Уважаемые слушатели мы приступаем к изучению курса «Строительное материаловедение». Лекции, которые будут прочитаны в течение данного семестра, помогут Вам разобраться в физико-химической сущности строения и свойств различных материалов. Вы узнаете, почему природные и искусственно созданные материалы имеют различные теплопроводность, механические и эксплуатационные свойства, как связаны эти свойства друг с другом, как и в каких пределах их можно изменять. Одновременно с изучением этих вопросов, вы более глубоко познакомитесь с физическими и химическими свойствами элементов, информация о которых заложена в периодической системе Д.И. Менделеева. Особо отмечу, что строение атомов химических элементов определяет структуру и энергию образуемых ими химических связей, которые, в свою очередь, лежат в основе всего комплекса свойств веществ и материалов. Лишь опираясь на понимание химического взаимодействия атомов, можно управлять процессами, происходящими в веществах, и получать заданные рабочие характеристики.
Однако более важной, чем изучение отдельных проблем, изложенных в лекциях, является предоставляемая вам возможность объединить основные положения физики, химии и прикладных научных направлений (теплофизики, механики) для комплексного понимания взаимодействия веществ и их свойств.
В лекциях главное внимание уделено фундаментальным основам материаловедения в связи с тем, что современное материаловедение направлено на получение материалов с заданными характеристиками и служит базой для наукоемких технологий XXI века.
Материалом называется вещество, обладающее необходимым комплексом свойств, для выполнения заданной функции отдельно или в совокупности с другими веществами.
Современное материаловедение полностью сложилось как наука во второй половине XX века, что было связано с быстрым возрастанием роли материалов в развитии техники, технологии и строительства. Создание принципиально новых материалов с заданными свойствами, а на их основе сложнейших конструкций позволило человечеству достичь за короткое время небывалых успехов в атомной и космической технике, электронике, информационных технологиях, строительстве и т.д. Можно считать, что материаловедение - это раздел научного знания, посвященный свойствам веществ и их направленному изменению с целью получения материалов с заранее заданными рабочими характеристиками. Он опирается на фундаментальную базу всех разделов физики, химии, механики и смежных дисциплин и включает теоретические основы современных наукоемких технологий получения, обработки и применения материалов. Основу материаловедения составляет знание о процессах, протекающих в материалах под воздействием различных факторов, об их влиянии на комплекс свойств материала, о способах контроля и управления ими. Поэтому материаловедение и технология материалов - взаимосвязанные разделы знания.
Курс материаловедения и технологии строительных материалов служит цели познания природы и свойств материалов, методов получения материалов с заданными характеристиками для наиболее эффективного использования в строительстве.
Основные задачи изучения курса:
- дать понимание физико-химической сущности явлений, происходящих в материалах при воздействии на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации, и их влияния на свойства материалов;
- установить зависимость между химическим составом, строением и свойствами материалов;
- изучить теоретические основы и практику реализации различных способов получения и обработки материалов, обеспечивающих высокую надежность и долговечность строительных конструкций;
- дать знания об основных группах неметаллических материалов, их свойствах и областях применения.
В лекциях раскрываются:
- основы взаимодействия атомов и молекул, позволяющие в
дальнейшем объяснить влияние на свойства материала его химического состава и процессов направленной обработки;
- строение твердого тела, дефекты кристаллической структуры
и их роль в формировании свойств материалов;
- явления переноса тепла, массы и заряда, составляющие суть
любого технологического процесса;
- теоретические основы получения аморфных структур материалов;
- элементы механики упругой и пластической деформации и
разрушения материала, лежащие в основе формирования прочности и надежности современных строительных материалов и конструкций, а также
методы их испытаний;
Итак, задача современного материаловедения - получение материалов с заранее заданными свойствами. Свойства материалов определяются химическим составом и структурой, которые являются результатом получения материала и его дальнейшей обработки. Для разработки материалов и технологий необходимо знание физических и химических явлений и процессов, протекающих в материале на различных стадиях его получения, обработки и эксплуатации, их предсказание, описание и управление ими. Таким образом, знание теории необходимо для создания управляемых технологических процессов, результатом которых будет материал с четко определенными значениями рабочих свойств.
Физико-химические свойства вещества определяются электронным строением его атомов. Взаимодействия атомов связаны, в первую очередь, с взаимодействием их электронных оболочек. Поэтому при разработке материалов и процессов их получения необходимо четко представлять, как различные химические элементы отдают и принимают электроны, как изменение электронного состояния влияет на свойства элементов.
Давайте вспомним электронное строение атома.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему