10.09 праця Види конструкційних матеріалів. Деревина

 

§ 1. Види конструкційних матеріалів

Опорні поняття: матеріалознавство, конструкційні матеріали, вироби.

Якість будь-якого виробу значною мірою залежить від уміння вибирати матеріали для його виготовлення. Щоб уміло проектувати і виготовляти будь-який виріб, потрібно знати основи матеріалознавства.

Матеріалознавство — це наука, яка займається вивченням будови матеріалів та їх властивостей.

Конструкційні матеріали — це матеріали, які застосовують у виробництві для виготовлення різноманітних виробів.

Світ матеріалів дуже різноманітний. Найпоширенішими серед них є метал, деревина, камінь, скло, пластмаса, папір, картон, тканина тощо (мал. 1). Кожен із перелічених матеріалів має своє призначення і властивості. Розглянемо деякі з них.

Мал. 1. Конструкційні матеріали: а — метал; б — деревина; в — скло; г — картон; ґ — камінь; д — тканина

Метали та їх сплави (сплави металів в основі мають два і більше металів) широко використовують у будівництві, машинобудуванні, електротехніці. Вони досить тверді, пластичні і міцні, що дає можливість виготовляти з них різні інструменти, деталі машин і механізмів, огорожі, предмети побуту тощо (мал. 2).

Мал. 2. Вироби, виготовлені з металу

Усі метали мають непрозору поверхню з блиском та відповідним кольором. Наприклад, залізо має сірий колір, мідь — червоно-жовтий, алюміній — сріблясто-білий. Вони добре проводять тепло та електричний струм. Для чорних сплавів характерні магнітні властивості — здатність притягувати деякі сплави заліза. Під тривалою дією вологи сплави заліза піддаються корозії, тобто вони іржавіють.

Деревина — це матеріал, отриманий зі спиляного та очищеного від кори і гілок стовбура дерева.

Україна багата лісами, в яких ростуть хвойні і листяні породи дерев, тому деревину досить широко використовують у будівництві, машинобудуванні, меблевій та інших галузях промисловості, а також у побуті. Із неї виготовляють двері, рами, підлогу, меблі, музичні інструменти, спортивний інвентар, предмети побуту, декоративні вироби тощо (мал. 3).

Мал. 3. Вироби, виготовлені з деревини

Деревина добре обробляється різальними інструментами. З давніх часів постійно розвивається художня обробка деревини — найдавніший вид декоративно-прикладного мистецтва.

Зовнішні якості деревини можна визначити за такими властивостями: кольором, запахом та текстурою (характером природного малюнка на поверхні її зрізу). Деревина легка, добре зберігає тепло, легко займається. Суха деревина не проводить електричний струм.

Площа лісових масивів на планеті, зокрема в Україні, постійно зменшується. Тому у виробництві використовують не лише натуральну деревину. Її успішно заміняють такі перероблені з деревини конструкційні матеріали, як шпон, фанера та ДВП (деревоволокнисті плити).

Деревинну масу та деревинну целюлозу використовують для виготовлення паперу і картону. Із цих матеріалів виготовляють книжки, газети, журнали, зошити, шпалери, різні види упаковок, побутові засоби тощо.

Папір — тонкий і щільний матеріал, що легко формується, рветься та ріжеться. Він може бути різного кольору, прозорим і непрозорим, мати шорстку і глянцеву поверхню. Картон міцніший, ніж папір, має більшу масу і товщину. Його важче зминати, скручувати, згинати, різати.

Скло — матеріал штучного походження. Його основні властивості — прозорість, твердість, крихкість, хімічна стійкість, термостійкість. Скло широко використовують у будівництві, у різних галузях техніки, медицини, у побуті тощо. Із нього виготовляють вікна, посуд, сувеніри, декоративні вироби, флакони для парфумів, скельця для окулярів, дзеркала тощо (мал. 4).

Мал. 4. Вироби, виготовлені зі скла

Пластмаса, як конструкційний матеріал штучного походження, має вагоме значення в сучасній цивілізації. Завдяки своїм цінним властивостям різні види пластмаси заміняють деревину, метал, скло. Цей матеріал широко використовують у різних галузях промисловості, в електротехніці, а також у побуті. З пластмаси виготовляють труби, деталі машин, корпуси приладів і побутової техніки, ручки інструментів, тару, посуд, іграшки тощо.

Пластмаси мають властивості, не характерні для конструкційних матеріалів природного походження. Існують пластмаси, що твердіші за найміцнішу сталь, хоча набагато легші. А є такі, що еластичніші за гуму. Є пластмаси кришталево-прозорі та такі, що не б’ються. Пластмаси не бояться вологи, не гниють, як деревина, та не піддаються корозії, як сплави заліза.

• Що вивчає матеріалознавство?

• Що називають конструкційними матеріалами?

• Назви основні властивості металу, деревини, скла, пластмаси.

Тканина — це конструкційний текстильний матеріал, який широко використовують у швейному, меблевому виробництві, будівництві, транспорті, а також у побуті. З тканин виготовляють одяг, взуття, столову і постільну білизну, парасольки, намети, спортивні товари, меблі, вироби для інтер’єру тощо (мал. 5).

Мал. 5. Вироби, виготовлені з тканини

Окрім тканини, є й інші текстильні матеріали: трикотажні полотна, які виготовляють способом в’язання, а також неткані матеріали, що виготовляють способом склеювання, голкопробивання, прошивання тощо.

З тканиною та іншими текстильними матеріалами детальніше ти ознайомишся в наступних темах підручника.

Чи знаєш ти

Зміна вигляду та укладу нашого буття пов'язані з відкриттям і освоєнням виробництва нових матеріалів. Конструкційними матеріалами майбутнього вважають композиційні матеріали — штучно створені неоднорідні, суцільні матеріали. Вони складаються з двох і більше компонентів з чіткою межею розділу між ними. Поєднання різнорідних речовин приводить до створення нового матеріалу, властивості якого кількісно і якісно відрізняються від властивостей кожного з його складових.

Структура композиційного матеріалу

Композиційні матеріали поступово посідають все значніше місце у нашому житті. Їх застосовують в авіаційно-космічній, машинобудівній галузях промисловості, у будівництві, медицині і т. ін.

Сфери застосування композиційних матеріалів розширюються з кожним днем.

1. Назви відомі тобі конструкційні матеріали.

2. Які з перелічених матеріалів мають штучне походження?

Скло, деревина, метал, пластмаса, папір, картон.

3. З яких матеріалів виготовлено вироби, зображені на малюнках?

4. Визнач конструкційний матеріал за його основними ознаками.

Найважливіша його ознака — прозорість. Основний недолік — крихкість. Широко застосовується у будівництві.