SEMINARSKI_materijali u transportu

Embed Size (px)

DESCRIPTION

materijali i robe u transportu, metali, nemetali, drvo, plastika

Citation preview

SADRAJ

SADRAJ11.UVOD22.NEMETALI32.1. Drvo32.2.Vlakna i tkanine82.3. Polimerni materijali plastine mase i elastomeri92.4. Gumeni materijali elastomeri143. ELEKTROTEHNIKI MATERIJALI U PROMETNIM SREDSTVIMA174. MATERIJALI ZA SPAJANJE184.1. Spajanje s metalima i nemetalima184 .1. 1. Lemljenje184.1.2. Zavarivanje204.1.3. Konstrukcijska ljepila215.Zakljuak25

1.UVODZanimanje ovjeka za saobraaj raste kroz njegov cijeli historijski razvoj. Razvoj transportnih sredstava uzrokovao je razvoj privrede, emu prethodi razvoj tehnologije dobivanja i poznavanja materijala. Zbog toga, poznavanje primjenskih svojstava materijala, ugraenih u transportna sredstva na vodi, zemlji, zraku ili u svemiru, za osoblje tokom eksploatacije ima veliko znaenje. Iskustvo je pokazalo da nepoznavanje materijala ugraenih u transportna sredstva moe imati nenadoknadive posljedice, kao to su materijalne tete i sigurnost transporta. Izvanredan razvoj transportne tehnike posljedica je naglog razvoja tehnologije i proizvodnje materijala, od kojeg se s pravom oekuje u budunosti jo i vie u poboljanju tehnologije. Njihova mehanika, fizika i hemijska svojstva moraju zadovoljavati sve tee uvjete eksploatacije transportnih sredstava pa i svemirskih letjelica. Nekada su osnovni materijali za izgradnju transportnih sredstava i zrakoplova bili tekstil i drvo. Tek nakon 1927. g. u zrakoplovnim konstrukcijama poeo se primjenjivati aluminij, da bi nakon 1960. g. dolo do masovne primjene plastinih masa. U posljednjim godinama radi se mnogo na kompozitnim materijalima proizvedenim od plastinih masa i ugljinih vlakana. One bi trebale smanjiti primjenu kovina u transportnim sredstvima, zrakoplovnim i satelitskim konstrukcijama. Zato emo mi u ovom seminarskom radu obraditi i pojasniti osnovne elemente kvaliteta nemetalnih materijala, podjelu i njihove osnovne osobine, kao i osobine materijala za spajanje i elektrotehnikih materijala.

2.NEMETALI2.1. Drvo

Drvo, kao prvi konstrukcijski materijal nije i nee izgubiti na znaenju. Drvo je jednostavan, lako pristupaan, jeftin i lako obradiv, a osim toga i pouzdan materijal. Kao konstrukcijski materijal mora imati odgovarajua svojstva kako bi moglo biti uporabljeno u izgradnji transportnih sredstava. Tako se primjerice, zrakoplovno drvo koristi u izradi krila, trupa, elisa, oplata i ostalih dijelova na zrakoplovu ili jedrilici.Poznato je da je prvo transportno sredstvo sagraeno od drveta i platna. U prvom svjetskom ratu zrakoplovno drvo bilo je najvaniji konstrukcijski materijal u izradi letjelica. Razvojem tehnologije metala i plastinih masa, u izradi transportnih sredstava drvo je bilo postepeno potiskivano. I pored toga, u izradi sportskih jedrilica drvo i danas zauzima glavno mjesto kao konstrukcijski materijal. U drugom svjetskom ratu ameriko vojno zrakoplovstvo imalo je 30% zrakoplova izraenih od drveta, a u SSSR postotak drveta iznosio je ak 80% pri izradi zrakoplova.U izradi prometnih sredstava najvie se koristi tzv. "meko drvo". Tu pripadaju smra, omorika te vie vrsta jela. Meko drvo mora se odlikovati istom strukturom godova i dobrim mehanikim svojstvima. U nas se najvie koristi smra poznata pod imenom "rezonanc-smra". U svijetu i SAD koriste ameriku vrstu jele koja je poznata pod trgovakim imenom "sprus". Koristi se i "tvrdo drvo". Tu pripadaju bor, jasen, hrast, orah, bukva i javor. Od tvrdog drveta rade se, uz ostalo, vagoni, pa ak i elise.Drvo namijenjeno za proizvodnju transportnih sredstava mora biti paljivo odabrano, razvrstano i propisno isueno. Sadraj vlage mora biti u granicama izmeu 10 i 15%.Najvanije drvo koje se koristi za izradu drvenih dijelova saobraajnih sredstava su jasen, smreka, bor, orah, lipa i breza.Jasen uspijeva u podruju dinarskog sistema. Jasenovo drvo je bijele boje, teko i otporno na savijanje i udare. Ima vrstou na savijanje 120 MPa, a srednju vrstou 70 MPa.Brijest uspijeva na cijelom teritoriju nae zemlje. To je listopadno drvo i obraeno je tamnosmee do ute boje. Veoma je ilavo i otporno na savijanje i isteue sile. Koristi se za izradu laminiranih dijelova koji su veoma otporni na djelovanje sila.Bor je tvrdo drvo koje uspijeva u podruju Dinarskoga gorja pa sve do Rodopa. Borovo drvo je ute do crvenkaste boje. Postoji crni i bijeli bor. Lako se obrauje i manje je podloan deformacijama pri suenju.Smreka je ukastobijele boje. Drvo smreke je lako i meko, vrlo elastino i jako savitljivo. U vodi i na suhom je trajno, a vrlo brzo propada ako je izloeno promjenama. Koristi se u transportnoj tehnici, posebno u izradbi jedrilica.Lipa moe biti crna i bijela. Drvo je bijele boje. Lipa je meko drvo, male specifine mase, ravnomjerne grae, lako se obrauje i osrednjih je mehanikih svojstava. Koristi se za izradu rebara i oplata jedrilica.Breza je bjeliasto drvo. Postoji velik broj vrsta breza. Otpornost na savijanje u breze je vie od 100 MPa. Zbog toga se koristila za izradu elisa.Orah je drvo crvenkastoute ili ute boje. Postoji bijeli i crni orah. Ima finu i gustu strukturu vlakana. Koristi se za izradu elisa, a osobito u izradi dekorativnog furnira.Piljeno drvo koristilo se, a i danas se koristi, u jedriliarstvu za izradu drvenih rebara koja ine kostur krila, te u izradbi vagona, koljke kamiona itd. Svako se drvo sastoji od tri dijela: korijena, stabla i kronje. Korijen drveta slui za usisavanje vode ali istodobno i mineralnih tvari. Stablo slui za provoenje usisanih tvari do kronje, za deponiranje rezervne hrane koja se proizvede u listu. Kronja je graena od grana, lia ili iglica. Uz pomo suneve energije iz zraka lie i iglice uzimaju ugljini dioksid koji procesom asimilacije s otopljenim mineralnim tvarima prevedu u ugljikohidrate celulozu. Prema prirodi, drvee moe biti podijeljeno na: zimzeleno (etinare) i listopadno (liare).Drvo po prirodi nije homogeno graeno. Sastoji se od sri, jezgre, bjelike, kambija i kore, kao to je pokazano na slici.

