Giải chi tiết Công nghệ cơ khí 11 Kết nối mới bài 5: Vật liệu phi kim loại

Mở đầu 

Quan sát Hình 5.11 và cho biết các sản phẩm trên sử dụng vật liệu nào. Các vật liệu này có tên gọi chung là gì?

Hướng dẫn trả lời: 

* Các sản phẩm trên sử dụng vật liệu:

- Sản phẩm bên trái: Nhựa nhiệt rắn

- Sản phẩm bên phải: Nhựa nhiệt dẻo

* Các vật liệu này có tên gọi chung là vật liệu phi kim loại

I. Phân loại vật liệu phi kim loại

Khám phá: Quan sát Hình 5.2 em hãy cho biết vật liệu phi kim loại được chia làm mấy loại. Đó là những loại nào?

Hướng dẫn trả lời: 

Vật liệu phi kim loại được chia làm 3 loại, đó là:

- Nhựa nhiệt dẻo

- Nhựa nhiệt rắn

- Cao su

II. Tính chất cơ bản của vật liệu phi kim loại

Khám phá: Em hãy trình bày các tính chất của vật liệu phi kim loại.

Hướng dẫn trả lời: 

Các tính chất của vật liệu phi kim loại:

- Tính chất cơ học: Vật liệu phi kim loại thường có tính đàn hồi.

- Tính chất vật lí: Khối lượng riêng của các vật liệu phi kim loại nhỏ hơn các vật liệu kim loại. Vật liệu phi kim loại cách điện. Ngoài ra, các vật liệu phi kim loại được đun sôi và nóng chảy ở nhiệt độ tương đối thấp.

- Tính chất hoá học: Vật liệu phi kim loại không bị oxi hoá, không bị ăn mòn trong các môi trường acid, muối….

- Tính công nghệ: Vật liệu phi kim loại được gia công bằng nhiều phương pháp khác nhau như đùn, đúc, phun, thổi, ép…

Kết nối năng lực: Đọc sách báo hoặc truy cập internet,... để tìm hiểu sâu thêm những tính chất của các vật liệu phi kim loại.

Hướng dẫn trả lời: 

• Tính chất cơ học

Vật liệu phi kim loại có thể nói là loại vật liệu dễ gia công nhờ tính mềm và nhiệt độ nóng chảy thấp dẫn đến chúng dễ dàng bị thay đổi hình dạng dưới tác dụng của nhiệt và áp suất.

Bên cạnh đó chúng còn có khả năng biến dạng đàn hồi rất tốt với đại diện điển hình là cao su.

• Tính chất điện

Là loại vật liệu an toàn bởi khả năng dẫn điện rất kém, vật liệu phi kim loại thường được chọn lựa để làm những chi tiết cần tính cách điện như vỏ bọc dây điện, lớp ngoài của ổ cắm điện,…

• Tính chất nhiệt

Đây là loại vật liệu kém bền nhiệt với nhiệt độ nóng chảy khá là thấp và dễ dàng tác dụng với nhiệt trong môi trường có nhiệt độ cao dẫn tới tình trang trương phình như: gỗ bị giãn nở khi nhiệt độ tăng cao, nhiệt độ nóng chảy của nhựa PVC ~ 80$^{\circ}$C, nhựa PE là ~ 120$^{\circ}$C,…. Nhưng cũng có những loại vật liệu có nhiệt độ nóng chả lên đến 2600$^{\circ}$C như gốm.

III. Một số vật liệu phi kim loại thông dụng

Khám phá: Em hãy kể các công dụng của vật liệu phi kim loại trong ngành cơ khí.

Hướng dẫn trả lời: 

Các công dụng của vật liệu phi kim loại trong ngành cơ khí:

- Nhựa nhiệt dẻo dùng để chế tạo bánh răng, ổ trượt, bu lông, ốc vít nhựa trong một số máy móc như thiết bị kéo sợi.

- Nhựa nhiệt rắn dùng để chế tạo bánh răng, ổ trượt, thanh nẹp chịu nhiệt của các loại bếp, lò điện; vỏ tàu thuyền, ô tô; ống dẫn hóa chất, bể chứa hóa chất; các chi tiết trong và trên máy bay.

- Cao su dùng để làm săm lốp, ống dẫn, các phân tử đàn hồi của khớp, trục, đai truyền, vòng đệm, sản phẩm cách điện, …

Kết nối năng lực: Đọc sách báo hoặc truy cập internet,... để tìm hiểu thêm các công dụng khác của vật liệu phi kim loại trong sản xuất và trong đời sống.

Hướng dẫn trả lời: 

Công dụng khác của vật liệu phi kim loại trong sản xuất và trong đời sống:

- Gỗ làm khung cửa, khung nhà

- Cao su cứng ebonit được dùng trong công nghiệp điện kỹ thuật.

IV. Một số phương pháp đơn giản nhận biết tính chất cơ bản của vật liệu phi kim loại

Thực hành: Em hãy cho biết những sản phẩm sau đây làm bằng vật liệu phi kim loại gì: Can đựng rượu, cốc nhựa uống nước, vỏ công tắc điện, săm xe đạp.

Hướng dẫn trả lời: 

Những sản phẩm sau đây làm bằng vật liệu phi kim loại như:

Vận dụng

Em hãy liệt kê các chi tiết máy được làm bằng vật liệu phi kim loại như nhựa nhiệt dẻo, nhựa nhiệt rắn, cao su.

Hướng dẫn trả lời: 

- Chi tiết máy làm bằng vật liệu nhựa nhiệt dẻo: bánh răng, ổ trượt, bu lông, ốc vít nhựa trong một số máy móc như thiết bị kéo sợi.

- Chi tiết máy làm bằng vật liệu nhựa nhiệt rắn: bánh răng, ổ trượt, thanh nẹp chịu nhiệt của các loại bếp, lò điện; vỏ tàu thuyền, ô tô; ống dẫn hoá chất, bể chứa hoá chất; các chi tiết trong và trên máy bay (cửa, cánh quạt, khoang hàng, cánh đuôi).

- Chi tiết máy làm bằng vật liệu cao su: săm lốp, ống dẫn, các phần tử đàn hồi của khớp, trục, đai truyền, vòng đệm, sản phẩm cách điện …