Nekovinski materiali: Uvod

OK, here are study notes based on the provided text:

Uvod v nekovinske materiale

• Katedra za mehaniko trdnin in reologijo materialov deluje v Laboratoriju za eksperimentalno mehaniko.
• Kontaktne osebe za vsebine vezane za vaje so doc. dr. Alen Oseli in Matic Šobak.
• Za splošne zadeve je kontaktna oseba doc. dr. Lidija Slemenik Perše.
• Prvi kolokvij bo 3.4.2025, drugi pa 29.5.2025.
• Za opravljen izpit preko kolokvijev je potrebno pozitivno opraviti oba kolokvija.
• Kolokviji veljajo le za tekoče šolsko leto.

Vsebina predavanj

• Zajeta je zgradba snovi, vključno z razdelitvijo snovi, agregatnimi stanji ter kemijskimi vezmi.
• Obravnavana sta keramika in steklo, od zgradbe do postopkov izdelave in uporabe.
• Predstavljeni so polimerni materiali, definicije pojmov, vrste in značilnosti.
• Obravnavajo se sintetični polimeri, njihove skupine, dodatki, lastnosti in uporaba.
• Termične lastnosti polimernih materialov se raziskujejo skozi toplotne prehode in diagram P-V-T.
• Merilne tehnike za določanje termičnih lastnosti nekovinskih materialov.
• Obravnavane mehanske lastnosti nekovinskih materialov, kot so trdnost, trdota in žilavost.
• Raziskuje se vpliv okoljskih pogojev na mehanske lastnosti nekovinskih materialov.
• Polimerni kompoziti so zajeti z vidika značilnosti, struktur in vpliva ojačitev.
• Obravnavani so postopki izdelave polimernih kompozitov (ročni, pultruzija, vakuumski, itd.).
• Poudarek je na mehanskih lastnosti kompozitov, vključno z vplivom strukture in izbire polnil.
• Viskoelastične lastnosti polimerov in kompozitov ter modeli za njihov opis.
• Predstavljene so merilne tehnike za določanje viskoelastičnih lastnosti polimerov in kompozitov.
• Raziskuje se časovna odvisnost polimernih materialov (lezenje, relaksacija).
• Obravnavano recikliranje in degradacija polimernih materialov ter vpliv na mehanske lastnosti.

Temeljna literatura in viri

• Wineman A.S., Ramamani K.R.: Mechanical response of polymers: an introduction. Cambridge University Press, 2000.
• Ferry J.D.: Viscoelastic properties of polymers. John Wiley & Sons, 1980.
• McCrum N.G., Buckley C.P., Bucknall C.B., Principles of Polymer Engineering, Oxford University Press, New York, 1997.
• Shaw M.T.: Introduction to Polymer Rheology, John Wiley & Sons, 2012.
• Tadmor Z. in Gogos C. G., Principles of Polymer Processing, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey, 2006.

Zgradba snovi

• Razdelitev snovi glede na lastnosti in kemijske spremembe.
• Pomembna agregatna stanja: Trdno (s), Tekoče (l), Plinasto (g).
• Agregatno stanje je določeno z značilnimi makroskopskimi lastnostmi.
• Trdne snovi imajo delce tesno povezane z močnimi privlačnimi silami, lahko so kristalne ali amorfne.
• Tekočine imajo šibke vezi, delci so prosto plavajoči, nimajo lastne oblike, volumen je odvisen od temperature in tlaka.
• Plini imajo zanemarljive medmolekulske vezi, delci se gibljejo prosto, volumen je odvisen od temperature in tlaka.
• Čiste snovi so elementi ali spojine, z določeno sestavo in lastnostmi.
• Elementi so čiste snovi, ki jih s kemijsko reakcijo ni mogoče razkrojiti.
• Spojine so sestavljene iz vsaj dveh različnih elementov.
• Zmesi so heterogene (neenakomerno porazdeljene) ali homogene (enakomerno porazdeljene).
• Homogene zmesi imajo fazne meje, ki jih ni mogoče opaziti.
• Elementi nastopajo v obliki atomov ali molekul in imajo različna agregatna stanja.
• Dalton je leta 1803 predlagal atomsko teorijo.
• Uredil je 36 elementov.
• Kovine, nekovine in polkovine so razvrščene v periodnem sistemu.
• Spojine so binarne, sestavljene iz dveh elementov (kovina + nekovina).
• KEMIJA je naravoslovan znanost proučuje snovne spremembe.
• ADIABATNE SPREMEMBE ni interakcij med sistemom in okolico.
• IZOTERMNE SPREMEMBE toplotna izmenjava je mogoča.
• Snovne spremembe vključujejo oddajanje ali sprejemanje energije.
• Eksotermne ali endotermne kemijske reakcije.
• Osnovni gradniki atom: protoni, nevtroni in elektronov.
• Atomi so sestavljeni so iz pozitivno nabitega jedra in negativno nabitih elektronov v elektronski ovojnici.
• V atomu je število protonov in elektronov enako(atom nevtralen).
• Masno število je vsota protonov in nevtronov in je ob simbolu zgoraj levo.
• Vrstno število je število protonov in je ob simbolu spodaj levo.
• Izotopi imajo enako vrstno število a različno masno.
• Molekula je sestavljena iz dveh ali več atomov, povezanih s kemijsko vezjo.
• Ioni so električno nabiti delci (kationi pozitivni, anioni negativni).
• Molska masa: m = M/Na = N-število delcev / Na-Avogadrova konstanta.
• ločimo masni, molski in volumnski delež.
• Enačbe za izračun deležev.

Kemijske vezi

• Spojine se nahajajo v oblikah molekul ali kot skupek ionov.
• Kovalentne vezi(usmerjene) so med atomi nekovin(elektronsko) v polarnih(različnih) ali nepolarnih(enakih).
• Atomska vez nastane kadar so atomi elektronevtralni.
• Ionska vez(neusmerjene) ima privlak med nabitimi ioni(kovinski in nekovinski).
• Dolčimo ioni prevajajo ne prevajajo električni tok.
• Kovalentna vez je šibkejša od ionske, in je lažje razpade.
• Kemijske(močne)in intermolekulske(šibke) sile vez.
• Kovalentne in ionske vezi imajo disiacijsko energijo > 400kcal/mol medtem ko Vna der Waalsove elektromagnetne interakcije < 1(kcal/mol).
• Elektromagnetna interakcija ima prevodne elektrone.
• privlačne sile imajo visoka vrelišča in tališče
• vezanosti morajo biti močno povezani a vseeno šibko morajo biti delički zato potrebna gibljivost(elastičnost)
• Kovinska veza ni usmerjena.

Atomska vez

• je močna
• ločimo 4 vrste disperzijske, indukcijske, orientacijski ter vodikove.
• Vodikova vez- je med molekulskimi silami.
• Prevladujejo z vezani na atom ki je zelo elektonegative.

Keramični in stekleni materiali

• Lastnosti keramike, stekla ter sinjanje.
• Monokristali, Polikristali, Amorfne snovi.
• Zgradba(molekulski,ionski,kovalentni,kovinski).
• Osnovni elementi keramike.
• Načini delitve keramike, sestava gline.
• Lastnosti keramik(khrkost, porousnost, krhkost)
• Vrste keramike.

Steklo

• Na osnovi silike.
• Steklo se tali.
• se na osnova temperature posodi.
• kemijo spada med anorganska.
• steklo je lahko kaljeno,kar pomeni je zelo obstojen visoko temperaturni raztez.

I hope these notes are helpful for your studies!