Slika 1.a. Presjek stabla Slika 1.b. Stanica drveta

iva elija drveta sastoji se od celulozne opne, protoplazme sa elijskim sokom i jezgre elije, kao to je pokazano na slici.Drvena masa je dio izmeu kambija i sri. to je drvena masa blie sri, to je starija, to se vidi po drvenim prstenovima, odnosno godovima. U drvenu masu ubrajaju se bjelika i jezgra. U konstrukcijama vagona i zrakoplova koristi se jezgra drveta. Bjelika i jezgra drveta sastoje se od traheja (listopadno drvo) i traheida (etinare) koje su uzdune cjevice. One slue za provoenje sokova od korijena do lista. Srnim zracima hrana putuje do kambija.Svojstva drveta, glede njihove primjene, mogu biti: estetska, fizika, mehanika i fiziko-hemijska.Estetska svojstva drveta opaaju se ulima, a tu pripadaju boja, tekstura, miris, sjaj i finoa. Fizikalna svojstva drveta velikim dijelom utjeu i na mehanika svojstva. Od fizikih svojstava vano je spomenuti specifinu masu, vlanost i svojstvo nabiranja, tj. deformacije drveta.Specifina masa drveta vrlo je vana pri odabiranju i izradi transportnih sredstava. Ovisi o vlanosti drveta, a varira u jedne te iste vrste drveta. Specifina masa ovisi i o starosti drveta, podneblju i mnogim drugim iniocima. Specifina masa odreuje se prema jednaini:

gdje je:Gw teina pri odreenoj vlanosti drvetaVw volumen drveta s istom vlanouDa se lake usporeuju specifine mase, dogovoreno je da se ona izraava pri vlanosti od 15%.Vlanost drveta ovisi o sadraju voe i sokova u svjee usjeenom drvetu. Apsolutna vlanost drveta odreuje se suenjem uzorka na 378 K u vremenu od 48 sati. Vlanost se izraunvaa po jednaini:

gdje je:Gw teina ispitivanja uzorakaG0 teina ispitivanja uzoraka nakon suenja od konstantne teineSuenjem se mijenjaju dimenzije drveta te dolazi do bubrenja ako se radi upijanju vlage ili deformacija ako se radi o gubljenju vlage. Deformacije daske suenjem pokazane su na slici.Mehanika svojstva drveta uvjetovana su vlaknastom strukturom drveta to ga ini nehomogenim materijalom. Zbog toga drvo nema ista mehanika svojstva u svim smjerovima, kao to je to u nekih drugih materijala. Kod drveta razlikujemo tri veliine mehanikih svojstava s obzirom na njegovu grau.

Slika 2.a. Deformacija daske suenjem Slika 2.b. Mehanika svojstva daske

mehanika svijstva u pravcu vlakana (1), mehanika svojstva u radijalnom pravcu (2), mehanika svojstva u tangencijalnom pravcu (3).Zrakoplovno drvo prije uporabe ispituje se na: vrstou na pritisak, vrstou na vlak, istezanje, vrstou na savijanje, dinamiku vrstou i tvrdou, modul elastinosti.

Uvjeti za drvo transportnih sredstava kod nas su:vrstoa na pritisak odreena na uzorcima dimenzija 24 x 24 x 24 mm s 12% vlage smrekovoga piljenog drveta i omorike je 42, borovine 45 i jasena 50 MPa.vrstoa na savijanje odreena na uzorcima 20 x 20 x 320 mm treba iznositi kod smreke i omorike 55, u bora 60 i u jasena 70 MPa.vrstoa na vlak kod smreke i omorike treba iznositi 70, u bora 80 i u jasena 85 MPa.Piljeno drvo u obliku dasaka, gredica i greda, osueno u prirodnim uvjetima, koristi se za izradu remenjaa, rebara i okvira u zrakoplovima i jedrilicama te u ostalim transportnim sredstvima. Za to se koriste piljena smreka, jela i omorika. Piljena grada jasena koristi se za izradu onih dijelova koji su izvrgnuti velikom optereenju.Piljeno drvo kao konstrukcijski materijal ima dobra sljedea svojstva: mala specifina masa (gustoa), laka i jeftina obrada, lako i jeftino odravanje i popravak, visoka otpornost na zamor i dostupnost i niska nabavna cijena.Piljeno drvo kao konstrukcijski materijal ima ove nedostatke: nedostatna homogenost (vorovi, irina goda), niska otpornost na smicanje, higroskopnost, organski nedostaci (pukotine, crvotoina, vorovi, godovi, itd.).Da bi se otklonili konstrukcijski nedostaci piljenog drveta, radi poboljanja mehanikih i ostalih svojstava, poelo se s mehanikim oplemenjivanjem drveta (ukrtanje laminata).Najvei nedostatak drveta kao konstrukcijskog materijala je podlonost truljenju, pa drvo i njegove preraevine ne traju dugo. Truljenje drveta izazivaju gljivice i plijesni. Osim toga, drvo oteuju insekti i crvi. Ti i slini nedostaci otklanjaju se impregniranjem, tj. konzerviranjem drveta te njegovim uvanjem od propadanja u eksploataciji. Razvoj gljiva i plijesni pospjeuje vlaga, odreena povoljna temperatura i kisik iz zraka. Na transportnim sredstvima najlake trunu oni dijelovi gdje je strujanje zraka malo i gdje je mogue prikupljanje vlage. Gljive i plijesni lake napadaju bjeliku nego jezgru. To se lako moe prepoznati po promjeni boje na drvetu. Ako je to mjestimina pojava, na dijelu saobraajnog sredstva potrebno je odmah to mjesto premazati aseptikom pripravljenim od 0,5% dinitrofenola, a zatim prelakirati lakom koji sadri aseptik. U nedostatku 0,5% otopine dinitrofenola, koristi se i 10%-tna otopina formaldehida u alkoholu.Nakon pregleda impregnacija drveta obino se obavlja na zraku suivim uljima firnisima. Predmeti se premazu dva puta i ostave suiti na zraku 24 sata. Poslije suenja, drveni se dijelovi kitaju drvenim kitom (izravnavajue mase) koji se nanosi patlom ili pricom. Poslije suenja kita brusi se finim brusnim papirom, pastom za bruenje, a zatim pamunim krpama. Fino izbruena i polirana drvena povrina oisti se od praine i nanosi osnovna boja. Poslije suenja osnovne boje, boji se u jednom ili dva premaza. Bojenje drvenih dijelova obavlja se najee uljanim ili nitrobojama. Poslije suenja nanijete boje, obojene se povrine lakiraju. Premazivanjem drvenih dijelova treba obavljati u specijalno pripremljenim komorama opskrbljenim ureajima za bojenje i lakiranje, ventilacijom i prostorom za suenje. Prije bojenja ili lakiranja moraju prethodno biti otklonjene neistoa, praina od mehanike obrade te ostaci ljepila. Vanjske povrine moraju biti najpaljivije zatiene od propadanja nanoenjem zatitnih organskih premaza.

