Mechanika materiálů - Pevnost a vlastnosti
45 Questions
0 Views

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to Lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Co je to vakance a jaký má význam v krystalické mřížce?

Vakance je bodová porucha, kdy v uzlu mřížky chybí atom nebo iont, což ovlivňuje vlastnosti materiálu.

Jak se liší krystalická látka od amorfní látky?

Krystalická látka má pravidelné uspořádání částic v krystalické mřížce, zatímco amorfní látka nemá žádné pravidelné uspořádání.

Jaké jsou hlavní vlastnosti kovů, které je činí důležitými technickými materiály?

Kovy jsou důležité díky své vodivosti, pevnosti a tvrdosti.

Jaký je rozdíl mezi ocelí a litinou podle obsahu uhlíku?

<p>Ocel je slitina železa a uhlíku s obsahem uhlíku do 2,11 %, zatímco litina má obsah uhlíku nad 2,11 %.</p> Signup and view all the answers

Jaké jsou hlavní mechanické vlastnosti kovů, keramických látek a polymerů?

<p>Pevnost: kov &gt; polymer &gt; keramika; tvrdost: keramika &gt; kov &gt; polymer; pružnost: polymer &gt; kov &gt; keramika.</p> Signup and view all the answers

Proč keramické materiály lépe odolávají tlakovému zatížení než tahovému?

<p>Keramické materiály mají pevnou krystalickou strukturu a nepohyblivé dislokace, které zvyšují jejich odolnost proti tlaku.</p> Signup and view all the answers

Jaké vazebné síly působí v polymerních látkách?

<p>V polymerních látkách působí vodíkové můstky a kovalentní vazby.</p> Signup and view all the answers

Jaké jsou příklady technické keramiky a jejich využití?

<p>Příklady zahrnují technický porcelán pro elektrické izolátory a technickou kameninu pro vany v chemickém průmyslu.</p> Signup and view all the answers

Jak byste definovali pojmy pevnost a tuhost v mechanice materiálů?

<p>Pevnost vyjadřuje odolnost materiálu vůči vnějším silám, zatímco tuhost je míra změny délky tělesa při působení síly.</p> Signup and view all the answers

Co znamená křehkost a jaký je její protiklad?

<p>Křehkost je schopnost materiálu snadno se porušit při deformaci, jejím opakem je houževnatost.</p> Signup and view all the answers

Jaký je vztah mezi poddajností a tuhostí materiálu?

<p>Poddajnost je převrácená hodnota tuhosti, což znamená, že čím vyšší tuhost, tím nižší poddajnost.</p> Signup and view all the answers

Co je měrná pevnost a jak se vypočítává?

<p>Měrná pevnost je poměr pevnosti k hustotě materiálu.</p> Signup and view all the answers

Jakou vlastnost materiálu určuje tažnost?

<p>Tažnost určuje schopnost materiálu měnit svou délku, vyjádřená jako poměr prodloužení k původní délce po přetržení.</p> Signup and view all the answers

Jaký je proces provádění tahové zkoušky?

<p>Tahová zkouška se provádí zatížením materiálu na tah pomocí trhacích zařízení až do roztržení vzorku.</p> Signup and view all the answers

Jaký význam má tvrdost pro konstrukční materiály?

<p>Tvrdost vyjadřuje odpor materiálu proti vnikání cizího tělesa do jeho povrchu, což je důležité pro odolnost vůči opotřebení.</p> Signup and view all the answers

Co lze říci o vztahu mezi pevností a pružností příborů z různých materiálů?

<p>Ocelová vidlička je pevnější a tužší než plastová, což znamená, že vyžaduje větší sílu k ohnutí nebo zlomení.</p> Signup and view all the answers

Jaká je přibližná procentuální hodnota nasycení vlhkosti dřeva?

<p>25 až 35 %</p> Signup and view all the answers

Co říká Wolffův zákon o zatěžování kostí?

<p>Každá změna v zatěžování kosti vede k nevratným změnám v její struktuře.</p> Signup and view all the answers

Jaký je hlavní rozdíl mezi ortotropií a anizotropií u materiálů?

<p>Ortotropie se týká materiálů s rozdílnými vlastnostmi ve třech kolmé směrech, anizotropie může mít rozdílné vlastnosti ve více směrech.</p> Signup and view all the answers

Co je biomimetika a uveďte příklad jejího využití?

<p>Biomimetika je obor napodobující přírodní materiály, příkladem je suchý zip, inspirovaný bodlákem.</p> Signup and view all the answers

Jaké vlastnosti mají biokompatibilní materiály?

<p>Nevyvolávají vyloučení tkáněmi a vykonávají svou funkci v těle.</p> Signup and view all the answers

Jaký je princip lomu světla v optických vláknech?

<p>Při určitých úhlech se paprsky odrážejí zpět od rozhraní, což umožňuje zachovat záření v jádru.</p> Signup and view all the answers

Co je rozdíl mezi fluorescencí a fosforescencí?

<p>Fluorescence rychle dohasne po odstranění zdroje excitace, zatímco fosforescence přetrvává déle ve metastabilním stavu.</p> Signup and view all the answers

Jaké typy látek jsou považovány za opticky aktivní?

<p>Mezi opticky aktivní látky patří některé krystaly, jako křemen, a organické kapaliny, například roztok třtinového cukru.</p> Signup and view all the answers

Jaký je vztah mezi ušlechtilostí kovů a jejich výskytem v přírodě?

<p>Ušlechtilejší kovy, jako je zlato, se vyskytují v ryzí podobě, zatímco méně ušlechtilé kovy, jako železo, se nacházejí převážně ve formě rud nebo sloučenin.</p> Signup and view all the answers

Co charakterizuje vodíkovou vazbu a jak se liší od van der Waalsovy vazby?

<p>Vodíková vazba vzniká mezi vodíkem a silně elektronegativním prvkem, zatímco van der Waalsova vazba je slabší interakce vznikající při blízkosti molekul.</p> Signup and view all the answers

Jaká je struktura a mechanické vlastnosti kostí?

<p>Kosti mají pevný obal a trámkovitou vnitřní strukturu, jsou velmi pevné v tlaku a tahu, ale méně odolné proti zkrutu.</p> Signup and view all the answers

Jak se vodíková vazba podílí na vlastnostech vody?

<p>Vodíková vazba zajišťuje, že molekuly vody se drží pohromadě, což ovlivňuje její vysoké bod varu a povrchové napětí.</p> Signup and view all the answers

Jakou roli hraje elektronegativita v tvorbě vodíkových vazeb?

<p>Elektronegativní prvky, jako kyslík nebo fluor, vytvářejí silné vodíkové vazby tím, že přitahují vodíkové atomy, což zvyšuje stabilitu molekuly.</p> Signup and view all the answers

Jaký je rozdíl mezi polární a iontovou vazbou?

<p>Polární vazba vzniká mezi atomy s elektronegativitami, které se liší o 0,4 až 1,7, zatímco iontová vazba vzniká mezi atomy s rozdílem elektronegativit větším než 1,7.</p> Signup and view all the answers

Jaký vztah existuje mezi vazebným potenciálem a teplotou tání látky?

<p>Při zvyšování teploty tání se střední kinetická energie částic zvyšuje, což vede k tomu, že se vazby mezi částicemi mřížky porušují.</p> Signup and view all the answers

Jaké vlastnosti má keramika a sklo z hlediska jejich vazeb?

<p>Keramika a sklo mají vysoký modul pružnosti, vysokou tvrdost a odolnost proti otěru, ale jsou křehké a citlivé na trhliny.</p> Signup and view all the answers

Co představuje elektronegativita a jaký má význam?

<p>Elektronegativita je schopnost atomu přitahovat vazebné elektrony, což ovlivňuje chemické reakce a tvorbu vazeb.</p> Signup and view all the answers

Jaké epochy byly pojmenovány podle materiálů a jaké materiály reprezentují?

<p>Doba dřevěná, doba kamenná, doba bronzová a doba železná reprezentují materiály použitá v různých historických obdobích.</p> Signup and view all the answers

Které typy vazeb jsou charakteristické pro kovy a jaké mají vlastnosti?

<p>Kovy jsou spojeny kovovou vazbou, která umožňuje plastickou deformaci a slévání, a mají vysoký modul pružnosti.</p> Signup and view all the answers

Jaké jsou hlavní charakteristiky polymerů z hlediska jejich vazeb?

