Что такое вид материала
«Виды материалов»
Содержимое разработки
Презентация по теме: «Виды материалов» 5 класс
Автор: Пертак Галина Викторовна
Учитель технологии: МБОУ «СОШ№45»
Если вы оглянетесь вокруг, то увидите предметы, изготовленные из самых разных материалов.
Материалы – это вещество, предмет, сырьё, применяемые для изготовления материальных благ
Сырье – это материал, предназначенный для дальнейшей обработки на производстве
Почему мастер выбирает именно тот или иной материал для своего изделия?
Выбор материала зависит от назначения изделия
Можно ли изготовить одно и то же изделие из разных материалов?
Характеристика конструкционных материалов: виды, свойства
Мир разнообразных конструкций — промышленных, строительных, бытовых — разнообразен и многогранен, но он немыслим без материалов, из которых эти конструкции создаются. Конструкционные материалы содержат небольшое количество неизбежных примесей, образовавшихся естественным путём, причём основная часть примесей присутствует там намеренно.
Что такое конструкционные материалы?
Они отвечают трём требованиям – имеют определённую структуру и уровень свойств, а также пригодны для изготовления каких-либо изделий. Вещества, имеющие жидкую или пастообразную консистенцию, в эту группу не входят.
Большинство материалов для конструкций производятся искусственным способом из специально обработанных или подготовленных составляющих. Некоторые материалы являются веществами природного происхождения, основные свойства которых при обычной обработке не изменяются.
Разновидности конструкционных материалов
Основные конструкционные материалы подразделяют на металлические и неметаллические. Первая группа включает в себя чёрные (сталь, чугун) и цветные металлы и сплавы. Вторая более разнообразна: туда входят:
К отдельной группе относят химические композиты, в структуре которых одновременно присутствуют атомы металлов и неметаллов. Достижения современного материаловедения ежегодно приводят к созданию принципиально новых типов конструкционных материалов. Свойства композитов зависят от устойчивости соединения нескольких природных или искусственных веществ, которые получены в определённых условиях. Каждый из конструкционных материалов имеет определённые свойства, соответственно которым устанавливаются области его рационального применения.
Из чёрных металлов и сплавов главнейшее значение имеет сталь и её сплав с графитом – чугун. В качестве цветных металлов наибольшее распространение получили алюминий, медь, никель, титан и их сплавы. Они востребованы практически во всех отраслях промышленного производства, аграрном деле, строительстве, связи.
Типовым представителем механических композитов считается бетон, состоящий из смеси цемента, таких заполнителей, как песок, гравий или щебень, а также воды. Параметры бетона зависят от соотношений, используемых при расчете смеси. Поэтому поставщики бетона обычно предоставляют свойства материала и результаты испытаний для каждого конкретного случая.
Древесина считается конструкционным материалом, если потребительские свойства позволяют использовать её для производства компактной, долговечной продукции. Например, деревья-кустарники, хотя и имеют структуру древесины, могут использоваться только в качестве сырья для лесохимической или целлюлозно-бумажной промышленности.
Природные камни – граниты, базальт, кварц, представляют собой вещества магматического происхождения, образовавшиеся много тысячелетий тому назад вследствие извержения пород из недр Земли с их последующим застыванием. Возможна механическая (резание, шлифовка) или термохимическая (литьё) обработка природного камня.
Пластмассы – обширный класс искусственных веществ, которые создаются в результате контролируемого прохождения химических реакций. Номенклатура применяемых пластиков обширна и ежегодно пополняется новыми представителями.
Рассмотрим классификацию конструкционных материалов более подробно.
Металлические
Включают материалы, полученные переработкой руд чёрных и цветных металлов. Самородные структуры – золото, железо, свинец – в первичном виде не используются, поскольку не обладают теми потребительскими характеристиками, которые необходимы для долговечного применения.
Ведущее место среди металлов принадлежит стали – сплаву железа с не более чем 2% углерода. Особенностями стали являются:
Большинство металлических материалов может проявлять интерметаллидные свойства, образуя новые многокомпонентные соединения.
