बेलारूस गणराज्य के शिक्षा मंत्रालय

बेलारूसी राष्ट्रीय

तकनीकी विश्वविद्यालय

"सूचना-मापने के उपकरण और प्रौद्योगिकी" विभाग

प्रयोगशाला कार्य

(अभ्यास)

अनुशासन से

"सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी"

भाग 1

मिन्स्क 2003 परिचय

व्याख्यान और व्यावहारिक अभ्यास के साथ "सामग्री विज्ञान और सामग्री प्रौद्योगिकी" पाठ्यक्रम का अध्ययन करने की प्रक्रिया में, एक प्रयोगशाला अभ्यास एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। विभिन्न परिस्थितियों में सामग्री के व्यवहार के विश्लेषण का उपयोग करने के कौशल में महारत हासिल किए बिना, नई सामग्रियों को संश्लेषित करना और व्यवहार में उनका उचित उपयोग करना असंभव है।

प्रयोगशाला कार्य करना आपको सामग्री विज्ञान के मुख्य वर्गों के सैद्धांतिक प्रावधानों को मजबूत करने, वैज्ञानिक अनुसंधान के आधुनिक तरीकों से परिचित होने और प्राप्त प्रयोगात्मक परिणामों का विश्लेषण करने की अनुमति देगा। नतीजतन, एक छोटा, पूरी तरह से पूर्ण वैज्ञानिक अध्ययन किया जा सकता है।

ट्यूटोरियल (भाग 1) में संरचनात्मक सामग्री और उनकी संरचना के बुनियादी भौतिक और रासायनिक गुणों के अध्ययन को दर्शाते हुए प्रयोगशाला कार्य शामिल हैं।

प्रस्तुत सामग्री की एक विशेषता काफी व्यापक सैद्धांतिक भाग की उपस्थिति है, जो छात्रों को स्वतंत्र रूप से कक्षाओं के लिए तैयार करने की अनुमति देती है। मैनुअल अतिरिक्त साहित्य की एक सूची प्रदान करता है, जो काम के अधिक विस्तृत अध्ययन की सुविधा प्रदान करेगा।

मैनुअल का उद्देश्य उपकरण बनाने में प्रयुक्त विभिन्न धातु और गैर-धातु संरचनात्मक सामग्रियों से परिचित होना है, और उनके संश्लेषण और संचालन के दौरान विभिन्न परिस्थितियों में सामग्री में होने वाली भौतिक और रासायनिक घटनाओं की विविध प्रकृति के बारे में स्पष्ट विचार प्राप्त करना है।

प्रयोगशाला का काम पूरा करने के बाद, एक रिपोर्ट प्रदान की जाती है, जिसमें शामिल हैं:

1) शीर्षक पृष्ठ;

2) बुनियादी सैद्धांतिक प्रावधान;

3) टेबल और ग्राफिकल निर्भरता के रूप में परिणामों की प्रस्तुति के साथ काम करने की प्रक्रिया;

4) परिणामों और निष्कर्षों का विश्लेषण। प्रयोगशाला कार्य करते समय, सुरक्षा आवश्यकताओं का कड़ाई से पालन करना आवश्यक है।

प्रयोगशालाकाम नंबर 1

धातुओं और उनके मिश्र धातुओं की संरचना का अध्ययन

उद्देश्य:राज्य "लौह-कार्बन" के आरेख का अध्ययन करें, लौह-कार्बन मिश्र धातुओं (स्टील और कच्चा लोहा), पाउडर मिश्रित सामग्री की सूक्ष्म संरचना से परिचित हों।

सैद्धांतिक भाग

मिश्र धातुओं में घटकों की सांद्रता में परिवर्तन के साथ-साथ उनके शीतलन या ताप के दौरान (लगातार बाहरी दबाव की स्थिति में), इन मिश्र धातुओं में महत्वपूर्ण चरण और संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं, जिनका उपयोग करके स्पष्ट रूप से पता लगाया जा सकता है चार्टराज्य, जो मिश्र धातुओं की स्थिति का चित्रमय प्रतिनिधित्व करते हैं। मिश्र धातुओं की संतुलन अवस्था के लिए आरेख तैयार किए जाते हैं। संतुलन स्थिति- एक स्थिर अवस्था जो समय के साथ नहीं बदलती है और सिस्टम की न्यूनतम मुक्त ऊर्जा की विशेषता है।

राज्य आरेख आमतौर पर प्रयोगात्मक रूप से बनाए जाते हैं। इनके निर्माण में तापीय विधि का प्रयोग किया जाता है। इसकी सहायता से मिश्रधातुओं के शीतलन वक्र प्राप्त होते हैं। इन वक्रों पर रुकने और विभक्तियों से, परिवर्तनों के ऊष्मीय प्रभावों के कारण, परिवर्तनों का तापमान स्वयं निर्धारित होता है। चरण आरेखों की सहायता से, मिश्र धातुओं में पिघलने और बहुरूपी परिवर्तनों का तापमान निर्धारित किया जाता है, किसी दिए गए तापमान पर किसी दिए गए संरचना के मिश्र धातु में कितने चरण और कौन से चरण मौजूद होते हैं, साथ ही साथ इन चरणों का मात्रात्मक अनुपात भी निर्धारित किया जाता है। मिश्र धातु थर्मल विधि के अलावा, ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके सूक्ष्म संरचना का अध्ययन, एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण, मिश्र धातुओं के भौतिक गुणों का अध्ययन आदि ठोस अवस्था में परिवर्तनों के अध्ययन में शामिल हैं।

बाइनरी मिश्र धातुओं में, ऊर्ध्वाधर तापमान है, और क्षैतिज घटकों की एकाग्रता है। एब्सिस्सा अक्ष पर प्रत्येक बिंदु एक और दूसरे घटक की एक निश्चित सामग्री से मेल खाता है, इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि इस अक्ष पर प्रत्येक बिंदु पर घटकों की कुल सामग्री 100% से मेल खाती है।

इसलिए, जैसे-जैसे मिश्र धातु के एक घटक की मात्रा बढ़ती है, मिश्र धातु में दूसरे घटक की सामग्री कम होनी चाहिए।

चरण आरेख का रूप तरल और ठोस अवस्था में मिश्र धातुओं के घटकों के बीच होने वाली बातचीत की प्रकृति से निर्धारित होता है। यह माना जाता है कि द्रव अवस्था में घटकों के बीच असीमित विलेयता होती है, अर्थात्। वे एक सजातीय तरल समाधान (पिघल) बनाते हैं। ठोस अवस्था में, घटक शुद्ध घटकों के यांत्रिक मिश्रण, असीमित ठोस समाधान, सीमित ठोस समाधान, स्थिर रासायनिक यौगिक, अस्थिर रासायनिक यौगिक बना सकते हैं, और बहुरूपी परिवर्तनों से भी गुजर सकते हैं।

यांत्रिक मिश्रणतब बनते हैं जब मिश्र धातु बनाने वाले तत्व एक-दूसरे में नहीं घुलते हैं और तरल अवस्था से जमने के दौरान परस्पर क्रिया नहीं करते हैं। संरचना में, मिश्रण एक अमानवीय शरीर है। एक यांत्रिक मिश्रण बनाने वाले विभिन्न घटकों के क्रिस्टलीय पतले खंड पर दिखाई दे रहे हैं। रासायनिक विश्लेषण भी विभिन्न घटकों की पहचान करता है। दो प्रकार के क्रिस्टल जाली अलग-अलग हैं।

ठोस समाधान- चरण जिसमें एक घटक (विलायक) अपने क्रिस्टल जाली को बरकरार रखता है, और अन्य (विघटित) घटकों के परमाणु इसकी जाली में स्थित होते हैं, इसे विकृत करते हैं। एक ठोस घोल का रासायनिक विश्लेषण दो तत्वों की उपस्थिति दर्शाता है, और एक्स-रे संरचनात्मक विश्लेषण एक प्रकार का विलायक जाली दिखाता है। संरचना सजातीय अनाज है। यदि दोनों घटकों में एक ही क्रिस्टल जाली है, और उनके परमाणु व्यास 8 - 15% से अधिक नहीं हैं, तो असीमित घुलनशीलता संभव है (उदाहरण के लिए, सोना और चांदी)।

रासायनिक यौगिकतब बनते हैं जब मिश्र धातु बनाने वाले तत्व एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। संरचना में, वे सजातीय ठोस हैं। रासायनिक यौगिकों के गुण उनके घटक तत्वों के गुणों से भिन्न होते हैं। उनका एक निरंतर गलनांक होता है। एक रासायनिक यौगिक का क्रिस्टल जाली प्रारंभिक घटकों की जाली से भिन्न होता है। एक रासायनिक यौगिक में, तत्वों के परमाणुओं का एक निश्चित अनुपात संरक्षित होता है, अर्थात। यौगिक का एक रासायनिक सूत्र है।

"लौह-कार्बन" प्रणाली का राज्य आरेख

कार्बन के साथ लोहा और इसकी मिश्र धातु

बहुरूपता किसी पदार्थ या पदार्थ का वह गुण है जो तापमान में परिवर्तन होने पर उसके क्रिस्टल जालक को बदल देता है, α-Fe के क्रिस्टलीय रूप और ... कार्बन एक अधात्विक तत्व है। प्रकृति में, यह दो के रूप में होता है ... सामान्य परिस्थितियों में, कार्बन एक हेक्सागोनल स्तरित जाली के साथ ग्रेफाइट संशोधन के रूप में होता है। संशोधन...

बनना

बनना- 2.14% कार्बन युक्त कार्बन के साथ लोहे की मिश्र धातु। इसके अलावा, मिश्र धातु में आमतौर पर मैंगनीज, सिलिकॉन, सल्फर और फास्फोरस होता है। कुछ तत्वों को विशेष रूप से भौतिक-रासायनिक गुणों (मिश्र धातु तत्व) में सुधार के लिए जोड़ा जा सकता है।

संरचना द्वारामें विभाजित किया जाने लगा:

1) हाइपोयूटेक्टॉइड 0.8% तक कार्बन युक्त (रचना पी + एफ);

2) यूटेक्टॉइड स्टील्स 0.8% कार्बन (पी) युक्त;

3) हाइपरयूटेक्टॉइड 0.8% से अधिक कार्बन (P + sec। Ts) युक्त।

दूरसंचार विभाग डी - यूटेक्टॉइड पॉइंट(ठंडा होने पर, ऑस्टेनाइट फेराइट और सीमेंटाइट का एक यांत्रिक मिश्रण बनाता है)। यूटेक्टॉइड परिवर्तन एक तरल से नहीं, बल्कि एक ठोस घोल से होता है।

रासायनिक संरचना के आधार पर, कार्बन और मिश्र धातु स्टील्स को प्रतिष्ठित किया जाता है। के बदले में कार्बन स्टील्सशायद:

1) कम कार्बन (कार्बन सामग्री 0.25% से कम);

2) मध्यम कार्बन (कार्बन सामग्री 0.25 - 0.60% है);

3) उच्च कार्बन, जिसमें कार्बन सांद्रता 0.60% से अधिक हो।

मिश्र धातु इस्पातमें विभाजित:

1) कम-मिश्र धातु - मिश्र धातु तत्वों की सामग्री 2.5% तक है;

2) मध्यम मिश्रधातु टी - 2.5मिश्र धातु तत्वों का 10% तक;

3) अत्यधिक मिश्रधातु - 10% से अधिक मिश्र धातु तत्व होते हैं।

मिलने का समय निश्चित करने परस्टील हैं:

1) संरचनात्मक, दूरभाष और मशीन निर्माण उत्पादों के लिए अभिप्रेत है;

2) यंत्र, जिससे काटने, मापने, मुद्रांकन और अन्य उपकरण बनाए जाते हैं। इन स्टील्स में शामिल हैं

0.65% से अधिक कार्बन;

3) विशेष भौतिक गुणों के साथ, उदाहरण के लिए, कुछ चुंबकीय विशेषताओं या रैखिक विस्तार के कम गुणांक (विद्युत स्टील, इनवार) के साथ;

4) विशेष रासायनिक गुणों के साथ, उदाहरण के लिए, स्टेनलेस, गर्मी प्रतिरोधी या गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स।

हानिकारक अशुद्धियों की सामग्री के आधार पर(सल्फर और फास्फोरस) स्टील्स में विभाजित हैं:

1. सामान्य गुणवत्ता के स्टील, 0.06% सल्फर तक की सामग्री और

0.07% फास्फोरस तक।

2. उच्च गुणवत्ता - 0.035% तक सल्फर और फास्फोरस प्रत्येक अलग से।

3. उच्च गुणवत्ता - 0.025% सल्फर और फास्फोरस तक।

4. विशेष रूप से उच्च गुणवत्ता, 0.025% तक फास्फोरस और 0.0 तक] 5% सल्फर।

ऑक्सीजन हटाने की डिग्री सेस्टील से बना, यानी। इसके डीऑक्सीडेशन की डिग्री के अनुसार, वे प्रतिष्ठित हैं:

1) शांत स्टील, यानी। पूरी तरह से deoxidized, ब्रांड के अंत में "cn" अक्षरों द्वारा निर्दिष्ट;

2) उबलते स्टील्स - कमजोर रूप से डीऑक्सीडाइज्ड, "केपी" अक्षरों के साथ चिह्नित;

3) अर्ध-शांत स्टील्स जो पिछले दो के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं; "पीएस" अक्षरों द्वारा निरूपित।

मानकीकृत संकेतकों (तन्य शक्ति , सापेक्ष बढ़ाव δ%, उपज शक्ति टी, ठंड झुकने) के आधार पर, प्रत्येक समूह के स्टील को श्रेणियों में विभाजित किया जाता है, जिन्हें अरबी अंकों द्वारा नामित किया जाता है।

साधारण गुणवत्ता का स्टीलरासायनिक संरचना और यांत्रिक गुणों के आधार पर, "सेंट" और सशर्त ब्रांड संख्या (0 से 6 तक) अक्षरों द्वारा निरूपित किया जाता है। स्टील की कार्बन सामग्री और ताकत गुण जितना अधिक होगा, इसकी संख्या उतनी ही अधिक होगी। स्टील की श्रेणी को इंगित करने के लिए, श्रेणी के अनुरूप अंत में एक संख्या को ब्रांड के पदनाम में जोड़ा जाता है, पहली श्रेणी आमतौर पर इंगित नहीं की जाती है।

उदाहरण के लिए: St1kp2 - यांत्रिक गुणों (समूह ए) द्वारा उपभोक्ताओं को आपूर्ति की जाने वाली सामान्य गुणवत्ता, उबलते, ग्रेड नंबर 1, दूसरी श्रेणी का कार्बन स्टील।

गुणवत्ता वाले स्टील्सनिम्नानुसार चिह्नित: ब्रांड की शुरुआत में स्टील्स के लिए कार्बन सामग्री को प्रतिशत के सौवें हिस्से में इंगित करें,

उदाहरण के लिए: ST45 - उच्च गुणवत्ता वाले कार्बन स्टील, शांत, में 0.45% C होता है।

U7 - उच्च गुणवत्ता वाला कार्बन टूल स्टील जिसमें 0.7% C होता है, शांत (सभी टूल स्टील्स अच्छी तरह से डीऑक्सीडाइज़्ड होते हैं)।

स्टील बनाने वाले मिश्र धातु तत्व रूसी अक्षरों में निर्दिष्ट हैं: ए - नाइट्रोजन, के - कोबाल्ट, टी - टाइटेनियम, बी - नाइओबियम, एम - मोलिब्डेनम, एफ - वैनेडियम, वी - टंगस्टन, एन - निकल, एक्स - क्रोमियम, जी - मैंगनीज, पी - फास्फोरस, डी - तांबा, सी - सिलिकॉन।

यदि मिश्र धातु तत्व को निर्दिष्ट करने वाले पत्र के बाद कोई संख्या है, तो यह इस तत्व की सामग्री को प्रतिशत में इंगित करता है। यदि कोई आंकड़ा नहीं है, तो स्टील में मिश्र धातु तत्व का 0.8 - 1.5% होता है।

उदाहरण के लिए: 14G2 - कम मिश्र धातु गुणवत्ता वाले स्टील, शांत, में लगभग 14% कार्बन और 2.0% तक मैंगनीज होता है।

ОЗХ16Н15МЗБ - उच्च मिश्र धातु उच्च गुणवत्ता वाला स्टील, शांत में 0.03% C, 16.0% Cr, 15.0% Ni, 3.0% Mo तक, 1.0% Nb तक होता है।

उच्च गुणवत्ता और अतिरिक्त उच्च गुणवत्ता वाले स्टील्सउन्हें उच्च-गुणवत्ता वाले के समान ही चिह्नित किया जाता है, लेकिन उच्च-गुणवत्ता वाले स्टील के ग्रेड के अंत में वे अक्षर A डालते हैं (ब्रांड पदनाम के बीच में यह अक्षर विशेष रूप से स्टील में पेश किए गए नाइट्रोजन की उपस्थिति को इंगित करता है) ), और विशेष रूप से उच्च-गुणवत्ता वाले ग्रेड के बाद - एक डैश के माध्यम से "Ш" अक्षर।

उदाहरण के लिए: U8A - कार्बन उपकरण उच्च गुणवत्ता वाला स्टील जिसमें 0.8% कार्बन होता है;

-Ш एक विशेष रूप से उच्च गुणवत्ता वाला मध्यम-मिश्र धातु इस्पात है जिसमें 0.30% कार्बन होता है और प्रत्येक में 0.8 से 1.5% क्रोमियम, मैंगनीज और सिलिकॉन होता है।

स्टील्स के कुछ समूहों को कुछ अलग तरीके से नामित किया गया है।

बॉल बेयरिंग स्टील्स को "ШХ" अक्षरों से चिह्नित किया जाता है, जिसके बाद क्रोमियम सामग्री को प्रतिशत (ШХ6) के दसवें हिस्से में दर्शाया जाता है।

हाई-स्पीड स्टील्स (जटिल मिश्र धातु) को "P" अक्षर द्वारा नामित किया गया है, निम्नलिखित संख्या इसमें टंगस्टन के प्रतिशत (P18) को इंगित करती है।

स्वचालित स्टील्स को "ए" अक्षर और एक प्रतिशत (ए 12) के सौवें हिस्से में औसत कार्बन सामग्री को इंगित करने वाली संख्या द्वारा नामित किया गया है।

कच्चा लोहा

कच्चा लोहा 2.14% से अधिक कार्बन युक्त कार्बन के साथ लोहे के मिश्र धातु कहलाते हैं। इनमें स्टील जैसी ही अशुद्धियाँ होती हैं, लेकिन अधिक मात्रा में।

कास्ट आयरन, स्टील्स के विपरीत, एक यूक्टेक्टिक के गठन के साथ क्रिस्टलीकरण खत्म करते हैं, प्लास्टिक विरूपण और उच्च कास्टिंग गुणों की कम क्षमता होती है।

कार्बन की स्थिति के आधार परकच्चा लोहा में हैं:

1) कच्चा लोहा, जिसमें सभी कार्बन कार्बाइड (सफेद कच्चा लोहा) के रूप में एक बाध्य अवस्था में है;

2) कच्चा लोहा, जिसमें ग्रेफाइट (ग्रे, उच्च शक्ति, निंदनीय कच्चा लोहा) के रूप में कार्बन मोटे तौर पर या पूरी तरह से मुक्त अवस्था में होता है।

सफेद कच्चा लोहाग्रेफाइट शामिल नहीं है, सभी कार्बन सीमेंटाइट Fe 3 C में बंधे हैं। कार्बन सामग्री के आधार पर सफेद कच्चा लोहा, में विभाजित हैं:

1) हाइपरयूटेक्टिक - कार्बन सामग्री 4.3% तक। संरचना में पेर्लाइट, सेकेंडरी सीमेंटाइट और लेडबुराइट शामिल हैं;

2) यूक्टेक्टिक - कार्बन सामग्री 4.3%। संरचना लेडबुराइट से बनी है;

3) हाइपरयूटेक्टिक - कार्बन सामग्री 4.3% से अधिक है। संरचना लेडबुराइट और प्राथमिक सीमेंटाइट से बनी है।

दूरसंचार विभाग सी - यूटेक्टिक... यूटेक्टिक परिवर्तन एक तरल से होता है। परिणामी यूक्टेक्टिक को लेडेबुराइट कहा जाता है। बिंदु C पर, संतुलन में तीन चरण एक साथ सह-अस्तित्व में होते हैं: तरल पिघल, ऑस्टेनाइट और सीमेंटाइट।

ग्रे कास्ट आयरनलैमेलर ग्रेफाइट के रूप में मुक्त अवस्था में कार्बन होता है। माइक्रोस्कोप के तहत, ग्रेफाइट एक हल्की पृष्ठभूमि के खिलाफ गहरे, घुमावदार बैंड के रूप में दिखाई देगा। धातु के आधार की तुलना में, ग्रेफाइट की ताकत कम होती है। इसकी घटना के स्थानों को एक असंततता के रूप में माना जा सकता है। ग्रे कास्ट आयरन में तन्यता परीक्षणों में खराब यांत्रिक गुण होते हैं। हालांकि, ग्रे कास्ट आयरन के भी कई फायदे हैं: यह सस्ते कास्टिंग प्राप्त करना संभव बनाता है, और इसमें अच्छे होते हैं। मशीनीयता, उच्च भिगोना गुण।

ग्रे कास्ट आयरन को एमपीए में न्यूनतम तन्यता ताकत के अनुरूप दो अक्षरों और दो संख्याओं के साथ चिह्नित किया गया है।

उदाहरण के लिए: SCh10 - 100MPa की तन्य शक्ति के साथ ग्रे कास्ट आयरन।

जैसे ही ग्रेफाइट समावेशन गोल होते हैं, धातु आधार में कटौती के रूप में उनकी नकारात्मक भूमिका कम हो जाती है, और कच्चा लोहा के यांत्रिक गुणों में वृद्धि होती है। ग्रेफाइट का गोल आकार संशोधन द्वारा प्राप्त किया जाता है। जब 0.5% तक की मात्रा में संशोधक के रूप में मैग्नीशियम का उपयोग किया जाता है, तो तन्य लोहा प्राप्त होता है।

नमनीय लोहे में गांठदार ग्रेफाइट समावेशन के रूप में मुक्त कार्बन होता है। विभिन्न आकारों के गोल काले दाने एक सूक्ष्मदर्शी के नीचे एक हल्की पृष्ठभूमि पर देखे जाते हैं। जिम्मेदार भागों को उच्च शक्ति वाले कच्चा लोहा से बनाया जाता है। उच्च शक्ति वाले कास्ट आयरन को एचएफ अक्षरों और अंतिम प्रतिरोध के मूल्य को दर्शाने वाली संख्या के साथ चिह्नित किया जाता है।

उदाहरण के लिए:वीसीएच 35 - 350 एमपीए की तन्य शक्ति के साथ उच्च शक्ति वाला कच्चा लोहा।

निंदनीय कच्चा लोहापरतदार ग्रेफाइट के रूप में मुक्त अवस्था में कार्बन होता है। निंदनीय कच्चा लोहा सफेद कच्चा लोहा से एनीलिंग (1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर लंबे समय तक एनीलिंग) द्वारा प्राप्त किया जाता है। माइक्रोस्कोप के तहत, एक हल्की पृष्ठभूमि के खिलाफ एक फ्लोकुलेंट चरण देखा जाता है।

निंदनीय कच्चा लोहा KCH और दो संख्याओं के साथ चिह्नित है: पहला तन्य शक्ति है, दूसरा सापेक्ष बढ़ाव है।

उदाहरण के लिए:केसीएच 35-10 - 350 एमपीए की तन्य शक्ति और 10% के सापेक्ष बढ़ाव के साथ निंदनीय कच्चा लोहा।

कच्चा लोहा की सूक्ष्म संरचना में धातु आधार और ग्रेफाइट समावेशन होते हैं। कच्चा लोहा के गुण धातु के आधार के गुणों और ग्रेफाइट समावेशन की प्रकृति पर निर्भर करते हैं।

धातु आधार हो सकता है:

1) पर्लाइट (सूक्ष्मदर्शी के नीचे गहरा आधार);

2) फेराइट-पर्लाइट (सूक्ष्मदर्शी के नीचे प्रकाश और अंधेरे क्षेत्रों का प्रत्यावर्तन);

3) फेरिटिक (सूक्ष्मदर्शी के नीचे प्रकाश आधार)।

धातु के आधार की संरचना कच्चा लोहा की कठोरता को निर्धारित करती है।

रेखांकनलौह-कार्बन मिश्र धातुओं के क्रिस्टलीकरण या शीतलन के दौरान ग्रेफाइट के निकलने की प्रक्रिया कहलाती है। रेखांकन एक प्रसार प्रक्रिया है और धीमी है। रेखांकन प्रक्रिया में कई चरण होते हैं:

1) केंद्रों का निर्माण, रेखांकन;

2) कार्बन परमाणुओं का रेखांकन के केंद्रों में प्रसार;

3) ग्रेफाइट अवक्षेप की वृद्धि।

विधि द्वारा प्राप्त मिश्रित सामग्री

पाऊडर धातुकर्म

पाउडर से उत्पादों के निर्माण की तकनीकी प्रक्रिया में शामिल हैं: पाउडर प्राप्त करना, चार्ज तैयार करना, मोल्डिंग, सिंटरिंग, हॉट ... एक निश्चित रासायनिक संरचना के पाउडर से ब्लैंक बनाते समय ...

