Kukun metallurgiyasi

Mavzu: Metall va nometall materiallar kukunlari aralashmalardan detallar tayyorlash texnologiyasi.
Reja:
1.Kukun metallurgiyasi
2.Polimerlar
3.Amorf polimerlar

Kukun metallurgiyasi - metallurgiyattg metall va metallmas kukunlar ishlab chiqarish va ulardan buyumlar tayyorlash sohasi. Metall bilan metallmas materi-allar kukunidan tayyorlanadigan ma-teriallar metallokeramik qo-tishmalar, metall kukunidan tayyorlanadigan materiallar esa kukun q o -tishmalari deb ataladi. Metall kukunlardan buyumlar tayyorlash prin-sipini dunyoda birinchi marta 1826-yilda rus metallurglari P.G. Sobolevskiy va V. V. Lyubarskiy yaratishdi; plativa kukunini presslab va pishiribbuyum tayyorlashgan. Keyinchalik rus olimi N. N. Beketov 1865-yilda baʼzi metallar kukunini olishning nazariy asoslarini bayon kildi. 20-asrning boshlariga kelib Kukun metallurgiyasi usullari AQSH, Germaniya, Angliya, Rossiya sanoatlarida qoʻllanila boshlandi.
Kukunlardan metall materiallar (buyumlar) ishlab chiqarish uchun, dastlab, metallar yoki metallar bilan metallmas materiallarning mayin kukunlari tayyorlanadi. Metall kukunlari tayyorlashda, asosan, qattiq metallarni mexaniq maydalash, metallarning qattiq birikmalarini (metall oksidlarini) qaytarish, elektroliz, suyuq metallarni purkash usullari qoʻlla-niladi. Soʻngra kukunlardan dastlabki maʼlum kimyoviy tarkib va xossali aralashma (shixta) tayyorlanadi va undan kerakli buyumning zagotovkasi qoliplarga solib tayyorlanadi hamda presslanadi, keyin asosiy komponen-tning suyuqlanish temperaturasidan pastroq temperaturada, asosan, elektr pechlarda qovush-tirilgan zagotovkalarga sovuqlayin yoki qizdirib qoʻshimcha ishlov beri-ladi.
Metallokeramik qotishmalar (kesuvchi asboblar, burgilar, shtamplar va boshqa tayyorlash uchun ishlati-ladigan krtishmalar)dan yasalgan as-boblarning kesish xossalari 1000° da ham saqlanib qoladi. Metallokeramik qotishmalar tarkibiga volfram kar-bidi, titan karbidi va kobalt kiradi.
Quyish yoʻli bilan hosil qilib boʻlmaydigan qotishmalarni ham Kukun metallurgiyasi usullaridan foydalanib olish mumkin. Boʻlarga gʻovak antifriksion kukun qotishmalari kiradi! Ular qora va rangli metallar kukunlaridan tayyorlanishi mumkin. Bu qotishmalardan avtomobil dvigatellarining porshen halqalari, oʻz-oʻzidan moylanadigan podshipniklar va mashivalarning ishqalanuvchi boshqa detallari tayyorlanadi.
Kukun metallurgiyasi usullari qiyin suyu klanu vch i (suyuqlanish temperaturasi yuqori) volfram, molibden, tantal, titan, niobiy va boshqa olishga ham imkon beradi. Buning uchun shu metallarning oksidlari vodorod okimida qaytarilib, kukun holidagi toza metallar olinadi va presslanib, briket qilinadi, ular maʼlum temperaturagacha qizdirilib qovushtiriladi. Qovushtirilgan metall ikki elektrod orasiga oʻrvatilib, elektr toki bilan qizdiriladi, bolgʻalanadi yoki prokatlanadi. Ogir k°tishmalar (80—90% volfram, 15—7,5% nikel va 5—2,5 % mis) deb ataladigan krtishmalar ham Kukun metallurgiyasi usulidan foydalanib tayyorlanadi. Ogʻir qotishmalarning solishtirma ogʻirligi 16,3—17, mexaniq xossalari esa yuqori boʻladi (qarang Volfram qotishmalari). Alsifer ku-kunidan tayyorlangan qotishmalarning magnit kirituvchanligi yuqori boʻlganligidan ular magnitoelektriklar yasash uchun ishlatiladi. Kukun metallurgiyasi boshqa usullar bilan hosil qilish mumkin boʻlmaydigan yoki iqtisodiy jihatdan foydali boʻlmagan materiallardan buyumlar tay-yorlashga imkon beradi. Mas, keramika bilan metall kukunlaridan k ye r m ye t -l a r deb ataladigan qiyin suyuklanuvchi qotishmalar tayyorlanadi. Kermetlar tarkibidagi metall (mas, temir, nikel, xrom, mis, volfram, marganets va boshqalar) keramika zarralarini bir-biriga bogʻlovchi material rolini oʻyvaydi. Keramika materiali sifatida metall oksidlaridan iborat istalgan keramikadan foydalanish mumkin. Kermetlarga 70% A10O3 va 30% Sg dan iborat kukun qrtishmasi misol boʻla oladi. Bunday kermet 9000 MN/m2 bo-sim ostida presslanib, 1700° temperaturada qovushtirilgandan soʻng u 1500° temperaturagacha chidaydi. Kermetlar texnikaning yuqori temperaturalarda chidamlilik va krvu-shoklik talab etiladigan sohalarida ishlatiladi.