Поскольку все виды конструкционных материалов тверды, прочны и сохраняют свою форму при повышенных температурах (исключение составляют только олово и свинец, которые используются в качестве припоев), то основные области их применения – строительство, промышленность, средства связи, медицина.
Неметаллические
Получаются как природным, так и искусственным способом. Например, образование изделий из камня – это производство, основанное на переработке естественных заготовок. Остальные виды – керамика, дерево, пластик – получены в результате процессов с искусственно полученными веществами (например, с цементом для бетона), либо с природными компонентами (в частности, для изготовления керамики используют глину).
Процессы, которые необходимы для получения неметаллов:
Конечные показатели материалов органического происхождения могут сильно отличаться от свойств исходного сырья, в то время как продукты из неорганических компонентов в целом сохраняют свои эксплуатационные показатели.
Композиционные
Композиты образуются только искусственными способами, для чего применяются механические (измельчение, дробление, резка), химические, термические и комбинированные операции.
В число последних входят:
Нагрев и охлаждение используются для облегчения последующего формоизменения, уплотнение (прессование) – для преобразования заготовок в конечную продукцию, растворение – для ускорения обработки компонентов.
Для получения продукции, основой которой являются высокомолекулярные органические вещества, используют управляемые химические реакции, а для создания композитных конструкционных материалов с особыми свойствами — методы с применением высоких энергий. В результате направленного энергетического воздействия, например, лазерного луча или плазмы, исходная структура веществ необратимо изменяется. В результате образуется продукция, свойства которой в природном виде воспроизвести невозможно. Это направление материаловедения за последние годы развивается наиболее интенсивно, поскольку техника и потребности современного общества требуют материалов, которые обладали бы сочетанием нескольких противоречивых характеристик: например, высокой прочностью при малом весе.
Свойства конструкционных материалов
Их подразделяют на три группы – механические, физические и эксплуатационные.
Физические свойства конструкционных материалов — это параметры, которые можно измерить. Механические свойства считаются показателем поведения материала при различных условиях его нагружения. Эксплуатационные свойства определяют потребительскую ценность материала, например, долговечность и износостойкость.
Обычно все виды свойств рассматривают совместно.
Механические свойства
Определяются химическим составом и внутренней структурой материала, например размером зерна или направлением волокон. На уровень этих свойств влияют условия обработки, особенно, если обработка сопровождается перестройкой внутренней структуры. Уровень механических свойств зависит от условий применения.
Многие механические свойства взаимозависимы: высокие характеристики в одной категории могут сочетаться с более низкими характеристиками в другой. Например, более высокая прочность может быть достигнута за счет более низкой пластичности. Таким образом, верное понимание среды, в которой работает изделие, приводит к выбору оптимального материала.
Основные механические свойства:
Физические свойства
Наряду с механическими определяют способность материала удовлетворять производственным требованиям, однако в большинстве случаев мало изменяются от условий внешней обработки.
Основные физические свойства:
Физические свойства могут измеряться непосредственно. Для каждого вида материала разработаны стандартные методики оценки, поэтому результат определяют узкие диапазоны значений. Выбор происходит обычно уже по заданным значениям физических параметров.
Технологические свойства
Используются для определения способности материала к обработке. Включают в себя пластичность и жёсткость, причём численные нормируемые параметры здесь отсутствуют. Технологические свойства конкретизируются для определённых условий обработки и устанавливаются исключительно по результатам испытаний на специализированном лабораторном оборудовании.
Эксплуатационные свойства
Необходимы для оценки долговечности/износотойкости изделия, которое изготовлено из данного конструкционного материала. Износостойкость — это мера способности материала противостоять контактному трению, которое может принимать различные формы:
Управление фактическими эксплуатационными показателями входит в число обязательных этапов конструирования детали или узла.
Химические свойства
Более значимы для материалов, состав которых может изменяться под влиянием внешних условий. К таким свойствам относят:
Стабильность химических свойств имеет решающее значение при выборе типа композитов.
Технология. 5 класс
Конспект урока
Технология, 5 класс
Урок 9. Материалы для производства материальных благ
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
Материал – это вещество, предмет, сырьё, применяемые для изготовления чего-либо. Из материалов создаются потребительские блага.