मिश्र धातुओं की संरचना का अध्ययन

इस कार्य में मिश्र धातुओं की संरचना का अध्ययन एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके किया जाता है। प्रतिबिम्ब परावर्तित प्रकाश में बनता है। सूक्ष्म विश्लेषण के लिए, एक पॉलिश सतह के साथ नमूने बनाए जाते हैं - ... विश्लेषण के परिणामस्वरूप, समावेशन का आकार, उनका आकार, वितरण, ग्रेफाइट की मात्रा, मिश्र धातु तत्व, ...

प्रायोगिक भाग

1. पाउडर सामग्री के नमूने-माइक्रोसेक्शन का उपयोग करके, माइक्रोस्कोप के तहत सामग्री की संरचना की जांच करें और रेखांकन करें। एल्बम में विवरण के साथ संरचना की तुलना करें।

2. स्टील्स के नमूने-माइक्रोसेक्शन और तस्वीरों के साथ एक सहायक एल्बम का उपयोग करना, उनकी संरचना का अध्ययन और रेखांकन करना। सैद्धांतिक भाग में दिए गए चरण आरेख के अनुसार नमूनों में कार्बन सामग्री और चरण संरचना का निर्धारण करें।

3. कच्चा लोहा के नमूनों-सूक्ष्म खंडों और तस्वीरों के साथ एक सहायक एल्बम का उपयोग करना, उनकी संरचना का अध्ययन और रेखांकन करना। कच्चा लोहा का प्रकार, ग्रेफाइट समावेशन का आकार, धातु आधार का प्रकार निर्धारित करें। सफेद कच्चा लोहा में कार्बन सामग्री का निर्धारण करें। राज्य आरेख से सफेद कच्चा लोहा की चरण संरचना निर्धारित करें।

4. लौह-कार्बन अवस्था आरेख का परीक्षण कीजिए। लिक्विडस, सॉलिडस, यूटेक्टॉइड और यूटेक्टिक पॉइंट्स की लाइन्स, फेज़ ट्रांज़िशन की लाइन्स, आयरन के गलनांक, सीमेंटाइट आदि की पहचान करें।

5. किए गए कार्य के परिणामों के आधार पर निष्कर्ष तैयार करें।

प्रयोगशाला कार्य संख्या 2,

यांत्रिक गुणों का अध्ययन

निर्माण सामग्री

उद्देश्य:संरचनात्मक सामग्री के यांत्रिक गुणों और गुणों के आकलन के तरीकों का अध्ययन करें।

सैद्धांतिक भाग

सामग्री के यांत्रिक गुण तनाव की स्थिति के प्रकार (परीक्षण के दौरान नमूनों में निर्मित), लोडिंग की स्थिति और प्रकृति, गति, तापमान और बाहरी वातावरण की स्थिति पर निर्भर करते हैं। सामग्रियों के यांत्रिक परीक्षण का उद्देश्य इन या उन गुणों या उनके संयोजन को सटीक रूप से निर्धारित करना है, जो दी गई सेवा शर्तों में संबंधित उत्पादों की विश्वसनीयता को पूरी तरह से चित्रित करेगा। इन यांत्रिक गुणों के संयोजन को संरचनात्मक शक्ति कहा जा सकता है।

यांत्रिक गुणों के विभिन्न संयोजनों को मूल्यांकन मानदंड के रूप में लिया जाता है। मानदंडों के निम्नलिखित समूह प्रतिष्ठित हैं:

1. सामग्रियों की ताकत गुणों का अनुमान, अक्सर निर्धारित किया जाता है और उनसे बने उत्पादों की विशेषताओं और उनकी सेवा की शर्तों की परवाह किए बिना। आमतौर पर, इन ताकत गुणों को स्थिर लोडिंग के तहत तन्यता की स्थिति के तहत निर्धारित किया जाता है।

2. उत्पादों की सेवा शर्तों से सीधे संबंधित सामग्रियों के गुणों का आकलन, और उनके स्थायित्व और विश्वसनीयता का निर्धारण।

3. बेंच और परिचालन परीक्षणों के दौरान निर्धारित समग्र रूप से संरचना की ताकत का अनुमान।

गुणों के मूल्यांकन के लिए मानदंड के पहले दो समूह नमूनों पर निर्धारित किए जाते हैं, फिर

उत्तरार्द्ध के रूप में - तैयार भागों और संरचनाओं पर।

सामग्री के मुख्य यांत्रिक गुणों में शामिल हैं:

1) ताकत- लोड के तहत विनाश का विरोध करने के लिए सामग्री की क्षमता;

2) प्लास्टिक- लोड की कार्रवाई के तहत विनाश के बिना सामग्री के आकार और आकार को अपरिवर्तनीय रूप से बदलने की क्षमता;

3) भंगुरता- सुरक्षात्मक ऊर्जा अवशोषण के बिना सामग्री को तोड़ने की क्षमता;

4) श्यानता- विनाश के क्षण तक यांत्रिक ऊर्जा को अपरिवर्तनीय रूप से अवशोषित करने की सामग्री की क्षमता;

5) लोच- भार को हटाने के बाद अपने आकार और आकार को बहाल करने के लिए सामग्री की क्षमता;

6) कठोरता- सतह परत में किसी अन्य शरीर के प्रवेश का विरोध करने के लिए एक सामग्री की क्षमता।

खिंचाव आरेख

तन्यता आरेख को प्लॉट करना तन्यता परीक्षण का मुख्य कार्य है। इन परीक्षणों के लिए, बेलनाकार नमूने ... OA ज़ोन को इलास्टिक ज़ोन कहा जाता है (लोड पीपीसी को हटाने के बाद, नमूना ...

सामग्री की कठोरता का निर्धारण

कठोरता- स्थानीय संपर्क प्रभावों के तहत सतह परत में विरूपण का विरोध करने के लिए सामग्री की क्षमता।

कठोरता मापन के लाभ

2. निष्पादन की तकनीक के अनुसार कठोरता का मापन शक्ति के निर्धारण की तुलना में बहुत आसान है (विशेष नमूनों की आवश्यकता नहीं है, प्रदर्शन किया गया ... 3. कठोरता का मापन चेक किए गए भाग को नष्ट नहीं करता है और ... 4. कठोरता कर सकते हैं छोटी मोटाई के भागों के साथ-साथ पतली परतों में भी मापा जा सकता है।

मोह पैमाने के अनुसार कठोरता का निर्धारण

कांच, चाकू ब्लेड, आदि के साथ, जैसा कि तालिका में दिखाया गया है। 2.1. तालिका 2.1

प्रायोगिक भाग

1. तन्यता परीक्षण।

1.1. तन्यता बेलनाकार स्टील के नमूने तैयार करें।

1.2. कैलिपर का उपयोग करके नमूनों की लंबाई और व्यास के आवश्यक माप करें। तालिका 2.2 में डेटा दर्ज करें।

तालिका 2.2

1.3. काम के सैद्धांतिक भाग में दिए गए सूत्रों के अनुसार मुख्य यांत्रिक विशेषताओं, अर्थात् सामग्री की अंतिम ताकत, सापेक्ष बढ़ाव और सापेक्ष संकुचन का निर्धारण करें।

1.4. निर्देशांक -Δl में स्टील छवियों के तनाव का आरेख बनाएं।

1.5. शिक्षक द्वारा जारी किए गए विभिन्न संरचनात्मक सामग्रियों के तन्य आरेखों से परिचित हों, मुख्य क्षेत्रों को हाइलाइट करें, और यांत्रिक विशेषताओं को निर्धारित करें।

2. सामग्री की कठोरता का निर्धारण।

2.1. ब्रिनेल कठोरता का निर्धारण:

ए) परीक्षण टुकड़ा कठोरता परीक्षक की मेज पर रखा गया है;

बी) लोडिंग बल का मूल्य और भार की अवधि निर्धारित करें;

सी) नमूने पर एक छाप बनाएं, उपकरण चरण को कम करें, नमूना हटा दें;

डी) माइक्रोस्कोप का उपयोग करके, परिणामी प्रिंट के व्यास को मापें और ब्रिनेल कठोरता की गणना करें।

2.2. विकर्स कठोरता का निर्धारण:

ए) माइक्रोस्कोप के मंच पर लगे नमूने पर छाप के विकर्णों की लंबाई निर्धारित करें;

2.3. इसकी कठोरता पर स्टील में कार्बन सामग्री के प्रभाव का अध्ययन;

ए) स्टील्स एसटी 20, एसटी 45, यू 8 के लिए प्राप्त नमूनों के इंडेंटेशन के व्यास को मापें;

बी) संदर्भ तालिकाओं का उपयोग करके ब्रिनेल कठोरता मान निर्धारित करें;

ग) कार्बन सामग्री पर कठोरता की चित्रमय निर्भरता का निर्माण करना और उसकी व्याख्या करना।

3. कार्य के परिणामों के आधार पर निष्कर्ष तैयार करें।

प्रयोगशाला कार्य संख्या 3

सामग्री के क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया का अध्ययन

उद्देश्य: लवण और धातुओं के उदाहरण का उपयोग करके सामग्री के क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया की विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए, क्रिस्टलीकृत सामग्री की संरचना पर विभिन्न कारकों के प्रभाव को निर्धारित करने के लिए, थर्मल विश्लेषण की विधि से परिचित होने के लिए।

सैद्धांतिक भाग

कोई भी पदार्थ एकत्रीकरण की तीन अवस्थाओं में से एक में हो सकता है: ठोस, तरल और गैसीय। एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण एक निश्चित तापमान पर होता है, जिसे पिघलने, क्रिस्टलीकरण, उबलने या उच्च बनाने की क्रिया कहा जाता है।

क्रिस्टलीय ठोस की एक नियमित संरचना होती है, जिसमें परमाणु और आयन क्रिस्टल जाली (तथाकथित शॉर्ट-रेंज ऑर्डर) के नोड्स में स्थित होते हैं, और अलग-अलग कोशिकाएं और ब्लॉक एक दूसरे के संबंध में एक निश्चित तरीके से उन्मुख होते हैं (लंबी- रेंज ऑर्डर)। तरल पदार्थों में, एक निश्चित अभिविन्यास पूरे आयतन पर लागू नहीं होता है, बल्कि केवल कुछ ही परमाणुओं पर लागू होता है जो अपेक्षाकृत स्थिर समूह, या उतार-चढ़ाव (शॉर्ट-रेंज ऑर्डर) बनाते हैं। घटते तापमान के साथ, उतार-चढ़ाव की स्थिरता बढ़ जाती है, और वे बढ़ने की क्षमता दिखाते हैं।

जैसे-जैसे ठोस का तापमान बढ़ता है, जालीदार स्थानों में परमाणुओं की गतिशीलता बढ़ती है, कंपन आयाम बढ़ता है और पहुँचने पर

एक निश्चित तापमान पर, जिसे गलनांक कहा जाता है, जाली एक तरल चरण बनाने के लिए ढह जाती है।

तरल (पिघल) को ठंडा करके जमने पर विपरीत तस्वीर देखी जाती है। ठंडा होने पर, परमाणुओं की गतिशीलता कम हो जाती है, और गलनांक के पास, परमाणुओं के समूह बनते हैं, जिनमें परमाणुओं को क्रिस्टल की तरह पैक किया जाता है। ये समूह क्रिस्टलीकरण या नाभिक के केंद्र होते हैं, जिन पर बाद में क्रिस्टल की एक परत बढ़ती है। "पिघलने-ठोस" तापमान पर पहुंचने पर, एक क्रिस्टल जाली फिर से बनती है, और धातु एक ठोस अवस्था में चली जाती है। एक निश्चित तापमान पर किसी धातु का द्रव से ठोस अवस्था में संक्रमण कहलाता है क्रिस्टलीकरण।

क्रिस्टलीय निकायों की विशेषता है असमदिग्वर्ती होने की दशा- दिशा पर गुणों की निर्भरता। अनाकार पिंड (जैसे कांच) हैं समदैशिक- इनके गुण दिशा पर निर्भर नहीं करते।

क्रिस्टलीकरण की थर्मोडायनामिक स्थितियों पर विचार करें। किसी भी प्रणाली की ऊर्जा अवस्था को आंतरिक ऊर्जा की एक निश्चित आपूर्ति की विशेषता होती है, जो अणुओं, परमाणुओं आदि की गति की ऊर्जा से बनी होती है। मुक्त ऊर्जा आंतरिक ऊर्जा का एक घटक है जिसे समतापी परिस्थितियों में कार्य में परिवर्तित किया जा सकता है। मुक्त ऊर्जा की मात्रा तापमान परिवर्तन, पिघलने, बहुरूपी परिवर्तन आदि के साथ बदलती है।

ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, कोई भी प्रणाली मुक्त ऊर्जा के न्यूनतम मूल्य की ओर प्रवृत्त होती है। कोई भी स्वतःस्फूर्त रूप से चलने वाली प्रक्रिया तभी होती है जब नई अवस्था अधिक स्थिर हो, अर्थात। मुक्त ऊर्जा की एक छोटी आपूर्ति है। उदाहरण के लिए, एक गेंद अपनी मुक्त ऊर्जा को कम करते हुए एक झुके हुए विमान को लुढ़कने की प्रवृत्ति रखती है। झुकाव वाले विमान में गेंद की सहज वापसी असंभव है, क्योंकि इससे इसकी मुक्त ऊर्जा में वृद्धि होगी।

क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया उसी नियम का पालन करती है। एक धातु ठोस अवस्था में कम मुक्त ऊर्जा होने पर जम जाती है, और जब तरल अवस्था में कम मुक्त ऊर्जा होती है तो पिघल जाती है। तापमान में परिवर्तन के साथ तरल और ठोस अवस्था की मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन को अंजीर में दिखाया गया है। 3.1. पदार्थ की तरल और ठोस अवस्थाओं के लिए मुक्त ऊर्जा में तापमान परिवर्तन अलग-अलग होते हैं।

चावल। 3.1. थर्मोडायनामिक क्रिस्टलीकरण की स्थिति

सैद्धांतिक और वास्तविक क्रिस्टलीकरण तापमान के बीच भेद।

टी 0 - सैद्धांतिक, या संतुलन क्रिस्टलीकरण तापमान जिस पर एफ डब्ल्यू = एफ टीवी इस तापमान पर, तरल और ठोस दोनों अवस्थाओं में धातु का अस्तित्व समान रूप से संभावित है। वास्तविक क्रिस्टलीकरण तब शुरू होगा जब यह प्रक्रिया सिस्टम के लिए थर्मोडायनामिक रूप से फायदेमंद होगी, बशर्ते कि ΔF = F w - F टीवी, जिसके लिए कुछ ओवरकूलिंग की आवश्यकता होती है। जिस तापमान पर क्रिस्टलीकरण व्यावहारिक रूप से होता है उसे कहा जाता है वास्तविक क्रिस्टलीकरण तापमानटी करोड़ सैद्धांतिक और वास्तविक, क्रिस्टलीकरण तापमान के बीच के अंतर को कहा जाता है हाइपोथर्मिया की डिग्री: = 0 - करोड़। सुपरकूलिंग की डिग्री जितनी अधिक होगी, मुक्त ऊर्जा ΔF में उतना ही अधिक अंतर होगा, उतना ही अधिक तीव्र क्रिस्टलीकरण होगा।

जिस तरह जमने के लिए वास्तविक क्रिस्टलीकरण तापमान के लिए सुपरकूलिंग की आवश्यकता होती है, उसी तरह पिघलने के लिए वास्तविक गलनांक को प्राप्त करने के लिए सुपरहीटिंग की आवश्यकता होती है।

क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया का तंत्र

1) क्रिस्टलीकरण केंद्रों का केंद्रीकरण; 2) इन केंद्रों से क्रिस्टल की वृद्धि। जमने के तापमान के करीब तापमान पर, तरल धातु में परमाणुओं के छोटे समूह बनते हैं, इसलिए ...

थर्मल विश्लेषण

चावल। 3.5. कूलिंग कर्व्स के प्रकार जब एक शुद्ध तत्व क्रिस्टलीकृत होता है, तो कूलिंग के कारण होने वाली गर्मी की भरपाई हीट द्वारा की जाती है ...

शांत स्टील पिंड संरचना

एक शांत स्टील पिंड की संरचना का एक चित्र अंजीर में दिखाया गया है। 3.7. पिंड संरचना में तीन क्षेत्र होते हैं: बाहरी महीन दाने वाला क्षेत्र 1, स्तंभ क्षेत्र ... अंजीर। 3.7. धातु पिंड संरचना

प्रायोगिक भाग

1. धातु का थर्मल विश्लेषण करें।

1.1. ओवन को चालू करें जिसमें धातु का नमूना रखा गया है।

1.2. प्रयोगशाला सहायक द्वारा निर्दिष्ट तापमान पर नमूने को गर्म (पिघलाएं)।

1.3. हर 60 सेकंड में मापने वाले उपकरण की रीडिंग लें। रीडिंग का अनुवाद एक अंशांकन तालिका का उपयोग करके किया जाता है।

1.4. जब प्रयोग का अंतिम तापमान पहुंच जाए, तो भट्टी को बंद कर दें और धातु के शीतलन (क्रिस्टलीकरण) की प्रक्रिया को अंजाम दें।

1.5. हर 60 सेकंड में मापने वाले उपकरण की रीडिंग लें।

1.6. निर्देशांक में प्लॉट हीटिंग और कूलिंग कर्व्स

एक ग्राफ पर "तापमान - समय"।

1.7. कुल परिवर्तनों के महत्वपूर्ण बिंदु निर्धारित करें और

हाइपोथर्मिया की डिग्री।

2. धातु लवण के उदाहरण द्वारा क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया का अध्ययन करना।

2.1. संतृप्त नमक के घोल की बूंदों को कांच की स्लाइड पर लगाएं और माइक्रोस्कोप स्टेज पर रखें।

2.2. पानी के प्राकृतिक वाष्पीकरण की प्रक्रिया में एक निश्चित अवधि के बाद प्राप्त लवणों की संरचनाओं पर विचार करें और उनका चित्रमय चित्रण करें। क्रिस्टलीय संरचनाओं के प्रकार, क्षेत्रों के गठन का क्रम, उनकी संख्या निर्धारित करें।

3. प्रयोगात्मक परिणामों के आधार पर निष्कर्ष तैयार करें।

प्रयोगशाला कार्य संख्या 4

थर्मल गुणों का अध्ययन

निर्माण सामग्री

लक्ष्यकार्य: सामग्री के थर्मोफिजिकल गुणों का अध्ययन करना। मिश्र धातु के रैखिक विस्तार का तापमान गुणांक निर्धारित करें।

सैद्धांतिक भाग

इंस्ट्रूमेंटेशन की कई शाखाओं के लिए, कड़ाई से विनियमित थर्मल गुणों वाली सामग्रियों का उपयोग करना आवश्यक है। मुख्य थर्मोफिजिकल गुणों में शामिल हैं: गर्मी प्रतिरोध, ठंड प्रतिरोध, तापीय चालकता, गर्मी प्रतिरोध, गर्मी क्षमता और थर्मल विस्तार।

गर्मी प्रतिरोधसामग्री की क्षमता को संदर्भित करता है, क्षति के बिना और अन्य व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण गुणों की स्वीकार्य गिरावट के बिना, ऊंचे तापमान की कार्रवाई का मज़बूती से सामना करने के लिए (थोड़े समय के लिए या सामान्य परिचालन समय के बराबर समय के लिए)। गर्मी प्रतिरोध की भयावहता का आकलन तापमान के संबंधित मूल्यों द्वारा किया जाता है जिस पर गुणों में परिवर्तन दिखाई दिया (उदाहरण के लिए, अकार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स के लिए विद्युत)। कार्बनिक डाइलेक्ट्रिक्स का गर्मी प्रतिरोध अक्सर यांत्रिक विरूपण की शुरुआत से निर्धारित होता है। यदि लंबे समय तक ऊंचे तापमान के संपर्क में रहने के बाद ही गुणों की गिरावट का पता चलता है - धीमी रासायनिक प्रक्रियाओं के कारण, तो यह तथाकथित है सामग्री की गर्मी उम्र बढ़ने... तापमान के प्रभाव के अलावा, वायु दाब में वृद्धि, ऑक्सीजन सांद्रता,