2.2.Vlakna i tkanineUpotreba tekstila u saobraajnim sredstvima i oblikovanju aerodinamikih povrina primijetno se smanjila pojavom mlaznih motora. Razvoj nauke, posebno u hemijskoj industriji, uzrokovao je to da su tekstili dobiveni od prirodnih sirovina zamijenjeni umjetnim tekstilnim vlaknima. Njihova je proizvodnja znatno jeftinija, a kvaliteta bolja i u neposrednom porastu.Tekstil i vlakna koriste se u unutarnjem ureenju vozila, za presvlake sjedala, zatim za izradu guma, kao izolacijski materijal, a u manjim zrakoplovima tkanine se koriste za pokrivanje krila, repnih povrina i za oplatu pri obljepljivanju trupa, skija, elisa te za izradu amaca u hidrozrakoplovima. Koriste se i za izradu padobrana, padobranske uadi, pilotskih veza za sjedala, odijela, kompozitnih materijala itd.Za pokrivanje i obljepljivanje krila, trupa, komandnih povrina i repnih povrina najvie se koristilo platno od lanenih i pamunih vlakana; ona se danas zamjenjuju vrlo esto sintetinim hemijskim vlaknima, armiranim plastinim masama, koja se nazivaju jo kompozitni materijali. Ti materijali nadmauju metalne i drvene obloge zbog vrlo male specifine mase.Aerodinamike povrine od prirodnog platna nemaju dobru vrstou i otpornost prema vlazi te se natapaju aerolakovima ime se otklanjaju spomenuti nedostaci.Tehnologija proizvodnje tkanina sastoji se od procesa predenja niti od vlakna i tkanja tkanine od ispredenih niti. U prometnoj se tehnici koriste tkane i netkane tkanine.Tkane tkanine su nastale prepletanjem osnove i potke na razbojima. Postoji vrlo mnogo oblika prepletanja, a u prometne svrhe koristi se najjednostavniji nain.Netkane tkanine proizvedene su od raznih vlakana tehnologijom lijepljenja i preanja pod valjcima iji je poloaj vlakanaca neusmjeren. U novije se doba u proizvodnji kompozitnih tkanina netkani materijali uveliko primjenjuju. Posebno se koriste tkanine od staklene svile, ugljina i metalna vlakna.Kvaliteta tkanina utvrena je normom a mora zadovoljiti ova svojstva: mora imati normiziranu vrijednost na cijepanje u smjeru osnove i potke, razvlaenje (istezanje) pri cijepanju mora odgovarati normi, mora imati odreenu gustou prepletanja u osnovi i potki i mora imati odreenu teinu povrine od 1 m2.

Slika 3.a. Tkane tkanine Slika 3.b. Netkane tkanine

2.3. Polimerni materijali plastine mase i elastomeri

Plastine mase visokomolekularni su spojevi nastali sintetski ili obradom prirodnih spojeva, koji u odreenoj fazi proizvodnje pokazuju svojstvo plastinosti.Plastine mase dijele se prema sirovinskoj osnovi i hemijskim procesima koji se obavljaju tokom njihove proizvodnje, kao i prema njihovu ponaanju na povienim temperaturama.

Prema sirovinskoj osnovi i hemijskim procesima plastine mase mogu biti:1. na osnovi celuloznih estera i etera,2. na osnovi proizvoda kondenzacije: fenoplasti, aminoplasti, nezasiene, poliesterne smole, poliamidi i alkidne smole,3. na osnovi produkata polimerizacije: poliolefini, polivinili, polistireri, poliakrilati i njihovi kopolimeri,4. na osnovi biljnih i ivotinjskih bjelanevina i5. nastale iz oksidacijskih produkata glicerida nezasienih karbonskih kiselina Prema svojstvima plastinih masa pri povienim temperaturama dijele se na: termoplastine mase ili termoplaste, koji pri povienoj temperaturi omekavaju, a hlaenjem ponovno otvrdnjuju. Taj se proces moe ponoviti vie puta a da se fizikalna i kemijska svojstva plastinih masa bitno ne mijenjaju, termoaktivne plastine mase ili duroplasti koji se zagrijavanjem hemijski mijenjaju u ireverzibilnom smislu. Postaju netopive i netaljive.

