Неметаллические материалы в автомобилестроении

Неметаллические материалы в автомобилестроении

К неметаллическим материалам относятся пластмассы, абразивные прокладочные материалы.

Пластмассы — это материалы высокомолекулярных органических соединений, способные при определенных температурах и давлении принимать заданную форму и сохранять ее в условиях эксплуатации.

Высокомолекулярные соединения (полимеры) являются главной составляющей пластмасс и делятся по происхождению на природные п синтетические. К природным принадлежат целлюлоза, дерево, натуральный каучук, натуральные смолы, шерсть, шелк и .др. Синтетические пластмассы могут состоять только из полимера, например: полиэтилен, полистирол и др.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Однако большинство пластмасс состоит не только из полимера, но и из других компонентов, взятых в определенных количественных соотношениях и имеющих разное назначение. Такими компонентами являются наполнители, пластификаторы, красители, отвердители и другие добавки, придающие пластмассам те или иные свойства. В зависимости от вида наполнителя пластмассы делятся на порошкообразные, волокнистые и слоистые.

Пластмассы отличаются малой плотностью, сравнительно высокой механической прочностью, электроизоляционными свойствами, мас-лостойкостью и бензостойкостью, химической устойчивостью при работе в агрессивных средах, хорошей термостабильностью и рядом других ценных качеств. В связи с этим из пластмасса автомобилестроении изготовляют детали декоративного назначения, главным образом относящиеся к кузовам автобусов, легковых автомобилей и кабинам грузовых автомобилей, детали электрооборудования, а также электроизоляционные детали.

Из пластмасс также изготавливают подшипники, не работающие в тяжелом режиме, различного рода втулки и шестерни, некоторые кузовные детали и ряд других.

Эпоксидные, полиамидные, силиконовые, битумные и другие смолы используют для заделки технологических разъемов, устранения вмятин, разрывов и коррозионных разрушений на деталях из тонколистового металла, устранения трещин и раковин.

Клеи фенольные, полиуретанов ые, эпоксидные, резиновые и другие широко применяют в авторемонтном производстве для соединения металлических деталей между собой, металлических деталей с резиновыми и пластмассовыми Деталями, пластмассовых деталей друг с другом, резиновых деталей между собой и в ряде других случаев.

Наиболее распространены фенольные клеи БФ-2, БФ-4, БФ-6. ти клеи представляют собой спиртовой раствор фенолоформальдегид-ои смолы, модифицированной поливинилбутиралем. Широкое приме-ение также находят клеи резиновые № 61 ч№2, которые представляют 00и Растворы резиновых смесей в бензине.

Пресспорошки представляют собой композиции, включающие тот или иной полимер и все необходимые добавки. Пресспорошки предназначены для переработки в детали методом прессования. Из различных пресспорошков изготавливают такие детали автомобилей, как ручка тяги центрального переключателя света, кнопка звукового сигнала и др.

Органическое стекло, или полиметилметакрилат, —-это пластмасса, обладающая высокой светопрозрачностью. Сочетание светопрозрачности с высокой механической прочностью, легкостью, стойкостью к воде, бензину делает этот материал особенно пригодным для остекления автомобилей. Органическое стекло легко штампуется и принимает любую форму при нагревании, а также хорошо склеивается .

Этрол — пластмасса, получаемая на основе эфиров целлюлозы с наполнением минеральным порошком и красителями. Применяется для изготовления методом прессования рулевых колес, различных ручек, кнопок, облицовки панелей приборов и т. п.

Капрон — пластмасса, являющаяся продуктом переработки полиамидных смол. Капрон хорошо сопротивляется коррозии, абразивному износу, поглощает шум, отличается высокой прочностью, термической устойчивостью, может работать без смазки. Из капрона изготавливают рессорные втулки, втулки шкворней, различные шестерни, крыльчатки водяных насосов и ряд других деталей. Детали из капрона получают методом литья под давлением.

Текстолит относится к группе слоистых прессованных пластиков, изготавливается из нескольких слоев хлопчатобумажной ткани, пропитанной специальными смолами при горячем прессовании. Отличается высокими механическими свойствами, стойкостью в отношении действия кислот, воды, тепла, является хорошим электроизоляционным материалом, поддается механической обработке. Выпускается в виде листов, труб, прутков и фасонных изделий. Применяется для изготовления бесшумных зубчатых колес, различных втулок, деталей приборов электрооборудования и в качестве изоляционного прокладочного материала.

Гетинакс — распространенный слоистый пластик, получаемый прессованием листов бумаги, пропитанных связующими на основе синтетических смол, обладает высокой механической прочностью и изоляционными свойствами. Применяется в качестве изоляционного материала в приборах электрооборудования.