विभिन्न रासायनिक अभिकर्मकों, आदि।

कई नाजुक सामग्रियों (कांच, चीनी मिट्टी की चीज़ें) के लिए, तापमान में अचानक बदलाव का प्रतिरोध - थर्मल आवेग - महत्वपूर्ण है। ऊष्मा चक्रों को सहने की क्षमता कहलाती है गर्मी प्रतिरोध।सामग्री की सतह के तेजी से गर्म या ठंडा होने के कारण, सामग्री की बाहरी और आंतरिक परतों के बीच तापमान अंतर और असमान थर्मल विस्तार या संकुचन के कारण दरारें बन सकती हैं। गर्मी प्रतिरोध का आकलन उन थर्मल चक्रों की संख्या से किया जाता है जो एक भौतिक नमूने ने गुणों में ध्यान देने योग्य परिवर्तन के बिना झेला है।

परीक्षणों के परिणामस्वरूप, थर्मल प्रभावों के लिए सामग्री का प्रतिरोध निर्धारित किया जाता है, और विभिन्न मामलों में यह प्रतिरोध समान नहीं हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक सामग्री जो एक निश्चित तापमान पर आसानी से अल्पकालिक हीटिंग का सामना कर सकती है, थर्मल उम्र बढ़ने के संबंध में अस्थिर हो सकती है जब लंबे समय तक कम तापमान के संपर्क में आती है, या ऐसी सामग्री जो लंबे समय तक हीटिंग का सामना कर सकती है। लगातार तापमान तेजी से ठंडा होने पर टूट जाता है और इसके गुणों को बदल देता है। एक ऊंचा तापमान परीक्षण कभी-कभी उच्च वायु आर्द्रता (उष्णकटिबंधीय जलवायु) के साथ-साथ जोखिम के साथ किया जाना चाहिए।

जब उपकरण को कम तापमान पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो इसका ठंडा प्रतिरोध महत्वपूर्ण है - सामग्री की क्षमता, क्षति के बिना और अन्य व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण गुणों की अस्वीकार्य गिरावट के बिना, कम तापमान के संपर्क में मज़बूती से सामना करने के लिए, उदाहरण के लिए, -60 ° से सी और नीचे। कम तापमान पर, एक नियम के रूप में, इन्सुलेट सामग्री के विद्युत गुणों में सुधार होता है, हालांकि, कई सामग्री, जो सामान्य तापमान पर लचीली और लोचदार होती हैं, कम तापमान पर बहुत नाजुक और सख्त हो जाती हैं, जिससे अविश्वसनीय संचालन होता है।

सभी ठोस एक डिग्री या किसी अन्य तक गर्मी का संचालन करने में सक्षम हैं। कुछ बदतर हैं, अन्य बेहतर हैं। तापीय चालकता शरीर के गर्म भागों से कम गर्म भागों में गर्मी का संचालन करने के लिए सामग्री की संपत्ति है, जिससे तापमान बराबर हो जाता है।

सिद्धांत रूप में, किसी पदार्थ में तापीय ऊर्जा को स्थानांतरित करने के निम्नलिखित तरीके हैं:

1) विकिरण- सभी पिंड, चाहे उनका तापमान कुछ भी हो, ऊर्जा विकीर्ण करते हैं। यह एक विशुद्ध रूप से तापीय घटना (गर्मी विकिरण) हो सकती है और

ल्यूमिनेसेंस (फॉस्फोरेसेंस और फ्लोरेसेंस), जो गैर-थर्मल मूल का है;

2) कंवेक्शन- तरल पदार्थ और गैसों की गति से जुड़े प्रत्यक्ष गर्मी हस्तांतरण;

3) ऊष्मीय चालकता- किसी पदार्थ के परमाणुओं या अणुओं की परस्पर क्रिया के कारण ऊष्मा का स्थानांतरण। ठोस पदार्थों में, तापीय ऊर्जा का स्थानांतरण मुख्य रूप से इस विधि द्वारा किया जाता है।

तापीय चालकता फूरियर का मूल नियम कहता है कि ऊष्मा प्रवाह घनत्व तापमान प्रवणता के समानुपाती होता है। कानून आइसोट्रोपिक निकायों के लिए मान्य है (गुण दिशा पर निर्भर नहीं हैं)। अनिसोट्रोपिक ठोस मुख्य अक्षों की दिशा में थर्मल चालकता गुणांक द्वारा विशेषता है।

सामान्य स्थिति में, ठोस पदार्थों में तापीय चालकता दो तंत्रों द्वारा की जाती है - वर्तमान वाहक (इलेक्ट्रॉनों, मुख्य रूप से) की गति और जाली परमाणुओं के लोचदार तापीय कंपन। एल्यूमीनियम, सोना, तांबा, चांदी में तापीय चालकता का अधिकतम गुणांक होता है। अधिक जटिल जाली संरचना वाले क्रिस्टल में कम तापीय चालकता होती है, क्योंकि थर्मल लोचदार तरंगों के अपव्यय की डिग्री वहां अधिक होती है। ठोस विलयनों के निर्माण के दौरान तापीय चालकता में कमी भी देखी जाती है, क्योंकि इस मामले में, गर्मी तरंगों के प्रकीर्णन के लिए अतिरिक्त केंद्र उत्पन्न होते हैं। हेटरोफ़ेज़ (मल्टीफ़ेज़) मिश्र धातुओं में, तापीय चालकता परिणामी चरणों की तापीय चालकता का योग है। यौगिकों की तापीय चालकता हमेशा उन्हें बनाने वाले घटकों की तापीय चालकता से काफी कम होती है।

ताप क्षमता- यह पदार्थ का ही एक गुण है, यह किसी विशेष उत्पाद की संरचनात्मक विशेषताओं, इसकी सरंध्रता और घनत्व, क्रिस्टल आकार और अन्य कारकों पर निर्भर नहीं करता है। ऊष्मा क्षमता किसी पदार्थ की मात्रा के एक इकाई के तापमान में 1 ° C के परिवर्तन के अनुरूप ऊष्मा की मात्रा है।

थर्मल विस्तार- तापमान में बदलाव के साथ निकायों के आयतन और रैखिक आयामों में वृद्धि। यह लगभग सभी सामग्रियों की विशेषता है।

यद्यपि एक ठोस में बंधन बलों की ताकत बहुत अधिक होती है, फिर भी प्राथमिक कणों (परमाणुओं, आयनों) की गति की संभावनाएं होती हैं। अनाकार और क्रिस्टलीय दोनों निकायों में, परमाणु संतुलन के केंद्र के पास कंपन करते हैं।

इस मामले में, बढ़ते तापमान के साथ दोलनों का आयाम बढ़ता है। अभ्यास से पता चलता है कि अधिकांश पदार्थों का विशिष्ट आयतन भी बढ़ते तापमान के साथ बढ़ता है, अर्थात। थर्मल विस्तार होता है। हालांकि, थर्मल विस्तार की घटना परमाणुओं की कंपन गति के आयाम में वृद्धि के साथ नहीं जुड़ी है, बल्कि इसकी अमानवीयता के साथ जुड़ी हुई है। घटना के सार को समझने के लिए, परमाणुओं के बीच एक रासायनिक बंधन के निर्माण के साथ-साथ अंतर-परमाणु दूरी पर सिस्टम की संभावित ऊर्जा की निर्भरता के दौरान बल की बातचीत पर विचार करना आवश्यक है। किसी भी प्रकार के रासायनिक बंधन में परमाणुओं के बीच आकर्षक और प्रतिकारक बलों का संतुलन शामिल होता है। जब परमाणु एक-दूसरे के पास पहुंचते हैं, तो आकर्षण बल शुरू में हावी हो जाते हैं। एक निश्चित सीमा तक परमाणुओं का दृष्टिकोण प्रणाली की ऊर्जा को कम कर देता है, अर्थात। उसे अधिक स्थिरता प्रदान करता है। पर्याप्त रूप से छोटी अंतर-परमाणु दूरी पर, हालांकि, प्रतिकारक बल दिखाई देते हैं, जो परमाणुओं के आगे के दृष्टिकोण को रोकते हैं। इन बलों की कार्रवाई घटती अंतर-परमाणु दूरी के साथ बढ़ जाती है, जो कि सिस्टम की ऊर्जा में वृद्धि से मेल खाती है। अंतर-परमाणु दूरी के एक निश्चित मूल्य पर, प्रतिकर्षण और आकर्षण की ताकतें संतुलित होंगी, जिसके बाद आगे के दृष्टिकोण के लिए बाहरी बल के आवेदन की आवश्यकता होती है, जो परिणामी बल एफ रेस के सकारात्मक मूल्यों से मेल खाती है।

चावल। 4.1. के बीच पावर इंटरेक्शन आरेख

विपरीत आवेशित कण

संभावित गड्ढे को दृढ़ता से स्पष्ट विषमता की विशेषता है। मान लीजिए, एक निश्चित तापमान पर, कंपन करने वाले परमाणु में एक निश्चित ऊर्जा होती है। इस मामले में, वह केंद्र के बारे में दोलन करता है, बारी-बारी से "बाएं और दाएं" विचलन करता है। स्थिति से ऑफसेट के बाद से

संतुलन समान होना चाहिए, तो सिस्टम की ऊर्जा में वृद्धि से अंतर-परमाणु दूरी के अक्ष के साथ कंपन के केंद्र में बदलाव होता है। इस प्रकार, बढ़ते तापमान के साथ परमाणुओं के बीच औसत दूरी बढ़ जाती है, जो शरीर के थर्मल विस्तार से मेल खाती है।

इस प्रकार, ठोसों के ऊष्मीय प्रसार की घटना इसके परमाणुओं की कंपन गति की सामंजस्यता और हार्मोनिक कानून से थर्मल कंपन के विचलन की डिग्री पर आधारित है, अर्थात। शरीर के थर्मल विस्तार की मात्रा काफी हद तक संभावित कुएं की विषमता की डिग्री से निर्धारित होती है। एक नियम के रूप में, एक आयनिक बंधन वाले पदार्थों में, संभावित कुएं को महत्वपूर्ण चौड़ाई और विषमता की विशेषता होती है। यह तथ्य हीटिंग पर औसत अंतर-परमाणु दूरी में उल्लेखनीय वृद्धि, या आयनिक यौगिकों के एक महत्वपूर्ण थर्मल विस्तार को निर्धारित करता है।

इसके विपरीत, मुख्य रूप से सहसंयोजक बंधन (बोराइड्स, नाइट्राइड्स, कार्बाइड्स) वाले पदार्थों में, संभावित कुएं में एक तेज अवसाद का आकार होता है, और इसलिए इसकी समरूपता की डिग्री अधिक होती है। इसलिए, गर्म करने पर परमाणुओं के बीच की दूरी में वृद्धि अपेक्षाकृत कम होती है, जो उनके अपेक्षाकृत छोटे थर्मल विस्तार से मेल खाती है। धातुएं आमतौर पर बढ़े हुए तापीय विस्तार को प्रदर्शित करती हैं, क्योंकि धातु बंधन आम तौर पर आयनिक और सहसंयोजक बंधन से कमजोर होता है। अंत में, कार्बनिक पॉलिमर को अणुओं के बीच कमजोर वैन डेर वाल्स बलों के कारण हीटिंग पर बहुत बड़े विस्तार की विशेषता है, जबकि शक्तिशाली सहसंयोजक बल अणुओं के अंदर कार्य करते हैं।

मात्रात्मक रूप से, सामग्री के थर्मल विस्तार का अनुमान निम्नलिखित मूल्यों से लगाया जाता है:

1. किसी दिए गए तापमान (TCLE) पर रैखिक विस्तार का तापमान गुणांक, तापमान में एक अनंतिम परिवर्तन पर नमूने के सापेक्ष बढ़ाव के अनुरूप होता है।

2. वॉल्यूमेट्रिक विस्तार का तापमान गुणांक, जो किसी पदार्थ के त्रि-आयामी विस्तार की विशेषता है।

एक महत्वपूर्ण व्यावहारिक परिणाम एक विशिष्ट तापमान सीमा में प्राप्त एलटीईसी डेटा का उपयोग करने की आवश्यकता है जिसमें सामग्री संचालित होती है। तापमान गुणांक की तुलना नहीं की जा सकती
विभिन्न तापमानों पर मापी गई सामग्रियों का विस्तार।

आइसोट्रोपिक सामग्री (एक घन जाली, चश्मे के साथ क्रिस्टल) के लिए, टीसीएलई सभी दिशाओं में समान है। हालांकि, अधिकांश क्रिस्टलीय पदार्थ अनिसोट्रोपिक होते हैं (विभिन्न अक्षों के साथ विस्तार अलग होता है)। यह घटना सबसे अधिक स्पष्ट है, उदाहरण के लिए, स्तरित सामग्री (ग्रेफाइट) में, जब रासायनिक बंधों में एक स्पष्ट दिशात्मकता होती है। नतीजतन, ग्रेफाइट का परत के साथ लंबवत की तुलना में बहुत कम विस्तार होता है। कुछ समान सामग्रियों के लिए जोरदार उच्चारण अनिसोट्रॉपी के साथ, एलटीईसी एक दिशा में नकारात्मक भी हो सकता है। उदाहरण के लिए, कॉर्डिएराइट 2MgO 2A1 2 O 3 5SiO 2, जिसमें, थर्मल विस्तार पर, क्रिस्टल का विस्तार एक अक्ष के साथ मनाया जाता है, और दूसरी धुरी के साथ संपीड़न, संरचना की परतों के दृष्टिकोण के अनुरूप होता है। इस घटना का उपयोग प्रौद्योगिकी में किया जाता है; एक क्षेत्र और क्रिस्टलीय सामग्री में, क्रिस्टल का अराजक वितरण उनके सकारात्मक और नकारात्मक विस्तार के पारस्परिक अभिविन्यास की ओर जाता है। नतीजतन, कम एलटीईसी मूल्य वाली सामग्री प्राप्त की जाती है, जो बहुत उच्च थर्मल स्थिरता की विशेषता है। साथ ही, अनाज की सीमाओं पर ऐसी सामग्रियों में महत्वपूर्ण तनाव उत्पन्न हो सकता है, जो उनकी यांत्रिक शक्ति में परिलक्षित होता है। पॉलीफ़ेज़ सामग्री के लिए, विभिन्न एलटीईसी के साथ दो संपर्क चरणों के इंटरफेस पर, विस्तार के एक बड़े गुणांक वाला चरण संपीड़न तनाव से प्रभावित होगा और तन्यता तनाव कम एलटीईसी (हीटिंग के दौरान) के साथ चरण पर कार्य करेगा। ठंडा होने पर, वोल्टेज संकेत बदलते हैं। यदि महत्वपूर्ण तनाव मूल्यों को पार कर लिया जाता है, तो दरारें और यहां तक ​​कि भौतिक विनाश भी संभव है।

इस प्रकार, एलटीईसी एक संरचनात्मक रूप से संवेदनशील संपत्ति है और सामग्री की संरचना में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील है, उदाहरण के लिए, इसमें बहुरूपी परिवर्तनों की उपस्थिति के लिए। इस संबंध में, मल्टीफ़ेज़ सामग्री के विस्तार घटता पर झुकता देखा जा सकता है, और उनके मोनोटोनिक चरित्र का उल्लंघन होता है।

यदि किसी दिए गए तापमान अंतराल में शरीर का विस्तार समान रूप से होता है, तो ग्राफिक रूप से विस्तार एक सीधी रेखा (चित्र। 4.2.) द्वारा व्यक्त किया जाएगा, और रैखिक विस्तार का औसत गुणांक संख्यात्मक रूप से कोण के स्पर्शरेखा के बराबर होगा तापमान की धुरी के लिए इस सीधी रेखा का झुकाव, नमूने की लंबाई में सापेक्ष परिवर्तन को संदर्भित करता है।

चावल। 4.2. गर्म होने पर शरीर का एक समान विस्तार

हालांकि, नमूने का विस्तार हमेशा एक समान नहीं होता है। विभिन्न तापमान श्रेणियों में थर्मल विस्तार की विशेषताओं का अध्ययन भी तापमान और सामग्री में विभिन्न संरचनात्मक परिवर्तनों की प्रकृति के बारे में अप्रत्यक्ष निष्कर्ष निकालना संभव बनाता है। ऐसे मामलों में, तापमान पर थर्मल विस्तार की निर्भरता एक सीधी रेखा से नहीं, बल्कि अधिक जटिल निर्भरता (चित्र। 4.3) द्वारा व्यक्त की जाएगी।

चावल। 4.3. गर्म करने पर शरीर का असमान विस्तार

विस्तार वक्र के अलग-अलग बिंदुओं पर विस्तार गुणांक का मान ज्ञात करने के लिए, आपको माप तापमान के अनुरूप वक्र के बिंदु के माध्यम से तापमान अक्ष पर एक स्पर्शरेखा खींचनी होगी। रैखिक विस्तार के गुणांक का मान तापमान अक्ष पर स्पर्शरेखा के झुकाव के कोण के स्पर्शरेखा द्वारा व्यक्त किया जाएगा।

गर्म करने पर पिंडों के ऊष्मीय प्रसार की मात्रा मुख्य रूप से दी गई सामग्री की प्रकृति पर निर्भर करती है, अर्थात। इसकी रासायनिक और खनिज संरचना से, स्थानिक जाली की संरचना, रासायनिक बंधन की ताकत आदि। इसलिए,

सिरेमिक का एलटीईसी मूल्य, सबसे पहले, क्रिस्टलीय चरण की प्रकृति से, कांच - रासायनिक संरचना द्वारा, और सीताल - क्रिस्टलीय चरण की प्रकृति, अवशिष्ट ग्लासी चरण की रासायनिक संरचना और उनके अनुपात द्वारा निर्धारित किया जाता है।

कांच की सामग्री विस्तार की एक जटिल तापमान निर्भरता देती है। प्रारंभ में, तथाकथित कांच संक्रमण तापमान तक, नरम बिंदु के करीब, विस्तार तापमान के अनुपात में आगे बढ़ता है। कांच के संक्रमण तापमान से ऊपर के तापमान पर, बढ़ाव दर तेजी से बढ़ जाती है। यह खंड भंगुर से उच्च-चिपचिपापन अवस्था में संक्रमण अंतराल से मेल खाता है, जिसमें कांच की संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था की प्रक्रिया होती है, और कांच संक्रमण तापमान को भंगुर अवस्था की सीमा माना जाता है। अधिकतम तक पहुंचने के बाद, बढ़ाव कम होने लगता है, जो इसके नरम होने के परिणामस्वरूप कांच के नमूने के संकोचन से जुड़ा होता है।

टीसीएलई एक सामग्री की तकनीकी विशेषता है और इसकी गणना सूत्र द्वारा की जाती है

जहां एल 0 - प्रारंभिक तापमान टी 0 पर शरीर की लंबाई;

l t तापमान T तक गर्म किए गए पिंड की लंबाई है।

एलटीईसी लंबाई में परिवर्तन है जब तापमान 1 डिग्री से बदलता है, नमूना की मूल लंबाई को संदर्भित किया जाता है। कम TLEC वाली सामग्री का उपयोग उच्च-सटीक उपकरणों और उपकरणों के भागों के रूप में किया जाता है, जिन्हें गर्म करने पर उनके आयाम नहीं बदलने चाहिए। जब डिवाइस के हिस्से सख्ती से जुड़े होते हैं, उदाहरण के लिए, धातु-से-कांच के जंक्शन में, एलटीईसी मूल्यों के साथ सामग्री का चयन करना आवश्यक है, अन्यथा, शीतलन के दौरान, भागों के जंक्शन पर तनाव उत्पन्न होगा, और दरारें नाजुक कांच में बन सकता है, और जंक्शन वैक्यूम-तंग नहीं होगा। तकनीकी संचालन के दौरान या संचालन के दौरान तापमान परिवर्तन से गुजरने वाले माइक्रोक्रिकिट्स की परतों के लिए टीसीएलई की निकटता भी आवश्यक है, अन्यथा सर्किट परतों का विनाश हो सकता है।

थर्मल विस्तार का गुणांक भी सामग्री की थर्मल स्थिरता का आकलन करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है: टीसीएलई जितना कम होगा, थर्मल शॉक प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा।

धातु मिश्र धातुएं हैं जो थर्मल गुणों के सामान्य नियमों का पालन नहीं करती हैं। ऐसी मिश्र धातुएं Fe-M1 लौह-निकल मिश्र धातु हैं। 36% निकल युक्त मिश्र धातु का TEC मान शून्य के करीब होता है और इसे कहा जाता है इन्वार(अव्य। "अपरिवर्तित")।

इंजीनियर एक और थर्मल प्रॉपर्टी का फायदा उठाते हैं, जिसका नाम है लोचदार मापांक का थर्मल गुणांक(टीएमसीयू)। धातुओं सहित किसी भी ठोस में, गर्म होने पर, लोचदार मापांक में कमी होती है, जो कि अंतर-परमाणु बंधनों की ताकतों का एक उपाय है। Fe-N मिश्र धातु के लिए, इस संपत्ति में एक विषम निर्भरता है: TCMU मापांक बढ़ते तापमान के साथ बढ़ता या स्थिर रहता है। 36% निकल के साथ एक ही Invar में सबसे अधिक TCMU है। एक निश्चित रासायनिक संरचना का चयन मिश्र धातुओं को विकसित करना संभव बनाता है, जिनमें से टीसीएमयू व्यावहारिक रूप से तापमान से स्वतंत्र है। इन मिश्र धातुओं को कहा जाता है एलिनवारामी.

एक निश्चित ऊष्मीय प्रसार वाले स्टील का उपयोग किसके निर्माण के लिए किया जाता है? थर्मोबाईमेटल्सजब कम तापीय विस्तार (निष्क्रिय परत) वाली एक परत को उच्च तापीय विस्तार (सक्रिय परत) के साथ दूसरी परत के साथ सुरक्षित रूप से रोल किया जाता है। उपकरण बनाने में थर्मोस्टैट के रूप में बाईमेटेलिक प्लेट्स का उपयोग किया जाता है।

ऐसी प्लेट को गर्म करने से इसकी वक्रता हो जाती है, जिससे विद्युत परिपथ को बंद करना संभव हो जाता है। थर्मोबाईमेटल्स का मुख्य गुण है थर्मल संवेदनशीलता- तापमान बदलने पर झुकने की क्षमता।

रैखिक विस्तार के थर्मल गुणांक को मापने के लिए प्रयुक्त क्वार्ट्ज डिलेटोमीटर का विवरण

रॉड का दूसरा सिरा इंडिकेटर हेड की रॉड से जुड़ा होता है। इंडिकेटर हेड को मेटल स्टैंड पर लगाया गया है। संकेतक वसंत के दबाव का उपयोग करके नमूने के साथ रॉड का तंग संपर्क किया जाता है। विस्तार करते समय, नमूना इसके माध्यम से दबाता है ...

