Конструционные сплавы

Автор: Пользователь скрыл имя, 22 Января 2012 в 17:45, реферат

Описание работы

В переводе с греческого «асбест» означает «неиссякающий», «неугасимый», «неослабевающий» — довольно романтичное название этого уникального природного минерала. Другое, не менее романтичное, название минерала — «горный лен», потому что асбест способен расщепляться на тончайшие длинные волокна толщиной до 0,5 мкм. Уникальные свойства минерала были основой для многих легенд об асбесте. В одной из наиболее известных легенд асбест называют шерстью саламандры — загадочной ящерицы, живущей в огне. На Урале с давних времен асбест называли каменной куделей, из которой ткали салфетки и скатерти, не горящие в огне.
Все эти виды асбеста несколько отличаются между собой по своим свойствам (в т.ч. толщиной и длиной волокон), но в целом характеризуются

Содержание

Асбест 3
Хризотил-асбест 6
Описание минерала 8
Физические свойства 10
Химические свойства 12
Разновидности асбеста 13
Классификация 14
Упаковка, маркировка, транспортировка и хранение. 16
Месторождения и залежи 18
История Асбеста 20
Антиасбестовая компания 21
Применение асбеста 24
Заменители асбеста 26
Список литературы. 29

Работа содержит 1 файл

Реферат по материаловедению.docx

— 56.24 Кб (Скачать)

     Товарный  хризотил-асбест состоит из смеси  волокон различной длины и  их агрегатов. Агрегаты асбеста с  недеформированными волокнами размером в поперечнике более 2 мм называют "кусковым асбестом", а менее 2 мм - "иголками". "Распушенным" называют асбест, в котором волокна  тонки, деформированы и перепутаны. Частицы сопутствующей породы и асбестовое волокно, прошедшее через сито с размерами стороны ячейки в свету 0.25 мм, называют "пылью". Асбест хризотиловый в зависимости от длины волокон подразделяется на восемь сортов(от 0 до 7).

Описание  минерала

     Греч. “асбестос”—нетленный, неразрушимый

     Среди разностей асбеста выделяют серпентин-асбесты  хризотил-асбест и антигорит-асбест (баститовый асбест) и амфибол-асбесты (тремолит-асбест, актинолит-асбест, крокидолит-асбест, амозит-асбест).

     Химический  состав. Весьма изменчивый; например, амфибол-асбест: окись магния (MgO) 6 — 7%, окись и закись железа (FeO, Fe2O3) 34 — 44%, окись алюминия (А12O3) 5 — 10%, двуокись .кремния (SiO2) 49 — 53%; хризотил-аобест: окись магния (MgO) 38—41%, окись алюминия (Al2O3) 1 — 1,5%, окись и закись железа (FeO, Fe2О3) 0,3 — 4%, двуокись кремния (SiO2) 41 — 43%, вода (Н2О) 13 — 14%.

     Цвет. Белый, серый, темный, серо-синий (хризотил-асбест желтый, бронзовый).

     Блеск. Шелковистый.

     Прозрачность. Просвечивающий, непрозрачный.

     Черта. Белая, светло-серая.

     Твердость. 2.

     Плотность. 2,5 — 3,3.

     Излом. Хрупкий, расщепляющийся.

     Сингония. В основном моноклинная.

     Форма кристаллических выделений. Волокнистая.

     Спайность. Весьма совершенная параллельно  оси с (направление волокнистости).

     Агрегаты. Волокнистые.

     П. тр. Плавится с трудом.

     Поведение в кислотах. Трудно растворим или  нерастворим.

     Сопутствующие минералы. Серпентин, оливин, тремолит, магнетит, лёллингит, сфалерит, арсенопирит.

     Практическое  значение. Важное сырье для изготовления огнестойкой, жарозащитной и кислотозащитной  одежды, огнеупорных строительных материалов, теплоизоляционного материала и  т. д. Качества и физические свойства, например эластичность или хрупкость, определяют сферу применения минерала.

     Происхождение. Гидротермальное, в условиях тектонических  подвижек.

