https___school.mos.ru_ej_attachments_files_219_553_171_original_7%20%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81%20%D1%83%D1%80%D0%BE%D0%BA%2003.12.25.%D1%81%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%20pt

1.

Тема урока:
«Классификация конструкционных
материалов. Композиционные
материалы».

2.

Конструкционные материалы
Конструкционные материалы — это материалы для изготовления
несущих элементов конструкций и деталей машин.
Они должны выдерживать
значительные механические
нагрузки без разрушения. От их
выбора зависит надёжность,
долговечность и безопасность
изделий. Они делятся на четыре
основные группы. Правильный
выбор материала — это половина
успеха в создании качественного
изделия.
Изображение сгенерировано в платной подписке нейросети. Люди не являются реальными.

3.

Группы конструкционных материалов №1
Металлы и
сплавы:
Черные металлы:
одна из самых древних и
распространенных групп.
сталь (прочность, пластичность) и
чугун (хрупкость, хорошее литьё).
Цветные металлы:
алюминий (лёгкость), медь
(электропроводность), титан
(прочность при лёгкости).
Полимерные
материалы:
пластмассы и резины на основе
высокомолекулярных соединений.
Изображение сгенерировано в платной подписке нейросети. Люди не являются
реальными.
Пластмассы бывают термопласты (многократно размягчаются) и реактопласты (не плавятся).
Преимущества полимеров: малая плотность, химическая стойкость, хорошие диэлектрические
свойства.

4.

Группы конструкционных материалов №2
Древесные
материалы:
Традиционные материалы
природного происхождения.
натуральная древесина (сосна, дуб) — возобновляемый и
экологичный материал.
Недостатки
древесины:
анизотропия, гигроскопичность,
подверженность гниению.
Древесные
композиты:
ДСП, ДВП, фанера стабильны и
однородны.
Керамические
материалы:
неорганические материалы,
получаемые спеканием.
Техническая керамика (оксидная, нитридная) обладает высокой
твёрдостью и термостойкостью.

5.

Композиционные материалы — материалы будущего
Композиты — это не смеси, а сложные системы, созданные искусственно.
Они объединяют лучшие свойства
нескольких материалов в одном.
Классический пример композита —
железобетон.
Любой композит состоит из двух
основных элементов: матрицы и
армирующего элемента. Матрица
связывает материал, распределяет
нагрузку и защищает наполнитель.
Армирующий элемент (наполнитель)
обеспечивает основные прочностные
характеристики.

6.

Виды композитов: полимерные
Стеклопластики:
одна из самых древних и
распространённых групп.
Преимущества: высокая удельная прочность,
коррозионная стойкость.
Углепластики
углеродное волокно и эпоксидная
(карбон):
смола.
Преимущества: исключительная высокая удельная
прочность и жёсткость.
Применение: авиация, автомобилестроение,
спортивный инвентарь.
Недостатки: высокая стоимость карбона,
хрупкость при ударе.

7.

Виды композитов: металлические и керамические
Металлические
композиты:
матрица — металл (например,
алюминий).
Пример: бор-алюминий — высокая прочность и
термостабильность.
Применение: космическая техника, силовые элементы
самолётов.
Керамические
композиты:
матрица — керамика.
Пример: керметы (керамика и металл) — твёрдость и
износостойкость.
Применение: режущий инструмент,
высокотемпературные узлы двигателей.

8.

Технологии получения композитов
Напыление:
послойное нанесение материала
для тонких покрытий.
Пропитка:
армирующий наполнитель
пропитывается матричным
материалом.
Прессование:
формование изделий под высоким
давлением.
Вакуумное
формование:
передовая технология для
сложных изделий.
Этот процесс требует специального оборудования и точного контроля.
Качество композита напрямую зависит от соблюдения технологии.

9.

Уникальные свойства композитов
Высокая удельная
прочность:
отношение прочности к плотности
в 4-5 раз выше, чем у стали.
Коррозионная
стойкость:
устойчивость к воде, химикатам и
атмосферным воздействиям.
Термостойкость:
керамические композиты
работают при температурах до
1500°C.
Радиопрозрачность:
стеклопластики пропускают
радиоволны.
Изображение сгенерировано в платной подписке нейросети. Люди не
являются реальными.
Эти свойства невозможно достичь в традиционных материалах.
Композиты позволяют создавать лёгкие, прочные и долговечные конструкции.

10.

Применение композитов в современном мире
Авиационная
техника:
панели самолётов,
теплозащита шаттлов.
Медицина:
биосовместимые импланты и
протезы из углепластика.
Строительство:
стеклопластиковая арматура,
лёгкие и долговечные мосты.
Спортивная экипировка:
карбоновые рамы
велосипедов, лыжи, клюшки.
Современный самолёт более чем на 50% состоит из композитных материалов.
Это позволяет снижать вес, повышать прочность и увеличивать срок службы.

11.

Перспективы развития
Создание нанокомпозитов с ещё более
улучшенными свойствами.
Разработка умных материалов с сенсорными
возможностями.
Активное использование 3D-печати для
изготовления композитных деталей.
Самовосстанавливающиеся композиты с
микрокапсулами ремонтного состава.
Создание биоразлагаемых композитов для
экологии и медицины.
Изображение сгенерировано в платной подписке нейросети. Люди не
являются реальными.
Развитие композитов — это междисциплинарная
область науки и техники.

12.

ПОДВЕДЕМ ИТОГ УРОКА
Мы открыли удивительный мир конструкционных и
композиционных материалов.
Композит ы — это материалы будущего с
заданными свойствами.
Они сочетают лёгкость, прочность и коррозионную
стойкость. Их применение революционно изменило
авиацию, медицину, спорт и строительство. Понимание
свойств материалов поможет в создании ваших будущих
проектов.
Возможно, именно вы внесёте свой вклад в создание новых
перспективных материалов!

13.

Домашнее задание
Творческое задание.
«Исследовать материалы одного предмета
Микроволноваяобихода
печь — быстрый(мебель,
разогрев пищи. посуда, бытовая
домашнего
техника и предметы декора)».
Автомобиль — быстрое перемещение.
Телефон — связь, доступ к информации.
составить перечень основных материалов предмета;
Интернет — обучение, развлечения.
проанализировать
причины выбора этих материалов;
предложить
Холодильникальтернативные
— хранение продуктов. материалы; оценить
преимущества и недостатки разных вариантов.
Форма выполнения: письменный отчет.