Абразивными материалами называют твердые, зернистые, порошкообразные и кристаллические материалы. При обработке такими материалами металлических деталей зерна абразива снимают с поверхности детали металл в виде очень тонкой стружки, при этом обеспечивается получение деталей с высоким классом шероховатости и высокой точностью поверхности. Абразивные материалы применяются для шлифования и доводочных операций (хонингование, притирка, суперфиниширование, полирование) деталей автомобилей из различных металлов и сплавов.

Абразивные материалы разделяются на ДЕе группы — естественные и искусственные. К естественным относятся природный алмаз, наждак, И0Г)У11д к искусственным — синтетический алмаз, электрокорунд, карбид’кремния и карбид бора.

Природный алмаз — самый твердый материал из всех известных веществ, очень дорог и дефицитен, что ограничивает его применение. Им пользуются для правки шлифовальных кругов и в качестве порошка при шлифовании материалов, обладающих высокой твердостью.

Наждак — мелкозернистая масса, содержащая 25—30% глинозема (окиси алюминия), имеет черный или темно-серый цвет.

Корунд — содержит до 95% глинозема, обладает высокой твердостью.

Синтетический алмаз — материал, получаемый искусственным путем при определенных условиях. По твердости аналогичен природному алмазу. Широко используется для изготовления алмазного инструмента.

Электрокорунд получают плавкой в электропечах специальной шихты, в состав которой входят естественный корунд и примеси различных минералов. Твердость электрокорунда зависит от содержания в нем глинозема — чем больше в электрокорунде последнего, тем выше его твердость. Различают три марки электрокорундовых материалов: Э — электрокорунд нормальный, ЭБ — электрокорунд белый, М — монокорунд.

Карбид кремния — химическое соединение кремния с углеродом, получаемое сплавлением кварцевого песка с коксовым порошком. По сравнению с электрокорундами обладает большей твердостью и хрупкостью. Выпускаются две марки карбида кремния: КЧ — карбид кремния черный, содержащий 95—97% SiC, КЗ — карбид кремния зеленый, содержащий не менее 97% SiC, Карбид кремния зеленый обладает большей твердостью по сравнению с черным.

Карбид бора — химическое соединение бора и углерода, получаемое выплавкой в электропечах из шихты, в состав которой входят борная кислота и нефтяной кокс; выпускается в виде серо-черного порошка, обладает очень высокой твердостью.

Важнейшей характеристикой абразивных материалов является зернистость, которая определяет размер зерна. В зависимости от размеров зерен установлены определенные номера зернистости. Порошки номеров от 200 до 16 называются шлифзернами, номеров от 12 до 3 — шлифпорошками и номеров от М40 до М5 — микропорошками.

Абразивные материалы применяют для изготовления абразивного инструмента (шлифовальных кругов различной формы, сегментов, брусков, оселков и головок),

Подавляющее большинство кругов и другого абразивного инструмента делаются на керамической связке (К), которая состоит из огнеупорной глины, полевого шпата, кварца с добавками талька, мела и жидкого стекла. Круги на керамической связке термостойки, не боятся воздействия влаги и химических веществ, прочны. Недостаток их — повышенная хрупкость.

Вулканитовая связка (В) состоит из каучука, который в смеси с различными добавками подвергается вулканизации. Круги на такой связке эластичны и широко применяются для резки, обладают высокой прочностью. Однако вулканитовые круги имеют низкую теплостойкость, легко засаливаются, обязательно требуют при работе охлаждения.

Бакелитовая связка (Б) изготавливается из фенол офор мал ьдегидной смолы. Круги на такой связке имеют примерно те же характеристики, что и вулканитовые, но бакелитовая связка разрушается в присутствии щелочей, что затрудняет работу с охлаждающей жидкостью.

Структура абразивного инструмента определяется соотношением зерен, связки и пор. Существуют три группы структур. Чем выше номер, тем больше расстояние между зернами, тем больше пор имеет круг. Структуры 0-3 называются плотными, 4-6 — среднеплотными и 7-12 — открытыми.

Твердостью абразивного инструмента называют способность связки удерживать затупившиеся зерна. Установлена следующая градация твердости кругов: мягкий (Ml , М2, МЗ), среднемягкий (СМ1, СМ2), средний (CI, С2), среднетвердый (СТ1, СТ2, СТЗ), твердый (Tl, Т2), весьма твердый (ВТ1, ВТ2), чрезвычайно твердый (ЧТ1, ЧТ2). В зависимости от материала, подвергающегося шлифованию, применяются круги различной твердости.

Марку абразивного инструмента наносят на нерабочую поверхность. Марка включает наименование завода-изготовителя, абразивный материал, зернистость, твердость, связку, в некоторых случаях структуру и форму профиля, размеры и допустимую скорость вращения. Например, ЧАЗ ЭБ 40 СТЗ К5 ПП 300 X 50 X 65 , 35 м/с означает: Челябинский абразивный завод, электрокорунд белый, зернистость 40, среднетвердый третий, керамическая связка, структура № 5, плоский прямой, наружный диаметр 300 мм, ширина 50 мм, диаметр отверстия 65 мм, допуст-имая скорость вращения 35 м/с.