Kukun metallurgiyasi usullari suyukdashtirilganda bir-biri bilan aralashmaydigan metallar, mas, volfram bilan misdan kukun qotishmalari tayyorlashga ham imkon beradi. Kukun metallurgiyasi usullaridan foydalanib, metall tolalardan tolali mettal-lokeramika deb ataladigan mate-riallar tayyorlanadi. KUKUNOR (mongol tilida — moviy koʻl), Sinxay — Xitoydagi okmas shoʻr koʻl, Markaziy Osiyoda eng katta. Vanshan togʻlarining sharqiy qismida, 3205 m balandlikda. Oʻz. 105 km cha-masida, eni 65 km gacha, maydoni 4,2 ming km², eng chukur joyi 38 m. Qirgʻoqlari kam parchalangan; koʻlning qad. terrasalari saqlangan. Bir necha qumli orol bor. K.ga 23 daryo quyiladi, ular ichida eng sersuvi — Buxin-Gol daryosi delta hosil qiladi. Yozda koʻl suvi temperaturasi 18—20° ga yetadi, noyabrdan mart oyigacha muzlaydi. Baliqqa boy. Sinxayxu fauva buyurtma qoʻriqxonasi tashqil etilgan.
Nometali materiallar, asosan polimer materiallar hisoblanadi. Polimer materiallar deb, shunday moddalarga aytiladiki, ularda makromolekulalar ko‘p sonli elementar (monomerlar) bo‘g‘inIardan tashkil topgan. Ulaming molekulyar massasi 5000 dan 1 000 000 g/m gacha yetishi mumkin. Bunday hollarda moddalardagi makromolekula xossalari, nafaqat ulardagi molekulalaming kimyoviy tarkibiga, balki ulaming bir-biriga nisbatan joylashishi va tuzilishiga ham bog‘liq bo‘ladi. Polimerlarning makromolekulalari o‘ziga xos alohida bo‘g‘inlardan tashkil topgan zanjir tuzilishiga ega. Zanjiming uzunligi uning ko‘ndalang kesimi o‘lchamidan bir necha ming barobar katta bo‘lib, bu ularga yuqori darajadagi bikrlik xossasini beradi (bikrligi zanjirdagi jips birikkan bo‘g‘inlari bilan chegaralanadi). Polimerlarning bikrligi ulaming o‘ziga xos xossasi hisoblanadi. Asosiy bo‘g‘inda joylashgan atomlar bir-birlari bilan mustahkam kimyoviy kavolent bogc bilan bog‘langan. Bunda bog‘lanish energiyasi 330-360 kDj/mol ni tashkil etsa, zanjirdagi molekulalaming bir-biri bilan bog‘lanishi oddiy fizikaviy ta’sirlashuv natijasida hosil bo‘lib, ulaming bog‘lanish energiyasi ancha past 5-40 kDj/mol. Ba’zi murakkab turdagi molekulalararo bog1 vodorod turidagi bog‘lanishlar natijasida birikkan boiib, ulaming bog'lanish energiyasi 50 kDj/mol gacha yetishi mumkin. Nometali materiallardagi molekulalaming birbiriga ilashib bog‘lanishi odatda - kogeziya
deyiladi. Polimer makromolekulalar bir turdagi kimyoviy tuzilishga ega bo‘lgan (monomer) yoki turlicha boMgan (sopolimer) bo‘g‘inlardan tashkil topgan bo‘ladi. Polimer materiallarda ichki tartibli joylashuv turi muxim ahamiyatga ega, ya’ni materialni tashkil etuvchi bo‘g‘inlar va uning a’zolari fazoda ma’lum tartibda joylashishi. Chunki materialning fizik-mexanik xossalarini aynan shu joylashuv belgilab beradi. Tabiatda uchraydigan polimerlarga - tabiiy kauchuk, sellyuloza, slyuda, asbest, tabiiy grafit va boshqalar kiradi. Ammo polimerlarning juda ko‘p turi sun’iy ravishda (sintetik) olinadi.