<p>Polymery mají nízký modul pružnosti, vysokou pevnost a jsou snadno tvarovatelné, ale jejich vlastnosti závisí na teplotě.</p> Signup and view all the answers

Jaké jsou možné poruchy krystalové mřížky?

<p>Možné poruchy krystalové mřížky zahrnují defekty v uspořádání atomů, jako jsou mezerové nebo intersticiální defekty.</p> Signup and view all the answers

Co je aerogel a jaké jsou jeho hlavní vlastnosti?

<p>Aerogel je porézní ultralehký materiál s 99,99% obsahem vzduchu a vynikajícími izolačními vlastnostmi.</p> Signup and view all the answers

Jak se vyrábějí kovové pěny a jaké mají vlastnosti?

<p>Kovové pěny se vyrábějí přidáním hydridu titanu do práškového kovu, což vytváří vzduchové bubliny; mají dobrou tepelnou izolaci a jsou lehké.</p> Signup and view all the answers

Co jsou kovová skla a jak se liší od tradičních kovů?

<p>Kovová skla jsou amorfní materiály bez pravidelné mřížky, což zvyšuje jejich mechanické vlastnosti v porovnání s tradičními kovy.</p> Signup and view all the answers

Jaký je princip materiálů s tvarovou pamětí?

<p>Materiály s tvarovou pamětí se po zahřátí vrací do svého původního tvaru, což výhodně umožňuje jejich použití v různých aplikacích.</p> Signup and view all the answers

Jaké jsou některé aplikace aerogelu?

<p>Aerogel se používá jako pohlcovač chemických látek, katalyzátor a především pro tepelnou izolaci.</p> Signup and view all the answers

Proč jsou kovové pěny považovány za lehké materiály?

<p>Kovové pěny obsahují minimálně tři čtvrtiny objemu vzduchu, což je činí lehčími než voda.</p> Signup and view all the answers

Jaké výhody mají kovová skla při použití v lékařství?

<p>Kovová skla mohou být biologicky kompatibilní a přirozeně vstřebatelná, což je činí vhodnými pro implantáty.</p> Signup and view all the answers

Jak se od sebe liší struktura kovových skel a konvenčních kovů?

<p>Struktura kovových skel je neuspořádaná a amorfní, zatímco tradiční kovy mají uspořádanou krystalickou mřížku.</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Pevnost

Fyzikální vlastnost pevných materiálů, která udává jejich odolnost vůči vnějším silám.

Tuhost

Fyzikální vlastnost pružných těles, která udává míru změny délky vzhledem k působící síle při pružné deformaci.

Křehkost

Materiálová vlastnost související s reakcí na zatížení. Křehký materiál se při deformování snadno zlomí.

Houževnatost

Materiálová vlastnost, opačná ke křehkosti. Houževnatý materiál odolává deformaci a zlomení i při silném zatížení.

Signup and view all the flashcards

Poddajnost

Fyzikální veličina, která vyjadřuje míru schopnosti tělesa měnit tvar působením vnější síly při pružné deformaci.

Signup and view all the flashcards

Tažnost

Mechanická vlastnost materiálu, určená poměrem délky po přetržení k původní délce, vyjádřená v procentech.

Signup and view all the flashcards

Měrná pevnost/tuhost

Poměr pevnosti/tuhosti a hustoty materiálu.

Signup and view all the flashcards

Tvrdost

Mechanická vlastnost materiálu, která vyjadřuje jeho odpor proti vnikání cizího tělesa do povrchu.

Signup and view all the flashcards

Polární vazba

Vazba, kde se elektrony sdílí mezi atomy s rozdílnou elektronegativitou.

Signup and view all the flashcards

Iontová vazba

Vazba, kde se elektrony zcela přenesou z atomu s nízkou elektronegativitou na atom s vysokou elektronegativitou.

Signup and view all the flashcards

Kovová vazba

Vazba, kde se elektrony sdílí mezi všemi atomy v krystalové mřížce.

Signup and view all the flashcards

Elektronegativita

Schopnost atomu přitahovat vazebné elektrony.