Для ручной или станочной зачистки и отделки поверхности деталей применяют шлифовальные шкурки. Шлифовальная шкурка изготавливается наклеиванием различных абразивных материалов (порош-: ков электрокорунда, карбида кремния, кварца, стекла) на бумагу или ткань (бязь, нанку, техническую саржу). Шлифовальные шкурки в рулонах или листах делятся по номерам зернистости.

Для притирки и полирования применяют порошки абразивных материалов (корунд, электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, естественный и синтетический алмаз) различной зернистости, а также разнообразные пасты, содержащие, кроме абразива и связки, поверх-’ ностно-активные вещества, например олеиновую кислоту.

Прокладочные материалы. Материалы, применяемые для уплотнения разъемных частей двигателей, картеров агрегатов, трансмиссии и других узлов автомобилей с целью их герметизации.

В герметизации зазоров между подвижными частями для защиты от трения от пыли, грязи и воды, называются прокладочными или “ тотнительными. Уплотнительные материалы подразделяют на бумажные, асбестовые, пробковые, войлочные, резиновые, кожаные. Иногда в качестве уплотнительных материалов используют алюминий, медь, свинец и др.

К бумажным материалам относятся бумага, картон, прессшпан, пергамент и фибра. Бумажные материалы получают осуждением из воды на сетку массы, состоящей из измельченных п наслоенных друг на друга растительных (древесных) и других волокон.

Картон прокладочный представляет собой толстую и твердую бумагу толщиной от 0,2 до 1,5 мм.

Прессшпан — сильно спрессованный и лощеный картон, пропитанный высыхающим растительным маслом. Выпускается марок А и Б, толщина его от 0,35 до 1,2 мм.

Пергамент представляет собой прозрачную масло- и жиронепроницаемую, влагостойкую бумагу.

Фибра получается в результате обработки непроклеенной бумаги или картона раствором хлористого цинка,* в результате чего материал приобретает механическую прочность, бензо и маслостол-кость. Выпускаются несколько марок фибры, в том числе и фибра прокладочная КГФ. При пропитывании фибры смесью касторового масла и глицерина получается мягкая фибра, пригодная для уплотнительных прокладок. Фибра КГФ выпускается толщиной от 0,6 до 2,5 мм.

К асбестовым материалам относится асбест, асбестовый картон и бумага, асбестовые шнуры и нити, асбестовые ленты, асбестовые ткани, асботекстолит, паронит, металлоасбест.

Асбест — природный минерал волокнистой структуры, способный к расщеплению на тончайшие гибкие и прочные волокна. Он не горит, обладает хорошими теплоизоляционными свойствами и высокой теплостойкостью. Выдерживает нагрев до 300 °С, при нагреве выше 450 °С начинается необратимая потеря воды асбестом, в результате чего он теряет свою прочность и легко растирается в порошок.

Высокая теплостойкость асбеста предопределяет его применение на автомобилях в качестве уплотнительных материалов, работающих при повышенных температурах и высоких давлениях. В зависимости от длины волокна асбест подразделяют на несколько сортов с различным использованием.

Асбестовый картон и бумага предназначаются Для термоизоляции, уплотнения и электроизоляции. Асбестовый картон выпускается в виде листов толщиной от 2 до 10 мм, асбестовая-бумага — в рулонах и листах толщиной от 0,3 до 1,5 мм.

Асбестовые шнуры и нити служат для сальниковых набивок и теплоизоляционных обмоток. Изготовляются шнуры трех сортов: шнур асбестовый, асбопухшнур, шнур асбомагнезиальный. Асбестовые нити выпускаются диаметром от 0,5 до 2,5 мм.

Асбестовые ленты служат для тепло- и электроизоляции, выпускаются толщиной от 0,4 до 0,5 мм при ширине от 20 до 175 мм.

Асбестовые ткани служат для теплоизоляции, сальниковых набивок, а также для производства асботекстолита. Для повышения механической прочности в асбестовые ткани добавляют от 5 до 20% хлопчатобумажных волокон, армируют латунной проволокой или стеклянными нитями. Ширина асбестовых тканей колеблется от 1040 до 1550 мм, толщина от 1,2 до 3,8 мм.

Асботекстолит — облицовочный и уплотнительный материал, изготавливаемый из асбестовой ткани, пропитанной различными смолами.

Паронит — прокладочный листовой материал из вальцованного асбеста с каучуковым связующим и минеральными наполнителями состава: асбеста 60—75%, каучука с серой 12—13%, минеральных наполнителей — остальное. Паронит применяют для прокладок крышек распределительных шестерен, фланцев трубок маслоприем-ника, водяного насоса и др.