प्रायोगिक भाग

1. डिलेटोमीटर डिवाइस से परिचित हों।

2. ट्यूब भट्ठी में कांस्य नमूने के साथ ट्यूब रखें।

3. ओवन और कॉम्बिनेशन रीडिंग इंस्ट्रूमेंट को स्विच ऑन करें।

4. संकेतक को शून्य पर सेट करें।

5. नियमित अंतराल पर (उदाहरण के लिए, 20 ° के बाद), अंशांकन तालिका का उपयोग करके संकेतक रीडिंग लें।

6. तालिका में प्रयोगात्मक डेटा दर्ज करें। 4.2.

जहां α रैखिक विस्तार का गुणांक है;

एन- संकेतक रीडिंग;

क- संकेतक विभाजन मूल्य;

(टी 2 - टी 1) - चयनित अंतराल के लिए तापमान अंतर (कमरा और अंतिम);

मैं- नमूने की प्रारंभिक लंबाई;

α वर्ग - क्वार्ट्ज के विस्तार के लिए सुधार।

8. तापमान पर नमूना बढ़ाव की चित्रमय निर्भरता का निर्माण और व्याख्या करें।

9. कांस्य के लिए प्राप्त परिणामों का विश्लेषण करें, जो तांबे और टिन का मिश्र धातु है, इस बात को ध्यान में रखते हुए कि α तांबा = 160 · 10 -7 जीआर -1, α टिन = 230 · 10 -7 जीआर -1।

10. गैर-धातु सामग्री के लिए विस्तार वक्रों से परिचित हों, विशिष्ट क्षेत्रों को हाइलाइट करें, गर्म होने पर सामग्री में होने वाली प्रक्रियाओं की व्याख्या करें।

11. कार्य के परिणामों के आधार पर निष्कर्ष तैयार करें।

प्रयोगशाला कार्य संख्या 5

झरझरा समग्र सामग्री के अध्ययन के तरीके

उद्देश्य: विभिन्न झरझरा सामग्री और उनकी निर्माण तकनीक से परिचित हों। बहुलक, मिश्रित और कांच-सिरेमिक सामग्री के जल अवशोषण का निर्धारण करें और परिणामों का तुलनात्मक विश्लेषण करें।

सैद्धांतिक भाग

सभी सामग्रियों में कम या ज्यादा है जल अवशोषण, अर्थात। अवशोषित करने की क्षमता वीपर्यावरण से नमी और नमी पारगम्यता,वे। पानी के माध्यम से जाने की क्षमता। वायुमंडलीय वायु में हमेशा कुछ जलवाष्प होती है।

किसी सामग्री का जल अवशोषण इसकी संरचना और रासायनिक प्रकृति से काफी प्रभावित होता है। सामग्री के अंदर केशिका अंतराल की उपस्थिति और आकार द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है, जिसमें नमी प्रवेश करती है। अत्यधिक झरझरा सामग्री, विशेष रूप से रेशेदार, में उच्च जल अवशोषण होता है। गीले नमूने के द्रव्यमान को बढ़ाकर जल अवशोषण का निर्धारण सामग्री की नमी को अवशोषित करने की क्षमता का कुछ विचार देता है।

कोई भी झरझरा संरचनात्मक सामग्री (धातु, चीनी मिट्टी, कांच-सिरेमिक या बहुलक), एक नियम के रूप में, voids - छिद्रों के साथ एक ठोस का संयोजन है। छिद्रों की मात्रा, उनके आकार और वितरण की प्रकृति का उत्पादों और सामग्रियों के कई गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, सिरेमिक की यांत्रिक शक्ति न केवल कुल छिद्र पर निर्भर करती है, बल्कि छिद्रों के आकार, उनके वितरण की एकरूपता पर भी निर्भर करती है। निस्संदेह, सरंध्रता में वृद्धि के साथ, संरचना की खराबी में वृद्धि और बांड की ताकत में कमी के कारण सिरेमिक की ताकत कम हो जाती है।

यह स्थापित किया गया है कि पानी से भरे छिद्रों की मात्रा उत्पादों के ठंढ प्रतिरोध को निर्धारित करती है; छिद्रों की संख्या, आकार और वितरण मोटे तौर पर भट्ठी के अस्तर के स्लैग प्रतिरोध को निर्धारित करते हैं; सरंध्रता सामग्री की तापीय चालकता को प्रभावित करती है।

सामग्री में छिद्रों के विभिन्न आकार होते हैं, रूपरेखा, मात्रा में असमान रूप से वितरित की जा सकती है, इसलिए पूर्ण विवरणआधुनिक पोरोसिमीटर के उपयोग के साथ भी सरंध्रता प्राप्त करना अत्यंत कठिन है। आकार की विविधता के बावजूद, छिद्रों को विभाजित किया जा सकता है:

1. बंद छिद्र- उनमें प्रवेश के लिए दुर्गम तरल पदार्थ और गैसें।

2. खुला हुआ- प्रवेश के लिए उपलब्ध छिद्र।

खुले छिद्र, बदले में, विभाजित हैं:

1) गतिरोध- तरल और गैस से भरे छिद्र, एक तरफ खुले;

2) चैनल बनाने वाला- दोनों सिरों पर छिद्र खुलते हैं, जिससे रोम छिद्र बनते हैं।

सामग्री की नमी पारगम्यता मुख्य रूप से चैनल बनाने वाले छिद्रों द्वारा उनके खुले सिरों पर दबाव की बूंदों की उपस्थिति में निर्धारित की जाती है। सभी प्रकार की तकनीकी सामग्रियों के लिए सरंध्रता और पारगम्यता महत्वपूर्ण बनावट विशेषताएँ हैं।

चूंकि सामग्री की सरंध्रता को मापने के प्रत्यक्ष तरीके अत्यंत जटिल हैं, इसलिए इस सूचक का मूल्यांकन अक्सर अन्य गुणों को निर्धारित करके किया जाता है जो सीधे सरंध्रता पर निर्भर करते हैं। इन संकेतकों में सामग्री घनत्व और जल अवशोषण शामिल हैं।

आइए कुछ परिभाषाओं से परिचित हों।

सही घनत्व- सामग्री के द्रव्यमान का अनुपात, छिद्रों को छोड़कर इसकी मात्रा का अनुपात।

स्पष्ट घनत्वशरीर के वजन का अनुपात उसके द्वारा कब्जा किए गए पूरे आयतन से है, जिसमें छिद्र भी शामिल हैं।

सापेक्ष घनत्ववास्तविक घनत्व के लिए स्पष्ट घनत्व का अनुपात है। यह सामग्री में ठोस के आयतन अंश का प्रतिनिधित्व करता है।

जल अवशोषणपूर्ण संतृप्ति पर सामग्री द्वारा अवशोषित पानी के द्रव्यमान का सूखे नमूने के द्रव्यमान (प्रतिशत के रूप में व्यक्त) का अनुपात है।

उपरोक्त विशेषताओं को मापकर, सिरेमिक की कुल, खुली और बंद सरंध्रता का अनुमान लगाया जा सकता है।

सच (कुल) सरंध्रता- खुले और बंद सभी छिद्रों का कुल आयतन, सामग्री के कुल आयतन के% में व्यक्त किया गया। यह मान P द्वारा दर्शाया गया है और संख्यात्मक रूप से बंद और खुले सरंध्रता के योग के बराबर है।

स्पष्ट (खुला) सरंध्रताशरीर के सभी खुले छिद्रों (उबलते समय पानी से भरे हुए) के आयतन का अनुपात है, जिसमें सभी छिद्रों का आयतन शामिल है। मान को P 0 नामित किया गया है और इसे% में व्यक्त किया गया है।

बंद सरंध्रता- यह शरीर के सभी बंद छिद्रों के आयतन का अनुपात है, जिसमें सभी छिद्रों का आयतन शामिल है, इसे P 3 के माध्यम से निरूपित करें और% में व्यक्त करें।

बहुलक सामग्री का जल अवशोषण

कम तापमान पर और बहुलक के साथ पानी के संपर्क के थोड़े समय में, सूजन सीमित होती है और एक छोटे तक फैलती है ... मिश्रित सामग्री में, जो प्लास्टिक हैं, पानी प्रतिरोध ... प्लास्टिक प्राकृतिक या सिंथेटिक पर आधारित गैर-धातु सामग्री है। उच्च आणविक यौगिक...

प्लास्टिक का वर्गीकरण

प्लास्टिक को विभिन्न मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है, जैसे कि संरचना, गर्मी और विलायक प्रतिरोध, आदि।

रचना द्वाराप्लास्टिक में विभाजित हैं:

1) अधूरा। वे शुद्ध राल हैं।

2) भरा (रचनात्मक)। रेजिन, फिलर्स, प्लास्टिसाइज़र, स्टेबलाइजर्स, हार्डनर और विशेष एडिटिव्स के अलावा शामिल हैं।

excipientsयांत्रिक गुणों में सुधार, संकोचन को कम करने और सामग्री की लागत को कम करने के लिए 40-70% (वजन से) की मात्रा में जोड़ा गया (भराव की लागत राल की लागत से कम है)। हालांकि, भराव प्लास्टिक की हाइग्रोस्कोपिसिटी को बढ़ाता है और विद्युत प्रदर्शन को कम करता है।

प्लास्टिसाइज़र(ग्लिसरीन, अरंडी या पैराफिन तेल) 10-20% की मात्रा में मिलाया जाता है ताकि नाजुकता को कम किया जा सके और awn ​​की फॉर्मेबिलिटी में सुधार किया जा सके।

स्थिरिकारी(कार्बन ब्लैक, सल्फर यौगिक, फिनोल) उम्र बढ़ने को धीमा करने के लिए कई प्रतिशत की मात्रा में जोड़ा जाता है, जो गुणों को स्थिर करता है और सेवा जीवन को लंबा करता है। बुढ़ापा संचालन और भंडारण के दौरान किसी सामग्री की सबसे महत्वपूर्ण प्रदर्शन विशेषताओं में एक सहज अपरिवर्तनीय परिवर्तन है, जो जटिल भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप होता है।

हार्डनर्सरासायनिक बंधों द्वारा बहुलक अणुओं के कनेक्शन के लिए उन्हें कई प्रतिशत की मात्रा में भी पेश किया जाता है।

विशेष योजक- स्नेहक, रंगीन, स्थैतिक शुल्क को कम करने के लिए, ज्वलनशीलता को कम करने के लिए, मोल्ड से बचाने के लिए।

झरझरा और फोम प्लास्टिक के निर्माण में, उड़ाने वाले एजेंट जोड़े जाते हैं - पदार्थ जो गर्म होने पर नरम हो जाते हैं, बड़ी मात्रा में गैसों को छोड़ते हैं जो राल को झाग देते हैं।

हीटिंग के संबंध मेंऔर विलायक प्लास्टिक थर्मोप्लास्टिक और थर्मोसेटिंग में विभाजित हैं।

थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर(थर्मोप्लास्टिक्स) - पॉलिमर जो गर्म होने पर कई बार नरम हो सकते हैं और उनके गुणों को बदले बिना ठंडा होने पर कठोर हो जाते हैं। इन पॉलिमर में, कमजोर वैन डेर वाल्स बल अणुओं के बीच कार्य करते हैं, और कोई रासायनिक बंधन नहीं होते हैं। थर्मोप्लास्टिक्स सॉल्वैंट्स में भी घुलनशील होते हैं।

थर्मोसेटिंग पॉलिमर(थर्मोसेट) जब एक निश्चित तापमान पर गर्म किया जाता है तो पिघल जाता है और उसी तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, ठंडा होने पर, वे जम जाते हैं (जैसा कि वे कहते हैं, "बेक्ड"), एक कठोर, गैर-पिघलने और अघुलनशील पदार्थ में बदल जाता है। इस मामले में, कमजोर वैन डेर वाल्स बलों के साथ, अणुओं के बीच मजबूत रासायनिक बंधन, जिसे अनुप्रस्थ कहा जाता है, कार्य करते हैं। उनकी घटना बहुलक इलाज प्रक्रिया का सार है।

भराव के घटते प्रभाव सेप्लास्टिक को निम्नलिखित प्रकारों में विभाजित किया गया है:

1) शीट के साथभराव (गेटिनैक्स, टेक्स्टोलाइट, फाइबरग्लास, लकड़ी के टुकड़े टुकड़े में प्लास्टिक);

2) फाइबर भराव के साथ(फाइबरग्लास, एस्बेस्टस फाइबर, फाइबरग्लास);

3) पाउडर से भरे(फेनोलिक, अमीनोप्लास्ट,

एपॉक्सी प्रेस पाउडर);

4) भराव के बिना(पॉलीइथाइलीन, पॉलीस्टाइनिन);

5) गैस-वायु भरने के साथ(फोम)।

गेटिनैक्समजबूत, गर्मी प्रतिरोधी, संसेचन कागज की दो या दो से अधिक परतें होती हैं, जिन्हें रेसोल प्रकार (बैकेलाइट) के थर्मोसेटिंग फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड राल के साथ इलाज किया जाता है। गर्मी प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, गेटिनैक्स के कुछ ब्रांडों में ऑर्गोसिलिकॉन पदार्थों को अतिरिक्त रूप से पेश किया जाता है, और चिपकने की क्षमता को बढ़ाने के लिए एपॉक्सी रेजिन जोड़ा जाता है। गेटिनैक्स सीईए में विभिन्न प्रकार के फ्लैट विद्युत इन्सुलेट भागों और मुद्रित सर्किट बोर्डों के आधार के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली एक सस्ती सामग्री है।

गेटिनैक्स का ताप प्रतिरोध - 135 ° । नुकसान: भराव की चादरों के साथ प्रदूषण में आसानी, हीड्रोस्कोपिसिटी (यह विद्युत इन्सुलेट गुणों को खराब करता है)। नमी से बचाने के लिए, सतह को वार्निश किया जाता है।

टेक्स्टोलाइट एक दबाई गई सामग्री है जो सूती कपड़े की चादरों पर आधारित होती है, जिसे गेटिनैक्स की तरह लगाया जाता है, जिसमें बैक्लाइट होता है। गेटिनैक्स की तुलना में इसे संसाधित करना आसान है और इसमें उच्च जल प्रतिरोध, संपीड़ित शक्ति और प्रभाव शक्ति है। टेक्स्टोलाइट गेटिनैक्स की तुलना में 5-6 गुना अधिक महंगा है। गर्मी प्रतिरोध 150 डिग्री सेल्सियस।

ग्लास फाइबर टुकड़े टुकड़े- विभिन्न थर्मोसेटिंग रेजिन के साथ लगाए गए क्षार मुक्त कांच के कपड़े की दो या दो से अधिक परतों वाली सामग्री।

गेटिनैक्स और टेक्स्टोलाइट की तुलना में ग्लास फाइबर के टुकड़े टुकड़े में नमी प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध और बेहतर विद्युत और यांत्रिक मापदंडों में वृद्धि हुई है, लेकिन यह यंत्रवत् रूप से कम संसाधित है। ग्लास फाइबर लैमिनेट में अच्छी भिगोने की क्षमता (कंपन भिगोने की क्षमता) होती है और इस संबंध में स्टील, टाइटेनियम मिश्र धातुओं से आगे निकल जाती है। थर्मल विस्तार के मामले में, यह स्टील्स के करीब है। गर्मी प्रतिरोध - 185 ° । ग्लास फाइबर टुकड़े टुकड़े का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह हल्के वजन, उच्च शक्ति, गर्मी प्रतिरोध और अच्छे विद्युत गुणों को जोड़ता है।

लैमिनेट चूरा या लिबास से भरी सामग्री है।

शीट पन्नी प्लास्टिकएक विशेष उद्देश्य है और मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। वे एक या दोनों तरफ इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर फ़ॉइल के साथ लैमिनेटेड प्लास्टिक हैं।

पन्नी उत्पादन की यह विधि एक तरफ एक सजातीय संरचना और एक खुरदरी सतह प्रदान करती है, जो चिपके होने पर ढांकता हुआ पन्नी के आसंजन में सुधार करती है। कपास के रेशों और कपड़ों के साथ-साथ लकड़ी की सामग्री पर आधारित मिश्रित प्लास्टिक में भराव के कारण उच्च जल अवशोषण हो सकता है। GOST 4650-73 के अनुसार, बहुलक सामग्री का जल अवशोषण तब निर्धारित किया जाता है जब नमूना 24 घंटे के लिए कमरे के तापमान पर (या 30 मिनट के लिए उबालने पर) पानी में हो।

तालिका 5.1.

प्लास्टिक के गुण

2. प्लास्टिक औद्योगिक संक्षारक वातावरण की लंबी अवधि की कार्रवाई के लिए प्रतिरोधी हैं और धातुओं के लिए सुरक्षात्मक कोटिंग्स के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। ... 3. पर्यावरण के प्रभाव में, प्लास्टिक धीरे-धीरे उम्र, यानी ... 4. अधिकांश पॉलिमर केवल 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर लंबे समय तक काम कर सकते हैं। इस तापमान से ऊपर जैसे...

झरझरा सिरेमिक और ग्लास-सिरेमिक सामग्री

1) प्रारंभिक चूर्ण बनाना, 2) चूर्णों का समेकन, अर्थात्। कॉम्पैक्ट सामग्री का उत्पादन; 3) उत्पादों का प्रसंस्करण और नियंत्रण।

झरझरा धातु सामग्री

अत्यधिक झरझरा पाउडर धातु सामग्री, कठोर स्थानिक फ्रेम के कारण, उच्च शक्ति होती है। वे झेलते हैं ... धातु झरझरा तत्वों की निर्माण तकनीक आकार पर निर्भर करती है और ...

प्रायोगिक भाग

1. बहुलक सामग्री के जल अवशोषण का निर्धारण करें।

1.1. परीक्षण से पहले बहुलक सामग्री के नमूने तौलें (द्रव्यमान मी 1)।

1.2. नमूनों को बीकर में रखें साथपानी, लाओ। उबाल लें और 30 मिनट के लिए उबलते तापमान पर रखें।

1.3. बीकर से नमूने निकालें, फिल्टर के साथ धब्बा

कागज और वजन (द्रव्यमान एम 2)।

1.4. तालिका में माप परिणाम दर्ज करें। 5.2.

1.5. सूत्र का उपयोग करके प्रत्येक नमूने का जल अवशोषण निर्धारित करें

तालिका 5.2

2. ग्लास-I सिरेमिक सामग्री के जल अवशोषण और खुले सरंध्रता का निर्धारण करें।

2.1. कांच-सिरेमिक सामग्री के नमूने तौलें। कैलिपर के साथ वॉल्यूम की गणना करने के लिए आवश्यक नमूना आकारों को मापें।

2.2. नमूनों को बीकर में रखें, उबाल लें और उबलते तापमान पर 60 मिनट के लिए इनक्यूबेट करें।

2.3. बीकर से नमूने निकालें, तौलें। ध्यान!नमूनों को पूरी तरह से ब्लॉट नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि अपेक्षाकृत बड़े छेदों से पानी निकाला जाएगा।

2.4. उपरोक्त सूत्र का उपयोग करके प्रत्येक नमूने के जल अवशोषण का निर्धारण करें।

2.5. सूत्र का उपयोग करके नमूनों के स्पष्ट घनत्व का निर्धारण करें

2.6. स्पष्ट (खुली) सरंध्रता P की गणना करें:

2.7. तालिका 5.3 में परिकलन परिणाम दर्ज करें।

तालिका 5.3

3. प्रयोगात्मक परिणामों के आधार पर, एक तुलनात्मक विश्लेषण करें और निष्कर्ष तैयार करें।

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बुनियादी शैक्षिक कार्यक्रम:

स्नातक की डिग्री: "सामग्री और नैनोस्ट्रक्चर की तकनीक"

आधुनिक उत्पादन का कोई भी क्षेत्र अपने उत्पादन के लिए सामग्री और प्रौद्योगिकी के बिना नहीं कर सकता, विशेष रूप से उच्च प्रौद्योगिकियों के क्षेत्र में, जिससे एमआईईटी की गतिविधियां संबंधित हैं। हाल ही में, पूरी दुनिया में, नैनो टेक्नोलॉजी के विकास पर बहुत ध्यान दिया गया है, और साथ ही, इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास ने भी नैनोस्केल के क्षेत्र में प्रवेश किया है। इस प्रकार, नैनोमैटेरियल्स और नैनोमैटेरियल प्रौद्योगिकियां सामने आती हैं।

"सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी" (पीएमटी) दिशा के ढांचे के भीतर, वह निम्नलिखित प्रोफाइल में स्नातक स्नातक करता है:

पीएमटी संस्थान के स्नातक, जिन्होंने "सामग्री विज्ञान और सामग्री प्रौद्योगिकी" के क्षेत्र में स्नातक और मास्टर योग्यता प्राप्त की है, उनके पास प्राकृतिक विज्ञान में अच्छा प्रशिक्षण है, जिसमें नैनोमटेरियल्स और नैनोस्ट्रक्चर के अनुसंधान और निर्माण की विशेषताओं का गहन अध्ययन है, जो नैनो टेक्नोलॉजी के डिजाइन और विकास का आधार हैं। वे उपयोगकर्ता और विशेष कंप्यूटर प्रोग्राम में पारंगत हैं और सौंपे गए कार्यों के प्रभावी समाधान विकसित करने के लिए आधुनिक प्रोग्रामिंग भाषाओं का उपयोग करने में सक्षम हैं।