Slika 4. Podjela polimernih materijalaOsnovna svojstva plastinih masa ovise o molekularnoj strukturi, molekularnoj masi, te aditivima koji se dodaju, kao to su punila, omekivai, boje i antioksidansi.Prema strukturi, plastine mase se dijele na: linearne polimere, razgranate polimere i umreene.Linearni polimeri su nitaste makromolekule koje mogu biti opruene ili klupaste. Tu pripadaju nylon, polipropilen i poliesteri. Linearne makromolekule mogu biti u amorfnom stanju (a), djelomino kristalnom (b) ili u orijentiranom stanju (c), kao to je pokazano na slici.Razgranate makromolekule sastoje se od lanaca koji na odreenim udaljenostima imaju ogranke istoga hemijskog sastava kao i glavni lanac. Amorfni su, jer se vrlo teko slau u kristale. Tu pripadaju visokotlani polietilen i drugi makromolekularni spojevi. Razgranati polimer pokazan je na slici.

a) b) c)Slika 5. Oblici linearnih kristalnih polimera

Razgranati polimeri Umreeni polimeri

Umreeni polimeri sastoje se od lanaca meusobno povezanih u dvodimenzionalne ili trodimenzionalne mree.Prerada plastinih masa uvjetovana je hemijskom graom. Kada se radi o termoplastima, mogua je toplinska i mehanika prerada. U termodura mogua je samo mehanika prerada. Termoplasti se najee prerauju eksirudiranjem i injekcijskim presanjem, lijevanjem, a termoduri presanjem, pricanjem i lijevanjem. Da se usmjere svojstva plastine mase prema zahtjevima krajnjega proizvoda, plastinoj se masi radi poboljavanja mehanikih i ostalih svojstava dodaju aditivi.Omekivai omekavaju i poveavaju plastina svojstva. U razliitih plastinih masa razliiti su i omekivai. Dosta se koriste esteri, organske kiseline i sl.Antioksidansi ili stabilizatori spreavaju starenje i stabiliziraju plastine mase. Kao termiki stabilizator koriste se organometalni spojevi kositra i olova.Boje za plastine mase su vrlo esto pigmenti koji mogu biti organskog ili anorganskog porijekla. Svrha im je davanje eljene boje plastinom materijalu i poboljanje drugih svojstava.Punila imaju zadau da poveaju mehanika svojstva plastinih masa. Oni diktiraju i fizika, hemijska i mehanika svojstva, te tehnologiju obrade. Punila mogu biti u obliku praha, vlakana ili tkanina. Kao punilo esto se koristi mikronizirana kreda, staklena vlakna, azbestna vlakna ili njihove tkanine. U prometnim sredstvima, svemirskoj i drugoj tehnici koja zadovoljava svakodnevne potrebe plastine se mase sve vie primjenjuju. Sedam puta su lake od elika. Proizvodnja plastinih masa u svijetu je 1995. godine iznosila oko 100 kg po stanovniku, da bi danas proizvodnja plastinih masa prela 400 kg po stanovniku.Termoplasti kao materijali za gradnju prometnih sredstava primjenjuju se u odreenim uvjetima jer ne zadovoljavaju sve uvjete rada. Termoplasti su materijali koji mogu zamijeniti mnoge metale i materijale ija radna temperatura ne prelazi 420K. Njihova je primjena korisna i ekonomina: za elemente koji preuzimaju udarna optereenja, za elemente izvrgnute suhom trenju, tamo gdje je potrebna velika otpornost na habanje, za elemente izvrgnute koroziji i agresivnim medijima.Prema tomu, primjena termoplasta uvjetovana je svojstvima termoplasta i radnim uvjetima. Termoplasti imaju izrazito dobra svojstva otpornosti na habanje, klizna svojstva i otpornost na koroziju, te rad u podruju suhog trenja i udarnih optereenja, to je upravo nedostajalo u materijala koji su se do tada koristili u tu svrhu.Nedostaci termoplasta su: dvjesta puta loija vodljivost topline nego u niskougljinih elika, visoki koeficijent linearnog istezanja koji je oko sedam puta vei nego u nelegiranih elika, veina termoplasta je higroskopna.Duroplasti su termostabilne plastine mase. Zagrijavanjem pri presanju na temperaturi oko 440 K one postaju meke i plastine pa zatim vrlo brzo otvrdnjuju. Iz toga otvrdnutog stanja one se vie ne mogu omekati, zapaliti ili otopiti u kojem otapalu. Otvrdnjavanje se moe izvesti i na hladno dodavanjem otvrdnjivaa (katalizatora). Prije otvrdnjavanja duroplasti su topivi u gotovo svim organskim otapalima te takvi slue za proizvodnju boja i lakova na osnovi tih smola.Duroplasti mogu biti prirodni modificirani materijali na osnovi kazeina ili sintetine mase dobivene polikondenzacijom (fenoplasti, aminoplasti, silikoni i alkidne smole), polimerizacijom (umreeni poliester) i poliadicijom (epoksidi i umreem poliuretani).Plastine mase od bjelanevina najee se dobivaju iz kazeina pripravljenog iz mlijeka. Kazein se dobije taloenjem iz mlijeka zakiseljavanjem. Otapa se u amonijaku. ilavom tijestu od kazeina dodaju se punila, boje i plastifikatori. Oblikovani predmeti od kazeina izlau se parama 5%-tnog formaldehida pod ijim utjecajem ovrsnu. Takve se plastine mase nazivaju galalit. Slue za izradbu galanterijskih predmeta, draa, pribora za pisanje, logaritmara, dugmadi itd.Obrada plastinih materijala ovisi o prirodi plastine mase, a moe biti presanje pod pritiskom, valjanje u folije, ploe ili trake, izvlaenje, kairanje, nomogeniziranje i mehanika obrada, kao to je pokazano u tablici. Plastini materijali daju se osim toga lijepiti, zavarivati, sinterirati i prskati s pomou plamena.Tabela: Obrada plastinih masa

T = termoplasti, D = duroplasti

2.4. Gumeni materijali elastomeri Elementi od gume imaju veliko znaenje u savremenoj industriji saobraajnih sredstava. Zbog dobre elastinosti i gipkosti guma je postala nezamjenljiv materijal u proizvodnji mnogih dijelova automobila, kamiona, zrakoplova, mnogih strojeva i opreme. Guma bez kidanja moe se razvui od pet do deset puta, i kad prestanu djelovati sile, poprima svoj prvotni oblik. Zbog toga se koristi u saobraajnim sredstvima gdje je potrebno ublaiti vibracije i udarce, guma je osnovni materijal za izradbu pneumatika na automobilima i svim vrstama letjelica, crijeva, umetaka i za izolaciju elektrinih vodia jer je dobar izolator.Glavna sirovina u industriji gume je prirodni i sintetini kauuk. Prirodni se kauuk dobiva iz mlijenog soka kauukovca, drveta Hevea brasiliensis koje raste u tropskim krajevima. Zasijecanjem drveta istjee mlijeni sok lateks koji se skuplja u posude i razblauje vodom, procijedi i koagulira na vie naina, od kojih je najvie u uporabi zakiseljavanje, te dimljenje, koje se u novije vrijeme manje koristi. Najboljom vrstom kauuka smatra se tzv. parakauuk koji se dobije iz divljega neplantairanog drveta to raste na obalama rijeke Amazone i njenih pritoka. U biljke koje sadre kauuk pripadaju i krimski maslaak koji sadri velike koliine lateksa. To su "tau-sagiz" i "kok-sagiz" koji uspijevaju u podruju Kazahstana.Lateks se sastoji od 30-40% kauuka, a ostalo je voda s bjelanevinama, smolama, mineralnim tvarima, eerima, itd.Prirodni kauuk je elastian izmeu 270 i 320 K. Topiv je u gotovo svim organskim otapalima. Najvei svjetski proizvoai prirodnoga kauuka su Malaja, Indonezija, Cejlon, Filipini i neke tropske zemlje.Koagulirani prirodni kauuk proputa se izmeu valjaka i razvija u folije koje se namataju i sue pri 320 K. Takav prirodni kauuk u trgovini se nalazi pod nazivom crepe-kauuk. Ako se ponovno dimi, naziva se smoke sheats (smouk-dits).Zbog nedostatka prirodnoga kauuka, danas se proizvode sintetini kauuci kojih ima veliki broj.

Slika 6. Procesi prerade kauuka i raznih gumenih proizvodaPreradom prirodnog ili sintetinoga kauuka dodavanjem punila, sumpora, omekivaa, boja i dr. dobije se guma otporna na visoke temperature, habanje i starenje. Prirodni i sintetini kauuk umreava se djelovanjem sumpora i postaje elastian u veem temperaturnom podruju, postaje otporan na kidanje, netopiv u organskim otapalima i postojaniji na zraku. Umreavanje kauuka i sumpora, naziva se vulkanizacija, a dobiveni proizvod guma.U proizvodnji gume tehnologija se moe podijeliti u dvije faze: priprema kauuka i ostalih sirovina i vulkanizacija.Mnogobrojni proizvodi od prirodnog ili sintetinoga kauuka koriste se za potrebe saobraajnih sredstava. Proizvodnja se izvodi oblikovanjem metodama frikcioniranja, kalandriranja, valjanja, istiskivanja ili premazivanja.Frikcioniranje je postupak utiskivanja gume poluproizvoda u proplet tkanine na presama. Na taj nain proizvode se zrakoplovne gume, pokazane na stajnom organu i u presjeku.Kalandriranjem se proizvode elektrotehniki gumirani proizvodi i lekstilije presvuene gumenim slojem.Istiskivanjem se proizvode razni gumeni profili i elementi, npr. gumeni zaptivai, gumene manete i sl.Balon-gume imaju zadau da amortiziraju, ublaavaju i odbijaju potrese i udarce to nastaju pri kretanju saobraajnog sredstva. Sastoje se od unutarnje gume koja je spremnik za zbijeni zrak i vanjske gume koja sluzi kao vrsta obloga za zatitu od mehanikih oteenja. Unutarnja guma izrauje se od elastine gume s otporom na kidanje oko 17 MPa i najmanjim rastezanjem pri kidanju od 600%. Unutarnje gume za potrebe prometnih sredstava proizvode se na strojevima za brizganje gume. Pri uvanju moraju biti premazane talkom radi meusobnoga manjeg lijepljenja i usporenijeg starenja.Na vijek trajanja i kvalitetu gumenih proizvoda tetno utjee sunce, svjetlost, vlanost zraka i nagle promjene temperatura u skladitu. Skladita s gumenim dijelovima moraju biti ventilirana temperaturama od 280 do 290 K, a relativna vlanost oko 50%. Guma se uva u mraku ili zamraenim prostorijama. Dobro je prepraiti ih talkom, a balon-gume premazati glicerinom. I pored propisnog skladitenja, mehanika svojstva stajanjem slabe zbog razornog djelovanja kisika iz zraka. Stoga gumeni elementi koji su uskladiteni vie od pet godina ne pruaju potpuno jamstvo u eksploataciji.Propisima je tano precizirana ugradnja vanjskih i unutarnjih guma na vozilo u odnosu prema roku stajanja u skladitu ili na vozilu. KeramikeKeramike su materijali koje odlikuje visoka hemijska, temperaturna, i koroziona stabilnost u irokoj raznovrsnosti opasnog okruenja, to uz triboloka i mehanika svojstva predstavlja prednost u poreenju sa metalnim materijalima. Zbog svojih ionskih i kovalentnih veza, keramika je obino tvrda, krta, ima visoku temperaturu taljenja, nisku elektrinu i toplinske vodljivosti, dobru kemijsku i toplinsku stabilnost. Meutim, i pored navedenih prednosti, krtost, kao osnovna karakteristika keramike, jo uvijek limitira podruje aplikacije keramika. Keramike mogu biti jednostavni monofazni materijali ili sloeni materijali. Najei tip monofazne keramike su aluminij-oksid Al2O3 i magnezij-oksid MgO. Sloeni (viefazni) keramiki materijali su kordierit (magnezijev alumosilikat), forsterit (magnezijev silikat). Prema makrostrukturi postoje tri tipa keramike: kristalina sa staklenom matricom, kristalina (nekad se naziva holokristalna) i stakla.