Металлоасбест состоит из асбеста или асбестового картона, которые облицованы с обеих сторон мягкой листовой сталью, латунью или медью. Прокладки, изготовленные из металлоасбеста, обладают стойкостью против действия высоких температур, их применяют в местах, подверженных высокому нагреву и давлению, например под головкой блока цилиндров, в местах присоединения к блоку цилиндров выпускных патрубков и выпускных трубопроводов, на глушителях и т. д.

Пробковые материалы изготовляют прессованием крупы коры пробкового дуба и применяют для уплотнения соединений, работающих при небольшом напряжении в среде воды или нефтепродуктов: крышек клапанной коробки двигателей, стекол фар и т. п., а также в качестве набивки сальников.

Войлок представляет собой листовой материал, изготовленный из волокон шерсти. Войлок — пористый материал, в котором воздушные поры составляют не менее 75% объема, обладает высокими теплоизолирующими, звукоизолирующими и амортизирующими свойствами. Термическая стойкость войлока не превышает 75 °С. Войлок используется как набивка сальников скользящей вилки кардана, подшипников, штока амортизатора и т. п., уплотнительных колец тормозов, фильтрующих элементов и др. Из войлока изготавливают сальники продольной рулевой тяги, уплотнительные прокладки воздушного фильтра, вала рулевого управления и др.

Резиновые материалы. Резина — продукт переработки натурального или синтетического каучука, полученный в результате вулканизации. Вулканизация может быть горячей и холодной и протекает с присутствием серы как вулканизирующего вещества. В состав резиновых смесей (сырых резин), кроме каучука и вулканизирующих веществ, входят наполнители (мел, тальк, сажа и др.), стабилизаторы, мягчители и другие специальные добавки.

Резина используется как прокладочный материал в условиях невысокого нагрева и для изготовления различных уплотнительных деталей, например манжет, профилей светостойких (уплотнения дверей, стекол), колец различного сечения для уплотнения подвижных соединении с возвратно-поступательным движением и т.д.

Неметаллические материалы в автомобилях — презентация онлайн

Похожие презентации:

Производство автомобилей в Китае

Полимерные технологии в автомобильной промышленности

Классификация автомобилей

Покраска автомобиля, подготовка, техника. Пошаговая инструкция

Классификация грузовых автомобилей. Урок № 3.1

Процессы и операции формообразования. Неметаллические материалы

История автомобиля

Классификация автомобиля

Резиновые материалы. Шпатлевание

Направление развития автомобильных конструкций. Краткие технические характеристики автомобилей

2. Применение пластмасс в авто.

• Применение пластмасс(пластиков) в конструкции
автомобилей приобретает все более широкие
масштабы. Это объясняется в первую очередь
тем, что по ряду показателей – плотности,
коррозионной стойкости, антифрикционным и
электротехническим, а также технологическим
свойствам – пластики значительно превосходят
традиционные материалы, используемые при
изготовлении автомобиля. За последние 10 лет
произошли принципиальные сдвиги в области
применения пластмасс в автомобилестроении.
Ранее из пластиков изготавливали детали только
электротехнического, декоративного назначения.

3. Основные факторами внедрение пластмасс в конструкцию автомобилей.

• 1. Во-первых, машина становится легче, а это означает, что
снижается расход топлива.
• 2. Во-вторых, открывается возможность для новых
конструкционных решений, поскольку термопластичные
полимеры легко поддаются переработке и, следовательно,
позволяют воплотить любые дизайнерские идеи. Благодаря
этому можно получать детали самых хитроумных форм и цветов
без дополнительных операций по механической обработке и
окраске.
• 3. В-третьих, применение пластиков помогает не только
отказаться от дорогостоящих цветных металлов и нержавеющих
сталей, но и сократить энерго- и трудозатраты в процессе
производства, а значит, снизить стоимость автомобиля.
• 4. В-четвёртых, повышение долговечности и эксплуатационных
характеристик автомобиля

4. Применение резиновых материалов.

Резиной называется продукт
специальной обработки
(вулканизации) смеси каучука и
серы с различными добавками.
Резина как технический материал
отличается от других материалов
высокими эластическими
свойствами, которые присущи
каучуку — главному исходному
компоненту резины. Она способна к
очень большим деформациям
(относительное удлинение
достигает 1000%), которые почти
полностью обратимы. При
комнатной температуре резина
находится в высокоэластическом
состоянии и ее эластические
свойства сохраняются в широком
диапазоне температур.
• Состав и классификация резин. Основой резины
служит каучук натуральный (НК) или синтетический
(СК), который и определяет основные свойства
резинового материала. Для улучшения физикомеханических свойств каучуков вводятся различные
добавки (ингредиенты). Таким образом, резина
состоит из каучука и ингредиентов.

