (металлами и металлическими сплавами) и изоляторами (керамикой и полимерами). Кроме того, электрические характеристики полупроводников крайне чувствительны к присутствию минимальных количеств посторонних атомов, концентрацию которых необходимо контролировать вплоть до уровня очень малых областей. Создание полупроводниковых материалов сделало возможным разработку интегральных систем, которые произвели революцию в электронике и компьютерной технике (даже если не упоминать изменения в нашей жизни) в течение трех последних десятилетий.

БИОМАТЕРИАЛЫ

Биоматериалы используют для создания имплантатов для тела человека, которые призваны заменить больные или разрушенные органы или ткани. Материалы этого типа не должны выделять токсичных веществ и должны быть совместимыми с тканями человека (т.е. не должны вызывать реакции отторжения). Все перечисленные типы веществ — металлы, керамика, полимеры и полупроводники — могут быть использованы в качестве биоматериалов. В качестве примера можно привести некоторые биоматериалы, которые применяют для изготовления искусственных тазобедренных суставов.

МАТЕРИАЛЫ БУДУЩЕГО

«Умными» (или интеллектуальными) материалами называют группу новых искусственно разрабатываемых веществ, которые оказывают существенное влияние на многие современные технологии. Определение «умные» означает, что эти материалы способны чувствовать изменения в окружающей среде и отзываться на эти изменения заранее определенным образом — качество, присущее живым организмам. Концепция «умных» материалов также была распространена на сложные системы, построенные как из «умных», так и традиционных веществ.

В качестве компонентов умных материалов (или систем) могут использоваться некоторые типы датчиков (распознающих входящие сигналы), а также исполнительные системы (активаторы), играющие роль отвечающих и адаптивных устройств. Последние могут использоваться для изменения формы, положения, собственных частот или механических характеристик как ответа на изменение температуры, интенсивности освещенности, напряженности электрического или магнитного полей.

В качестве активаторов обычно используют материалы четырех типов: это сплавы с памятью к изменению формы, пьезоэлектрические виды керамики, магнитострикционные материалы и электрореологические/электромагнитные жидкости. Сплавы «с памятью» — это металлы, которые после деформирования возвращаются в исходную форму, если изменилась температура.

Пьезоэлектрические виды керамики расширяются и сжимаются в ответ на изменение электрического поля (или напряжения); если же их размеры изменяются, то это приводит к возбуждению электрического сигнала. Поведение магнитострикционных материалов аналогично реакции пьезоэлектриков, но только как реакция на изменение магнитного поля. Что касается электро- и магнитореологических жидкостей, то это такие среды, которые претерпевают огромные изменения вязкости в ответ на изменение электрического или магнитного поля, соответственно.

Материалы/устройства, используемые в качестве датчиков, могут быть оптическими волокнами, пьезоэлектриками (к их числу относятся некоторые полимеры) и микроэлектромеханическими устройствами, аббревиатура MEMS.

В качестве примера «умных» устройств можно привести систему, используемую в вертолетах для того, чтобы снизить шум в кабине, создаваемый при вращении лопастей. Пьезоэлектрические датчики, встроенные в лопасти, отслеживают напряжения и деформации; сигнал передается от этих датчиков к исполнительному механизму, который с помощью компьютера генерирует «антишум», гасящий звук от работы винтов вертолета.

НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Вплоть до самого недавнего времени общепринятая процедура работ в области химии и физики материалов состояла в том, что вначале изучались весьма крупные и сложные структуры, а затем исследования переходили на анализ более мелких фундаментальных блоков, составляющих эти структуры. Этот подход иногда назывался «сверху — вниз». Однако с развитием техники сканирующей микроскопии, которая позволила наблюдать отдельные атомы и молекулы, оказалось возможным манипулировать атомами и молекулами с тем, чтобы создавать новые структуры, и тем самым получать новые материалы, которые строятся на основе элементов атомного уровня размеров (так называемый «дизайн материалов»). Эти возможности аккуратно собирать атомы открыли перспективы создавать материалы с механическими, электрическими, магнитными и другими свойствами, которые были бы недостижимы при использовании иных методов. Мы назовем этот подход «снизу — вверх», а изучением свойств таких новых материалов занимается нанотехнология, где приставка «нано» означает, что размеры структурных элементов составляют величины порядка нанометра (т.е. 10–9 м). Как правило, речь идет о структурных элементах с размерами меньше 100 нм, что эквивалентно примерно 500 диаметрам атома.

Одним из примеров материалов рассматриваемого типа являются углеродные нанотрубки. В будущем, несомненно, нам удастся найти все больше и больше областей, в которых проявятся достоинства нанотехнологичных материалов.

НЕОБХОДИМОСТЬ СОЗДАНИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Несмотря на то, что за последние несколько лет был достигнут огромный прогресс в области материаловедения и технологии применения материалов, все же остается необходимость в создании еще более совершенных и специализированных материалов, а также в оценке взаимосвязей между производством таких материалов и его влиянием на окружающую среду. По этому вопросу необходимо дать некоторые комментарии, чтобы обрисовать возможные перспективы в этой области.

Создание ядерной энергетики предлагает определенные обещания будущего, но здесь остаются многочисленные проблемы, связанные с разработкой новых материалов, которые необходимы на всех стадиях — от системы размещения топлива в реакторе до хранения радиоактивных отходов.

Большие затраты энергии связаны с перевозками. Уменьшение веса транспортирующих устройств (автомобилей, самолетов, поездов и т.д.), также как и увеличение температуры, при которой работают двигатели, будет способствовать более эффективному потреблению энергии. Для этого требуется создать высокопрочные легкие инженерные материалы, равно как и материалы, которые могут работать в условиях повышенных температур.

Далее, существует общепризнанная необходимость в новых экономически обоснованных источниках энергии, а также в более эффективном использовании существующих источников. Несомненно, что материалы с нужными характеристиками играют огромную роль в развитии этого направления. Так, например, была продемонстрирована возможность прямого преобразования солнечной энергии в электрический ток. В настоящее время солнечные батареи представляют собой довольно сложные и дорогостоящие устройства. Несомненно, что должны быть созданы новые относительно дешевые технологические материалы, которые должны быть более эффективными в осуществлении использования солнечной энергии.

Еще одним очень привлекательным и вполне реальным примером в технологии преобразования энергии служат водородные топливные элементы, которые к тому же обладают тем преимуществом, что не загрязняют окружающую среду. В настоящее время только начинается использование этой технологии в электронных устройствах; в перспективе такие элементы могут использоваться как силовые установки в автомобилях. Для создания более эффективных топливных элементов нужны новые материалы, а для производства водорода необходимы новые катализаторы.

Для поддержания качества окружающей среды на требуемом уровне нам необходимо осуществлять контроль состава воздуха и воды. Для осуществления контроля загрязнений используют различные материалы. Кроме того, необходимо усовершенствовать методы переработки и очистки материалов с тем, чтобы снизить загрязнение окружающей среды, т.е. стоит задача создавать меньше отходов и меньше вредить окружающей нас природе при добыче полезных ископаемых. Следует также учесть, что при производстве некоторых материалов образуются токсичные вещества, так что следует учесть возможный ущерб экологии от сброса таких отходов.

Многие используемые нами материалы получают из невосполнимых ресурсов, т.е. источников, которые не могут быть регенерированы. Это относится, например, к полимерам, первичным сырьем для которых является нефть, и к некоторым металлам. Эти невосполнимые ресурсы постепенно исчерпываются. Отсюда возникает необходимость: 1) обнаружения новых источников этих ресурсов; 2) создание новых материалов со свойствами, аналогичными существующим, но менее наносящих ущерб окружающей среде; 3) усиления роли процессов рециклинга и, в частности, разработки новых технологий, позволяющих осуществлять рециклы. Как следствие всего этого возникает необходимость экономической оценки не только производства, но и учета экологических факторов, так что оказывается необходимым проанализировать весь жизненный цикл материала — «от колыбели до могилы» — и производственный процесс в целом.

Источник: plastinfo.ru

Абразивные материалы

В качестве абразивных материалов (абразивов) используют природные и искусственные вещества, обладающие высокой твердостью — карбиды, оксиды, нитриды, алмаз.

Абразивы предназначены для шлифования и полирования самых разнообразных материалов. Выполнение этих операций осуществляется абразивным порошком в свободном состоянии, абразивным инструментом (кругами, сегментами, брусками, шкуркой), в котором абразивные зерна соединены связкой (органической, керамической, металлической), и пастами, в состав которых, кроме абразивного порошка, входят вязкие смазывающие вещества. Абразивные порошки в зависимости от крупности, т.е. размера зерен основной фракции, подразделяют на:

1. шлифзерно (2000…160 мк);
2. шлифпорошки (125…40 мк);
3. микропорошки (63…3 мк).