3. ELEKTROTEHNIKI MATERIJALI U PROMETNIM SREDSTVIMA

Materijali koji se koriste za proizvodnju elektrotehnikih elemenata, strojeva i ureaja, a sudjeluju u elektromagnetskim zbivanjima i time omoguuju njegovu osnovnu funkciju nazivaju se elektrotehniki materijali.S obzirom na svojstvo elektrine vodljivosti, elektrotehniki materijali se dijele na:1. vodljive,2. poluvodljive,3. magnetne i4. izolacijske.Materijali s elektrinom vodljivou (specifina vodljivost) veom od 107 Sm su vodii. Poluvodii imaju vodljivost od 107 do 10-5 Sm, a ispod toga su izolatori. Ta se podjela vidi na slici.

Slika 7. Podjela materijala s obzirom na elektrovodVodljivi materijali su dobri vodii elektrine struje i topline. Meu vodie prvog reda pripadaju metali ija je vodljivost vea od 107 Sm; to su bakar, aluminij, srebro i neke njihove legure. U vodljive metale ubrajaju se i mnogi drugi metali koji se uvelike primjenjuju u izradbi instrumenata, izvora elektrine struje, elektrovodia, radionavigacijskih ureaja na letjelicama itd. Elektroliti su vodii drugog reda. To su tekuine koje imaju u vodi disocirane ione: anione i katione. Slobodni anioni i kationi postaju nosioci elektrinog naboja, a time i elektrine struje. Oni se koriste kao izvori hemijske elektrine energije koja slui pri pokretanju prometnih sredstava.Poluvodljivi materijali imaju visoku elektrinu otpornost (specifini elektrini otpor), od 10 do 106 m. Tu pripadaju ugljik, selen, sulfidi srebra i talija, oksidi bakra, cinka i urana, silicijev karbid, germanij i jo mnogi drugi materijali dobiveni raznim kombinacijama.Feromagnetni materijali imaju svojstvo voenja magnetskog toka. Glavni predstavnici tih materijala su eljezo, kobalt, nikl, njihove legure i mnogi oksidi metala.Izolatori ili dielektrici su materijali ija je elektrina otpornost iznad 106 m, dok dobri dielektrici imaju elektrinu otpornost veu od 1010 m. Ti su materijali mnogobrojn

4. MATERIJALI ZA SPAJANJE4.1. Spajanje s metalima i nemetalima Svi naini spajanja pojedinih elemenata u strojeva i prometnih sredstava mogu se podijeliti u dvije velike skupine:1. spojevi koji se mogu rastaviti ili rastavljivi spojevi, u koje pripadaju spojevi s pomou zavoja, avova i klinova i1. spojevi koji se ne daju rastaviti gdje pripadaju spojevi nastali lemljenjem, zavarivanjem, lijepljenjem i zakivanjem.4 .1. 1. LemljenjeLemljenje je spajanje vie elemenata s pomou nekoga drugog materijala tzv. lema. U praksi se najee lemljenjem spajaju metali. Lem mora uvijek imati niu taku topljenja nego metal koji se spaja. Radi osiguranja potrebne vrstoe spoja koji se lemi, lemila moraju odgovarati ovim zahtjevima: mehanika svojstva lemila trebaju biti slina svojstvima materijala koji se spaja, temperatura topljenja lemila treba biti nia od temperature topljenja osnovnog metala, kako ne bi nastale promjene u strukturi metala koji se spaja, mora biti blag prijelaz od strukture lemila do strukture osnovnog metala.Glavni uvjeti za dobro spajanje lemljenjem su istoa povrine koja se lemi, dobro odabrana lemila i dobro odabrani flusovi.Flusovi su materijali ija je zadaa otapanje oksidne skrame s oiena metala te da za vrijeme lemljenja sauva povrinu od ponovne oksidacije. Razliite radne temperature pri lemljenju i razliiti materijali zahtijevaju zasebne flusove.Flus za lemljenje elika, mjedi (mesinga), bakra i kositra sastavljen je od cinkova klorida, ZnCl2, otopljena u vodi ili se moe isti flus dobiti otapanjem cinka u kloridnoj kiselini. Pri spajanju aluminijskih slitina koristi se flus od 90% cinkova hlorida, 2% natrijeva hlorida i 8% aluminijeva hlorida kao 30%-tna alkoholna otopina.Mineralne masti i ulja mogu se rabiti kao flusovi pri lemljenju bijelog lima.Kolofonij se takoer moe rabiti kao flus pri lemljenju bakra u elektrotehnici, a stearin za lemljenje olova.Meka lemila su obine slitine kositra i olova. Ta su lemila normizirana. Meki se lemovi isporuuju u trakama, icama, cjevicama i blokovima.Radna temperatura tvrdih lemila je iznad 720 K, a postupak tim lemilima naziva se tvrdo lemljenje. Spojevi dobiveni lemljenjem tvrdim lemilima znatno su vri od spojeva dobivenih mekim lemljenjem.Lemljenje aluminijskih legura prilino je teko zbog teke topljivosti aluminijeva oksida, AI2O3, koji nastaje tijekom lemljenja. Lemljenje se obavlja struganjem aparatom za lemljenje i s pomou flusova. Otopljeni lem razlije se po povrini te se strue oksidna presvlaka ispod njega. Flusovi za lemljenje aluminijskih legura po sastavu su analogni ostalim flusovima.Nedostatak spajanja aluminijskih slitina lemljenjem je slaba vrstoa spoja, te njegova mala otpornost na koroziju. U novije vrijeme napravljen je cijeli niz flusova i lemila za lemljenje aluminijskih legura. Jo nisu pronaeni takvi spojevi koji bi jamili 100%-tnu sigurnost spojeva dobivenih lemljenjem.

Slika 8. ekiasto lemilo i elektrino lemilo to se koriste za lemljenje4.1.2. ZavarivanjeTehnika zavarivanja je primjenljiva i kod metala i njihovih legura i plastinih materijala. Zavarivanje se obavlja zagrijavanjem povrina koje se spajaju do temperature na kojoj materijal prelazi u omekano stanje. Pri hlaenju materijal se po rubovima i povrini zavaruje stvarajui spoj koji je po vrstoi slian osnovnom materijalu. Postoji velik broj postupaka zavarivanja, to se vidi na slici.