     Месторождения. Урал, Сибирь (СССР); Канада; Трансвааль (Южная Африка) и др. (см. таблицу  на стр. 96). Проявления повсеместны в  областях развития серпентинитов, например Цеблиц в Рудных горах, Кушнаппель, Хоэнштейн-Эрнстталь, Вальдгейм и  др. (ГДР).

     Хризотил-асбест

     Химический  состав (хризотил-асбест):

     окись магния (MgO) - 38-41%

     окись алюминия (Al2O3) - 1-1,5%

     окись и закись железа (FeO, Fe2O3) - 0,3-4%

     двуокись  кремния (SiO2) - 41-43%

     вода (H2O) - 13-14%.

     Цвет: белый, серый, темный, серо-синий (хризотил-асбест желтый, бронзовый).

     Практическое  значение: важное сырье для изготовления огнестойкой, жарозащитной и кислотозащитной  одежды, огнеупорных строительных материалов, теплоизоляционного материала и  т.д.

     Асбестом  называют минералы группы серпентинов  или амфиболов волокнистого строения, способные при механическом воздействии  разделяться на тончайшие волоконца. По химическому составу асбестовые  минералы являются водными силикатами магния, железа, кальция и натрия. Содержание воды в асбесте группы серпентина составляет 13-14.5 %, а в  группе амфиболов (в зависимости  от вида) 1.5 - 3%.

     Волокнистое строение наиболее ярко выражено у  асбеста серпентиновой группы, куда относится только один вид асбеста - хризотил-асбест, поэтому он больше всего применяется в промышленности.

     Хризотил-асбест обладает высокой прочностью на разрыв по оси волокнистости. Наибольшую прочность  имеют волокна асбеста, осторожно  отделённые от кускового асбеста. В  зависимости от эластичности волокна  различают три разновидности  хризотил-асбеста: нормальную, полуломкую и ломкую. Такое деление условно, так как в действительности не наблюдается резких переходов от одной разновидности к другой.

     Важная  характеристика асбеста - модуль упругости. Средние значения модуля упругости  хризотил-асбеста колеблются от 16104 до 21104 Мпа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Физические  свойства.

     Асбест  — высокотермостойкий материал, обладающий жаро- и огнестойкостью. Его основные термические характеристики следующие:

     - удаление свободно-сорбированной  (гигроскопической) влаги 100–120 oС;

     - удаление структурно-связанной (кристаллизационной  воды) при 

     350–450оС;

     - разрушение структуры кристалла  — 600–750оС;

     - температура плавления хризотил-асбеста  — 1500–1550оС, крокидолита — 1150–1200оС.

     Прочность на разрыв - более 3000 МПа 

     Плотность - 2,4-2,6 г/см3

     Температура плавления - 1450-1500 °C

     Коэффициент трения - 0,8

     Щелочестойкость - 9,1-10,3 pH

     Удельная  поверхность - 20 м2/г

     прочность на разрыв более 3000 Мпа;

     плотность от 2.4 до 2.6 г/см3;

     температура плавления от 1450 до 1500° С;

     коэффициент трения 0.8 единиц;

     щелочестойкость от 9.1 до 10.3 рН;

     удельная  поверхность 20 м2г.

     Асбест  является жаростойким материалом и  может эксплуатироваться при  температуре 500–550оС, кратковременно —  до 700оС. Сорта асбеста с минимальным  количеством примесей неэлектропроводны  и обладают хорошими электроизолирующими  свойствами.

     Высокая поверхностная энергия и развитая поверхность придают асбесту  хорошие сорбционные свойства к  полярным веществам.

     Все виды асбеста имеют высокую щелочестойкость, однако в растворах кислот хризотил-асбест теряет свои свойства из-за растворения  магниевых окислов. Крокидолит имеет  лучшую кислотостойкость.