Наибольшее распространение в металлообработке получили электрокорунд Al2O3, карбид кремния SiC, СТМ — кубический нитрид бора — BN и алмаз.

Абразивная способность абразивов (оценивается массой сошлифованного эталонного материала — стекла — при одинаковом расходе абразива) примерно пропорциональна твердости (табл. 1).

Таблица 1

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ АБРАЗИВНАЯ СПОСОБНОСТЬ АБРАЗИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Материал	Абразивная способность	Твердость, HV
Алмаз	1,0	10 000
Кубический нитрид бора	0,58…0,60	9250
Карбид бора	0,50…0,60	4200
Карбид кремния	0,25…0,45	3500
Монокорунд	0,15…0,25	2300
Электрокорунд	0,14…0,16	2000

Электрокорунд получают плавкой из бокситов или глинозема. Выпускаются следующие его разновидности: нормальный, белый, легированный, монокорунд и сферокорунд. Нормальный электрокорунд содержит 92…96% Al2О3, его твердость 1900…2000 HV. Применяют его для изготовления кругов на органической связке и паст, используемых для обработки углеродистых незакаленных сталей, чугунов, цветных металлов.

Белый электрокорунд содержит 97…99% Al2O3. Твердость такого электрокорунда 2000…21 000 HV. Его применяют для изготовления кругов на органической связке и паст, используемых для обработки углеродистых, легированных, быстрорежущих сталей.

Монокорунд служит для обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов. Из него изготавливают круги на керамической связке и шлифовальную шкурку.

Круги из легированных корундов рекомендуется применять для обработки закаленных сталей с высокой твердостью.

Инструмент из сферокорунда на различных связках используют для обработки мягких и вязких материалов: кожи, резины, пластмассы, цветных металлов.

Карбид кремния применяют для обработки чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов.

Использование СТМ на основе алмаза позволяет повысить производительность обработки и улучшить качество обрабатываемых деталей.

Смазочные масла и смазки

Основной функцией смазочных материалов является уменьшение трения и устранение связанного с ним явления заедания движущихся частей деталей машин и механизмов. Смазочные материалы снижают также потери мощности на трение, отводят тепло и защищают смазываемые поверхности от действия веществ, вызывающих коррозию и ржавление. Во многих случаях смазочный материал является уплотняющей средой. В настоящее время основными смазочными материалами являются минеральные масла и смазки, получаемые из нефтяного сырья, пластичные смазки и смазочные охлаждающие жидкости.

Все минеральные масла по способу производства и составу разделены на четыре группы: дистиллятные, остаточные, смешанные и масла с присадками. По применяемым при обработке реагентам их делят на три основные группы: масла селективной очистки, сернокислой очистки и гидрогенизационной очистки. В зависимости от вязкости минеральные масла делятся на легкие, средние и тяжелые. По преимущественным областям применения все смазочные масла делят на следующие группы: индустриальные (велосит, вазелиновое, веретенное 2, ИС-12, сепаратное Т, ВНИИ НП-401, ИС-45, машинное СУ, ИСТ-11, цилиндровое 24 и др.); авиационные (МК-8, МС-14, МС-8, МК-22, МС-20Сп и др.); моторные (автотранспортное Асп-6, автомобильное АС-9,5, тракторное АК-15, дизельное Дп-8, дизельное Д-11, М-10Г, МТ-8п, М-19Д и др.); трансмиссионные (ТС-14,5, ТАД-17, арктическое ТСП3п-9, автомобильное, для редукторов троллейбусов и др.); вакуумные; для паровых и холодильных машин (цилиндровое 24, цилиндровое 52, ХА. ХА-23, ХФ-22-24 и др.); компрессорные (К-12, К-19, МК-22п, К-28 и др.); часовые и др.

Главными показателями качества и назначения минеральных масел являются вязкость, температура вспышки и застывания, стабильность против окисления, противокоррозионные свойства и др.

Пластичные смазки включают в себя жидкие масла и твердые загустители. Классифицируются они по основным областям применения. При этом выделяют антифрикционные смазки общего назначения (солидол); многоцелевые смазки; высокотемпературные (ВНПИ НП-214, ЦИАТИМ-221с. ВНИИНП-246, ПФМС-4С, ВНПП НП-225, НК-50 и др.);

низкотемпературные (МС-7), ГОП 54п, ЦИАТИМ-200 и др.); приборные смазки; смазки, стойкие к агрессивной среде; индустриальные (ИП-1, № 137, ЛС-1п и др.); специализированные автомобильные и ряд других.