Klassifizierung von technischem Material

Material ist nichts anderes als eine Substanz, die verwendet wird, um eine bestimmte Sache zu schaffen. Ingenieurmaterialien sind die Materialien, die für die Anwendung von Ingenieurarbeiten verwendet werden. Basierend auf den mechanischen, physikalischen, chemischen und fertigungstechnischen Eigenschaften werden Materialien entsprechend der Anwendung ausgewählt.

Mechanische Eigenschaften der Materialien sind Festigkeit (Druck- oder Zugfestigkeit), Zähigkeit, Steifigkeit, Elastizität, Plastizität, Duktilität, Sprödigkeit und Härte. Physikalische Eigenschaften von Materialien sind Dichte, Leitfähigkeit (thermisch oder elektrisch), akustisch (Schallübertragung oder -absorption), optisch, Brennbarkeit. Chemische Eigenschaften von Materialien sind Zusammensetzung (Oxid oder Verbindung), Acidität oder Alkalität, Witterungskorrosion.

Herstellungseigenschaften von Materialien sind Gießbarkeit, Bearbeitbarkeit, Bearbeitungsgeschwindigkeiten und Vorschübe sowie Form und Größe für Dimensionierungszwecke.

Die Auswahl des Materials für die erforderliche funktionierende Anwendung basiert auf einigen der folgenden Faktoren:

1. Beanspruchungen, denen das Werkstück oder Bauteil ausgesetzt wird.
2. Korrosionsbeständigkeit.
3. Temperatur-, Verschleiß- und Reißfestigkeit.
4. Flexibilität und Starrheit.
5. Einfacher Herstellungsprozess.
6. Kosteneffizienz für die Produktentwicklung.
7. Verfügbarkeit des Materials.

Klassifizierung von technischem Material:

Je nach Art der Substanz werden Materialien klassifiziert als

1. Metalle und Legierungen
2. Eisenmetalle
3. Nichteisenmetalle
4. Nichtmetalle
5. Keramik
6. Polymere
7. Zusammensetzungen
8. Halbleiter
9. Biomaterialien

1.METALLE UND LEGIERUNGEN:

Metallische Materialien sind Kombinationen metallischer Elemente.

Die hervorstechendste Eigenschaft von Metallen ist, dass Elektronen nicht lokalisiert sind, d.h. in atomarer Anordnung gehören äußere Valenzelektronen nicht zu einzelnen Atomen, sondern zu der gesamten Masse des Materials. Nicht lokalisierte Elektronen können Ladungen tragen, um Elektrizität zu leiten. Daher sind sie gute Leiter für elektrische und thermische Ladung.

Metalle haben ein glänzendes Aussehen. Bei normaler Temperatur befinden sich die meisten Materialien im festen Zustand, aber einige Metalle wie Quecksilber befinden sich im flüssigen Zustand.

Basierend auf dem Gehalt an Eisen werden Metalle benannt als

1. Eisenmetalle
2. Nichteisenmetalle

Eisenmetalle:

Der Hauptinhalt von Eisenmetallen ist Eisen und Kohlenstoff. Eisenmetalle sind magnetisch und rostanfällig, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Schmiedeeisen rostet aufgrund seiner Reinheit nicht und Edelstahl aufgrund des Vorhandenseins von Chrom.

ZB:Eisen, Stahl usw.

Aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaft werden Eisenmetalle in Motor- und Elektroanwendungen eingesetzt.

Nichteisenmetalle:

Eisen ist kein primärer Inhalt. Da kein Eisen vorhanden ist, haben diese Metalle eine hohe Rost- und Korrosionsbeständigkeit und sind nicht magnetisch.

ZB:Kupfer, Messing, Aluminium, Wolfram, Blei, Zink, Gold usw.

Legierung:

Legierung ist eine Kombination aus zwei oder mehr Metallen. Es wird nach dem metallischen Bindungscharakter benannt. Es besteht aus zwei Arten von Eisenmetalllegierungen und Nichteisenmetalllegierungen. Gusseisen ist eine Legierung aus Eisen, Kohlenstoff und Silizium. Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink.

Anwendungen:

1. Aufgrund ihrer Zähigkeit und Sterilisierbarkeit bei hohen Temperaturen werden Metalle als Nadeln und chirurgische Klingen verwendet.
2. Aufgrund ihrer Stärke und Fähigkeit, schweren Gewichten standzuhalten, werden Metalle wie Eisen und Stahl im Bauwesen verwendet.
3. Metalle wie Gold, Silber, Platin usw. werden in Schmuck verwendet.
4. Metalle werden in Maschinen und Automobilen verwendet, da sie hohen Temperaturen, Drücken und Belastungen standhalten können.
5. Aluminium und Titan spielen eine wichtige Rolle in der leichten Kategorie für Flugzeuglegierungen.
6. Wolfram wird in Hochtemperaturanwendungen verwendet.

2. KERAMIK:

Partikel oder Fasern, die zur Herstellung von Keramikprodukten verwendet werden. Keramiken haben eine regelmäßige Atomstruktur und Kristallstruktur. Keramiken sind hauptsächlich Oxide, Nitride und Karbide. Sie sind nicht leitende Materialien, aufgrund ihrer isolierenden Eigenschaft werden sie als Isolatoren verwendet. Sie sind von Natur aus sehr hart und spröde.

ZB:Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Diamant, Ziegel usw.