Signup and view all the flashcards

Epochy v dějinách lidstva

Doba v historii, která se nazývá podle hlavního materiálu používaného v dané době.

Signup and view all the flashcards

Poruchy krystalové mřížky

Nesoustředěná mřížka bez pravidelného uspořádání.

Signup and view all the flashcards

Keramika a sklo

Materiál s vysokým modulem pružnosti, tvrdý, odolný proti otěru a korozi, ale křehký.

Signup and view all the flashcards

Kovy

Materiál s vysokým modulem pružnosti, tvárný, slévatelný, odolný proti deformaci.

Signup and view all the flashcards

Vakance

Mřížkový bod, ve kterém chybí atom. Vzniká v důsledku tepelného pohybu atomů.

Signup and view all the flashcards

Intersticiál

Atom, který se nachází v mezeře mezi mřížkovými body. Vzniká také v důsledku tepelného pohybu atomů.

Signup and view all the flashcards

Dislokace

Porucha krystalické mřížky v podobě čáry, která rozděluje mřížku na dvě části.

Signup and view all the flashcards

Krystalická látka

Pevná látka s pravidelným uspořádáním atomů v krystalické mřížce.

Signup and view all the flashcards

Amorfní látka

Pevná látka, která nemá pravidelné uspořádání atomů v mřížce.

Signup and view all the flashcards

Ocel a litina

Slitiny sestávající ze železa a uhlíku. Ocel má obsah uhlíku do 2,11 %, litina více než 2,11 %.

Signup and view all the flashcards

Neželezné kovy

Materiály vyrobené z kovů, které neobsahují železo. Například měď, hliník a slitiny.

Signup and view all the flashcards

Hierarchické materiály

Materiály, které se skládají z více úrovní organizačních struktur. Například polymery.

Signup and view all the flashcards

Vlhkost dřeva

Vlhkost ovlivňuje pevnost a další vlastnosti dřeva. Při nasycení je vlhkost dřeva cca 25-35%. Před použitím se dřevo vysouší, aby se zabránilo prasklinám a napětí.

Signup and view all the flashcards

Wolffův zákon

Wolffův zákon popisuje, že kost se adaptuje na změny ve svém zatížení. Čím více zatěžujeme kost, tím je silnější a hustší. Naopak, pokud kost zatěžujeme málo, oslabuje a ztrácí hustotu.

Signup and view all the flashcards

Ortotropie

Ortotropie je speciální případ anizotropie, kdy má materiál různé vlastnosti pouze ve třech vzájemně kolmých směrech. Dřevo je ortotropní, protože má různé vlastnosti ve směru vláken, napříč vlákny a radiálně.

Signup and view all the flashcards

Biomimetika

Biomimetika je disciplína, která se zabývá napodobováním živých organismů a jejich struktur. Příkladem je suchý zip, který je inspirován bodlákem.

Signup and view all the flashcards

Biokompatibilní materiály

Biokompatibilní materiály jsou materiály, které jsou vhodné pro použití v lidském těle. Neměly by způsobovat alergické reakce ani odmítání tkáněmi.

Signup and view all the flashcards

Lom světla v optických vláknech

Zákony lomu světla se používají v optických vláknech, aby se světlo udrželo v centrálním vlákně a minimalizovala se ztráta světla.

Signup and view all the flashcards

Opticky aktivní látky

Opticky aktivní látky, jako křemen nebo roztok cukru, otáčejí rovinu polarizace světla.

Signup and view all the flashcards

Fluorescence vs. Fosforescence

Fluorescence je luminiscence, která skončí ihned po odstranění zdroje excitace. Fosforescence je luminiscence, která přetrvává i po zhasnutí zdroje excitace. Zářivka využívá fluorescence.

Signup and view all the flashcards

Černovovy (Lüdersovy) čáry

Čáry, které se objevují na povrchu kovů, když se vlivem vnějších sil deformují. Jsou důkazem, že kov byl zatížen nad limit elastické deformace.

Signup and view all the flashcards

Vodíková vazba

Typ mezimolekulární vazby, která je nejsilnější ze všech nevazebných interakcí. Vytváří se mezi atomy vodíku a silně elektronegativním atomem, jako je kyslík nebo dusík. Je přítomna i v molekule vody, kde tvoří vodíkové můstky mezi molekulami.