6. Углепластик

Применяется в автомобилестроение
(спортивные автомобили
(например, бамперы, пороги, двери,
крышки капотов), мотоциклы,
прототипы MotoGP, болиды Формулы
1 (кокпиты и обтекатели), а также при
оформлении салонов.
Материалы отличаются высокой
прочностью, жёсткостью и малой
массой, часто прочнее стали, но
гораздо легче (по удельным
характеристикам превосходит
высокопрочную сталь
.

7. Дерево в автомобилестроении

• Серийно отделка
салона деревом
применяется в дорогих
моделях авто. Она
подчеркивает
авторитет престижных
марок. Однако каждый
владелец любого
автотранспорта может
заказать отделку
салона деревом в
специализированных
мастерских.
• ЛКП – это неотъемлемая
часть кузова, который,
окрашенный, собственно, и
является одной из самых
важных деталей автомобиля.
Именно с окрашенного
кузова, постановки его на
главный сборочный
конвейер, начинается сборка
автомобиля. И если у
лакокрасочного покрытия
кузова обнаруживается
производственный дефект,
то дефектным считается сам
кузов авто.
• Использование лакокрасочных покрытий – по-прежнему один из
самых распространенных и эффективных способов защиты
металла от коррозии. В этом его главное предназначение.
Кроме того, защищая металлическую поверхность автомобиля
от коррозионных разрушений, ЛКП придает автомобилю
эстетичный вид и является элементом декора машины. Одним
из главных критериев эффективности применения ЛКП
считается его долговечность, т.е. способность сохранять свои
защитные свойства до предельного состояния.

10. Обивка салона авто.

Наиболее значимыми элементами
интерьера автомобиля, которые подлежат
обивке – это передние и задние сидения
,дверные панели ,а также такие
элементы, как рулевое колесо, рычаг
переключения передач.
Виниловая обивка Винил является
синтетической смолой, представляя собой
чрезвычайно прочный, влагоустойчивый,
доступный в широком разнообразии цветов и
низкой стоимости материал для обивки салона
автомобиля. Подойдет для семейных
автовладельцев, интерьер машин которых
должен выдерживать активность и беспорядок.
Винил является более разумным выбором и
альтернативой кожаным материалам, а
благодаря большей плотности и толщине он
лучше, чем ткань.

English    
Русский
Правила

Растущее применение неметаллических материалов стимулирует инновации на рынке автомобильных панелей

IndianWeb2 Desk
Вторник, 22 февраля 2022 г. 0
Комментарии

Основными материалами, используемыми в производственных процессах для производства продуктов и решений на мировом рынке автомобильных панелей, являются неметаллические соединения, такие как ABS, поликарбонат, полипропилен и каучук, среди прочих, а также соединения металлов, такие как алюминий и сталь.

Легкий вес, а также податливость и гибкость неметаллических соединений, таких как пластмассы и резина, делают их идеальными для применения в легких автомобилях нового поколения. Использование этих материалов помогает снизить общий вес автомобиля и тем самым повысить экономию топлива. Таким образом, неметаллические материалы пользуются большим спросом на мировом автомобильном рынке. Эти неметаллические компоненты на мировом рынке автомобильных панелей также обладают повышенной термостойкостью, что делает их привлекательными для применения в транспортных средствах с двигателем внутреннего сгорания.

Основные решения и продукты, предлагаемые игроками и производителями на мировом рынке автомобильных фасций, являются, среди прочего, ступенчатыми и стандартными. Эти продукты на мировом рынке автомобильных панелей применяются в автомобилях как сзади, так и спереди. Решения, предлагаемые производителями и игроками, работающими на мировом рынке автомобильной облицовки, используются в различных типах транспортных средств, таких как легковые автомобили, автобусы, средние и тяжелые грузовики, а также легковые автомобили, такие как седан, хэтчбек и грузовые автомобили.

Высокий спрос со стороны OEM-производителей стимулирует рост рынка автомобильной облицовки

Продукция, предлагаемая производителями на мировом рынке автомобильной облицовки, реализуется и продается через два основных канала продаж, т. е. через рынок послепродажного обслуживания, а также через производителей оригинального оборудования или OEM. Компоненты передней панели автомобиля чаще всего имеют такой же срок службы, как и сам автомобиль. Это приводит к очень низкому спросу со стороны каналов послепродажного обслуживания, поэтому наблюдается преобладание спроса со стороны OEM-производителей. Эта тенденция также поддерживается высокой стоимостью лицевой панели, что приводит к тому, что потребители выбирают новый автомобиль, а не проходят дорогостоящую и обширную процедуру замены или замены лицевой панели.