Polimer materiallar asosan: tarkibiga, makromolekula shakliga, fazoviy holatiga, bog‘lanish turiga va haroratiga ko'ra klassiflkatsiyalanadi. Polimerlar tarkibiga ko‘ra barcha: organik, elementli organik va noorganik sinflarga bo‘linadi. Bunda eng salmoqli o‘rinni organik turdagi polimerlar egallaydi. Agar organik polimeming asosiy zanjirini faqat uglerod atomlari tashkil etsa, bunday polimetlarga korbozanjirli polimer deyiladi. Juft zanjirli polimerlarda uglerod atomlaridan tashqari, boshqa elementlaming atomlari ham qatnashishi mumkin. Ular materialning xossalarini keskin ravishda o‘zgartiradi, masalan: makromolekula tarkibida kislorod atomining bo‘lishligi zanjiming bikrligini oshiradi, fosfor va xlor atomlari esa zanjimi olovga bardoshligini oshiradi, oltingugurt atomlari esa zanjiming gaz singmasligini oshiradi, ftor atomlari polimerga yuqori kimyoviy turg‘unlikni ta’minlaydi. Organik polimerlarga asosan kelib chiqishi turlicha bo‘lgan smolalar va kauchuk kiradi. Elementli organik birikmalar asosiy zanjiri noorganik elementlaming atomlari (Si, Ti, Al) va organik radikallar (SN3, S6N5, SN2) dan tuzilgan bo‘ladi. Undagi bu radikallar materialga yuqori mustahkamlik va bikrlik bersa, noorganik elementlaming atomlari unga yuqori issiqbardoshlik beradi. Shuni aytib o‘tish kerakki bunday birikmalar tabiatda uchramaydi. Bunday turdagi polimerlarga kremniyorganik birikmalar misol bo‘la oladi. Noorganik polimerlarga asosan selikatli shisha, keramika, slyuda va asbest kiradi. Bu birikmalarinig tarkibida uglerod atomlari bo‘lmaydi. Noorganik materiallarning tarkibini asosan kremniy oksidi, alyuminiy oksidi, magniy oksidi, kalsiy oksidi va boshqa oksidlar tashkil etadi. Selikatlarda ikki turdagi bog‘lanish, ya’ni bo‘g‘indagi atomlar birbiri bilan (Si - O) kavolent bog‘langan bo‘lsa, zanjirdagi bo‘g‘inlar bir-biri bilan ion bog‘langan bo‘ladi. Noorganik polimerlar yuqori zichligi, yuqori issiqbardoshligi bilan ajralib turadi. Ammo ulardan selikatli shisha va keramika juda yuqori mo‘rtlikka ega bo‘lib, tebranma va yo‘nalishi o‘zgaruvchan yuklamalarga bardoshi juda past. Bulardan tashqari, noorganik polimerlarga grafit ham kiradi, ammo ulardan farqli oMaroq, korbozanjirdan tashkil topgan. Polimer materiallardagi o‘ziga xos xossalari ulaming makromolekulyar strukturasi bilan izohlanadi. Polimerlar makromolekulyar tuzilishiga ko‘ra: chiziqli, tasmali, fazoli yoki to‘rsimon turlarga bo‘linadi. Chiziqli makromolekula zanjirga ega bo‘lgan polimerlar uzun chiziqli yoki spiralsimon arqonga o‘xshagan tuzilishga ega (l.l-rasm, a) bunda yuqori bikrlikka va mustahkamlikka ega bo‘lgan makromolekula zanjir bo‘ylab joylashgan bo‘lib, ular bir-biri bilan sayoz molekulyar bog‘ orqali bog‘langan. Bu esa materialga yuqori elastiklikni, qizdirilganda plastiklikni va sovuganda qattiq bo‘lishni ta’minlaydi (polietilen, poliimid va bosh.). Chiziqli polimeming yana bir turi tarmoqlangan makromolekula zanjiriga ega bo‘lib (l.l-rasm, b) unda yon tomon tarmoklanish bor, bu esa uning yuqori zichlanishiga halaqit beradi (poliizobutelen).