Slika 9. Postupci zavarivanja materijalaPostupci zavarivanjaU praksi se najee koristi autogeno zavarivanje topljenjem, elektrino zavarivanje topljenjem i pod pritiskom.Autogeno zavarivanje esto se naziva i "plinsko zavarivanje". Pritom se materijal koji se spaja zagrijava do temperature topljenja uz pomo plinova acetilena, vodika ili propana, koji gorenjem u struji kisika daju visoke temperature plamena. U tu se svrhu na mjestu, u razvijau acetilena proizvodi acetilen.U proizvodnji acetilena mora se pripaziti na karbid koji zbog dodira s vodom razvija acetilen te moe izazvati eksplozije i poar. Sigurnosni ventili na razvijali moraju biti ispravni i svakodnevno se moraju provjeravati. Bakarni oksidi pale acetilen pa se ne smije provoditi kroz bakrene cijevi. Acetilen se ne smije zbijati pod visokim protoskom.Pri elektrinom zavarivanju koristi se toplina koja se razvija u elektrinom luku. to je vei otpor provodnika, to je via razvijena temperatura i zavarivani predmet je vie zagrijan. Elektrino zavarivanje moe se nazvati i kontaktno zavarivanje. Kontaktno zavarivanje moe biti na dodir, takasto i linijsko.Takasto zavarivanje koristi se pri spajanju limova umjesto zakovica. Taj se sistem spajanja uveliko primjenjuje u proizvodnji prometnih sredstava.Linijsko zavarivanje koristi se kod limova, a obavlja se valjcima.Elektrode za elektrovarenje mogu biti neobloene i obloene tankim platom kao to je pokazano na slici. Prema namjeni, elektrode se dijele na elektrode za zavarivanje i elektrode za navarivanje. 4.1.3. Konstrukcijska ljepilaSpajanje istorodnih ili raznorodnih materijala razvojem tehnologije postaje sve vanije. Ljepila su materijali koji slue za spajanje materijala u razliitim konstrukcijama. Postoji znatan broj materijala koji mogu sluiti kao ljepila. Meutim, sva ljepila po hemijskom sastavu pripadaju skupini visokomolekularnih spojeva ije molekulske mase iznose desetak hiljada. Otapanjem u otapalima ljepila daju koloidne otopine velikog viskoziteta.Svojstvo spajanja te vrijednost spoja dvaju materijala odreuju vie inioca meu kojima su: svojstvo ljepila i lijepljene tvari, adhezija i kohezija.Povoljan odnos izmeu tih triju inioca dat e kvalitetno ljepilo. Adhezijske i kohezijske sile u ljepila trebaju biti koherentne. Adhezijom ljepila smatra se sila lijepljenja izmeu ljepila i materijala koji se lijepi. Kohezija je sila koja dri makromolekule na okupu u osuenom ljepilu. Pojam adhezije objanjava se pomou vie teorija, od kojih su najvanije teorija adsorpcije, teorija difuzije, hemijska i elektronika teorija. Meutim, moe se rei da je lijepljenje temeljeno na adhezijskim silama koje postoje izmeu ljepila i materijala koji se lijepi.Na kvalitetu zalijepljenog spoja utjeu ovi inioci: stepen srodnosti ljepila i povrine koja se lijepi, strukture i hemijske grae lijepljenog materijala, fiziko-hemijska svojstva ljepila i adhezijsko-kohezijske osobine ljepila.Na adheziju utjeu molekularna masa ljepila, graa, elastinost, struktura molekula te funkcionalne skupine u ljepilu. Kod ljepila s malim brojem polimerizacije nastaju proizvodi s niskom temperaturom omekavanja, malim viskozitetom i dobrim adhezijskim svojstvima, ali s loim kohezijskim svojstvima.Za postizanje dobre adhezije potrebno je pripremiti ljepilo to slinije lijepljenoj tvari, pripremiti povrinu lijepljenja i dovesti materijale koji se lijepe da meusobno izreagiraju pod utjecajem pritiska, temperature ili suenjem. Razlikuju se specifina i mehanika adhezija.Specifina adhezija je izraena privlanim silama izmeu ljepila i idealno glatkih povrina lijepljenih materijala Mehanika adhezija je sila koja se pojavljuje izmeu ljepila i ohrapavljenih povrina lijepljenog materijala.Procjena hemijskih i fizikih svojstava ljepila vrlo je vana pri utvrivanju kvalitete spoja. Prema tome, utvrivanje kvalitete ljepila vrlo je vano u izradi prometnih sredstava, zrakoplova, jedrilica, PT-uredaja ili nekih dijelova koji se mogu koristiti u prometnoj tehnici. U procijeni kvalitete ljepila, uz ostalo, utvruju se ove osobine: testiranje adhezije, istezanja, smicanja, puzanja i ljutenja, testiranje strukture i starenja ljepila, viskozitet, gubljenje na masi, brzina kolanja, vlaenja, probojnosti, suenja, postojanost ljepila i vrijeme skladitenja

Ljepila se dijele prema fiziko-hemijskim svojstvima, prema hemijskoj grai ili prema primjeni. Prema fiziko-hemijskim svojstvima, ljepila se dijele na: ljepila s otapalima i ljepila bez otapala.Prema hemijskoj grai, ljepila se dijele na:1. ljepila na osnovi bjelanevina (glutin, kazein, albumin itd.),2. ljepila na osnovi ugljikohidrata (krob, dekstrin),3. ljepila na osnovi derivata celuloze,4. ljepila na osnovi alkalnih silikata (vodeno staklo i si.),5. ljepila na osnovi polimerizata (PVC, PVA, PA, kauuk, polistiren, polietilen itd.),6. ljepila na osnovi polikondenzata (fenolformaldehidna, poliuretanska, silikonska itd.) i7. ljepila poliadicijske osnove (poliamidi, epoksidi, poliuretanska, silikonska itd.).