В географическом отношении классификация мирового рынка автомобильных панелей может предоставить нам информацию, относящуюся к пяти различным географическим регионам, таким как Европа, Ближний Восток и Африка, Северная Америка, Азиатско-Тихоокеанский регион и Южная Америка. Из-за высокой численности населения, а также роста располагаемого дохода Азиатско-Тихоокеанский регион, а также Северная Америка стали двумя ведущими региональными рынками в рамках более крупной глобальной автомобильной промышленности. Эта тенденция также поддерживается присутствием многочисленных крупных и ведущих производителей автомобилей в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

Участники рынка автомобильных панелей, активные в региональной экспансии за счет приобретений

Немногие из крупных действующих производителей и игроков, действующих в конкурентной среде мирового рынка автомобильных панелей, включают Flex-N-Gate Corp. , Revere Plastics Systems, LLC, Sanko Gosei Technologies USA, Inc., Dakkota Integrated Systems, LLC, Getsamp North America, Inc. ., AISIN Light Metals, LLC, Plastic Omnium Co., MRC Manufacturing, Inc., Magna International, Inc., Ventra Ionia, LLC, MOBIS Georgia, LLC и Eakas Corporation, среди прочих. Слияния и поглощения выделяются как доминирующие стратегии корпоративного роста, реализуемые ведущими игроками отрасли на мировом автомобильном рынке для расширения своего регионального присутствия.

Например, в декабре 2021 года между Plastic Omnium и Total Energies было подписано стратегическое партнерство с целью разработки и продажи новых пластиковых материалов, произведенных из переработанного полипропилена. Этот шаг поможет игрокам минимизировать отходы за счет оптимизации и повторного использования существующего полипропилена, а также повысить производительность своих продуктов. В другом месте базирующаяся в США компания по производству пластмасс Ferguson Production, Inc. была приобретена Revere Plastic Systems в июле 2021 года. Ожидается, что этот шаг поможет Revere Plastic Systems расширить свое присутствие в девяти различных точках США.

ОТЧЕТ: https://www.transparencymarketresearch.com/automotive-fascia-market.html

Реклама

Теги
Автомобиль
Автоматизированная индустрия
Отчеты и обзоры рынка

Наиболее широко используемые типы неметаллических материалов

Неметаллические материалы используются для широкого спектра применений в различных отраслях промышленности, часто в качестве решений, в которых невозможно использовать традиционные металлические материалы.

Неметаллические материалы обладают целым рядом физических и химических свойств, в том числе низкой тепло- и электропроводностью, что делает их хорошими изоляторами, а также обеспечивает высокую устойчивость к химическим веществам и коррозии. Однако они могут быть хрупкими и, как правило, иметь низкую температуру плавления или кипения. При приложении нагрузки неметаллические материалы часто проявляют эластичность, пластичность или вязкость.

Чтобы понять потенциальные свойства, качества и широкий спектр применения неметаллических материалов, стоит немного больше узнать о науке, стоящей за ними.

Содержание

Нажмите на ссылки ниже, чтобы перейти к разделу руководства:

• Наука о неметаллических элементах
• Классификация неметаллических элементов
• Водород: металл или неметалл?
• Примеры неметаллических материалов
• Преимущества неметаллических материалов
• Применение неметаллических материалов
• Часто задаваемые вопросы
• Заключение

Четырнадцать элементов почти всегда включаются в список неметаллических элементов, иногда добавляются еще до девяти элементов, включая газы (водород, гелий, азот, кислород, фтор, неон, хлор, аргон, криптон, ксенон и радон), жидкость (бром) и некоторые твердые вещества (углерод, фосфор, сера, селен и йод). Все эти элементы действуют как основные строительные блоки для органических соединений и демонстрируют ряд свойств с точки зрения их атомного и химического поведения.

Эти поведенческие различия являются результатом различий в прочности межатомных и межмолекулярных связей, однако большинство из них имеют некоторые общие свойства, в том числе:

• образуют ионные/ковалентные связи
• хрупкий и непластичный
• низкие температуры плавления/кипения
• Высокая энергия ионизации и электроотрицательность
• плохие проводники тепла и электричества

Не все неметаллы обладают всеми этими общими свойствами, например, углерод является хорошим проводником электричества, в то время как многие полимеры податливы и легко формуются.

К неметаллам относятся все элементы S-блока периодической таблицы и около 58% элементов P-блока.

С химической точки зрения, неметаллы можно разделить на два типа:

1. Ковалентные материалы, которые содержат атомы малого размера, с высокой электроотрицательностью, низким соотношением валентных вакансий и электронов и тенденцией к образованию отрицательных ионов во время химических реакций и имеют отрицательные степени окисления в своих соединениях.
2. Ионные материалы, содержащие как большие, так и малые атомы, ионы могут быть образованы путем добавления или удаления электронов к атомам. В этих материалах неметаллы существуют либо в виде одноатомных анионов, либо в составе многоатомных анионов.