संस्थान के पास नवीनतम उपकरण हैं जो इसे सूक्ष्म और नैनो-सामग्री और संरचनाओं के अनुसंधान और विकास, उनके शोध के तरीकों का संचालन करने की अनुमति देते हैं। जो छात्र संस्थान के शिक्षकों के काम में रुचि रखते हैं, पहले से ही अपने जूनियर वर्षों से, विभिन्न उपकरणों के विकास और उनके लिए सॉफ्टवेयर लिखने, नई प्रौद्योगिकियों के विकास और वैज्ञानिक और तकनीकी समूहों के काम में पूरी तरह से भाग लेते हैं। नई सामग्री का अध्ययन। इस काम के परिणाम अत्यधिक उद्धृत पत्रिकाओं और संग्रहों में प्रकाशित होते हैं, सम्मेलनों और संगोष्ठियों में रिपोर्ट किए जाते हैं, और अक्सर डिप्लोमा और प्रमाण पत्र से सम्मानित किया जाता है। सफल स्नातक होने के बाद, कई छात्र स्नातक विद्यालय में अपनी पढ़ाई जारी रखते हैं। स्नातकोत्तर और छात्र यूरोप और अमेरिका के प्रमुख विदेशी विश्वविद्यालयों के सहयोगियों के साथ सक्रिय रूप से बातचीत कर रहे हैं, जिसमें न केवल सूचनाओं का आदान-प्रदान शामिल है, बल्कि विदेशों में छात्रों, स्नातक छात्रों और युवा वैज्ञानिकों के लिए शिक्षा और प्रशिक्षण जारी रखने की संभावना भी शामिल है।

स्नातक, शिक्षकों के साथ, अर्धचालक ऊर्जा कन्वर्टर्स, एकीकृत और फाइबर ऑप्टिक्स प्रौद्योगिकियों के निर्माण के लिए अद्वितीय प्रौद्योगिकियां विकसित की हैं, जो विश्व प्रसिद्ध हैं। विकसित सिद्धांतों और विधियों का उपयोग विभिन्न विदेशी विश्वविद्यालयों और फर्मों में किया जाता है। संस्थान के स्नातकोत्तर को बार-बार रूसी संघ के राष्ट्रपति से अनुदान और छात्रवृत्ति प्राप्त हुई है।

पीएमटी संस्थान के स्नातक दुनिया और रूसी अर्थव्यवस्था के विकास के कई प्राथमिकता वाले क्षेत्रों में मांग में हैं, जैसे:

• नैनोइंजीनियरिंग और नैनोमटेरियल्स;
• इलेक्ट्रॉनिक्स और नैनोइलेक्ट्रॉनिक;
• ऊर्जा की बचत और वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत;
• अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी;
• माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम।

संस्थान द्वारा उत्पादित कर्मियों के उच्च स्तर के प्रशिक्षण से स्नातकों को ऊर्जा से लेकर बैंकिंग तक अर्थव्यवस्था के विभिन्न अन्य क्षेत्रों में रोजगार खोजने की अनुमति मिलती है।

सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी

परिचय

अनुशासन "सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी" विशेषता 330400 में अग्नि सुरक्षा इंजीनियर के सामान्य तकनीकी प्रशिक्षण के मुख्य विषयों में से एक है और यह भौतिकी, रसायन विज्ञान, गणित जैसे उच्च व्यावसायिक शिक्षा के राज्य शैक्षिक मानक के ऐसे विषयों पर आधारित है। , इंजीनियरिंग ग्राफिक्स और अनुप्रयुक्त यांत्रिकी।

अनुशासन में दो खंड होते हैं, संरचनात्मक और व्यवस्थित रूप से एक-दूसरे के अनुरूप होते हैं, जो छात्रों को न केवल इंजीनियरिंग सामग्री की प्रकृति सीखने की अनुमति देता है, बल्कि रासायनिक संरचना, संरचना और बाद के उपचारों के आधार पर उनके गुणों का अध्ययन करने की भी अनुमति देता है। धातु और गैर-धातु सामग्री प्राप्त करने के लिए पारंपरिक और नई तकनीकी प्रक्रियाओं के साथ-साथ रिक्त और तैयार उत्पादों को प्राप्त करने के लिए प्रौद्योगिकियों के साथ परिचित होने पर विचार करना बहुत महत्वपूर्ण है।

परीक्षण में धातुकर्म उत्पादन के सभी संभावित पुनर्वितरण को ध्यान में रखते हुए, एक विशिष्ट उत्पाद के निर्माण के लिए छात्रों के मार्ग प्रौद्योगिकी का स्वतंत्र विकास शामिल है। प्रशिक्षण सामग्री को उस क्रम में माना जाना चाहिए जिसमें इसे दिशानिर्देशों में प्रस्तुत किया गया है। कृपया प्रत्येक विषय की खोज करने से पहले इन निर्देशों को ध्यान से पढ़ें। फिर, प्रस्तावित साहित्य का उपयोग करते हुए, अनिवार्य रूपरेखा के साथ प्रशिक्षण सामग्री तैयार करें। प्रत्येक विषय को पूरा करने के बाद, स्व-परीक्षण प्रश्नों के उत्तर दें।

अनुशासन कार्यक्रम के लिए पद्धतिगत निर्देश

पाठ्यक्रम का अध्ययन शुरू करने के लिए, देश की सामग्री और तकनीकी आधार बनाने में धातुकर्म और मशीन निर्माण उत्पादन की भूमिका को समझना और इन उद्योगों में तकनीकी प्रगति की दिशाओं से परिचित होना आवश्यक है।

पाठ्यक्रम का अध्ययन करने के बाद, छात्र को मुख्य प्रकार की संरचनात्मक सामग्री, उनके उत्पादन के तरीके, साथ ही संरचनात्मक सामग्री से उत्पादों और भागों को आकार देने की तकनीकी प्रक्रियाओं को जानना चाहिए।

मशीन के पुर्जों, संरचनाओं और संरचनाओं के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री को संरचनात्मक सामग्री कहा जाता है। शब्द "निर्माण की सामग्री" में लौह और अलौह धातुएं शामिल हैं, जिसका अर्थ है प्लास्टिक, रबर सामग्री, साथ ही सिलिकेट ग्लास, सीटल और सिरेमिक जैसे गैर-धातु सामग्री की एक विस्तृत श्रृंखला। पाउडर धातु विज्ञान की समग्र सामग्री, सामग्री और उत्पादों को संरचनात्मक सामग्री के एक विशेष समूह में प्रतिष्ठित किया जाता है। संरचनात्मक सामग्रियों को उनके यांत्रिक, भौतिक रासायनिक, तकनीकी और परिचालन गुणों को ध्यान में रखते हुए कुछ आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।

पाठ्यक्रम का अध्ययन करते समय, प्राप्त करने के विभिन्न तरीकों से एक प्रकार का उत्पाद प्राप्त करने की संभावनाओं और इन विधियों की तकनीकी और आर्थिक तुलना करने की क्षमता पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. कौन सी धातु और मिश्र धातु अलौह हैं?

2. कौन सी धातु और मिश्र धातु लौह हैं?

3. निर्माण की अधात्विक सामग्री के मुख्य समूहों की सूची बनाएं।

खंड 1. सामग्री की तकनीक

संरचनात्मक सामग्रियों की तकनीक सामग्री के उत्पादन के तरीकों और विभिन्न प्रयोजनों के लिए उत्पादों के निर्माण के लिए उनके प्रसंस्करण की तकनीक के बारे में ज्ञान का एक निकाय है। इस खंड में व्यवस्थित और सुसंगत रूप से आधुनिक उत्पादन के विभिन्न पुनर्वितरण शामिल हैं, जो विभिन्न प्रसंस्करण सटीकता और सतह की गुणवत्ता के साथ, धातु और गैर-धातु दोनों आधारों पर सामग्री को आकार देने की अनुमति देता है।

विषय 1. धातुकर्म उत्पादन की मूल बातें

आधुनिक धातुकर्म उत्पादन विभिन्न उद्योगों का एक जटिल परिसर है, जो अयस्क जमा, कोकिंग कोल, ऊर्जा सुविधाओं पर आधारित है

छात्र को सभी संभावित मुख्य और सहायक पुनर्वितरणों को ध्यान में रखते हुए, आधुनिक धातुकर्म उत्पादन की योजना को समझना चाहिए। लौह और अलौह धातु विज्ञान के मुख्य प्रकार के उत्पादों को जानना आवश्यक है।

1.1 धातुकर्म उत्पादन की भौतिक और रासायनिक नींव

प्रकृति में, लगभग सभी धातुएं, उनकी उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, विभिन्न रासायनिक यौगिकों के रूप में एक बाध्य अवस्था में हैं। अयस्क एक प्राकृतिक खनिज है जिसमें एक धातु होती है जिसे आर्थिक रूप से व्यवहार्य औद्योगिक तरीके से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। धातु विज्ञान का कार्य अयस्कों और अन्य कच्चे माल से धातु और धातु मिश्र धातु प्राप्त करना है। इसके लिए धातु की प्रकृति और कच्चे माल के प्रकार के आधार पर विभिन्न विधियों का उपयोग करना संभव है। धातुकर्म उत्पादन में पुनर्प्राप्ति, इलेक्ट्रोलिसिस और मेटलोथर्मी के सार का अन्वेषण करें। अयस्कों (औद्योगिक अयस्क, फ्लक्स, ईंधन, आग रोक सामग्री) से धातुओं के उत्पादन में उपयोग की जाने वाली बुनियादी सामग्रियों पर विचार करें।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. आधुनिक धातुकर्म उत्पादन की संरचना।

2. धातुओं और मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए सामग्री।

3. धातुकर्म प्रक्रियाओं के मुख्य प्रकार।

1.2. पिग आयरन उत्पादन

ब्लास्ट फर्नेस का उत्पादन मुख्य रूप से पिग आयरन को गलाने के लिए किया जाता है। पिग आयरन प्राप्त करने की प्रक्रिया का अध्ययन करते समय, ब्लास्ट फर्नेस और सहायक इकाइयों के उपकरण पर विचार करना आवश्यक है। पिग आयरन के उत्पादन के लिए कच्चा माल लोहा और मैंगनीज अयस्क, फ्लक्स और ईंधन हैं। लौह अयस्क की विशेषताओं का अध्ययन करते समय, किसी को यह सीखना चाहिए कि अयस्क का धातुकर्म मूल्य अयस्क में लौह सामग्री, अयस्क लाभकारी की संभावना, हानिकारक अशुद्धियों की उपस्थिति, अयस्क की भौतिक स्थिति (छिद्र, गांठ) द्वारा निर्धारित किया जाता है। आकार), और अपशिष्ट चट्टान की संरचना। गलाने के लिए अयस्क की तैयारी के मुख्य कार्यों में पेराई, एकाग्रता, ढेर शामिल हैं।

धातुकर्म प्रक्रियाओं के लिए बहुत महत्व के प्रवाह हैं, अर्थात्, अयस्कों के गलाने के दौरान जोड़े गए पदार्थ अपशिष्ट चट्टान के गलनांक को कम करते हैं और एक द्रव स्लैग प्राप्त करते हैं। इसके अलावा, फ्लक्स हानिकारक अशुद्धियों से धातु के शोधन और कोक राख को हटाने में योगदान करते हैं। समझें कि ब्लास्ट फर्नेस उत्पादन में किस फ्लक्स का उपयोग किया जाता है।

कच्चा लोहा उत्पादन प्रक्रिया उच्च तापमान पर होती है। ब्लास्ट फर्नेस ईंधन के गुणों और आवश्यकताओं का अध्ययन करना आवश्यक है। दुर्दम्य सामग्री (अम्लीय, मूल, तटस्थ) के प्रकारों से खुद को परिचित करना भी आवश्यक है।

ब्लास्ट-फर्नेस प्रक्रिया का भौतिक-रासायनिक सार इस प्रकार है। एक ब्लास्ट फर्नेस में, लोहे को गैंग से अलग किया जाना चाहिए, एक धात्विक अवस्था में कम किया जाना चाहिए, और अंत में गलनांक को कम करने के लिए कार्बन की सही मात्रा के साथ जोड़ा जाना चाहिए। इन परिवर्तनों को लागू करने के लिए, जटिल प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है: 1) ईंधन दहन; 2) लोहे के आक्साइड और अन्य तत्वों की कमी; 3) कार्बराइजिंग आयरन; 4) स्लैगिंग। ये प्रक्रियाएं ओवन में एक साथ होती हैं, लेकिन विभिन्न तीव्रताओं के साथ और ओवन के विभिन्न स्तरों पर होती हैं। इनमें से प्रत्येक प्रक्रिया पर विचार करें।

ब्लास्ट फर्नेस उत्पादन के उत्पाद विभिन्न ग्रेड के कास्ट आयरन और फेरोलॉय, ब्लास्ट फर्नेस स्लैग और ब्लास्ट फर्नेस गैस हैं।

ब्लास्ट-फर्नेस उत्पादन के संकेतकों में सुधार के लिए कार्य कई दिशाओं में किया जाता है: 1) भट्टियों के डिजाइन में सुधार; 2) चार्ज सामग्री की तैयारी में सुधार; 3) विस्फोट-भट्ठी प्रक्रिया की तीव्रता; 4) ब्लास्ट फर्नेस प्रक्रिया नियंत्रण के जटिल मशीनीकरण और स्वचालन की प्रणालियों में सुधार।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. उत्पादन के लिए अयस्क तैयार करने की तकनीकी प्रक्रियाओं के बारे में बताएं।

2. ब्लास्ट फर्नेस उत्पादन में फ्लक्स की क्या भूमिका है?

3. ब्लास्ट फर्नेस में किस प्रकार के ईंधन का उपयोग किया जाता है?

4. आग रोक सामग्री का वर्गीकरण।

5. ब्लास्ट फर्नेस में भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएं।

6. ब्लास्ट फर्नेस की आंतरिक रूपरेखा का चित्र बनाइए और इसके मुख्य भागों के नाम लिखिए। ब्लास्ट फर्नेस के विभिन्न क्षेत्रों में अनुमानित तापमान का संकेत दें।

7. ब्लास्ट फर्नेस को हवा की आपूर्ति क्यों और किन इकाइयों में की जाती है?

8. ऑक्सीजन से समृद्ध विस्फोट के साथ-साथ विस्फोट के आर्द्रीकरण का उपयोग करके क्या हासिल किया जाता है?

9. ब्लास्ट फर्नेस प्रगलन के उत्पादों के नाम लिखिए और उनके उपयोग के क्षेत्रों का उल्लेख कीजिए।

10. ब्लास्ट फर्नेस की उत्पादकता बढ़ाने के लिए किए गए उपायों के बारे में बताएं।

1.3. इस्पात उत्पादन

इस्पात उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल कच्चा लोहा और इस्पात स्क्रैप (स्क्रैप) है।

कार्बन, सिलिकॉन, मैंगनीज, सल्फर और फास्फोरस की कम सामग्री में स्टील कच्चा लोहा से भिन्न होता है। अशुद्धियों को हटाना, यानी कच्चा लोहा का स्टील में रूपांतरण, उच्च तापमान पर होने वाली ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाओं के कारण होता है। इसलिए, कच्चा लोहा को स्टील में संसाधित करने के सभी तरीके मुख्य रूप से उच्च तापमान पर कच्चा लोहा पर ऑक्सीजन के प्रभाव को कम कर देते हैं। हालांकि, कार्बन और अन्य अशुद्धियों के चयनात्मक ऑक्सीकरण के दौरान, पिघला हुआ लोहा भी कुछ ऑक्सीजन को अवशोषित करता है, जो तैयार स्टील की गुणवत्ता को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। इसलिए, स्टील बनाने की प्रक्रिया के अंतिम चरण में, अतिरिक्त ऑक्सीजन अन्य धातुओं के ऑक्साइड में बंधी होती है और स्लैग में हटा दी जाती है, यानी सिलिकॉन, मैंगनीज और एल्यूमीनियम को मिलाकर डीऑक्सीडेशन किया जाता है।

विभिन्न धातुकर्म इकाइयों में कच्चा लोहा को स्टील में बदलना संभव है। मुख्य हैं ऑक्सीजन कन्वर्टर्स, ओपन-हार्ट फर्नेस और इलेक्ट्रिक फर्नेस।

इन इकाइयों के उपकरण, उनके संचालन के सिद्धांत, उनमें स्टील प्राप्त करने की तकनीकी प्रक्रिया की ख़ासियत, उनके काम के तकनीकी और आर्थिक संकेतकों से परिचित हों।

कुछ मामलों में, तैयार स्टील हमेशा इसके लिए आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है। विशेष रूप से उच्च गुणवत्ता वाले स्टील्स प्राप्त करने के लिए, विशेष विधियों का उपयोग किया जाता है: एक निष्क्रिय वातावरण में स्टील कास्टिंग; सिंथेटिक लावा के साथ प्रसंस्करण; वैक्यूम degassing; इलेक्ट्रोस्लैग, वैक्यूम आर्क, इलेक्ट्रॉन बीम और प्लाज्मा आर्क रीमेल्टिंग। इन तरीकों का अन्वेषण करें।

वर्तमान में, लगभग सभी इस्पात निर्माण प्रक्रियाएं चक्रीय, रुक-रुक कर होती हैं। एक रुक-रुक कर चलने वाली प्रक्रिया को निरंतर एक के साथ बदलने से इकाइयों की उत्पादकता में वृद्धि होती है, जिससे स्टील की गुणवत्ता में सुधार होता है। निरंतर इस्पात निर्माण के सिद्धांत को जानें।

स्टील (लौह) उत्पादन के प्रगतिशील तरीकों में गैर-विस्फोट विधियां शामिल हैं जो स्पंज, क्रिस्टल या तरल धातु के रूप में ब्लास्ट फर्नेस, धातु के लोहे को दरकिनार कर सीधे अयस्क से प्राप्त करना संभव बनाती हैं। इन प्रक्रियाओं की योजनाओं और विशेषताओं का अध्ययन करना आवश्यक है।

रिक्त स्थान प्राप्त करने के लिए तैयार स्टील को कास्टिंग के अधीन किया जाता है। आपको कास्टिंग करछुल और मोल्ड्स के डिजाइन के साथ-साथ स्टील कास्टिंग के मुख्य तरीकों से खुद को परिचित करना चाहिए: ऊपर से कास्टिंग, साइफन के साथ कास्टिंग, निरंतर कास्टिंग। उपरोक्त विधियों द्वारा, रिक्त स्थान प्राप्त किए जाते हैं, जो बाद में विभिन्न तकनीकी विधियों द्वारा भागों के निर्माण के लिए उपयोग किए जाते हैं। सांचों में प्राप्त धातु सिल्लियों की संरचना का रिक्त स्थान के गुणों पर बहुत प्रभाव पड़ता है। शांत और क्वथन स्टील सिल्लियों की संरचना का अध्ययन करें।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. मुख्य अंतरों को इंगित करें रासायनिक संरचनाकच्चा लोहा और भेजा।

2. हमें कच्चा लोहा के इस्पात में परिवर्तन की भौतिक और रासायनिक प्रकृति के बारे में बताएं,

3. स्टील डीऑक्सीडेशन प्रक्रिया का उद्देश्य।

4. इस्पात उत्पादन की ऑक्सीजन-कन्वर्टर विधि। इसकी विशेषताएं और लाभ।

5. ओपन-हेर्थ फर्नेस का उपकरण और इसके संचालन का सिद्धांत।

6. खुली चूल्हा भट्टियों में इस्पात उत्पादन की विशेषताएं।

7. चाप और प्रेरण विद्युत भट्टियों में स्टील प्राप्त करना।

8. कन्वर्टर्स, ओपन-हेर्थ और इलेक्ट्रिक फर्नेस में स्टील प्राप्त करने के लिए तकनीकी और आर्थिक संकेतक क्या हैं? प्राप्त करने की इनमें से कौन सी विधि अधिक लागत प्रभावी है और क्यों?

9. उच्च गुणवत्ता वाले स्टील प्राप्त करने के तरीकों की सूची बनाएं और उनका वर्णन करें।

10. निरंतर संचालन की स्टील बनाने वाली इकाइयाँ: उपकरण, संचालन का सिद्धांत।

11. इस्पात (लौह) उत्पादन की गैर-विस्फोट विधियों के बारे में बताएं।

12. एक कास्टिंग करछुल और मोल्ड का निर्माण।

13. स्टील को सांचों में ढालने की विधियाँ।

14. निरंतर कास्टिंग प्रक्रिया के लाभ।

15. शांत और उबलते स्टील के पिंड की संरचना।

1.4. अलौह धातु उत्पादन

तांबे का उत्पादन। कॉपर प्रकृति में ऑक्साइड और सल्फाइड यौगिकों के रूप में पाया जाता है। तांबे के अयस्कों से तांबे के निष्कर्षण के हाइड्रोमेटेलर्जिकल और पायरोमेटालर्जिकल तरीके विकसित किए गए हैं। तांबे के उत्पादन के लिए पाइरोमेटालर्जिकल विधि का अध्ययन करें, तांबे के उत्पादन की तकनीकी योजना में प्रत्येक चरण के भौतिक रासायनिक सार से परिचित हों।

एल्युमिनियम का उत्पादन। उत्पादन की मात्रा के मामले में, एल्यूमीनियम दुनिया में लोहे के बाद दूसरे स्थान पर है। एल्यूमीनियम उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल बॉक्साइट है। एल्युमिनियम पिघला हुआ क्रायोलाइट में घुलने वाले एल्यूमिना के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है। यह एक जटिल और ऊर्जा-गहन प्रक्रिया है। एल्युमिनियम प्राप्त करने की योजना और इसे परिष्कृत करने की विधियों का परीक्षण कीजिए।

टाइटेनियम उत्पादन। टाइटेनियम में कई मूल्यवान गुण हैं: कम विशिष्ट गुरुत्व, उच्च यांत्रिक गुण, अच्छा संक्षारण प्रतिरोध। इन संकेतकों के अनुसार, टाइटेनियम और इसके मिश्र धातु कई धातु सामग्री से काफी बेहतर हैं। हालांकि, आधुनिक तकनीक में टाइटेनियम का व्यापक उपयोग इस धातु की उच्च लागत से बाधित है क्योंकि इसे अयस्कों से निकालने में अत्यधिक कठिनाई होती है। टाइटेनियम प्राप्त करने के सबसे व्यापक तरीकों में से एक थर्मल मैग्नीशियम विधि है। जानिए टाइटेनियम बनाने की यह विधि।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. मुख्य तांबा अयस्क क्या हैं?

2. हमें तांबे के अयस्कों के सांद्रण की विधियों के बारे में बताएं।

3. ताँबा उत्पादन की सरलीकृत योजना दीजिए।

4. एल्युमिनियम उत्पादन की औद्योगिक योजना दीजिए

5. एल्यूमिना और क्रायोलाइट के उत्पादन के लिए कच्चे माल क्या हैं?

