MODULUL: MATERIALE SI TEHNOLOGII UNITATEA DE INVATARE NR . 1 MATERII PRIME SI MATERIALE

1. MODULUL: MATERIALE SI TEHNOLOGII UNITATEA DE INVATARE NR . 1 MATERII PRIME SI MATERIALE PROFESOR VIOLETA COSTEA

2. MATERII PRIME SI MATERIALE METALICE

3. CLASIFICARE M A T E R I A L E M E T A L I C E Metale F E R O A S E FIER FONTA Aliaje OTEL N E F E R O A S E Metale Cupru, zinc, plumb, aluminiu, aur, argint etc. Pe baza de cupru alama (Cu-Zn), bronz (Cu-Sn), nichelina (Cu-Ni) Aliaje Pe baza de staniu si plumb aliaje de lipit, aliaje tipografice, aliaje pentru invelisuri Pe baza de aluminiu duraluminiu (Al-Cu-Mg), siluminiu (Al-Si) Pe baza de nichel si crom nicrom, invar, platinit Pe baza de zinc zamak-uri

4. FONTA Este un aliaj al fierului cu carbonul (2,14-6,67%) ce contine si nemetale precum: siliciu, mangan, sulf, fosfor. CLASIFICARE Fonte brute (de prima topire) - Fonte nealiate(pentru obtinerea otelului sau retopire si turnare in piese); -Fonte aliate (ca adaos pentru obtinerea otelurilor speciale). Fonte turnate in piese (de a doua topire) -Fonte albe, folosite la fabricarea pieselor rezistente la uzura; - Fonte cenusii, utilizate pentru piese turnate; - Fonte maleabile, folosite pentru obtinerea pieselor mici sau cu pereti subtiri Fonta se obţine în furnal din amestecul de minereu, cocs, calcar (drept fondant) introduse împreună în straturi succesive. Fonta topită se toarnă în forme speciale numite lingotiere.

5. OTELUL • oteluri nealiate (oteluri carbon) • - oteluri aliate (elemente de aliere: crom, nichel, wolfram etc.) Este un aliaj ce se obtine din fonta bruta prin reducerea continutului de carbon la 0,04-2,14%. Retopirea fontei brute se face in cuptoare elctrice sau in convertizoare. CLASIFICARE - dupa compozitia chimica: - dupa destinatie: • dupa forma de livrare: • oteluri pentru constructii metalice sau de masini • -oteluri cu destinatie speciala • -oteluri pentru scule aschietoare • -oteluri inoxidabile si anticorozive -oteluri deformabile -oteluri turnate in piese -oteluri laminate

6. Proprietăţile materialelor metalice Propr. tehnologice - capacitatea de turnare - forjabilitatea - prelucrabilitatea prin aşchiere - maleabilitatea - ductibilitatea - sudabilitatea Propr. fizico-chimice - culoarea - luciul metalic - densitatea - fuzibilitatea - dilatarea termică - conductibilitatea termica si electrica - rezistenţa la coroziune magnetismul • Proprietati mecanice • - duritatea • - elasticitatea • - plasticitatea • - rezistenta la rupere - rezistenta la oboseala

7. MATERII PRIME SI MATERIALE PLASTICE Materialul plastic a fost inventat în 1860 de un englez (Alexander Parkes) şi a constituit un înlocuitor sintetic al sticlei. El a ajutat la descoperirea celuloidului. Celuloidul este un material plastic durabil, fabricat in Statele Unite in 1870, fiind utilizat pentru a înlocui fildeşul bilelor de biliard.  Materialele plastice sunt substanţe sintetice de origine organică obţinute din polimeri. Polimer = Substanta macromoleculara a carei molecula este formata prin unirea in lant a doua sau mai multe molecule de monomer