Anwendungen:

1. Aufgrund der Druckfestigkeit werden Ziegel im Bauwesen verwendet
2. Aufgrund ihrer guten Wärmedämmung werden Keramikfliesen in Öfen verwendet.
3. Einige Keramiken sind für Radar durchlässig und andere elektromagnetische Wellen werden in Radomen und Sendern verwendet.
4. Glaskeramik ist hochtemperaturbeständig und wird daher in optischen Geräten und Faserisolierungen verwendet.
5. Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Siliziumkarbid werden zur Herstellung von Werkzeugen verwendet.
6. Diamant wird in Ornamenten und Schneidwerkzeuganwendungen verwendet.

3. POLYMERE:

Polymere haben eine Kettenmolekülstruktur aus Kohlenstoff als Rückgratatome. Sie bestehen hauptsächlich aus zähen organischen Materialien. Sie sind Materialien mit geringer Dichte und auch flexibel. In manchen Fällen sind Polymere nicht flexibel.

Polymere werden nicht nur als Strukturmaterialien verwendet, sie können auch als Fasern und Harze in der Matrix von Verbundwerkstoffen verwendet werden.

ZB:Polyester als Fasern, Phenole und Epoxide als Harze.

Elastomere sind ebenfalls Polymere, werden aber aufgrund ihrer speziellen Konstruktion für bestimmte Zwecke wie Stoß- und Vibrationsdämpfung gesondert betrachtet.

Natürliche Polymere :

ZB:Wolle, Seide, DNA, Zellulose, Proteine ​​usw.

Synthetische Polymere:

1. Thermoplaste
2. Duroplaste

ZB:Nylon, Polyethylen, Polyester, Teflon, Epoxid, Bakelit usw.

Anwendungen:

1. Polyethylen wird zur Herstellung von Tragetaschen verwendet.
2. Polypropylen wird zur Herstellung von hochtemperaturbeständigen Produkten wie Babyflaschen verwendet.
3. Polyetheretherketon und Polyethylenketon werden im Mineralwasserflaschenkonzept verwendet.
4. Polycarbonat wird zur Herstellung von Hochleistungspolymeren wie transparenten Polymeren verwendet
5. Polyanilin ist ein leitfähiges Polymer.
6. Bakelit zur Herstellung von Isoliermaterialien.

4. ZUSAMMENSETZUNG:

Verbundmaterial ist die Zusammensetzung aus zwei oder mehr Bestandteilen von Materialien mit unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften, um ein unterschiedliches charakteristisches Material zu erzeugen.

Verbundmaterial kann sowohl Metall oder Metall und Keramik als auch Metall und Polymer sein, abhängig von den Anwendungsanforderungen, aus denen die Kombination hergestellt wird.

B.:Holz, Beton, Glasfaser, CFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff), GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff) etc.

Anwendungen:

1. CFK und GFK werden für Automobilkarosserieteile verwendet.
2. CRPF und Wabenverbundwerkstoffe werden für das Chassis verwendet.
3. Einige Kraftstofftanks bestehen aus mit Kevlar verstärkten Fasern.
4. Verstärkte Duroplaste werden in Federn und Stoßfängersystemen verwendet.
5. Glasfaserverstärkter Kunststoff wurde für Bootsrümpfe, Angelruten, Tennisschläger, Helme, Pfeil und Bogen verwendet.

5. HALBLEITER:

Halbleiter ist ein Zwischenleitermaterial. Ihre Leitfähigkeit ist nicht so hoch wie bei Metallen und niedrig wie bei isolierenden Keramikmaterialien. Bei diesen Materialien nimmt der Widerstand mit steigender Temperatur ab.

Die einzigartige atomare Struktur ermöglicht die Steuerung der Leitfähigkeit.

ZB:Silizium, Germanium, Galliumarsenid, Selen usw.

Anwendungen:

1. Galliumarsenid wird häufig in rauscharmen Geräten mit hoher Verstärkung und Verstärkung schwacher Signale verwendet.
2. Ein Halbleiterbauelement kann die Funktion einer Vakuumröhre erfüllen, die das Hundertfache ihres Volumens hat.

6. BIOMATERIALIEN:

Biomaterialien sind nicht lebensfähige Materialien, z. B.:Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Titan, Tantal, Niob, Kohlenstoff usw.

Anwendungen:

1. Metalle werden in der Medizin verwendet, um alle Mikronährstoff-Metallmangelkrankheiten bei Menschen und Tieren zu heilen, so wie Eisen ein Teil von Hämoglobin ist, einem Biomolekül, das als Eisen(II)-sulfat verwendet werden kann, um einige Formen von Anämie zu heilen.
2. Implantate in den Körper, um beschädigtes Gewebe zu reparieren oder zu ersetzen.

HINWEIS:

Bei Verbundwerkstoffen weist der Name selbst auf Verbundstoff=> Zusammensetzung hin, es handelt sich um die Zusammensetzung von zwei oder mehr Materialien.

Bei Halbleitern bedeutet der Name selbst Semi (halb) und Conductor (leitend)

Der Unterschied zwischen einer Legierung und einem Verbundstoff besteht darin, dass der Verbundstoff eine Verstärkung aus einem anderen Material ist. Während Legierung eine Kombination (Mischung) aus beiden oder die erforderliche Anzahl von Materialien in der erforderlichen Menge gemäß dem erforderlichen Produkt ist.

Sowohl Halbleiter als auch Biomaterialien sind Substitute in Metallen, Keramiken und Polymeren an den erforderlichen Stellen.