Рідинні каталізатори — це кислоти та луги, наприклад сірчана кислота (H₂S0₄), фосфорна кислота (Н₃РО₄). Газові каталізатори використовують дуже рідко.

Залежно від агрегатного стану каталізатора та реагуючих речовин (сировини) каталізні процеси поділяють на:

· Гомогенний. Гомогеним каталізом називають такий каталіз, у ході якого складові сировини та каталізатор перебувають в одному агрегатному стані, найчастіше це газ або рідина.

Гомогенний каталіз відбувається з великою швидкістю. Проте він має такі недоліки: складно відділити каталізатор від готової продукції;забруднення отриманої продукції каталізатором;втрати каталізатора.

· Гетерогенний каталіз — коли складові каталізатора і сировини перебувають у різних агрегатних станах. Швидкість каталізу залежить від багатьох чинників: температури, тиску, концентрацій, часу контактування, швидкості переміщення суміші. Цей каталіз позбавлений недоліків які має гомогенний.

Електрохімічні процеси

Основні закономірності електрохімічних процесів

Біохімічні процеси

Біохімічні процеси які протікають в живих клітинах під дією вибраних мікроорганизмів. Більшисть біохімічних реакцій каталітичні, які протікають у присутності: вітамінів, ферментів і гормонів. Ці процеси протікають при невисоких темпиратурах і тиску.

Плазмові процеси

Для підвищення працездатності інструменту в наш час^[^Коли?^] основним способом зміцнення є об'ємна термічна обробка. При призначенні оптимальних режимів гарту і відпустки досягаються необхідні (стандартні) значення експлуатаційних властивостей інструментальних сталей і сплавів. Проте практично завжди термообробка на максимальну твердість і зносостійкість призводить до різкого зниження в'язкості і трещиностойкості і, у зв'язку з цим, до передчасного виходу з ладу інструменту унаслідок крихких руйнувань.

Підвищення експлуатаційних властивостей інструментальних матеріалів можливо також при використанні способів поверхневого зміцнення — індукційного гарту, хіміко-термічної обробки, нанесення покриттів.

Якісно новий рівень експлуатаційних властивостей інструментальних матеріалів досягається при обробці висококонцентрованим джерелом нагріву (ВКІН) — плазмовим струменем.

Технологічний процес плазмового поверхневого зміцнення виробів в загальному випадку включає такі операції:

1) підготовка виробу до зміцнення: попередня об'ємна термічна обробка (гарт, відпустка), механічна обробка (шліфовка, заточування);

2) плазмове зміцнення;

3) контроль якості зміцнення (виміри твердості, механічні випробування, металографічні дослідження зразків - свідків);

4) остаточна термічна або механічна обробка.

Перспективність і економічна ефективність плазмового зміцнення інструменту пояснюється можливістю отримання вищих експлуатаційних властивостей (твердості, теплостійкості, трещиностойкості) швидкорізальних сталей порівняно з об'ємною термічною обробкою і іншими методами поверхневого зміцнення. При цьому плазмове зміцнення ефективно як для інструменту, що працює при відносно низьких швидкостях різання (мітчики, плашки, розгортки, долбяки, прошивки, протяжки тощо), коли потрібний, перш за все, висока зносостійкість, так і для інструменту, що працює при високих швидкостях різання (токарні відрізні і фасонні різці, дискові і кінцеві фрези), для якого необхідна висока теплостійкість і тріщиностійкість.

При плазмовій обробці інструменту уподовж ріжучої кромки за рахунок краєвого ефекту завдяки наявності адіабатичної межі зміцненню завжди піддаються обидві робочі поверхні — і передня, і задня. Інструмент краще сприймає зусилля різання і може піддаватися значно більшій кількості переточувань до повторного зміцнення.