Природный материал – это то, что мы находим в природе, окружающей нас.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Технология. 5 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / [В.М. Казакевич, Г.В. Пичугина, Г.Ю. Семенова и др.]; под ред. В.М. Казакевича. — М.: Просвещение, 2017.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Если вы оглянетесь вокруг, то увидите предметы, изготовленные из самых разных материалов.
Материалы – это вещество, предмет, сырьё, применяемые для изготовления материальных благ.
Сырье – это материал, предназначенный для дальнейшей обработки на производстве. По сути, именно с него начинается выпуск любой продукции.
Почему мастер выбрал именно тот или иной материал для своего изделия?
Если изготовить платье из бумаги оно не прослужит и недели. Поэтому для изготовления одежды выбирают ткани. В зависимости от назначения этой одежды ткани подбирают со специальными свойствами.
Можно ли изготовить одно и то же изделие из разных материалов?
Есть продукция, которую можно изготавливать из разных материалов. Например, мебель. Материалом для неё может служить:
– пластмасса, если она используется в общественных местах, на улице;
– металл, если она находиться большую часть времени на улице или металл используется, как элемент декора;
– дерево, самая распространённая мебель у потребителей.
Каждый материал имеет определённые свойства. Один хорошо гнётся, другой – очень пластичный, третий – очень прочный и т. д. Чтобы правильно подобрать материал для изделия, мастер должен знать и понимать свойства каждого из них.
Материалы могут быть твёрдыми, жидкими и газообразными.
Твёрдыми материалами являются камень, металл, древесина, пластмасса, ткань, растительные и животные пищевые продукты.
К жидким материалам относятся, например, вода, ртуть (жидкий металл), нефть.
К газообразным материалам относятся кислород, используемый для лечения больных, газ пропан, применяемый для приготовления пищи на газовой плите, специальные газы, используемые для сварки на производстве.
Свойства материалов во многом зависят от их происхождения натурального или синтетического.
Принято считать, что натуральные материалы – это материалы, которые не подвергались промышленной обработке.
Но в современном мире природные материалы всё-таки в некоторой степени подвергаются различной обработке. Поэтому можно определить природные материалы как материалы, которые даже после обработке сохраняют свои основные свойства.
Дерево останется натуральным материалом даже после того, как его спилили, распилили на части и сделали заготовки для дальнейшей переработки.
Природные материалы можно разделить по происхождению на три группы: растительные, животные и минеральные.
Источником растительного и животного сырья являются ресурсы естественной среды обитания: земельные, лесные и водные.
Основное сырьё растительного происхождения для производства материальных благ – это древесина, пищевые растения, лекарственное сырье, природные волокна для производства тканей.
Сырьё животного происхождения – это животные природные волокна, мех, кожа, кость, молочные продукты, мясо, яйца, продукты пчеловодства.
Мёд – это продукт растительного происхождения
Жемчуг – сырьё животного происхождения
Уникальным сырьём животного происхождения является жемчуг, не смотря на то, что в своём составе он содержит минерал, к группе минералов он не относится.
Минеральное сырье — это полезные ископаемые, которые используются в производственной сфере, оно играет важную роль в народном хозяйстве, особенно в промышленности.
Минеральное сырьё делят на рудное, нерудное и горючее.
Рудным минеральным сырьём являются горные породы, минеральные агрегаты, содержащие металлы.
Нерудным или неметаллическим называют все сырье, используемое в производстве химических, строительных и других неметаллических производствах. Минеральными материалами так же являются камни, песок, ракушки, скорлупа, драгоценные камни.
К горючему минеральному сырью относятся органические ископаемые: уголь, торф, сланцы, нефть, используемые как топливо или сырье для химической промышленности.
Сырье и материалы делят на основные и вспомогательные. Основные составляют материальную основу выпускаемой продукции: железная руда – чугуна; текстильные волокна – тканей; металл – машин.