Неметаллы также могут быть отнесены к категории реактивные неметаллы (водород (H), углерод (C), азот (N), кислород (O), фосфор (P), сера (S), селен (Se)), галогены 90 102 (фтор (F), хлор (Cl), бром (B), йод (I), астат (As)) и благородные газы (гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Xe), радон (Rn), элемент 118 (оганесон Og)).

Водород классифицируется как неметалл, но он обладает уникальными свойствами, которые отличаются от других неметаллов и затрудняют классификацию. Естественно существуя в виде газа, водород образует ковалентные связи, как и другие неметаллы, но он также может терять свой единственный электрон и образовывать положительно заряженные ионы, как металл. Это уникальное сочетание свойств привело физиков Хилларда Хантингтона и Юджина Вигнера к предсказанию в 1935 видно, что водород конденсируется в металлическую жидкость или твердое тело при чрезвычайно высоких температурах или давлениях. Предполагается, что эта фаза водорода будет вести себя как металл и станет хорошим проводником электричества и тепла. Считается, что жидкий металлический водород может существовать в ядре газовых планет-гигантов, таких как Сатурн и Юпитер, что объясняет мощные магнитные поля этих планет. Однако, по крайней мере, на данный момент водород остается неметаллом.

Неметаллические материалы могут быть изготовлены как из органических, так и из неорганических соединений и включают ряд различных композитов, полимеров, текстиля и винила.

Общие примеры широко используемых неметаллических материалов включают:

• Клеи
• Керамика
• Пробка
• Волокно
• Войлок
• Смазочные материалы
• Пластик (термореактивные и термопласты)
• Резина

Неметаллические вещества обладают уникальными свойствами, которые придают им ряд преимуществ по сравнению с металлами:

1.

Стоимость

Неметаллические материалы, как правило, стоят намного меньше, чем их металлические аналоги.

2. Доступно

Неметаллические материалы можно производить и получать гораздо быстрее, чем многие металлы, что позволяет повысить эффективность производства.

3. Благоприятные свойства

Свойства неметаллов могут сделать их предпочтительными по сравнению с металлами в определенных областях применения. Отсутствие электропроводности означает, что неметаллы можно использовать в качестве электрических изоляторов, а их низкая теплопроводность означает, что их можно использовать в качестве термостойких изделий, таких как ручки кастрюль. Неметаллические материалы также более устойчивы к химическим веществам и коррозии, чем металлы, что позволяет использовать их в суровых условиях.

Различные преимущества неметаллов означают, что существует ряд практических применений неметаллических материалов, в том числе:

• Изоляторы: Поскольку неметаллические детали не проводят электричество, они являются хорошими изоляторами для электрических частей и проводки
• Добыча нефти и газа: Коррозионно-стойкие и легкие свойства неметаллов позволяют легко использовать их для изготовления труб и вкладышей в нефтегазовой промышленности.
• Топливо: Углерод веками использовался в качестве источника топлива, в основном в виде угля.
• Производство автомобилей, самолетов и кораблей: Многие неметаллические детали, такие как пластмасса и стекловолокно, из-за своей легкости используются в автомобильной, аэрокосмической и морской промышленности.
• Ленты и клеи: Неметаллические материалы используются для лент и клеев, поскольку они могут выдерживать экстремальные условия, такие как коррозия и тепло.
• Герметизация: Благодаря своей способности сохранять эффективность в различных условиях, неметаллы являются хорошими герметиками.
• Пена и резина: Неметаллические материалы, такие как пена и резина, широко используются в различных областях.

Какие существуют две группы неметаллических материалов?

С химической точки зрения неметаллические материалы можно разделить на ковалентные и ионные материалы. К ним относятся газы, жидкости и твердые материалы, а также могут быть реактивные материалы, галогены или благородные газы.

Что такое неметаллические предметы?

Неметаллические предметы — это те, которые не содержат металлических элементов. Как правило, они имеют низкую тепло- или электропроводность и демонстрируют хорошую устойчивость к химическим веществам и коррозии.

Каковы некоторые примеры неметаллических элементов?

Неметаллические элементы периодической таблицы включают водород, углерод, азот, кислород, фосфор, серу, кремний, бор, теллур и селен. К ним также относятся галогены (фтор, хлор, бром, йод и астат) и инертные газы (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон).

Каковы 5 неметаллических свойств?

Часто говорят, что неметаллы обладают пятью общими свойствами, однако не все неметаллы обладают всеми этими свойствами. В то время как большинство неметаллов имеют низкую температуру плавления, соль, например, имеет очень высокую температуру плавления — 801 °C.