Окрім підвищення стійкості ріжучого інструменту, плазмова обробка сприятливо впливає і на ряд якісних і економічних показників механічної обробки:

а) стандартний інструмент з швидкорізальної сталі при експлуатаційному зносі разупрочняєтся на глибину до 1 мм від краю лунки зносу, що вимагає видалення значних об'ємів металу при переточуваннях. Завдяки вищій теплостійкості швидкорізальної сталі в зоні плазмового гарту глибина разупрочненной зони після експлуатаційного зносу різців не перевищує 0,2 мм;

б) за даними промислових підприємств, до 30...40 % інструменту передчасно виходять з ладу через мікро- і макроруйнування: відколів, вифарбовувань, поломок. Плазмове зміцнення сприяє підвищенню тріщиностійкості швидкорізальної сталі. При виконанні комплексного зміцнення за режимами, що включають фінішну об'ємну відпустку, випадки руйнування зміцненого інструменту практично не спостерігаються;

в) метал зміцненої зони з високодисперсною структурою і високою в'язкістю руйнування не схильний до утворення шліфувальних тріщин і разупрочненію при заточуванні і перешліфовуванні, що дозволяє понизити припуски на шліфовку і тим самим збільшити економію швидкорізальної сталі;

г) при механічній обробці м'яких пластичних металів зміцненим інструментом в значно меншій мірі має місце ефект налипання оброблюваного матеріалу на робочі поверхні інструменту (освіта т.з. наросту).

Плазмове поверхневе зміцнення ефективно для підвищення властивостей не тільки інструментальних сталей, а і спечених твердих сплавів.

В цілому, підвищення експлуатаційних властивостей швидкорізальних сталей і спечених твердих сплавів і якісних показників процесу різання сприяють також підвищенню стабільності стійкості зміцненого інструменту. Так, базова стійкість різців за даними промислових підприємств звичайно коливається в межах Ѐ50%, що пов'язано з відхиленнями від стандартних режимів об'ємної термообробки інструменту, порушеннями вимог до заточування, неправильним вибором режимів різання, незадовільним станом верстатного парку. Застосування плазмового зміцнення дозволяє понизити розкид показників стійкості інструменту до меж Ѐ20%.

Як показали проведені дослідження теплових процесів, фазових і структурних перетворень, експлуатаційних властивостей сталей і сплавів (твердості, трещиностойкості, зносостійкості, теплостійкості), спосіб плазмового поверхневого зміцнення має ряд переваг в порівнянні з відомими методами:

- можливість отримання на поверхні виробу зміцненого шару завглибшки до 5 мм при одноразовій або багатократній обробці, як без оплавлення поверхні, так і з оплавленням, що значно перевершує такі способи, як лазерне і електронно-променеве зміцнення, хіміко-термічну обробку, осадження покриттів вакуумними і іонними методами;

- можливість отримання в зміцненому шарі швидкості охолоджування близько 105 ЀС/с і високодисперсних гартівних структур з твердістю до HV 1100 на сталях і чавунах і до HV 1700 на спечених твердих сплавах, що знаходиться на рівні, що досягається при лазерному і електронно-променевому зміцненні і значно перевершує такі способи, як гарт струмами високої частоти, об'ємний пічний гарт;

- підвищення зносостійкості зміцнених матеріалів в 1,5.5 разів залежить від їх хімічного складу, умов тертя і технології обробки;

- можливість використання в комплексі з об'ємним гартом або відновним наплавленням при практично будь-якому поєднанні операцій;

- можливість регулювання в широких межах трещиностойкості зміцнених виробів при різних технологічних варіантах зміцнення, а також при використанні спільно з попереднім наплавленням або пічною термічною обробкою;

- можливість локального зміцнення ділянок робочої поверхні виробів, що найбільш зношуються;

- збереження необхідної шорсткості робочої поверхні при зміцненні без оплавлення; високі економічні показники завдяки низькій вартості, простоті і доступності устаткування, високої продуктивності процесу;

- можливість заміни дорогих інструментальних матеріалів на менш леговані і дефіцитні;

- висока культура виробництва, можливість автоматизації процесу обробки.

Фотохімічні процеси

Фотохімічні процеси відбуваються під дією світло або спричиняються ним. Типи фотохімічних реакцй:

1. Процеси,які поглинаючи світло протикають самостійно.

2. Процеси для яких потрібно підводити світову енергію

3. Фотокаталітичні протікають в природі

Світло поглинає каталізатор і прискорюють процес.