Signup and view all the flashcards

Vazba Van der Waalsova

Typ mezimolekulární interakce, která se vyskytuje mezi všemi molekulami, ale je slabší než vodíkové můstky. Vzniká v důsledku momentálního fluktuujícího rozložení elektronů v molekule. Když se molekuly přiblíží, přitahují se, ale když jsou příliš blízko, začnou se vzájemně odpuzovat.

Signup and view all the flashcards

Pevný obal kosti

Zpevněná vnější vrstva kosti, která jí dodává pevnost a odolnost.

Signup and view all the flashcards

Trámkovitá struktura kosti

Vnitřní struktura kosti, která jí dodává pevnost s minimální hmotností. Je podobná konstrukci mřížky a umožňuje kosti efektivně rozložit zatížení.

Signup and view all the flashcards

Co je to aerogel?

Aerogel je extrémně lehký a porézní materiál, který se vyrábí odstraněním kapalné složky z gelu. Nejčastěji se skládá z oxidu křemičitého (SiO2) s obsahem 99,99% vzduchu, zbytek je oxid křemičitý. Díky svému velkému vnitřnímu povrchu má aerogel vysoký adsorpční a katalytický potenciál.

Signup and view all the flashcards

Co jsou kovové pěny?

Kovové pěny jsou lehoučké materiály s porézní strukturou připomínající tkáň, které vznikají spojením kovu (nejčastěji hliníku) s vzduchovými bublinami. Vyrábějí se práškovou metalurgií a zachovávají si mechanické vlastnosti kovu. Používají se pro tepelnou izolaci, tlumí zvuk i vibrace, a odolávají radioaktivitě.

Signup and view all the flashcards

Co je kovové sklo?

Kovové sklo (amorfní kov) je materiál, jehož atomy se neuspořádají do pravidelné krystalové mřížky, ale zůstanou v amorfním stavu. Vznikají rychlým ochlazením roztaveného kovu, čímž nemají čas se krystalizovat. Kovová skla se vyznačují mimořádnými mechanickými vlastnostmi a jsou biokompatibilní s lidskými kostmi, což je činí vhodnými pro implantaci, např. jako šrouby.

Signup and view all the flashcards

Materiály s tvarovou pamětí - princip funkce

Zdeformovaný materiál s tvarovou pamětí se vrátí do původního tvaru po zahřátí na určitou teplotu. To umožňuje použití v mnoha oblastech, od lékařství až po letectví.

Signup and view all the flashcards

Izolační vlastnosti aerogelu

Aerogel je extrémně účinný tepelný izolant. Jeho izolační vlastnosti jsou 40x lepší než u skla, přičemž jeho hmotnost je mnohem menší (asi 1/1000 hmotnosti skla).

Signup and view all the flashcards

Vlastnosti a uplatnění kovových pěn

Kovové pěny se vyznačují vynikajícími izolačními vlastnostmi, chrání před hlukem a vibracemi a jsou odolné vůči radiaci. Díky těmto vlastnostem najdou široké uplatnění v různých oborech, včetně stavebnictví, elektrotechniky, medicíny a letectví.

Signup and view all the flashcards

Využití kovových skel

Kovová skla se dají využít pro výrobu nano-předloh pro „tiskové“ litografické procesy. Díky vysoké biokompatibility a biodegradabilitě jsou vhodná pro lékařské implantáty, např. šrouby, a dokáží se integrovat s lidskou tkání.