8. Materia primă pentru obţinerea materialelor plastice - Liantul(masa de baza) reprezentata de: * hidrocarburi obtinute prin distilarea petrolului; * răşini (substante solide cu aspect sticlos); • Umplutura(determina proprietatile mecanice ale materialului plastic) poate fi formata din substante organice (faina de lemn, tesaturi din bumbac, tesaturi din fibre sintetice) sau anorganice (azbest, sticla, mica, talc etc.) • Plastifianti(au rolul de mari plasticitatea la cald) • Stabilizatori (asigura mentinerea in timp a proprietatilor materialelor plastice) • Coloranti • Materiale de armare(fibre, fulgi din sticla) • Fungicide si insecticide (cresc rezistenta materialelor plastice la actiunea microorganismelor) • Agenti de odorizare (corecteaza mirosul) • Agenti de ignifugare (cresc rezistenta la foc a materialelor plastice)

9. CLASIFICAREA MATERIALELOR PLASTICE • Dupa modul de comportare la acţiunea căldurii, materialele plastice pot fi: • termoplastice – sunt acele materiale plastice care la căldură devin plastice iar prin răcire se întăresc. Procesul este reversibil. Exemple polietilena (PE)- filme, folii, pahare, castroane, jucării etc. polistirenul (PS) - carcase tv, radio, telefon, pixuri, stilouri, pahare, castroane, jucării etc. policlorura de vinil (PVC) – piese pentru instalatii de apa sau electrice etc. poliesteri tip PET- tastatura, mouse, ştechere, carcase, sticle, acoperişuri etc. plexiglas- lentile, industria automobilelor, si aeronautică, medicina (lentile de contact) etc. teflon -medicina (produse ortopedice, instrumente medicale), electrotehnica (stechere, soclu), industria chimica (aparate de laborator) etc. Poliamida PA (nailon)- industria auto, materiale sportive (patine cu rotile, clapari de schi)

10. - termorigide – sunt casante la rece si se întăresc la caldura. La o nouă reîncălzire, acestea nu se mai deformează. Procesul este ireversibil. Exemple. - melamina- industria electrotehnică, fabricarea mobilei etc. - bachelita- carcase, mânere tigăi, produse ornamentale si de podoaba etc. - poliuretan(PU) - ca spumă izolatoare, perne, saltele, bureţi de baie sau de şters tabla etc. - poliesteri

11. Proprietăţile materialelor plastice: • densitatea 0,9 – 1,8 g/cm3; • dilatarea termică (de câteva ori mai mare decât la metale şi aliaje); • conductibilitatea termică (de câteva ori mai mică decât la metale şi aliaje); • conductibilitatea electrică (scăzută, sunt rele conducătoare de electricitate); • rezistenţa la rupere (depinde de rezistenţa materialului de umplere sau de armare); • rezistenţa la şoc (bună – folosite pentru ochelari şi căşti de protecţie etc.); • prelucrabilitatea prin aşchiere (foarte bună – se pot tăia, strunji, freza, găuri etc.) • stabilitatea chimică (bună – pot fi utilizate pentru transportul uleiurilor, a unor acizi etc.); • biodegradarea (bună – unele pot fi atacate de anumite bacterii, ciuperci, insecte). • În urma arderii materialelor plastice rezultă cantităţi mari de căldură (9000 – 10000 Kcal/Kg, comparativ cu lemnul 3800 – 4000 Kcal/Kg).

12. MATERII PRIME SI MATERIALE DIN CAUCIUC

13. Cauciucul este un produs natural de origine vegetala sau sintetic obtinut prin reactii de polimerizare • Cauciucul naturalse extrage din seva (latex) arborelui de cauciuc din tinuturile tropicale ori din sucul unor plante care cresc in zona temperata. Latexul contine 35% cauciuc, 60% apa si alte substante (substante minerale, zaharuri, proteine etc.) Cauciuc brut (crep) masa elastica galben-bruna Latex Cauciuc vulcanizat Evaporarea apei Vulcanizare