Несмотря на исключения, общепринятыми свойствами неметаллов являются:

1. Образовать ковалентные/ионные связи

Неметаллы образуют ковалентные или ионные связи для создания химических соединений.

Ковалентные связи возникают, когда два элемента делят валентные электроны до тех пор, пока не образуется полная оболочка. Ковалентные соединения включают этанол, глюкозу и диоксид углерода. Ковалентно связанные соединения делят электроны между элементами внутри них для достижения стабильной электронной конфигурации и, как правило, демонстрируют самые широкие различия в молекулярной геометрии. Ковалентные соединения также принимают формы, минимизирующие электростатическое отталкивание между электронными парами.

Ионные связи образуются, когда один элемент забирает электроны у другого, образуя катион и анион. Противоположные ионы притягиваются друг к другу, образуя ионное соединение. Эти соединения включают поваренную соль, карбонат, сульфат и хлорид калия. Большинство ионных соединений образуют решетчатую структуру и имеют тенденцию образовываться между элементами с разными электроотрицательными значениями (ΔEN > 2,0).

2. Хрупкий

Независимо от того, образованы ли они ионными или ковалентными связями, большинство неметаллов являются хрупкими и разрушаются под действием силы, в отличие от металлов, которые податливы и пластичны. Большинство неметаллических соединений теряют свою прочность при формовании и не могут быть деформированы после заданного значения без разрушения.

Природа ковалентных или ионных связей является причиной хрупкости неметаллов, поскольку и те, и другие располагают общие или захваченные электроны для минимизации электростатического отталкивания. В ионном соединении положительные и отрицательные электроны связаны вместе в кристаллической структуре. Сила может сдвигать эту структуру так, что вместо того, чтобы отрицательные электроны выравнивались с положительными электронами, положительные выравнивались с положительными, а отрицательные с отрицательными, вызывая отталкивание, которое разрушает соединение. Ковалентные связи также образуются особым образом, и их можно нарушить при приложении механической силы, разрушающей соединение.

Металлы, напротив, имеют делокализованные электронные связи, которые могут двигаться и скользить относительно друг друга, не ломаясь, что придает металлу его пластичность и ковкость.

3. Низкие температуры плавления/кипения

Хотя не все неметаллические соединения имеют низкие температуры плавления и кипения, они, как правило, имеют более низкие температуры плавления и кипения, чем металлы, поэтому многие неметаллы являются газообразными при комнатной температуре.

Низкие температуры плавления и кипения обусловлены относительно слабыми межмолекулярными взаимодействиями в неметаллах и более выражены у ковалентных соединений, чем у ионных. Прочность межмолекулярной структуры определяет фазовое поведение материала, при этом металлы демонстрируют сильное межмолекулярное притяжение по сравнению с большинством неметаллов. Ковалентные соединения обладают самым слабым межмолекулярным притяжением, поскольку они электрически нейтральны. Ионные соединения прочнее ковалентных соединений, но по мере их нагрева кинетическая энергия частиц в ионном соединении увеличивается. Эта кинетическая энергия в конечном итоге преодолевает электростатическое притяжение, в результате чего решетчатая структура разрушается.

4. Высокая энергия ионизации/электроотрицательность

Атомы неметаллов, как правило, имеют высокие уровни энергии ионизации, что означает, что из них трудно удалить электроны. Эта высокая энергия ионизации обусловлена ​​​​большим размером их ядер по сравнению с тем, насколько заполнены их электронные оболочки. Эти большие положительно заряженные ядра сильно притягивают свои электроны, что затрудняет их удаление. Это притяжение может даже удалять электроны из соседних атомов и объясняет, почему неметаллы имеют тенденцию быть электроотрицательными, чем металлы. Эти высокие энергии ионизации и электроотрицательность увеличиваются по мере того, как вы перемещаетесь влево по периодической таблице.

5.

Плохие проводники тепла и электричества

Неметаллы обычно плохо проводят тепло и электричество, хотя из этого правила есть некоторые исключения. Металлы могут поглощать много кинетической тепловой энергии, не разрывая своих связей, а также имеют множество открытых орбиталей, по которым могут двигаться электроны, что делает их хорошими проводниками электричества. Неметаллы, напротив, имеют структуры, которые разрушаются под действием кинетической энергии, и полные орбитали, которые блокируют электроны при подаче напряжения.

Неметаллы обычно являются газообразными или жидкими при комнатной температуре и могут быть разделены на реактивные неметаллы, галогены и инертные газы. Они образуют ковалентные или ионные связи и склонны к хрупкости, низким температурам плавления/кипения, высоким энергиям ионизации и электроотрицательности, а также являются плохими проводниками электричества.

Неметаллические материалы широко используются в различных отраслях промышленности для самых разных целей, от композитов, используемых в аэрокосмической отрасли, до полимерных труб, используемых для транспортировки жидкостей и жидкостей.