Signup and view all the flashcards

Study Notes

Mechanika materiálů

  • Pevnost: fyzikální vlastnost tuhých látek, vyjadřující odolnost vůči vnějším silám
  • Tuhost: fyzikální veličina charakterizující pružná tělesa, udávající míru změny délky při pružné deformaci vlivem vnější síly
  • Křehkost: materiálová vlastnost související s reakcí na zatížení. Křehké materiály se snadno poruší při deformaci nebo nárazech.
  • Houževnatost: opak křehkosti, materiálová vlastnost, která se projevuje vysokou odolností vůči trhlinám a deformacím
  • Poddajnost: fyzikální veličina, převrácená hodnota tuhosti. Vyjadřuje schopnost tělesa měnit tvar působením vnější síly při pružné deformaci
  • Tažnost: mechanická vlastnost materiálu, určovaná tahovým zkoušením. Poměr délky po přetržení vzorku k původní délce vyjádřený v procentech.
  • Měrná pevnost: poměr pevnosti a hustoty materiálu
  • Měrná tuhost: poměr tuhosti a hustoty materiálu
  • Tvrdost: mechanická vlastnost materiálu, udávající odpor proti vniknutí cizího tělesa do povrchu
  • Tahové zkoušení: zkouška zatížení materiálu na tah. Statická zkouška (postupně se zvyšující zátěž). Vzorek se zkouší na trhacím zařízení, dle potřeby do roztržení. Výsledkem je tahový diagram (závislost zatěžovacího napětí na prodloužení vzorku)
  • Pružná deformace: deformace, která se při odstranění vnější síly vrátí do původního tvaru
  • Plastická deformace: deformace, která po odstranění vnější síly nezpůsobí návrat do původního tvaru
  • Hookův zákon: u malých deformací je deformace materiálu přímo úměrná napětí
  • Youngův modul pružnosti: materiálová konstanta, poměr mezi napětím a deformací.
  • Vazba kovalentní: vazba mezi atomy s rozdílnou elektronegativitou (0,4-1,7) nebo nepolární (0,4)
  • Vazba iontová: vazba mezi atomy s velkým rozdílem elektronegativity (více než 1,7), např. NaCl
  • Vazba kovová: vazba typická pro kovy, sdílené volné elektrony (elektronový plyn)
  • Elektronegativita: schopnost atomu přitahovat vazebné elektrony
  • Krystalická látka: částice jsou uspořádány pravidelně do krystalické mřížky
  • Amorfní látka: částice nejsou uspořádány pravidelně
  • Teplota tání: teplota, při které se krystalická látka mění na kapalnou formu
  • Slitiny: materiály vyrobené smícháním různých kovů
  • Ocel a litina: slitiny železa a uhlíku. Ocel má nižší obsah uhlíku než litina.
  • Keramika: nekovy s vysokým modulem pružnosti, odolné otěru a korozi, křehké
  • Polymery: materiály s nízkým modulem pružnosti, vysoká pevnost, snáší deformace, závislé na teplotě
  • Poruchy krystalové mřížky: vakance (chybějící atom), intersticiál (atom na nesprávné pozici), dislokace (porucha v uspořádání atomů)
  • Doba dřevěná, doba kamenná, doba bronzová, doba železná: epochy lidstva pojmenované podle materiálů

Materiály

  • Kompozitní materiály: složeny z více složek s rozdílnými vlastnostmi. Částicové, vláknové
  • Lamináty: složeny z vnějších vrstev a mezivrstvy (jádra) materiálů
  • Sendviče: složeny z tenkých vnějších vrstev a tlustší mezivrstvy
  • Aerogel: porézní ultralehký materiál, vyrobený odstraněním kapalné části z gelu, s vynikajícími izolačními vlastnostmi
  • Kovové pěny: materiál složený z kovu a vzduchových bublin
  • Nanomateriály: materiály s rozměry částic menšími než 100 nm
  • Biokompatibilní materiály: materiály, které nemají negativní vliv na tkáně a tělo
  • Chytré materiály: materiály s inteligentními vlastnostmi
  • Koroze: degradace materiálu vlivem chemických procesů
  • Ochrana před korozí: antikorozní povlaky, vhodná konstrukční řešení
  • Polymerní materiály: Degradace polymerů: oxidace, UV záření, teplota, mechanické namáhání

Příklady

  • Hliníková pěna, aramidová vlákna, Kevlar: příklady využití v praxi.

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Quiz Team

Related Documents

Vlastnosti materiálů PDF

Description

Testujte své znalosti o mechanice materiálů, zaměřený na pevnost a různé vlastnosti tuhých látek. Prozkoumejte pojmy jako tuhost, křehkost a houževnatost. Tento kvíz pomůže prohloubit vaše porozumění chování materiálů při zatížení.

More Like This

Use Quizgecko on...
Browser
Open
Browser
Browser