6. मुख्य टाइटेनियम अयस्कों के नाम लिखिए।

7. टाइटेनियम उत्पादन की मैग्नीशियम-थर्मल विधि के सार का वर्णन करें।

1.5 अपशिष्ट मुक्त और संसाधन-बचत प्रौद्योगिकियां

धातुकर्म उत्पादन

धातुकर्म उत्पादन में अपशिष्ट मुक्त और कम अपशिष्ट प्रौद्योगिकियों के निर्माण में, निम्नलिखित क्षेत्रों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

1. धातु अयस्कों का एकीकृत उपयोग। उदाहरण के लिए, तांबा उत्पादन की पाइरोमेटालर्जिकल विधि में तांबे के अयस्कों से न केवल तांबा निकाला जाता है, बल्कि सोना, चांदी, सेलेनियम, टेल्यूरियम भी निकाला जाता है; टाइटेनियम और लोहे के साथ टाइटेनोमैग्नेटाइट प्राप्त करते हैं।

2. संबंधित खनन से सामग्री का उपयोग। यह पता चला है कि लगभग 70% ओवरबर्डन और खदान चट्टानें जो खनन के दौरान डंप में जाती हैं, फ्लक्स, आग रोक और निर्माण सामग्री प्राप्त करने के लिए उपयुक्त हैं। वर्तमान में, ऐसी सामग्री का केवल 3-4% ही उपयोग किया जाता है।

3. कोक-रसायन और धातुकर्म उद्योगों से निकलने वाले कचरे का उपयोग। इन उद्योगों में, सभी कचरे को उत्पादों में संसाधित करने का एक गंभीर मुद्दा है। वर्तमान में, निम्नलिखित अपशिष्ट निपटान प्रक्रियाओं को लागू किया जा रहा है: उप-उत्पाद कोक उद्योग में, अमोनिया, ड्रग्स, डाई, नेफ़थलीन और अन्य पदार्थ कचरे से प्राप्त किए जाते हैं; ब्लास्ट-फर्नेस उत्पादन में, अपशिष्ट का उपयोग निर्माण सामग्री (स्लैग) प्राप्त करने और ब्लास्ट फर्नेस (ब्लास्ट फर्नेस गैस) में प्रवेश करने वाले वायु विस्फोट को गर्म करने के लिए किया जाता है। तांबे के उत्पादन की प्रक्रिया में और गुजरने में, सल्फ्यूरिक एसिड सल्फरस अपशिष्ट गैस से प्राप्त होता है।

4. बंद छोरों का निर्माण। इसका तात्पर्य उत्पादन चक्र में कुछ पदार्थों के बार-बार उपयोग से है। उदाहरण के लिए, टाइटेनियम के उत्पादन में, टाइटेनियम स्पंज को परिष्कृत करने के बाद, परिसंचारी मैग्नीशियम को फिर से उत्पादन के लिए भेजा जाता है - टाइटेनियम रिकवरी के लिए।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. अपशिष्ट मुक्त प्रौद्योगिकियों के निर्माण में मुख्य दिशाएँ क्या हैं।

विषय 2. धातु के रिक्त स्थान प्राप्त करने की मूल बातें

इस खंड का अध्ययन शुरू करने के लिए, यह समझना आवश्यक है कि रिक्त स्थान, भागों और उत्पादों को आकार देना संभव है जब धातु और मिश्र धातु एकत्रीकरण के विभिन्न राज्यों में पाए जाते हैं: ठोस (दबाव उपचार, मशीनिंग, वेल्डिंग), तरल (कास्टिंग) में। गैसीय (छिड़काव)। रिक्त स्थान बनाने के लिए एक विधि चुनने के मानदंडों में से एक रिक्त सामग्री के गुण हैं, जैसे कि प्लास्टिसिटी, कठोरता, वेल्डेबिलिटी, कास्टिंग गुण, और कई अन्य।

2.1. फाउंड्री प्रौद्योगिकी मूल बातें

फाउंड्री मैकेनिकल इंजीनियरिंग की एक शाखा है जो पिघली हुई धातु को एक सांचे में डालकर आकार के भागों का निर्माण करती है, जिसके गुहा में एक भाग का विन्यास होता है। कास्टिंग के उत्पादन के मुख्य लाभ और फायदे विनिर्माण भागों के अन्य तरीकों की तुलना में सापेक्ष सस्तेपन और विभिन्न मिश्र धातुओं से सबसे जटिल विन्यास के उत्पादों को प्राप्त करने की संभावना है।

कास्टिंग के उत्पादन के लिए मिश्र धातुओं की उपयुक्तता निम्नलिखित कास्टिंग गुणों द्वारा निर्धारित की जाती है: तरलता, संकोचन, द्रवीकरण, गैस अवशोषण। आपको धातुओं और मिश्र धातुओं के कास्टिंग गुणों से परिचित होना चाहिए।

वर्तमान में, कास्टिंग मोल्ड बनाने और कास्टिंग बनाने के 100 से अधिक विभिन्न तरीके हैं। इसके अलावा, व्यापक रूप से कास्टिंग करके बिलेट बनाने के आधुनिक तरीके बिलेट्स की निर्दिष्ट सटीकता, सतह खुरदरापन पैरामीटर, भौतिक और यांत्रिक गुण प्रदान करते हैं। इसलिए, रिक्त प्राप्त करने के लिए एक विधि चुनते समय, प्रत्येक तुलनात्मक विकल्प के सभी फायदे और नुकसान का मूल्यांकन करना आवश्यक है।

कास्ट बिलेट्स के सामान्य उत्पादन में, रेतीली मिट्टी के सांचों में कास्टिंग द्वारा एक महत्वपूर्ण मात्रा पर कब्जा कर लिया जाता है, जिसे इसकी तकनीकी बहुमुखी प्रतिभा द्वारा समझाया गया है। यह कास्टिंग विधि किसी भी प्रकार के उत्पादन के लिए, किसी भी द्रव्यमान, विन्यास, आयाम के कुछ हिस्सों के लिए, लगभग सभी कास्टिंग मिश्र धातुओं से कास्टिंग के उत्पादन के लिए आर्थिक रूप से व्यवहार्य है। रेतीली मिट्टी के सांचों में कास्ट फिटिंग के निर्माण की तकनीकी प्रक्रिया में महत्वपूर्ण संख्या में ऑपरेशन होते हैं: मोल्डिंग और कोर सैंड तैयार करना, मोल्ड और कोर बनाना, मोल्ड बनाना, मोल्ड्स से कास्टिंग जारी करना, कास्टिंग को काटना और साफ करना। मोल्डिंग विधि को बदलकर, मॉडल और मोल्डिंग मिश्रण की विभिन्न सामग्रियों का उपयोग करके, पर्याप्त रूप से साफ सतह और सटीक आयामों के साथ कास्टिंग प्राप्त करना संभव है।

रेतीली-मिट्टी के मिश्रण से ढलाई के सांचे बनाना सबसे कठिन और जिम्मेदार कार्य है। मैनुअल और मशीन मोल्डिंग के लिए कास्टिंग मोल्ड बनाने की तकनीक का अध्ययन करना आवश्यक है, कास्टिंग तकनीकी उपकरणों से परिचित हों। कास्टिंग नॉकआउट और सफाई सबसे अधिक श्रम-गहन और कम-मशीनीकृत प्रक्रियाएं हैं। आपको कास्टिंग को खटखटाने के तरीके, कास्टिंग काटने और साफ करने के तरीके याद रखने चाहिए, कास्टिंग दोषों और उन्हें खत्म करने के उपायों से खुद को परिचित करना चाहिए।

बहुमुखी प्रतिभा और कम लागत के बावजूद, रेतीली मिट्टी के सांचों में ढलाई की विधि सहायक सामग्री के बड़े प्रवाह और श्रम की तीव्रता में वृद्धि के साथ जुड़ी हुई है। इसके अलावा, कास्टिंग के द्रव्यमान का 25% तक मशीनिंग के दौरान छीलन में बदल जाता है।

रेतीली मिट्टी के सांचों में ढलाई की तुलना में, विशेष प्रकार की ढलाई का लाभ इस प्रकार है: सटीकता बढ़ाने और ढलाई की सतह की गुणवत्ता में सुधार करने में; गेटिंग सिस्टम के द्रव्यमान को कम करना; मोल्डिंग सामग्री की खपत में तेज कमी। इसके अलावा, विशेष तरीकों से कास्टिंग बनाने की तकनीकी प्रक्रिया आसानी से यंत्रीकृत और स्वचालित है, जो श्रम उत्पादकता को बढ़ाती है, कास्टिंग की गुणवत्ता में सुधार करती है और उनकी लागत को कम करती है।

विशेष कास्टिंग विधियों में शेल कास्टिंग, सटीक निवेश कास्टिंग, मेटल मोल्ड कास्टिंग (चिल मोल्ड्स), सेंट्रीफ्यूगल कास्टिंग, प्रेशर कास्टिंग और मोल्ड्स में निरंतर कास्टिंग शामिल हैं। आपको विशेष प्रकार की कास्टिंग के सार, विशेषताओं और आवेदन के क्षेत्रों को ध्यान से समझना चाहिए।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. फाउंड्री का महत्व और दायरा।

2. कास्टिंग के उत्पादन के लिए विधियों का वर्गीकरण।

3. कास्ट पार्ट्स प्राप्त करने के मुख्य लाभ।

4. मिश्र धातुओं के कास्टिंग गुण।

5. कास्टिंग मोल्ड और कोर के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली मोल्डिंग सामग्री।

6. मोल्डिंग सामग्री के लिए क्या आवश्यकताएं हैं?

7. कास्टिंग प्राप्त करते समय बुनियादी संचालन।

8. रेतीली मिट्टी के सांचों में ढलाई करते समय मैनुअल और मशीन मोल्डिंग।

9. छड़ का उद्देश्य और निर्माण।

10. कास्टिंग को नॉक आउट करने और सफाई करने के तरीके।

11. निवेश कास्टिंग विधि का सार, इस पद्धति के फायदे और नुकसान का वर्णन करें।

12. शेल मोल्ड्स में ढलाई की विधि का सार और इसके फायदे।

13. धातु के सांचों (चिल मोल्ड्स) में ढलाई के लाभों का संकेत दें।

14. इंजेक्शन मोल्डिंग विधि के सार का वर्णन करें।

15. अपकेंद्री मशीनों पर आकार की ढलाई प्राप्त करने के सार का वर्णन करें।

16. निरंतर कास्टिंग का दायरा।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. प्रत्यक्ष और विपरीत विधियों द्वारा दबाने की प्रक्रिया के सार का वर्णन करें।

2. दबाने के लिए मुख्य उपकरण और उपकरण।

3. दबाने की प्रक्रिया की तकनीक।

4. उत्पादन दबाने।

5. एमडीएम विधियों में से एक के रूप में दबाने के क्या फायदे और नुकसान हैं?

चित्रकारी- धातु सामग्री का ठंडा विरूपण। ठंडे प्लास्टिक विरूपण की प्रक्रिया में, धातु कठोर (रिवेट) हो जाती है। तैयार उत्पादों में उच्च आयामी सटीकता और अच्छी सतह की गुणवत्ता होती है। ड्राइंग प्रक्रिया के संचालन को अच्छी तरह से समझना आवश्यक है, विशेष रूप से धातु की प्रारंभिक तैयारी के संचालन में, ड्राइंग टूल और उपकरण, इस पद्धति के फायदे और नुकसान का अध्ययन करने और ड्राइंग के उत्पादों को जानने के लिए।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. ड्राइंग प्रक्रिया का सार और विशिष्टता।

2. ड्राइंग मिलों की योजनाएँ और सिद्धांत।

3. पीछे पीछे फिरना उत्पादन।

रोल-निर्मित प्रोफाइल उत्पादन- ठंडी अवस्था में शीट सामग्री को प्रोफाइल करने की विधि। इस मामले में, एक बहुत ही जटिल विन्यास और बड़ी लंबाई के आकार की पतली दीवार वाले प्रोफाइल प्राप्त होते हैं। इस पद्धति के सार और इसके दायरे को समझें।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. खाली शीट से बेंट प्रोफाइल प्राप्त करने की तकनीकी प्रक्रिया के बारे में बताएं।

फ्री फोर्जिंग- दबाव से धातुओं का गर्म काम, जिसमें वर्कपीस का विरूपण एक सार्वभौमिक उपकरण के साथ किया जाता है। फोर्जिंग के दौरान, धातु के प्रवाह के कारण आकार में परिवर्तन होता है, विकृत उपकरण के आंदोलन के लंबवत - स्ट्राइकर। फोर्जिंग छोटे पैमाने पर और एकल उत्पादन की स्थितियों में उच्च यांत्रिक गुणों के साथ उच्च गुणवत्ता वाली वर्कपीस प्राप्त करने के लिए एक तर्कसंगत और लागत प्रभावी प्रक्रिया है।

फोर्जिंग, ओपन-डाई फोर्जिंग ऑपरेशंस और संबंधित टूल्स में उपयोग किए जाने वाले वर्कपीस से खुद को परिचित करें। प्रत्येक मामले में प्रयुक्त उपकरण और ओपन-डाई फोर्जिंग के पेशेवरों और विपक्षों पर विचार करें।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. ओपन-डाई फोर्जिंग प्रक्रिया का सार क्या है?

2. फोर्जिंग के लिए ब्लैंक क्या है?

3. आप कौन से ओपन-डाई फोर्जिंग ऑपरेशन जानते हैं और किस प्रकार के फोर्जिंग टूल का उपयोग किया जाता है?

मुद्रांकन- एक प्रकार का फोर्जिंग जो आपको इस प्रक्रिया को यंत्रीकृत और स्वचालित करने की अनुमति देता है। मुद्रांकन गर्म और ठंडा, थोक और शीट है। फोर्जिंग और शीट स्टैम्पिंग, उपकरण, उपकरण, फायदे और नुकसान के बुनियादी तरीकों और संचालन का अध्ययन करना आवश्यक है। फोर्जिंग के प्रगतिशील तरीकों पर ध्यान दें: क्रॉस-वेज रोलिंग, रोटरी रिडक्शन, स्प्लिट डाई में पंचिंग आदि।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. फोर्जिंग और स्टैम्पिंग की तुलना करें। किस प्रकार का प्रसंस्करण अधिक प्रगतिशील है? क्यों?

2. हॉट फोर्जिंग प्रक्रिया के मुख्य चरणों का वर्णन करें।

3. डाई फोर्जिंग के लिए मूल रिक्त स्थान क्या हैं?

4. ओपन और क्लोज्ड डाई फोर्जिंग के फायदे और नुकसान की तुलना करें।

5. कोल्ड डाई फोर्जिंग संक्रियाओं के चित्र बनाइए।

6. मूल ब्लैंक और शीट स्टैम्पिंग उत्पाद क्या हैं?

7. आप किस प्रकार के शीट मेटल स्टैम्पिंग ऑपरेशन को जानते हैं?

2.3. वेल्डिंग तकनीक की मूल बातें

स्थायी जोड़ों को प्राप्त करने के लिए वेल्डिंग सबसे प्रगतिशील, उच्च-प्रदर्शन और बहुत ही किफायती तकनीकी तरीका है। वेल्डिंग को एक असेंबली ऑपरेशन (विशेषकर निर्माण उद्योग में) और वर्कपीस के उत्पादन के तरीके के रूप में देखा जा सकता है। उद्योग के कई क्षेत्रों में, संयुक्त वेल्डेड भागों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसमें विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं और कभी-कभी विभिन्न सामग्रियों का उपयोग करके बनाए गए अलग-अलग रिक्त स्थान होते हैं। भाग को उसके घटक भागों में विभाजित किया जाता है, उसके बाद उनकी वेल्डिंग की जाती है, यदि इसका एक-टुकड़ा या एक-टुकड़ा जाली के रूप में निर्माण बड़ी उत्पादन कठिनाइयों, उपकरणों की कमी, मशीनिंग की जटिलता, या यदि भाग के अलग-अलग हिस्सों से जुड़ा है। विशेष रूप से कठोर परिस्थितियों में काम करते हैं (पहनने और तापमान में वृद्धि, जंग, आदि)। ) और उनके निर्माण के लिए अधिक महंगी सामग्री के उपयोग की आवश्यकता होती है।

वेल्डिंग अनुभाग का अध्ययन शुरू करना, सबसे पहले, वेल्डिंग प्रक्रियाओं के भौतिक सार को समझना आवश्यक है, जिसमें शामिल होने वाले वर्कपीस की सतह परतों के बीच मजबूत परमाणु-आणविक बंधनों का निर्माण होता है। एक वेल्डेड जोड़ प्राप्त करने के लिए, दूषित पदार्थों और ऑक्साइड से वेल्ड की जाने वाली सतहों को साफ करना, सतहों को एक साथ जोड़ना और उन्हें कुछ ऊर्जा (सक्रियण ऊर्जा) देना आवश्यक है। इस ऊर्जा को ऊष्मा (थर्मल सक्रियण) और इलास्टोप्लास्टिक विकृति (यांत्रिक सक्रियण) के रूप में संप्रेषित किया जा सकता है। सक्रियण विधि के आधार पर, सभी वेल्डिंग विधियों को तीन वर्गों में विभाजित किया जाता है: थर्मल, थर्मोमेकेनिकल और मैकेनिकल।

आपको वेल्डिंग के दौरान गर्मी के संभावित स्रोत और सामग्रियों की वेल्डेबिलिटी के मानदंडों से परिचित होना चाहिए, साथ ही साथ वेल्डेड जोड़ों की विनिर्माण क्षमता पर भी ध्यान देना चाहिए।

वेल्डिंग का थर्मल वर्ग- थर्मल ऊर्जा (चाप, इलेक्ट्रोस्लैग, प्लाज्मा, इलेक्ट्रॉन बीम, लेजर, गैस) का उपयोग करके पिघलने से कनेक्शन।

चाप वेल्डिंग में, वर्कपीस और इलेक्ट्रोड के बीच एक विद्युत चाप धातु को पिघलाने के लिए गर्मी के स्रोत के रूप में कार्य करता है। इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंग का अध्ययन करते हुए, श्रोता को आर्क प्रक्रिया के सार से परिचित होना चाहिए, तकनीक, उपकरण, मैनुअल आर्क वेल्डिंग के आवेदन के क्षेत्रों, साथ ही आर्क वेल्डिंग के अन्य तरीकों का अध्ययन करना चाहिए: फ्लक्स और वेल्डिंग की एक परत के नीचे स्वचालित एक परिरक्षित गैस वातावरण। इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग के मुद्दे पर विशेष रूप से विचार किया जाना चाहिए। यह समझा जाना चाहिए कि इलेक्ट्रिक आर्क केवल प्रक्रिया की शुरुआत में ही स्लैग बाथ तैयार करने के लिए जलता है, और आगे चलकर फिलर और बेस मेटल का पिघलना पारित होने के दौरान उत्पन्न गर्मी के कारण प्राप्त होता है। विद्युत प्रवाहएक लावा स्नान के माध्यम से।

एक वैक्यूम में एक इलेक्ट्रॉन बीम के साथ वेल्डिंग, एक प्लाज्मा जेट, एक लेजर बीम इलेक्ट्रिक वेल्डिंग के विशेष तरीकों से संबंधित है। इस प्रकार की वेल्डिंग की तकनीक, वेल्डेड जोड़ों की विशेषताओं, आवेदन के क्षेत्र पर विचार करें।

गैस वेल्डिंग की एक विशेषता गर्मी स्रोत के रूप में गैस की लौ का उपयोग है। दहन प्रक्रिया और वेल्डिंग लौ की संरचना, गैस मशाल के डिजाइन, उपकरण और वेल्डिंग तकनीक का अध्ययन करने की सिफारिश की जाती है।

अगला, आपको धातुओं को काटने पर विचार करने की आवश्यकता है। कटिंग के तीन मुख्य प्रकार हैं: पार्टिंग, सरफेस कटिंग और ऑक्सीजन लांस कटिंग। धातु को पिघलने के लिए गर्म करने की विधि के आधार पर, धातुओं के ऑक्सीजन, ऑक्सीजन-प्रवाह, प्लाज्मा, वायु-चाप काटने को प्रतिष्ठित किया जाता है।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंग प्रक्रिया के सार का वर्णन करें।

2. उपभोज्य और गैर-उपभोज्य इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग की विशेषताएं और विशेषताएं।

3. धातु इलेक्ट्रोड को कोटिंग्स के साथ क्यों लेपित किया जाता है और क्या?

4. मैनुअल आर्क वेल्डिंग।

5. स्वचालित जलमग्न चाप वेल्डिंग का आरेख बनाइए।

6. एक सुरक्षात्मक वातावरण में चाप वेल्डिंग प्रक्रियाओं के सार का वर्णन करें।

7. इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग का चित्र बनाइए।

8. फ्यूजन वेल्डिंग की विशेष विधियों की सूची बनाएं और उनका वर्णन करें।

9. गैस वेल्डिंग की तकनीक का वर्णन कीजिए।

10. गैस वेल्डिंग के दायरे के बारे में बताएं।

विद्युत संपर्क वेल्डिंग वेल्डिंग के प्रकारों को संदर्भित करता है जिसमें संयुक्त के अल्पकालिक हीटिंग और गर्म वर्कपीस की गड़बड़ी होती है। यह एक अत्यधिक उत्पादक प्रकार की वेल्डिंग है, यह आसानी से स्वचालन और मशीनीकरण के लिए उत्तरदायी है, जिसके परिणामस्वरूप मैकेनिकल इंजीनियरिंग में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विद्युत प्रतिरोध वेल्डिंग और इसकी किस्मों से खुद को परिचित करना आवश्यक है: बट, स्पॉट, सीम, राहत। विद्युत संपर्क वेल्डिंग की तकनीक, मोड और उपकरणों का विस्तार से अध्ययन करना आवश्यक है।

प्रसार वेल्डिंग में, संपर्क सामग्री की सतह परतों के परमाणुओं के आपसी प्रसार के परिणामस्वरूप एक जोड़ बनता है। यह वेल्डिंग विधि सजातीय और भिन्न संयोजनों में धातुओं और मिश्र धातुओं के उच्च-गुणवत्ता वाले जोड़ों को प्राप्त करना संभव बनाती है। प्रौद्योगिकी की विशेषताओं और प्रसार वेल्डिंग के आवेदन के क्षेत्रों को समझें।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. स्पॉट, रोल, सीम और प्रोजेक्शन वेल्डिंग के लिए आरेख बनाएं और समझाएं।

2. यांत्रिक अभियांत्रिकी में प्रतिरोध वेल्डिंग के उपयोग के उदाहरण दीजिए।

3. हमें बताएं कि राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के किन क्षेत्रों में प्रसार वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है।

वेल्डिंग का यांत्रिक वर्ग- शामिल होने के लिए वर्कपीस (ठंड वेल्डिंग, अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग, विस्फोट वेल्डिंग, घर्षण वेल्डिंग) को पहले से गरम किए बिना यांत्रिक ऊर्जा और दबाव का उपयोग करके वेल्डिंग किया जाता है। इस प्रकार की वेल्डिंग की तकनीक, लाभ और अनुप्रयोग के क्षेत्र से परिचित होना आवश्यक है।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. यांत्रिक वर्ग के वेल्डिंग के प्रकारों के आरेख बनाइए और समझाइए।

सरफेसिंग- घिसे-पिटे और मूल भागों को सख्त करने का एक तरीका। वर्तमान में, सरफेसिंग और कोटिंग के विभिन्न तरीके विकसित किए गए हैं और व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। सरफेसिंग का उपयोग आवश्यक गुणों वाले भागों पर सतह की परतें बनाने के लिए किया जाता है। सरफेसिंग के विभिन्न तरीकों, सरफेसिंग में प्रयुक्त सामग्री और उपकरणों की तकनीक का अध्ययन करना आवश्यक है।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. सरफेसिंग की तकनीकों और विधियों को निर्दिष्ट करें।

2. हमें हार्डफेसिंग के अनुप्रयोग के क्षेत्रों के बारे में बताएं।

टांकने की क्रिया- उनके बीच पिघला हुआ धातु - सोल्डर पेश करके धातु के रिक्त स्थान को पिघलाए बिना जोड़ने की तकनीकी प्रक्रिया।

मिलाप में शामिल होने वाली धातुओं के गलनांक से कम गलनांक होता है। आपको सोल्डरिंग प्रक्रियाओं की भौतिक प्रकृति को समझना चाहिए, सोल्डरिंग विधियों और सोल्डर जोड़ों के प्रकारों को जानना चाहिए। यह समझना महत्वपूर्ण है कि सॉफ्ट सोल्डर का उपयोग कब किया जाना चाहिए और हार्ड सोल्डर का उपयोग कब किया जाना चाहिए। टांकना धातुओं और मिश्र धातुओं के अनुप्रयोग के क्षेत्रों का अध्ययन करना आवश्यक है।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. टांका लगाने की प्रक्रिया की भौतिक प्रकृति।

2. सोल्डरिंग फ्लक्स का उद्देश्य क्या है?