К классу вспомогательных относят такие материалы, которые не составляют основу производимой продукции, а придают ей определённые свойства и качества, обеспечивают работу оборудования и нормальный ход технологического процесса. Например, красители придают тканям определённый цвет, топливо, смазочные масла обеспечивают работу оборудования, а катализаторы – нормальное протекание либо ускорение технологического процесса.
Существуют предметы труда, используемые в производстве в качестве полуфабрикатов. Полуфабрикат – это продукт, изготавливаемый на одном участке производства и используемый для выработки продукции на другом участке. Полуфабрикат нередко выступает в качестве готовой продукции. Так, пряжа является готовой продукцией прядильного производства, а на ткацком комбинате, где она перерабатывается в ткань, полуфабрикатом.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля
Расставьте подписи к изображениям. Определите агрегатное состояние материала.
Подсказка: К газообразным материалам относятся газ пропан, применяемый для приготовления пищи на газовой плите.
Твёрдыми материалами являются камень, металл, древесина, пластмасса, ткань.
К жидким материалам относятся ртуть – жидкий металл, нефть.
Задание 8. Заполните пропуски в тексте, выбрав правильные варианты ответа из выпадающего меню.
Основное сырье ___________________ происхождения для производства материальных благ – это древесина, пищевые растения, лекарственное сырье.
Сырьё _________________ происхождения – это мех, кожа, кость, молочные продукты, мясо, яйца, продукты пчеловодства.
______________________ сырьё делят на рудное, нерудное и горючее.
Правильный вариант ответа:
Основное сырье растительного происхождения для производства материальных благ – это древесина, пищевые растения, лекарственное сырье.
Сырьё животного происхождения – это мех, кожа, кость, молочные продукты, мясо, яйца, продукты пчеловодства.
Минеральное сырьё делят на рудное, нерудное и горючее.
Типы и виды тканей
Рынок текстиля в наше время – это огромное разнообразие тканей. Они используются для создания одежды, постельного белья, ковров и еще огромного множества изделий, которыми люди пользуются каждый день. Ткани делятся на несколько видов, каждый из которых имеет свой признак. Такие отличительные черты и являются причинами использования материала для различных вещей.
Видов тканей большое и разнообразное количество. Они бывают хлопковые, шелковые, льняные, а также непривычные нам крэш, букле и т.д. Ткани можно разделить на группы: натуральные, ненатуральные, смешанные и нетканые текстильные материалы.
Качества разных тканей зависят от того, к какой группе они принадлежат. Рассмотрим характеристики тканей подробнее.
Хлопок представляет собой волокна растительного происхождения, который добывается из семян хлопчатника. Он имеет отличие по длине волокна, что позволяет разделить ткань по сезонам: летний, зимний и демисезонный. Летний характеризуют как легкий, мягкий, тонкий (вуаль, рогожка). Зимний – обязательный теплый начес (фланель, бумазея). Демисезонный – это долговечность и износостойкость (вельвет, поплин).
Шерсть – это красота и разнообразие (войлок, фетр, драп и т.д.). Такие ткани производятся из шерсти животных, так что одежда из данной материи известна еще с древности, со времен охоты. Такой ткани не свойственны загрязнение или помятость, также она отлично сохраняет тепло.
Лен – очень распространенная ткань, которую применяют практически во всех сферах. Из нее производят различную упаковку, чехлы и т.д, если речь идет о техническом льне. Если говорить о бытовом, то это, например, постельное белье и одежда. Минус льняной ткани в том, что она легко и быстро мнется, но следует отметить, что она характеризуется большой прочностью.
Далее следует поговорить о таком материале как шелк (атлас, шифон, бархат и т.д.). Ткань из такого материала характеризуется красивым внешним видом, блеском на солнце, а также приятной мягкостью. Добывать это изделие достаточно дорого и трудно, так как его сырье – коконы тутового шелкопряда. Именно поэтому те, кто обладают натуральным шелком, считаются людьми высокого достатка с отличными вкусовыми качествами.
Натуральный материал является дышащим, хорошо пропускающим влагу, не вызывающим аллергию, а также очень приятен к телу. Именно поэтому такие изделия считаются лучшими.