Лазерні процеси

У 1960 році був створений перший лазер чи квантовий генератор (Басов і Прохоров) Властивості лазера:

- Монохроматичний(одноколірний)

- Розповсюджується паралельним пучком

- Він несе з собою велику енергію

За допомогою спеціальних оптичних пристроїв лазерний промінь фокусує на поверхні. В місті його дії температура в декілька тисяч градусів і великий тиск. Концентрація на стільки висока що відбуваєжться миттєве расповсюдження і випаровується матеріал. Механічна дія відсутня, що дає можливість обробляти дуже малі і тонкі вироби, крихкі матеріали скло, каміння в одночас лазери обробляють кераміку, пластмасу, гуму, тверді сплави. Застосовується в медицині, біології, телебаченні, виробництві.

Ультразвукові процеси

Ультразвук використовується в гідроакустиці медицині, очищення від забруднень, дрібних деталей складної конфігурації. При обслуговуванні ультразвукової апаратури потрібно дотримувати всі правила техніки безпеки.

Використання засобів безпеки:

- Індивідуальні засоби захисту

- Герметизація обладнення

- Автоматизація процесів

- Дистанційне керування процесом

Обробляють: пластмас, полімерні плівки, синтетичні тканини, крихкі деталі (скло). Використовують в біології, в медицині, для мікромасажу тканин.

39. Сплави - макроскопічні однорідні системи, що складаються з двох або більше металів (рідше – металів і неметалів) з характерними металічними властивостями. Багато сплавів (напр., бронза, сталь, чавун) були відомі в далекій давнині й уже тоді мали велике практичне застосування. Техн. значення металевих сплавів пояснюється тим, що багато їх властивостей (міцність, твердість, електричний опір) набагато вище, ніж у чистих металів, які входять до їх складу.

Властивості

Фізичні властивостіметалів проявляються при дії фізичних явищ, які діючи на метал, не змінюють його складу. Наприклад, при нагріванні метал розплавляється, але його склад залишається попереднім.

Густина (solidity, strength) – величина, яка дорівнює відношенню маси металу до займаного ним об’єму. Наприклад, густина заліза дорівнює 7800 кг/м3, алюмінію 2700 кг/м3, свинцю 11300 кг/м3.

Кольором називається здатність металів відбивати світлові промені, що на них попадають. Промені світла, відбиті від різних металів, діють на органи зору по-різному, що створює відчуття того чи іншого кольору. Наприклад, мідь має рожево-червоний колір, алюміній – білий.

Теплопровідністю (heat/thermalconductivity) називають здатність металів проводити тепло. Чим більша теплопровідність, тим швидше тепло поширюється по металу при його нагріванні і віддається ним при охолодженні. Високу теплопровідність мають мідь та алюміній. Залізо, сталь, чавун проводять тепло в 4-6 разів гірше, ніж мідь.

Теплоємність (thermal/heatcapacity) визначає кількість тепла, необхідного для нагрівання металу на 10. Низьку теплоємність мають платина і свинець. Теплоємність сталі і чавуну майже в 4 рази вище теплоємності свинцю.

Плавлення (melting) – це процес переходу металу з твердого стану в рідкий. Метали із високою температурою плавлення вважають тугоплавкими (вольфрам, хром, платина), а метали з низькою температурою плавлення належать до легкоплавких (олово, свинець). Наприклад, температура плавлення заліза-15390, міді-1083, олова-2319, вуглецевої сталі - 1420-1520 0С.

Теплове (термічне) розширення означає здатність металу, що нагрівається, збільшувати свої розміри.

Електропровідністю називають здатність металу проводити електричний струм. Хорошими провідниками струму є срібло, мідь, алюміній. Деякі метали і сплави (ніхром) чинять електричному струму великий опір.

Б) Хімічні властивості.Це – здатність металів і сплавів взаємодіяти з навколишнім середовищем, вступати в хімічні сполучення, розчинятися, кородувати, чинити опір дії агресивних середовищ. Найбільш важливі з них – це окислення на повітрі, кислотостійкість, лугостійкість, жароміцність.

В) Механічні властивості пов’язані з поняттям про навантаження, деформацію та напруження. Від механічних властивостей металу залежить його поведінка при деформації і руйнуванні під дією зовнішніх сил конструкцій чи деталей. Цим властивостям буде детально розглянуто далі, бо саме їм приділена основна увага в цьому розділі.