Slika 10. Naini spajanja lijepljenjemPrema primjeni i namjeni, ljepila se dijele na:1. ljepila za drvo,2. ljepila za papir,3. ljepila za metale,4. kombinirana univerzalna ljepila,5. ljepila za tekstil i kou,6. graevinska ljepila itd.Ljepila s otapalima prije upotrebe su u tekuoj fazi odreenog viskoziteta. To su koloidne otopine polimera u vodi ili organskim otapalima. Tekua ljepila mogu biti i vodene disperzije polimera, kao to su lateks, prirodni i sintetini kauuk, polivinilacetat itd.Ljepila za konstrukcije na osnovi sintetinih polimera dijele se na termostabilna i termoplastina.Termostabilna ljepila u procesu stvaranja spoja otvrdnjuju s pomou topline, katalizatora ili kombinirano toplinom i katalizatorom. Ponovnim zagrijavanjem ne omekavaju. U tu skupinu ljepila pripadaju fenolformaldehidna, poliuretanska, poliesterska, silikonska, epoksidna, te neorganska ljepila s nizom modifikacija. Osim dobrog spajanja, ta ljepila osiguravaju neprekidan kontakt dijelova koje spajaju, ublauju vibracije i buku, rasporeuju jednakomjerno sile po cijeloj veznoj povrini to omoguuje iroku primjenu u industriji, a napose u PT- tehnici.Osim lijepljenja metala na metal, termostabilna ljepila su pogodna i za lijepljenje metala sa staklom, metala s gumom i mnogim dragim materijalima.Termoplastina ljepila su, zapravo, termoplastini polimeri obiljeeni dobrim elastinim spojevima koji su osjetljivi na poviene temperature. Zbog te osjetljivosti na toplinu, primjena tog tipa ljepila u konstrukcijama je ograniena. Fenolformaldehidna ljepila dobivaju se kondenzacijom fenola (rezorcina, karbamida, melamina) s vikom formaldehida u prisutnosti alkalnih katalizatora. Fenolformaldehidna ljepila danas se prodaju pod raznim trgovakim imenima kao to su Ridaks, Hidaks, Sejktveld 55-los, Bostik 7026, ruska ljepila BF, VS, Fram itd. Epoksidna ljepila proizvode se od tekuih smola koja su linearni polimeri, a u sebi sadre epoksidne skupine. Epoksidna ljepila mogu biti modificirana mnogim polimerima. Zbog velike i univerzalne adhezije, ta se ljepila uvelike primjenjuju u proizvodnji prometnih sredstava, a napose u industriji zrakoplova nadzvunih brzina. Epoksidna ljepila modificirana akrilonitrilima poznata su pod raznim komercijalnim oznakama, kao npr. Rilaigond, Epon,Araldit, Epikot itd.U ovisnosti o primijenjenom ovrivau, lijepljenje se obavlja u toplom stanju ili pri sobnoj temperaturi. Epoksidna ljepila, koja ovruju u toplom stanju, daju spojevima veliku vrstou, pa se zbog toga koriste za lijepljenje aluminija i njegovih legura, elika, mjedi, drveta, keramike, plastinih materijala i dr. Silikonska ljepila dobivaju se iz monomera, najee metilfenilpolisiloksana. Monomeri klorsilana proizvode se od silicija i alkila, odnosno arilhalogenida npr. metilklorida. Silikonske smole dobivene takvim postupkom pogodne su za izradu ljepila otpornih na povienim temperaturama. Kao punilo vrlo esto se koristi azbestno brano, koje poboljava toplinska svojstva silikonskih ljepila. Ovrivai silikonskih ljepila su amini, amidi te oksini. Silikonska ljepila daju elastine spojeve koji su otporni na vibracije. Zato se koriste za spajanje u kabinama, za umetanje prozorskih stakala, sistema za gorivo, hidraulikih sistema itd. Povrine se prije ljepljenja moraju dobro pripremiti. Priprema se obavlja radi poveanja vrstoe spoja i dugotrajnosti slijepljenih dijelova. Izvodi se mehanikom obradom povrine, odmaivanjem, hemijskom obradom, ultrazvukom itd.S obzirom na fizika svojstva ljepila, postoje razliite metode za njihovo nanoenje, meu kojima su najrairenije nanoenje kistom, patlom, umakanjem, pulverizacijom u elektrostatskom polju, uz pomo prskalice, polaganja film-ljepila itd.Koliinu nanijetog ljepila treba tokom nanoenja paljivo kontrolisati. Najbolji rezultati postiu se debljinama izmeu 0,05 i 0,25 mm, to ovisi o tome sadri li ljepilo otapalo, ili je bez otapala.U odnosu prema drugim nainima spajanja, prednosti primjene ljepila u konstrukcijama su: mogunost spajanja raznorodnih metala bez pojave elektrokemijske korozije, smanjenje teine dijelova, hermetinost zalijepljenih spojeva, ravnomjernost raspodjeljivala otpora djelujuim silama, glatkoa povrina pri proizvodnji aerodinamikih povrina, brzina izrade spoja, vee vrstoe zalijepljenih spojeva i jedina mogunost proizvodnje saastih panela od tankih folija. Nedostaci spajanja lijepljenjem su: promjene svojstava spoja u konstrukciji pri promjeni temperature

5.Zakljuak

U ovom seminarskom radu, mi smo obradili materijale za tehniku transporta, odnosno, nemetalne materijale, polimerne materijale, materijale za spajanje i elektrotehnike materijale. Zbog veoma iroko varirajuih osobina, mada je njihova cijena daleko via, i ne proizvode se u velikoj tonai, ovi vjetaki materijali su u mnogim sluajevima superiorniji u odnosu na metale i druge tradicionalne tehnike materijale. Posebno znaajna osobina, ili kombinacija osobina, ogleda se u poveanoj korozionoj postojanosti, lakoj preradi, manjoj gustoi, i sl. Jedna od njihovih osobina je amorfnost. Amorfni proizvodi nemaju odreeni trajni oblik i ne obavljaju nikakvu funkciju ve ih je prethodno potrebno odgovarajue preraditi ili obraditi. Vidjeli smo da svi materijali moraju ispunjavati odreene kriterije da bi uope bili korisni za primjenu u prometne svrhe, a ti kriteriji su odreeni normama. Njihova mehanika, fizika i hemijska svojstva moraju zadovoljavati sve tee uvjete eksploatacije saobraajnih sredstava pa i svemirskih letjelica. O napretku tehnike i tehnologije ovisi napredak saobraajne tehnike.

6. Literatura - Materijali I robe u transportu, Dr.sc. Alija Behmen; Dr.sc. Sabira Salihovi, Sarajevo, 2007-Prof. dr. Omer Pai, MATERIJALI, Mainski fakultet u Sarajevu, Sarajevo, 2005. godine-Internet: www.epma.com datum preuzimanja: 15.03.2013. www.jupiter-software.com datum preuzimanja: 15.03.2013.

1