Далее, мы разберем следующий тип – ненатуральные ткани. В них основополагающими являются синтетические и натуральные материалы, которые химически обработаны. Выделим наиболее явные типы: синтетическая и искусственная материи.
Синтетическая ткань представляет собой изготовление из трех составляющих – полимеры нефти, каменный уголь и природный газ. Это достаточно мягкая и прочная материя. Синтетику также нередко добавляют к волокнам натурального происхождения, чтобы они лучше тянулись, а также, чтобы увеличить их прочность и понизить стоимость изделия.
Искусственную материю производят с помощью древесины, целлюлозы и стекла. Изделия на основе искусственных волокон позволяют значительно снизить стоимость готовой вещи, поскольку само сырье не столь дорогое, как шелк или хлопок, к примеру. Список тканей на основе искусственных компонентов очень велик (искусственный шелк, вискоза и т.д.). Зачастую, они не используются в отдельном виде, но их могут добавить к натуральному материалу, чтобы улучшить какие-либо свойства изделия из натуральных волокон.
Следует быть аккуратнее с этой группой, так как синтетика может вызывать аллергическую реакцию у взрослых или, тем более, у детей.
Рынок также переполнен материями смешанного вида. Наша современность позволяет строить комбинации из различных материалов, чтобы получать в итоге прочные изделия. Вариаций смешанных тканей огромное количество и их описание, к сожалению, нельзя расписать всего в несколько пунктов.
Новые виды ткани
Сейчас хотелось бы поговорить о новых тканях, которые не так давно вышли на рынок текстиля.
Гобелен. Он используется при изготовлении мебели. Производится он с помощью сочетания хлопка и полиэстера. Характеризуется гобелен прочностью, стойкостью и красотой, что позволяет любой квартире выглядеть лаконично и роскошно, украшая её этим материалом. С помощью этого изделия можно задекорировать крупногабаритную мебель, а также изготовить картины.
Брезент. Это полная противоположность гобелену по красоте материала. С его помощью изготавливают спецодежду, из-за того, что этот материал является достаточно стойким к любым механическим воздействиям. В его составе содержится хлопок и лен.
Следующее сочетание – гипюр и кружево. Речь идет об ажуре. Он невероятно тонкий, изысканный и привлекательный, именно поэтому его часто используют при изготовлении платьев и женского нижнего белья.
Ткани смешанного вида прекрасно дополняют нашу повседневную жизнь, так как являются украшением быта и помогают экспериментировать с множеством других материй, улучшая качество готового изделия.
Нетканые изделия – это изделия, изготовленные их тех материалов, в которых не применялось переплетение волокон. Они, скорее, основа для пошива одежды и обуви, а также утеплители. Данный материал могут получать из натурального или ненатурального
сырья. Для их изготовления также подходит вторичное производство, то есть переработанная одежда или лоскутки. Примерами нетканых материалов являются войлок, тайвек, синтепух и др.
Из войлока производят зимнюю одежду, обувь, а также ковры. Он достаточно плотный и отлично поддерживает исходную форму изделия.
Тайвек представляет собой тонкий материал, который уже достаточно распространен в промышленности. Он способен быть разным: один тип может быть влагостойким, а другой – защищать от каких-либо химическим воздействий. Тайвек обладает прекрасными защитными свойствами, несмотря на свою тончайшую структуру.
Синтепух – это особенный материл, так как он является утеплителем и может выступать наполнителем для мягких игрушек. Изготавливается с помощью большого количества мелких полиэстеровых волокон. Характеризуется синтепух пышностью, теплотой, чистотой и удобством. В современности им часто заменяют синтепон, холофайбер и др., из-за того, что он очень легок и прост в использовании.
Разнообразие материй значительно упрощает жизнь человека в современном мире, так как можно найти дешевый материал с отличными характерными свойствами.
Данная информация о различных тканевых материалах позволит Вам разобраться с характеристиками изделия, а также облегчит выбор одежды или какого-нибудь предмета интерьера. Главное, обращайте внимание на состав этого изделия, чтобы Ваша покупка приносила радость долгое время. До новых встреч, друзья!