3. सोल्डरिंग के लिए किस उपकरण का उपयोग किया जाता है?

विनाशकारी नियंत्रण विधियों का उपयोग करके वेल्डेड और ब्रेज़्ड जोड़ों की गुणवत्ता का आकलन किया जाता है। जोड़ों के बाहरी और आंतरिक दोषों और उनके नियंत्रण के तरीकों का अध्ययन करना आवश्यक है।

वेल्डिंग के तकनीकी तरीकों का उल्लंघन कई मामलों में वेल्डेड जोड़ों में तनाव और विकृति की उपस्थिति की ओर जाता है। वेल्डिंग से उत्पन्न होने वाले तनावों से निपटने के उपायों और विकृत तत्वों और संरचनाओं को ठीक करने के तरीकों से खुद को परिचित करना आवश्यक है।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. वेल्डेड और सोल्डर जोड़ों में दोषों की सूची बनाएं।

2. वेल्डेड और सोल्डर जोड़ों के परीक्षण के विनाशकारी और गैर-विनाशकारी तरीकों की सूची बनाएं।

3. वेल्डेड संरचनाओं में अवशिष्ट तनावों की घटना के कारणों के नाम बताएं।

4. वेल्डिंग के दौरान संरचनाओं के विरूपण को कैसे कम किया जा सकता है या पूरी तरह समाप्त किया जा सकता है?

विषय 3. मशीन भागों के वर्कपीस के आयामी प्रसंस्करण की मूल बातें

डायमेंशनल प्रोसेसिंग का अर्थ है विशेष मशीनों और उपकरणों का उपयोग करके विभिन्न कटिंग विधियों द्वारा आकार और आकार के ड्राइंग के अनुरूप भागों को देना। मशीन-निर्माण उत्पादन के विभिन्न उत्पादों के निर्माण के चक्र में कटिंग को अंतिम ऑपरेशन माना जा सकता है, क्योंकि यह केवल सटीकता की एक निश्चित गुणवत्ता प्रदान करता है।

3.1. धातु काटने की प्रक्रिया के बारे में बुनियादी जानकारी

धातु काटने को उपयुक्त सतह की सफाई के साथ आवश्यक ज्यामिति भागों को देने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस मामले में, प्रसंस्करण शुरू होने से पहले, भविष्य के हिस्से को वर्कपीस कहा जाता है, प्रसंस्करण की प्रक्रिया में इस वर्कपीस को वर्कपीस कहा जाता है, और सभी प्रकार के प्रसंस्करण के अंत में, एक तैयार भाग प्राप्त होता है।

प्रसंस्करण के दौरान हटाई गई धातु की परत को भत्ता कहा जाता है, और हाथ से भत्ते को हटाने से नलसाजी से मेल खाती है, और मशीनों पर भत्ते को हटाने से यांत्रिक प्रसंस्करण से मेल खाती है।

धातु काटने वाली मशीनों के कार्यकारी निकायों की आवाजाही को श्रमिकों और सहायक में विभाजित किया गया है। निर्धारित करें कि किन आंदोलनों को कार्यकर्ता कहा जाता है और उन्हें चित्र में योजनाबद्ध रूप से चित्रित करें। ऐसा करने में, ध्यान दें कि वर्कपीस के सापेक्ष कटिंग टूल की कुल गति को परिणामी कटिंग मूवमेंट कहा जाता है।

जब मशीनिंग, निम्नलिखित प्रकार के संचालन पर विचार किया जाता है: मोड़, ड्रिलिंग, मिलिंग, योजना, ब्रोचिंग, पीस। समझें कि यह विभाजन सापेक्ष है, क्योंकि किसी भी प्रकार के प्रसंस्करण में कई उप-प्रजातियां होती हैं, उदाहरण के लिए, जब ड्रिलिंग, काउंटरसिंकिंग, रीमिंग आदि का अतिरिक्त उपयोग किया जाता है।

पाठ्यपुस्तकों में दिए गए आरेखों और रेखाचित्रों के तहत, इलाज की जाने वाली सतहों के प्रकारों को समझें। ऐसा करते समय, एक मोड़ उपकरण के उदाहरण का उपयोग करके काटने के उपकरण की ज्यामिति पर विशेष ध्यान दें। चिप बनाने की प्रक्रिया मुख्य काटने का तंत्र है और काटने की शक्ति और काटने की स्थिति पर निर्भर करती है। यह सब बिजली काटने की विशेषता है। इन मापदंडों के आधार पर, काटने के विनिर्देशों का अध्ययन करें और प्रसंस्करण समय की गणना सहित, काटने के डेटा के चयन के सिद्धांतों को समझें।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. मशीनिंग के दौरान किन आंदोलनों को श्रमिक कहा जाता है, और कौन से सहायक?

2. मशीनिंग के दौरान किस प्रकार की सतहों को प्रतिष्ठित किया जाता है?

3. उपकरण के काटने वाले हिस्से में कौन से कोण प्रतिष्ठित हैं:

4. स्थिर समन्वय प्रणाली में विमानों को काटने का क्या अर्थ है?

5. चिप बनने की प्रक्रिया का वर्णन कीजिए।

6. बल काटने का क्या अर्थ है?

7. कटिंग मोड में कौन से ऑपरेशन शामिल हैं और इसे कैसे चुना जाता है?

8. प्रसंस्करण समय की गणना कैसे की जाती है?

3.2. काटने की मशीन वर्गीकरण और प्रौद्योगिकी

काट रहा है

सभी धातु काटने वाली मशीनों को प्रदर्शन किए गए कार्य की प्रकृति और उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के प्रकार के अनुसार समूहों में विभाजित किया जाता है। रूस में अपनाए गए वर्गीकरण पर विस्तार से विचार करें और मशीन टूल्स के पदनाम के लिए एकीकृत सम्मेलन को समझें, जिसे नंबरिंग के रूप में समझा जाता है। फिर विभिन्न धातु काटने वाली मशीनों पर की जाने वाली कटिंग तकनीकों पर करीब से नज़र डालें।

खराद पर प्रसंस्करण।चित्रों का उपयोग करते हुए, स्क्रू-काटने वाले खराद के मुख्य घटकों पर विचार करें और समझें कि खराद को अक्सर सार्वभौमिक क्यों कहा जाता है। खराद मशीनों के प्रकारों का विश्लेषण कीजिए।

ड्रिलिंग और बोरिंग मशीनों पर प्रसंस्करण।समझें कि ड्रिलिंग समूह की मशीनों पर गोल छेद के प्रसंस्करण का क्या मतलब है।

मिलिंग मशीनों पर प्रसंस्करण।समझें कि मिलिंग क्या है और इसके लिए किस प्रकार के कटर का उपयोग किया जाता है।

प्लानिंग, स्लॉटिंग और ब्रोचिंग मशीनों पर प्रसंस्करण।योजना के साथ सतह के उपचार के प्रकारों को ध्यान में रखते हुए, मशीनों के इस समूह की विशेषताओं पर प्रकाश डालें। इन उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के प्रकार की जांच करें। इस समूह की मशीनों पर कार्य का आरेख बनाइए।

पीसने और परिष्करण मशीनों पर प्रसंस्करण।पीसने की प्रक्रिया और इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण को जानें। कृपया ध्यान दें कि पीसना भी एक काटने का कार्य है और देखें कि क्यों। पीसने की तकनीक और ग्राइंडर के प्रकारों पर विचार करें।

सभी कटिंग तकनीकों पर विचार के लिए, संभावित प्रकार के काम का अध्ययन करें।

अंत में, धातु काटने वाली मशीनों के मशीनीकरण और स्वचालन की संभावनाओं पर ध्यान दें। समझें कि कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल (सीएनसी) मशीनें क्या हैं और उनसे कैसे लचीली स्वचालित लाइनें (एचएपी) इकट्ठी की जाती हैं। अपने लिए रोबोट और जोड़तोड़ की अवधारणा दर्ज करें।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. खराद का उपयोग किसके लिए किया जाता है?

2. खराद को अक्सर सार्वभौमिक क्यों कहा जाता है?

3. बड़े छेदों के काउंटर सिंकिंग और रीमिंग का क्या मतलब है।

4. मुख्य प्रकार के कटर क्या हैं?

5. प्लानिंग मशीनों की क्या विशेषताएं हैं?

6. पीसने की प्रक्रिया से क्या तात्पर्य है?

7. अपघर्षक उपकरण से क्या तात्पर्य है?

8. मशीनिंग में रोबोट और मैनिपुलेटर का उपयोग किन उद्देश्यों के लिए किया जाता है?

3.3. सामग्री का इलेक्ट्रोफिजिकोकेमिकल उपचार

पारंपरिक धातु काटने की तुलना में, इस प्रकार के प्रसंस्करण के कई फायदे हैं: वे उच्च यांत्रिक गुणों के साथ प्रसंस्करण सामग्री की अनुमति देते हैं, जिसका प्रसंस्करण पारंपरिक तरीकों (कठोर मिश्र धातु, माणिक, हीरे और यहां तक ​​कि सुपरहार्ड सामग्री) द्वारा मुश्किल या पूरी तरह से असंभव है। और सबसे जटिल सतहों (घुमावदार अक्ष के साथ छेद, एक आकार की प्रोफ़ाइल के अंधा छेद, आदि) को संसाधित करना भी संभव बनाता है।

इन सभी विधियों को आमतौर पर दो बड़े समूहों में विभाजित किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

इलेक्ट्रोफिजिकल प्रोसेसिंग के तरीके।इस समूह से संबंधित विधियों को अक्सर इलेक्ट्रोरोसिव और इलेक्ट्रो-बीम कहा जाता है, जो सतह पर ऊर्जा की आपूर्ति करने की विधि पर निर्भर करता है।

प्रवाहकीय धातुओं और मिश्र धातुओं का विद्युत निर्वहन मशीनिंग एक विशेष इलेक्ट्रोड के बीच पारित एक स्पंदित विद्युत प्रवाह के प्रभाव में सामग्री के स्थानीय विनाश की घटना पर आधारित है।

वर्तमान निर्वहन सीधे प्रसंस्करण क्षेत्र में किया जाता है, जहां वे संसाधित धातु के कणों को पिघलाकर गर्मी में परिवर्तित हो जाते हैं।

आवंटित करें:

इलेक्ट्रोस्पार्क प्रसंस्करण;

इलेक्ट्रोपल्स प्रसंस्करण;

विद्युत संपर्क-चाप प्रसंस्करण;

अल्ट्रासोनिक उपचार।

इलेक्ट्रोबीम उपचार किसी भी सामग्री पर किया जाता है और यह उनकी विद्युत चालकता पर निर्भर नहीं करता है। इस मामले में, क्वांटम जनरेटर (लेजर) या इलेक्ट्रॉन बीम गन के उपयोग के माध्यम से इलाज के लिए सतह पर ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है।

आवंटित करें:

लाइट बीम प्रोसेसिंग (लेजर);

इलेक्ट्रॉन बीम प्रसंस्करण।

प्रत्येक विधि पर अलग से विचार करें और सिनॉप्सिस में प्रसंस्करण योजना की रूपरेखा तैयार करें।

विद्युत रासायनिक प्रसंस्करण के तरीके।इन विधियों का व्यापक रूप से उद्योग में उपयोग किया जाता है और इलेक्ट्रोलाइट समाधान के माध्यम से एक प्रत्यक्ष प्रवाह पारित करके धातु (एनोड) के एनोडिक विघटन पर आधारित होते हैं।

आवंटित करें:

विद्युत रासायनिक नक़्क़ाशी (चमकाने);

आयामी विद्युत रासायनिक मशीनिंग;

विद्युत रासायनिक और यांत्रिक प्रसंस्करण;

रासायनिक और यांत्रिक प्रसंस्करण।

प्रत्येक विधि का सार, उसकी क्षमताओं और दायरे को अपने लिए समझें। प्रसंस्करण प्रक्रिया के आरेखों के साथ सार के साथ।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. इलेक्ट्रोफिजिकल प्रोसेसिंग विधियों का सार क्या है?

2. केवल विद्युत प्रवाहकीय सामग्री का क्षरण क्यों हो सकता है?

3. अल्ट्रासोनिक उपचार के लिए ऊर्जा का स्रोत क्या है?

4. लेजर का उपयोग करके कौन से तकनीकी संचालन किए जा सकते हैं?

5. विद्युत रासायनिक प्रसंस्करण विधियों का सार क्या है?

6. इलेक्ट्रोकेमिकल नक़्क़ाशी (पॉलिशिंग) का उपयोग किन उद्देश्यों के लिए किया जाता है?

7. एक प्रकार के विद्युत रासायनिक प्रसंस्करण को आयामी क्यों कहा जाता है?

विषय 4. रिक्त स्थान और भागों के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी की मूल बातें

गैर-धातु और मिश्रित सामग्री से बनी मशीनें

गैर-धातु सामग्री में प्लास्टिक, रबर सामग्री, लकड़ी, सिलिकेट ग्लास, सिरेमिक, सिटेल और अन्य सामग्री शामिल हैं।

गैर-धातु सामग्री न केवल धातुओं के विकल्प हैं, बल्कि उन्हें अक्सर स्वतंत्र सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है, कभी-कभी अपरिवर्तनीय (रबर, कांच) के रूप में भी। कुछ सामग्रियों में उच्च यांत्रिक और विशिष्ट शक्ति, हल्कापन, थर्मल और रासायनिक प्रतिरोध, उच्च विद्युत इन्सुलेट विशेषताओं आदि होते हैं। गैर-धातु सामग्री की विनिर्माण क्षमता को विशेष रूप से नोट किया जाना चाहिए। गैर-धातु सामग्री का उपयोग महत्वपूर्ण लागत-प्रभावशीलता प्रदान करता है।

निर्माण की गैर-धातु सामग्री

गैर-धातु संरचनात्मक सामग्री का अध्ययन करते समय, सबसे पहले, यह समझना आवश्यक है कि बहुलक गैर-धातु सामग्री का आधार हैं। यह ज्ञात है कि बहुलक मैक्रोमोलेक्यूल्स रैखिक, शाखित, क्रॉस-लिंक्ड और एक बंद स्थानिक नेटवर्क संरचना के साथ होते हैं। बहुलक मैक्रोमोलेक्यूल्स का प्रकार गर्म होने पर उनके व्यवहार को निर्धारित करता है। इसके आधार पर, पॉलिमर को थर्मोप्लास्टिक और थर्मोसेटिंग में विभाजित किया जाता है। पॉलिमर की संरचनात्मक विशेषताओं, उनके वर्गीकरण का अध्ययन करें। पॉलिमर की भौतिक स्थिति और चरण संरचना पर विशेष ध्यान दें।

प्लास्टिक कार्बनिक पॉलिमर से प्राप्त कृत्रिम पदार्थ हैं। सरल और जटिल प्लास्टिक की संरचना का अध्ययन करना, उनके गुणों और वर्गीकरण से परिचित होना आवश्यक है। थर्मोप्लास्टिक और थर्मोसेटिंग प्लास्टिक के उपयोग पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।

उत्पादों और भागों में प्लास्टिक का प्रसंस्करण पॉलिमर की तीनों भौतिक अवस्थाओं में संभव है: चिपचिपा, अत्यधिक लोचदार और ठोस। इसके अलावा, रिक्त स्थान का मुख्य आकार और उत्पादन एक चिपचिपा-द्रव अवस्था में किया जाता है। प्लास्टिक के हिस्सों और उत्पादों का अंतिम आकार और आयाम अत्यधिक लोचदार और ठोस अवस्था में किया जाता है। प्लास्टिक को उत्पादों में संसाधित करने के तरीकों का अन्वेषण करें और वेल्डिंग और ग्लूइंग द्वारा प्लास्टिक से स्थायी जोड़ कैसे बनाएं। उपयोग की जाने वाली तकनीकों, उपकरणों और उपकरणों की प्रकृति को समझें।

पॉलिमर का एक महत्वपूर्ण समूह घिसने वाले होते हैं, जो संरचनात्मक सामग्री के एक अलग वर्ग - घिसने का आधार बनाते हैं। एक तकनीकी सामग्री के रूप में, रबर में उच्च प्लास्टिक गुण होते हैं। इसके अलावा, रबर में कई महत्वपूर्ण गुण होते हैं जैसे गैस और पानी की जकड़न, रासायनिक प्रतिरोध, मूल्यवान विद्युत गुण, आदि। घिसने की संरचना और उनके गुणों पर विभिन्न योजक के प्रभाव को समझें। रबर के विभिन्न ब्रांडों के भौतिक और रासायनिक गुणों और अनुप्रयोगों का अध्ययन करें।

एक रबर उत्पाद के उत्पादन के लिए तकनीकी योजना में एक रबर यौगिक तैयार करने, उसे ढालने और वल्केनाइजेशन (रबर और सल्फर के बीच रासायनिक संपर्क) के संचालन शामिल हैं। रबर उत्पादों को आकार देने के तरीकों और रबर-फैब्रिक उत्पादों को प्राप्त करने के तरीकों पर विचार करें।

एक विशेष समूह पेंट और वार्निश और ग्लूइंग सामग्री से बना है। अपने लिए समझें कि वार्निश और एनामेल्स क्या हैं। यहां यह समझना महत्वपूर्ण है कि ये जटिल बहुघटक प्रणालियां हैं, जिनमें विभिन्न पदार्थ शामिल हैं जो आवश्यक गुणों का सेट प्रदान करते हैं। विशिष्ट विशेषताओं को हाइलाइट करें और पेंट और वार्निश का वर्गीकरण करें।

आधुनिक उत्पादन में चिपकने की भूमिका बहुत महत्वपूर्ण है। वे स्थायी कनेक्शन प्राप्त करना संभव बनाते हैं, जिसमें उन सामग्रियों के बीच भी शामिल है जो प्रकृति में पूरी तरह से भिन्न हैं। संरचना और उद्देश्य, उनके परिवर्तन की ख़ासियत और यांत्रिक क्षमताओं द्वारा चिपकने के वर्गीकरण का अध्ययन करें।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1. बहुलक किसे कहते हैं?

2. पॉलिमर के "थर्मोप्लास्टिक्स" और "थर्मोसेट" के रूप में वर्गीकरण का आधार क्या है?

3. बहुलकों की क्रिस्टलीय अवस्था की क्या विशेषता है।

4. बहुलकों की तीन भौतिक अवस्थाओं के बारे में बताएं: ग्लासी (ठोस), अत्यधिक लोचदार और चिपचिपा।

5. बहुलक उम्र बढ़ने के कारणों की सूची बनाएं।

6. जटिल प्लास्टिक के घटकों और संरचना की सूची बनाएं।

7. आप प्लास्टिक के कौन से फिलर्स जानते हैं?

8. थर्मोप्लास्टिक्स और थर्मोसेट्स के अनुप्रयोग के क्षेत्र को निर्दिष्ट करें।

9. धातु सामग्री पर प्लास्टिक के क्या फायदे हैं? उनके नुकसान क्या हैं?

10. घिसने की संरचना में कौन से घटक शामिल हैं और वे उनके गुणों को कैसे प्रभावित करते हैं?

11. रबर उत्पादों के निर्माण की तकनीकी विधियों के बारे में बताएं।

12. ऑइल पेंट्स और एनामेल्स में क्या अंतर है?

13. कौन से संकेतक चिपकने वाले बंधन की गुणवत्ता को दर्शाते हैं?

निर्माण की अकार्बनिक सामग्री

अकार्बनिक पदार्थों के समूह में अकार्बनिक ग्लास, ग्लास-क्रिस्टलीय सामग्री (सिटल्स), सिरेमिक, ग्रेफाइट और एस्बेस्टस शामिल हैं। समझें कि अकार्बनिक पदार्थ मुख्य रूप से ऑक्साइड और ऑक्सीजन मुक्त धातु यौगिकों पर आधारित होते हैं। कृपया ध्यान दें कि इनमें से अधिकांश सामग्रियों में अन्य तत्वों के साथ सिलिकॉन के विभिन्न यौगिक होते हैं और इसलिए उन्हें अक्सर सामूहिक रूप से सिलिकेट सामग्री के रूप में संदर्भित किया जाता है। वर्तमान में, अकार्बनिक पदार्थों की सीमा में काफी विस्तार हुआ है। एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम, ज़िरकोनियम, आदि के शुद्ध ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है, जिनके गुण पारंपरिक सिलिकॉन यौगिकों की तुलना में काफी बेहतर होते हैं। अकार्बनिक पदार्थों के भौतिक-रासायनिक और यांत्रिक गुणों के परिसर पर विचार करें और इसकी तुलना कार्बनिक बहुलक सामग्री के साथ करें।

एक विशेष समूह प्राकृतिक अकार्बनिक पदार्थों से बना है, जिसमें ग्रेफाइट, अभ्रक, लकड़ी और कई चट्टानें (संगमरमर, बेसाल्ट, ओब्सीडियन) शामिल हैं। इन सामग्रियों की विशेषताओं और उनकी तकनीकी क्षमताओं का अन्वेषण करें।

आत्म परीक्षण प्रश्न

1 सिलिकेट ग्लास कौन से खनिज पदार्थ हैं?