14. Pentru obţinerea unor produse fabricate din cauciuc (şi în funcţie şi de destinaţia acestora) se mai pot utiliza: • plastifianţi – au rol în mărirea plasticităţii şi prelucrabilităţii ; • materiale de umplutură – pentru îmbunătăţirea proprietăţilor mecanice (oxizi metalici, azbest, argilă, talc) – conferă noului produs rezistenţă negrul de fum – este utilizat pentru fabricarea anvelopelor • coloranţi • agenţi de vulcanizare – sulf, seleniu; • acceleratori de vulcanizare – reduc durata şi temperatura operaţiei de vulcanizare • antioxidanţi – reduc fenomenul de îmbătrânire a cauciucului

15. CAUCIUCUL SINTETIC Cauciucul sintetic se obţine din unele hidrocarburi gazoase (ex. gazele de rafinărie). În stare brută, cauciucurile sintetice au proprietăţi scăzute însă pot fi folosite diverse materiale de adaos pentru îmbunătăţirea acestora (negru de fum, plastifianţi, agenţi de vulcanizare, acceleratori). Cauciucul regenerat rezultă prin transformarea produselor uzate din cauciuc în materiale cu plasticitate bună, care se pot apoi prelucra. PROPRIETATI • elasticitatea (cauciucul vulcanizat are elasticitate mare); • plasticitatea (cuciucul brut este plastic) • rezistenţa la rupere si frecare (variaza cu temperatura si starea de prelucrare: brut sau vulcanizat); • îmbătrânirea (apare după o expunere indelungata la aer, cauciucul transformandu-se intr-o masa lipicioasa sau sfaramicioasa). • densitatea (0,91- 0,94g/cm³) • material dielectric (folosit ca izolator)

16. MATERII PRIME ŞI MATERIALE DIN STICLĂ

17. Materiile prime principale folosite la fabricareasticlei sunt: 1.Nisipul cuarţos se găseşte în natură sub formă de zăcăminte. Principalul component este dioxidul de siliciu (cuarţul). Mărimea granulelor trebuie să fie cuprinsă între 0,1-0,5 mm, iar forma lor se consideră mai bună când este neregulată şi colţuroasă. Sticla este un material obţinut prin răcirea rapidă a unei topituri până la solidificare.

18. 2. Sodă calcinatăSe introduce în amestecul de materii prime sub formă granulară cu scopul de a reduce temperatura de topire a nisipului 3. Calcarul (sau piatra de var foarte răspândit înnatură, are culoarea albă cu nuanţe de roz). Are rolul de a face sticla rezistentă la apă şi la alte substanţe chimice

19. 4. Alte materii prime • Afinanţii ajută la curăţirea masei de sticlă de bulele de gaz, în timpul topirii, având rol de limpezire. • Decoloranţii – înlătură culoarea galben-verzuie dată de oxizii de fier obţinându-se o sticlă transparentă. • Coloranţii - conferă sticlei culoarea dorită. • Cioburile de sticlă – determină importante economii

20. Sortimente de sticlă • Sticla pentru ambalaj şi articole de menaj (borcane, pahare, căni, vaze, farfurii).Din această categorie face parte şi sticla de cristal care conţine minim 9% oxid de plumb

21. Sticla pentru construcţii; - sticlă pentrugeamuri, elemente de zidărie (cărămizi, ţigle, plăci) Sticla pentru laborator; - din care se fabrică aparatură specială de laborator, fiole pentru fabricarea medicamentelor, articole rezistente la foc.

22. Sticla optică -din care se fabrică lentile pentru ochelari sau pentru aparatura medicală şi ştiinţifică • Fibrele de sticlă - se obţin din sticlă topită trecută prin orificii foarte mici (şnur, pânză, vată) • Sticla de acoperire - se aplică produselor de : • ceramică (glazura) • metal (email)

23. Proprietăţi • Densitatea – 2,2-6,5 g/cm3,cea mai grea fiind sticla de cristal cu peste 50 % oxid de plumb; • Rezistenţa mecanică – este ridicată, sticla de ambalaj rezista la manipulări şi transport; sticla de geamuri rezistă la şocuri, sticla optică se zgârie greu etc. • Duritatea este bună cu excepţia sticlei de cristal. • Rezistenţa chimică şi termică sunt ridicate. • Transparenţa determină utilizarea sticlei în industria optică