     Совокупность  уникальных свойств хризотил-асбеста  таких как: способность расщепляться на тончайшие эластичные волокна, обладающие высокой механической прочностью, несгораемость  и теплостойкость, высокий коэффициент  трения. Низкая проводимость тепла, электрического тока и звука, атмосферостойкость, щелочеустойчивость и стойкость по отношению к  морской воде, высокая адсорбирующая  активность и способность к образованию  устойчивых композиций с различными вяжущими материалами позволяет  использовать хризотил-асбест практически  во всех областях промышленности. В  основном же его используют для производства асбестоцементных материалов для строительства, производства асботехнических изделий  для автомобильной, авиационной, тракторной, химической, электрохимической отраслей промышленности, а также для судостроения, машиностроения, в оборонной промышленности и ракетостроении. Количество видов изделий, вырабатываемых из асбеста в чистом виде или в композиции с другими материалами, составляет более трех тысяч наименований. Уникальность асбеста заключается не только в многообразии его применения, но и в полном отсутствии природных аналогов и искусственных заменителей, обладающих такими же качествами. Промышленное использование хризотил-асбеста экономически выгодно ввиду его доступности, дешевизны и долговечности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Химические  свойства

     По  составу асбест — это природный  магниевый гидросиликат, содержащий также окислы других элементов. Существует ряд разновидностей асбеста, но промышленное значение имеют два основных вида, имеющие, в частности, следующий  состав (в зависимости от месторождения  составы могут быть и несколько  другими):

     - хризотиловый асбест 3MgO.2SiO2.2H2O ;

     - крокидолит 2Na2O.2MgO.(4–6)Fe2O.

     (2–4)Fe2O3.(16–17)SiO2.(2–3)H2O.

     В составе асбеста также присутствуют примеси — оксиды алюминия, марганца, титана, хрома, никеля, кобальта и другие, их больше в хризотиловом асбесте. Именно они и придают асбесту окраску.

     Химический  состав хризотил-асбеста 

     
Соединение Массовая доля
SiO2 40.70 ... 42.80 
Al2O3 0.45 ... 1.40 
Cr2O3 0.01 ... 0.09 
FeO 0.09 ... 1.25 
Fe2O3 0.30 ... 1.44 
MgO 41.00 ... 42.30 
MnO 0.00 ... 0.27 
CaO 0.00 ... 0.40 
NiO 0.00 ... 0.24 
Na2O 0.00 ... 0.08 
K2O 0.00 ... 0.05 
H2O + 12.60 ... 13.30 
H2O - 0.50 ... 1.30 
Прочие 12.60 ... 14.00 

     Структура асбеста очень интересна. Так, например, плоскостные молекулы хризотилового  асбеста имеют слоистую несимметричную структуру, вследствие чего они сворачиваются  в очень тонкую трубочку (своеобразный «рулет»). Диаметр такого «элементарного»  игольчатого кристалла у хризотил-асбеста 10–30 нм, у крокидолита — 50–99 нм. Микроструктура асбеста — игольчатые кристаллы и их сростки. Товарный асбест представляет собой комплексы  из сотен и тысяч соединенных  вместе элементарных игольчатых кристаллов, имеющих поперечник около 0,1–0,5 мкм. 
 
 
 
 

Разновидности асбеста

Минералогическая  группа Разновидность Химический состав Свойства Основные месторождения
Ромбическая: Антофиллит Силикат магния и  железа Ломкие волокна, малоценный Северная Америка (Массачусетс)
  Тремолит Силикат магния и  кальция Шелковистый, хрупкий, слабо жаростойкий, кислотоустойчивый Италия, Африка, Балканы, Америка
Амфиболовая (роговая) Актинолит (лучистый камень, циллерит) Силикат магния, кальция  и железа См. тремолит Северная Америка
  Крокидолит Силикат железа и  натрия Синий асбест, гибкий, кислотоустойчивый, слабо жаростойкий Капская провинция (Южная Африка)
  Амозит Высокое содержание железа, кроме того, Al, Mg, Ca Вязкий, прочные  волокна, высокая кислотоупорность, пригоден для изготовления пряжи Трансвааль (Южная  Африка)
Серпентиновая (оливииовая) Хризотил Водосодержащий  силикат магния Весьма гибкий и  жаростойкий, слабо кислотоупорный Канада, Юж. Родезия, Урал, Сибирь
  Антигорит (баститовый асбест) Водосодержащий  силикат магния Небольшое промышленное значение, длинноволокнистый, ломкий Повсеместно, особенно в Канаде, нежелательный спутник-асбеста

Классификация.

 
     
Асбест
Серпентиновые Амфибольные
Хризотил Крокидолит
  Амозит
  Антофиллит
  Тремолит
  Актинолит

Информация о работе Конструционные сплавы