2. सीताल क्या हैं, इन्हें प्राप्त करने की विधियों का उल्लेख कीजिए।

3. तकनीकी सिरेमिक क्या है?

समग्र संरचनात्मक सामग्री

रासायनिक रूप से भिन्न घटकों के संयोजन से प्राप्त कृत्रिम सामग्री को मिश्रित सामग्री कहा जाता है। मिश्रित सामग्रियों में, मिश्र धातुओं के विपरीत, घटक अपने अंतर्निहित गुणों को बनाए रखते हैं और उनके बीच एक स्पष्ट अंतरफलक देखा जाता है। प्राकृतिक (यूटेक्टिक) और कृत्रिम मिश्रित सामग्री हैं।

"सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी" जैसी विशेषता हाल ही में आवेदकों के बीच मांग में बन गई है। आइए इस क्षेत्र की मुख्य विशेषताओं, इसकी विशेषताओं पर विचार करें।

विशेषज्ञों की व्यावसायिक गतिविधि का क्षेत्र

दिशा "सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी" में शामिल हैं:

• विभिन्न दिशाओं में जैविक और अकार्बनिक प्रकृति की सामग्री का अनुसंधान, विकास, उपयोग, संशोधन, संचालन, निपटान;
• उनके निर्माण, संरचना निर्माण, प्रसंस्करण के लिए प्रौद्योगिकियां;
• इंस्ट्रूमेंटेशन और मैकेनिकल इंजीनियरिंग, रॉकेट और एविएशन टेक्नोलॉजी, घरेलू और खेल उपकरण, चिकित्सा उपकरण के लिए गुणवत्ता प्रबंधन।

मास्टर की गतिविधि की वस्तुएं

विशेषता "सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी" गतिविधि की निम्नलिखित वस्तुओं से जुड़ी है:

• मुख्य प्रकार के कार्यात्मक कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों के साथ; संकर और मिश्रित सामग्री; नैनो-कोटिंग और पॉलीमर फिल्म;
• निदान और परीक्षण के साधन और तरीके, फिल्मों, सामग्री, कोटिंग्स, ब्लैंक्स, अर्ध-तैयार उत्पादों, उत्पादों, सभी प्रकार के परीक्षण और नियंत्रण उपकरण, विश्लेषणात्मक उपकरण, प्रसंस्करण परिणामों के लिए कंप्यूटर सॉफ्टवेयर, साथ ही डेटा विश्लेषण के अनुसंधान और गुणवत्ता नियंत्रण। ;
• तकनीकी उत्पादन प्रक्रियाएं, कोटिंग्स और सामग्री, उपकरण, तकनीकी उपकरण, उत्पादन श्रृंखला प्रबंधन प्रणाली का प्रसंस्करण और संशोधन।

विशेषता "सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी" नियामक और तकनीकी दस्तावेज, उत्पादों और सामग्रियों के लिए प्रमाणन प्रणाली, और रिपोर्टिंग दस्तावेज का विश्लेषण करने के कौशल के कब्जे का अनुमान लगाती है। मास्टर को जीवन सुरक्षा और सुरक्षा पर प्रलेखन पता होना चाहिए।

प्रशिक्षण की दिशा

विशेषता "सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी" निम्नलिखित प्रकार की व्यावसायिक गतिविधियों में प्रशिक्षण से जुड़ी है:

• अनुसंधान और विश्लेषणात्मक कार्य।
• उत्पादन और डिजाइन और तकनीकी गतिविधियों।
• संगठनात्मक और प्रबंधकीय दिशा।

"सामग्री विज्ञान और सामग्री की तकनीक" विशेषता प्राप्त करने के बाद, किसके साथ काम करना है? एक स्नातक जो सफलतापूर्वक अंतिम प्रमाणीकरण पास करता है, वह "मास्टर ऑफ इंजीनियरिंग" योग्यता प्राप्त करता है। वह गणना, विश्लेषणात्मक और अनुसंधान गतिविधियों को अंजाम देने के लिए विभिन्न कंपनियों में नौकरी पा सकता है।

इसके अलावा, विशेषता "नई सामग्री की सामग्री विज्ञान और प्रौद्योगिकी" नवीन सामग्रियों और नए उत्पादों के निर्माण और परीक्षण की प्रक्रियाओं में भाग लेने के लिए वैज्ञानिक और अनुप्रयुक्त प्रयोगों का संचालन करना संभव बनाती है।

ऐसी योग्यता वाले परास्नातक कार्य योजनाओं, कार्यक्रमों, विधियों के विकास में लगे हुए हैं, जिसका उद्देश्य उत्पादन प्रक्रिया में नवाचारों को पेश करने और सामान्य श्रमिकों के लिए कुछ कार्यों को तैयार करने के लिए तकनीकी सिफारिशें करना है।

दिशा की विशिष्टता

विशेषता "संरचनात्मक सामग्री की सामग्री विज्ञान और प्रौद्योगिकी" में शोध के परिणामों के आधार पर प्रकाशन, समीक्षा, वैज्ञानिक और तकनीकी रिपोर्ट तैयार करना शामिल है। ऐसे विशेषज्ञ वैज्ञानिक, इंजीनियरिंग, अनुसंधान समस्या पर पेटेंट जानकारी, कार्यान्वित परियोजनाओं पर समीक्षा और निष्कर्ष को व्यवस्थित करते हैं।

"सामग्री विज्ञान और सामग्री प्रौद्योगिकी" की दिशा में महारत हासिल करने वाले इंजीनियर न केवल डिजाइन और प्रौद्योगिकी में लगे हुए हैं, बल्कि उत्पादन गतिविधियों में भी लगे हुए हैं।

दिशा की विशेषताएं

इस तरह की विशेषज्ञता प्राप्त करने वाले इंजीनियर परियोजना प्रलेखन के विकास के लिए असाइनमेंट की तैयारी में लगे हुए हैं, नवीन क्षेत्रों के निर्माण के उद्देश्य से पेटेंट अनुसंधान करते हैं। वे स्वचालित डिजाइन सिस्टम का उपयोग करके विभिन्न सामग्रियों, उपकरणों, प्रतिष्ठानों, उनके तकनीकी उपकरणों के प्रसंस्करण और प्रसंस्करण के लिए सर्वोत्तम विकल्पों की तलाश कर रहे हैं।

प्रमाणित विशेषज्ञ एक निश्चित तकनीकी प्रक्रिया की आर्थिक लाभप्रदता का आकलन करते हैं, वैकल्पिक उत्पादन विधियों के विश्लेषण में भाग लेते हैं, उत्पादों के प्रसंस्करण और प्रसंस्करण को व्यवस्थित करते हैं, उत्पादों और प्रौद्योगिकियों के प्रमाणन की प्रक्रिया में भाग लेते हैं।

प्रशिक्षण की विशिष्टता

इस प्रोफ़ाइल में स्नातकों को निम्नलिखित कौशल सिखाया जाता है:

• डेटाबेस, साथ ही विभिन्न साहित्यिक स्रोतों का उपयोग करके उपलब्ध सामग्री के बारे में जानकारी का चयन करें;
• जटिल संरचनात्मक विश्लेषण करते समय सामग्री के प्रदर्शन का विश्लेषण, चयन, मूल्यांकन;
• संचार कौशल, साथ ही एक टीम में काम करने की क्षमता;
• चल रहे प्रयोगों के क्षेत्र में जानकारी एकत्र करना, रिपोर्ट तैयार करना, समीक्षा करना, कुछ वैज्ञानिक प्रकाशन;
• दस्तावेजों, अभिलेखों, प्रयोगों के प्रोटोकॉल तैयार करने के लिए।

सभी विधायी मानकों के पूर्ण अनुपालन के लिए बनाई जा रही परियोजनाओं की जांच करने के लिए स्नातक के पास कौशल है। वे प्रारंभिक अनुसंधान और डिजाइन-तकनीकी संरचनाओं के लिए उच्च-तकनीकी प्रक्रियाओं को डिजाइन करते हैं, कार्यस्थलों को आवश्यक उपकरणों के साथ व्यवस्थित और सुसज्जित करते हैं।

कर्तव्य

उपकरण निदान करने के लिए "सामग्री विज्ञान और सामग्री की तकनीक" की दिशा में डिप्लोमा धारकों की आवश्यकता होती है। वे कार्यस्थल में पर्यावरण सुरक्षा पर विशेष ध्यान देते हैं। जटिल तंत्रों में कुछ इकाइयाँ बनाने के लिए तकनीकी विशिष्टताओं को विकसित करते समय, इंजीनियर उनकी परिचालन विशेषताओं को ध्यान में रखते हैं।

काम पूरा होने के बाद, वे निर्दिष्ट शर्तों के साथ परिणामों के अनुपालन की जांच करते हैं, बनाए गए तंत्र की सुरक्षा। ये विशेषज्ञ हैं जो नई छवियों को पंजीकृत करने के लिए दस्तावेज तैयार करते हैं, विशेष तकनीकी दस्तावेज तैयार करते हैं।

बहुत बार, स्नातक "रासायनिक और वर्णक्रमीय विश्लेषण इंजीनियर", साथ ही साथ "कोटिंग और सामग्री परीक्षण इंजीनियर" के पदों के साथ अपने पेशेवर करियर की शुरुआत करते हैं।

निष्कर्ष

"सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी" विशेषता प्राप्त करने के बाद, नवनिर्मित विशेषज्ञ को रोजगार की समस्या नहीं होगी। वह किसी भी बड़ी फैक्ट्री या कंबाइन में इंजीनियर बन सकता है। वे विशेषज्ञ जिन्हें धातु प्रसंस्करण के क्षेत्र में कुछ ज्ञान है और उच्च शिक्षा का डिप्लोमा है, वे थर्मोलॉजिस्ट और डिफेक्टोस्कोपिस्ट के पदों पर भरोसा कर सकते हैं।

भारी उद्योग के औद्योगिक उद्यमों और संगठनों की पर्याप्त संख्या में मेटलर्जिस्ट और मेटलोग्राफर की आवश्यकता होती है। यदि आप शुरू में धातु प्रसंस्करण के क्षेत्र में सैद्धांतिक ज्ञान प्राप्त करते हैं, तो इस मामले में, आप पहले एक इंजीनियर के रूप में नौकरी पा सकते हैं, अपनी पढ़ाई जारी रख सकते हैं, विशेषज्ञता "रासायनिक और वर्णक्रमीय विश्लेषण इंजीनियर" या "कोटिंग टेस्ट इंजीनियर" प्राप्त कर सकते हैं।

विशेषता "सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी" अब उन छात्रों के लिए मुख्य विषयों में से एक बन गई है जो मैकेनिकल इंजीनियरिंग में लगे हुए हैं।

छात्र उन सामग्रियों की श्रेणी का अध्ययन करते हैं जो पहले से ही भारी उद्योग में उपयोग की जाती हैं, और धातुकर्म उद्योग के लिए नए पदार्थों के निर्माण की भविष्यवाणी भी करते हैं।

विशेषता "सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी" मैकेनिकल इंजीनियरिंग का अध्ययन करने वाले लगभग सभी छात्रों के लिए सबसे महत्वपूर्ण विषयों में से एक है। इस विषय के गहन ज्ञान के बिना अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रतिस्पर्धा करने वाले नए विकासों के निर्माण की कल्पना नहीं की जा सकती है और न ही इसे अंजाम दिया जा सकता है।

सामग्री विज्ञान पाठ्यक्रम विभिन्न कच्चे माल और उनके गुणों के वर्गीकरण से संबंधित है। प्रयुक्त सामग्रियों के विभिन्न गुण प्रौद्योगिकी में उनके आवेदन की सीमा निर्धारित करते हैं। धातु या मिश्रित मिश्र धातु की आंतरिक संरचना सीधे उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित करती है।

मूल गुण

सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग सामग्री प्रौद्योगिकी किसी भी धातु या मिश्र धातु की चार सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं को उजागर करती है। सबसे पहले, ये भौतिक और यांत्रिक विशेषताएं हैं जो भविष्य के उत्पाद के परिचालन और तकनीकी गुणों की भविष्यवाणी करना संभव बनाती हैं। यहां मुख्य यांत्रिक संपत्ति ताकत है - यह काम के भार के प्रभाव में तैयार उत्पाद की अविनाशीता को सीधे प्रभावित करता है। फ्रैक्चर और ताकत का सिद्धांत बुनियादी पाठ्यक्रम "सामग्री विज्ञान और सामग्री की प्रौद्योगिकी" के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है। यह विज्ञान आवश्यक शक्ति विशेषताओं वाले भागों के निर्माण के लिए आवश्यक संरचनात्मक मिश्र धातुओं और घटकों की खोज के लिए है। तकनीकी और परिचालन विशेषताएं परिचालन और अत्यधिक भार के तहत तैयार उत्पाद के व्यवहार की भविष्यवाणी करने, अंतिम ताकत की गणना करने और पूरे तंत्र के स्थायित्व का आकलन करने की अनुमति देती हैं।

आधारभूत सामग्री

पिछली शताब्दियों में, मशीन और तंत्र बनाने के लिए धातु मुख्य सामग्री रही है। इसलिए, अनुशासन "सामग्री विज्ञान" धातु विज्ञान - धातुओं और उनके मिश्र धातुओं के विज्ञान पर बहुत ध्यान देता है। सोवियत वैज्ञानिकों ने इसके विकास में एक बड़ा योगदान दिया: एनोसोव पी.पी., कुर्नाकोव एन.एस., चेर्नोव डी.के. और अन्य।

सामग्री विज्ञान के लक्ष्य

भविष्य के इंजीनियरों के लिए सामग्री विज्ञान की बुनियादी बातें बहुत जरूरी हैं। आखिर इस अनुशासन को पाठ्यक्रम में शामिल करने का मुख्य उद्देश्य तकनीकी विशिष्टताओं के छात्रों को करना सिखाना है सही पसंदइंजीनियर उत्पादों के लिए सामग्री उनकी सेवा जीवन का विस्तार करने के लिए।

इस लक्ष्य को प्राप्त करने से भविष्य के इंजीनियरों को निम्नलिखित कार्यों को हल करने में मदद मिलेगी:

• किसी उत्पाद और उसके सेवा जीवन के निर्माण की शर्तों का विश्लेषण करके किसी विशेष सामग्री के तकनीकी गुणों का सही आकलन करें।
• किसी धातु या मिश्र धातु की संरचना में परिवर्तन करके उसके किसी गुण को सुधारने की वास्तविक संभावनाओं की एक सुगठित वैज्ञानिक समझ हो।
• सामग्री को सख्त करने के सभी तरीकों के बारे में जानें जो उपकरणों और उत्पादों के स्थायित्व और प्रदर्शन को सुनिश्चित कर सकते हैं।
• उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के मुख्य समूहों, इन समूहों के गुणों और आवेदन के क्षेत्र के बारे में नवीनतम जानकारी प्राप्त करें।

आवश्यक ज्ञान

पाठ्यक्रम "संरचनात्मक सामग्री की सामग्री विज्ञान और प्रौद्योगिकी" उन छात्रों के लिए अभिप्रेत है जो पहले से ही तनाव, भार, प्लास्टिक और पदार्थ की कुल स्थिति, धातुओं की परमाणु-क्रिस्टलीय संरचना, रासायनिक बंधनों के प्रकार जैसी विशेषताओं का अर्थ समझ सकते हैं और समझा सकते हैं। धातुओं के बुनियादी भौतिक गुण। अध्ययन की प्रक्रिया में, छात्र बुनियादी प्रशिक्षण से गुजरते हैं, जो उनके लिए विशेष विषयों पर विजय प्राप्त करने में उपयोगी होगा। पुराने पाठ्यक्रम विभिन्न प्रकार की निर्माण प्रक्रियाओं और प्रौद्योगिकियों को कवर करते हैं जिसमें सामग्री विज्ञान और सामग्री प्रौद्योगिकी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

किसके साथ काम करना है?

डिजाइन सुविधाओं का ज्ञान और तकनीकी विशेषताओंधातु और मिश्र धातु या तो आधुनिक मशीनों और तंत्र के संचालन के क्षेत्र में काम करने वाले एक डिजाइनर के लिए उपयोगी होंगे। नई सामग्रियों की प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में विशेषज्ञ इंजीनियरिंग, मोटर वाहन, विमानन, ऊर्जा और अंतरिक्ष क्षेत्रों में अपना काम कर सकते हैं। हाल ही में, रक्षा उद्योग में सामग्री विज्ञान और सामग्री प्रौद्योगिकी और संचार उपकरणों के विकास में डिग्री वाले विशेषज्ञों की कमी हो गई है।

सामग्री विज्ञान का विकास

एक अलग अनुशासन के रूप में, सामग्री विज्ञान विभिन्न परिस्थितियों में विभिन्न धातुओं और उनके मिश्र धातुओं की संरचना, संरचना और गुणों की व्याख्या करने वाले एक विशिष्ट अनुप्रयुक्त विज्ञान का एक उदाहरण है।

आदिम सांप्रदायिक व्यवस्था के पतन की अवधि के दौरान मनुष्य ने धातु की खान और विभिन्न मिश्र धातु बनाने की क्षमता हासिल कर ली। लेकिन एक अलग विज्ञान के रूप में, सामग्री विज्ञान और सामग्री प्रौद्योगिकी का अध्ययन 200 साल पहले किया जाने लगा। 18 वीं शताब्दी की शुरुआत फ्रांसीसी वैज्ञानिक-विश्वकोश विज्ञानी रेउमुर की खोजों की अवधि थी, जो धातुओं की आंतरिक संरचना का अध्ययन करने वाले पहले व्यक्ति थे। इसी तरह के अध्ययन अंग्रेजी निर्माता ग्रिग्नॉन द्वारा किए गए थे, जिन्होंने 1775 में उनके द्वारा खोजे गए स्तंभ संरचना के बारे में एक छोटा संदेश लिखा था, जो लोहे के सख्त होने पर बनता है।

रूसी साम्राज्य में, धातु विज्ञान के क्षेत्र में पहला वैज्ञानिक कार्य एमवी लोमोनोसोव का था, जिन्होंने अपने नेतृत्व में विभिन्न धातुकर्म प्रक्रियाओं के सार को संक्षेप में समझाने की कोशिश की।

19वीं सदी की शुरुआत में धातु विज्ञान ने एक बड़ी छलांग लगाई, जब विभिन्न सामग्रियों पर शोध करने के नए तरीके विकसित किए गए। 1831 में, पीपी एनोसोव के कार्यों ने माइक्रोस्कोप के तहत धातुओं की जांच करने की संभावना दिखाई। उसके बाद, कई देशों के कई वैज्ञानिकों ने लगातार ठंडा होने के दौरान धातुओं में संरचनात्मक परिवर्तनों को वैज्ञानिक रूप से सिद्ध किया।

सौ साल बाद, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का युग समाप्त हो गया। संरचनात्मक सामग्री प्रौद्योगिकी पुरानी विधियों का उपयोग करके नई खोज नहीं कर सकी। प्रकाशिकी का स्थान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों ने ले लिया है। धातु विज्ञान ने इलेक्ट्रॉनिक अवलोकन विधियों का सहारा लेना शुरू कर दिया, विशेष रूप से, न्यूट्रॉन विवर्तन और इलेक्ट्रॉन विवर्तन। इन नई तकनीकों की मदद से धातुओं और मिश्र धातुओं के वर्गों को 1000 गुना तक बढ़ाना संभव है, जिसका अर्थ है कि वैज्ञानिक निष्कर्षों के लिए बहुत अधिक आधार हैं।

सामग्री की संरचना के बारे में सैद्धांतिक जानकारी

अनुशासन का अध्ययन करने की प्रक्रिया में, छात्रों को धातुओं और मिश्र धातुओं की आंतरिक संरचना के बारे में सैद्धांतिक ज्ञान प्राप्त होता है। पाठ्यक्रम के अंत में, छात्रों को निम्नलिखित कौशल और क्षमताएं हासिल करनी चाहिए:

• आंतरिक के बारे में;
• अनिसोट्रॉपी और आइसोट्रॉपी के बारे में। इन गुणों का क्या कारण है, और उन्हें कैसे प्रभावित किया जा सकता है;
• धातुओं और मिश्र धातुओं की संरचना में विभिन्न दोषों के बारे में;
• सामग्री की आंतरिक संरचना के अध्ययन के तरीकों पर।

सामग्री विज्ञान के अनुशासन में व्यावहारिक कक्षाएं

सामग्री विज्ञान विभाग हर तकनीकी विश्वविद्यालय में उपलब्ध है। किसी दिए गए पाठ्यक्रम को पास करने की अवधि के दौरान, छात्र निम्नलिखित विधियों और तकनीकों का अध्ययन करता है:

• धातुकर्म की नींव - इतिहास और आधुनिक तरीकेमिश्र धातु प्राप्त करना। आधुनिक ब्लास्ट फर्नेस में स्टील और पिग आयरन का उत्पादन। स्टील और लोहे की ढलाई, धातुकर्म उत्पादन की गुणवत्ता में सुधार के तरीके। स्टील का वर्गीकरण और अंकन, इसकी तकनीकी और भौतिक विशेषताएं। अलौह धातुओं और उनके मिश्र धातुओं को गलाना, एल्यूमीनियम, तांबा, टाइटेनियम और अन्य अलौह धातुओं का उत्पादन। इसके लिए जिन उपकरणों का इस्तेमाल किया गया है।

सामग्री विज्ञान का आधुनिक विकास

हाल ही में, सामग्री विज्ञान को विकास के लिए एक शक्तिशाली प्रोत्साहन मिला है। नई सामग्रियों की आवश्यकता ने वैज्ञानिकों को शुद्ध और अल्ट्राप्योर धातु प्राप्त करने के बारे में सोचने पर मजबूर कर दिया, मूल रूप से गणना की गई विशेषताओं के अनुसार विभिन्न कच्चे माल बनाने का काम चल रहा है। निर्माण सामग्री की आधुनिक तकनीक मानक धातु के बजाय नए पदार्थों के उपयोग की पेशकश करती है। प्लास्टिक, चीनी मिट्टी की चीज़ें, मिश्रित सामग्री के उपयोग पर अधिक ध्यान दिया जाता है, जिसमें धातु उत्पादों के साथ संगत शक्ति पैरामीटर होते हैं, लेकिन उनके नुकसान से रहित होते हैं।