Міцність (durability) – це властивість металів, не руйнуючись, чинити опір дії прикладених зовнішніх сил. Міцність металів характеризується умовною величиною – межею міцності. Межею міцності є навантаження , яке прикладене до зразка в момент розриву, віднесене до площі поперечного перерізу зразка:

- cтиснення

- розтяг

- кручення

- зріз

- вигин

Пружність (resilience) - здатність металів змінювати свою форму під дією зовнішніх сил і відновлювати її після припинення дії цих сил; Відношення навантаження, при якому зразок починає мати залишкові подовження, до площини його поперечного перерізу називається межею пружності. Наприклад, межа пружності сталі до 300; міді 25;свинцю 2,5МПа.

Пластичність (plasticity) - здатність металів, не руйнуючись, змінювати під дією зовнішніх сил свою форму, після припинення дії сил. Сталь у значній мірі пластична, а при нагріванні її пластичність зростає. Цю властивість використовують при одержанні виробів шляхом прокату та кування.

Втомлюваність (tiredness) – зміна механічних і фізичних властивостей матеріалів під дією сил, циклічно змінюються під час напружень та деформацій. В умовах дії таких навантажень в працюючих деталях утворюються і розвиваються тріщини, які приводять до повного руйнування деталей. Подібні руйнування небезпечні тим, що можуть проходити під дією напруг значно менших границь міцності і текучості.

Крихкість (fragile) – властивість металу руйнуватись відразу після дії прикладених до нього сил, не показуючи жодних ознак деформації (чавун).

Твердість (hardness) – здатність металу чинити опір вдавленню в нього іншого, більш твердого матеріалу. Чавун і сталь мають високу твердість, свинець – низьку. Для перевірки твердості металів існує три методи випробування, названих за іменами їх винахідників - Бринеля, Роквелла, Віккерса:

- випробування за способом Бринеля полягає в тому, що в поверхню зразка металу, під певним навантаженням, вдавлюють сталеву загартовану кульку діаметром 2,5; 5,0; 10 мм. Після вдавлювання зразка на поверхні лишається відбиток кульки. За допомогою спеціального мікроскопа вимірюється діаметр відбитка, а відтак визначається число твердості НВ: відношення прикладеного до кульки навантаження до площини поверхні відбитка називається числом твердості за Бринелем НВ. Числа твердості за Бринелем НВ для вуглецевої сталі – 1300-2800, міді – 300. свинець – 30-80 МПа,

- випробування зразка за способом Роквела (HR) полягає у тому, що за допомогою преса в поверхню зразка вдавлюють алмазний конус з кутом при вершині 1200. Твердість визначається глибиною вдавлення конуса,

- випробування за способом Віккерса (HV) застосовують для вимірювання твердості на невеликих ділянках термічно оброблених металів. В зразок металу за допомогою пресса вдавлюють правильну чотиригранну алмазну піраміду з кутом при вершині 1360.

Ударна в’язкість – здатність металів не руйнуватись при дії на них ударних навантажень. Ударна в’язкість визначається за допомогою маятникового копра. Зразок стандартної форми встановлюють в опорах і руйнують падаючим з висоти вантажем.

Г)Технологічні властивості визначають здатність металів отримувати ту чи іншу обробку. До технологічних властивостей металів належать: обробка різанням, ковкість, рідкотекучість, усадка, зварюваність.

Ковкістю (malleable) називається здатність металів, не руйнуючись, приймати потрібну форму під дією зовнішніх сил. Сталь у нагрітому стані має хорошу ковкість.

Рідко текучістю (seldom-fluidity) називається здатність розплавлених металів заповнювати ливарні форми. Високу рідкотекучість має сірий чавун, низьку – мідь.

Усадкою (shrinkage) називається здатність розплавлених металів зменшувати свій об’єм при охолодженні. Ця властивість має значення в ливарній справі. Моделі виливків виготовляють з урахуванням усадки, тобто більших розмірів ніж розміри виливка. Крім того, усадка призводить до утворення тріщин у виливках. Найменшу усадку мають сірий чавун, цинкові і алюмінієві сплави.

Обробка різанням – це здатність металів піддаватися дії різальних інструментів. Зважаючи на меншу твердість, деякі кольорові метали легше обробляти різанням, ніж чорні

Зварюваністю називається здатність металів міцно з’єднуватися шляхом розплавлення місця з’єднання. Добре зварюються сталі з низьким вмістом вуглецю. Чавун і сплави кольорових металів зварюються значно складніше.

1 234 5 6