BÀI 6. VẬT LIỆU MỚI
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 6. VẬT LIỆU MỚI
Đặt vấn đề
Khởi động
Ảnh
Khởi động :
Câu hỏi: Em hãy quan sát xe đua và cho biết: - Vỏ của xe đua làm bằng vật liệu gì? - Vật liệu này có những tính chất gì đặc biệt so với các vật liệu thông thường?
Bài làm : - Vỏ của xe đua làm bằng vật liệu mới - Vật liệu này có những tính chất đặc biệt so với các vật liệu thông thường: có độ bền, độ cứng tốt hơn; chịu nhiệt tốt hơn; thành phẩm tạo ra đa công dụng, linh hoạt; ...
I - Khái niệm vật liệu mới
Nội dung
Ảnh
I - Khái niệm vật liệu mới
- Vật liệu mới là những loại vật liệu không nằm trong danh mục vật liệu truyền thống sẵn có đang được sử dụng để sản xuất. - Vật liệu mới thường có tính chất cơ học như độ bền, độ cứng; tính chất vật lí như nhiệt, điện, quang học; và tính chất hoá học vượt trội so với các vật liệu truyền thống. - Ngoài ra, vật liệu mới cũng có thể thay đổi tính chất, hình dạng theo môi trường hoạt động để thích nghi với sự thay đổi của môi trường.
Ảnh
Em có biết vật liệu mới được sử dụng cho chiếc xe đua là loại vật liệu nào không ?
Vật liệu composite
II - Một số loại vật liệu mới
Giới thiệu
1. Vật liệu nano
Ảnh
Quan sát Hình 6.2 , đọc thông tin SGK và trả lời câu hỏi :
Ảnh
Hình 6.2. Vật liệu nano
II - Một số loại vật liệu mới
Vật liệu nano là gì ? Nêu ứng dụng của vật liệu nano trong lĩnh vực cơ khí
Đặc điểm nano
1. Vật liệu nano
Vật liệu nano có cấu trúc hạt tinh thể với kích thước cỡ nanômét. Ở kích thước này, vật liệu có những tính chất vật lí, hoá học và sinh học khác so với kích thước bình thường. Một số vật liệu trở nên bền và nhẹ hơn, một số khác có khả năng dẫn điện, truyền nhiệt hoặc phản xạ ánh sáng tốt hơn. Những đặc tính này có thể gây ra những tác động lớn trong các lĩnh vực như cơ khí, điện tử, y học và các lĩnh vực khác.
Đặc điểm :
Ảnh
Ảnh
Ứng dụng nano
1. Vật liệu nano
Sơ đồ tư duy
Khái niệm Composite
Ảnh
2. Vật liệu composite
Composite là vật liệu được tổ hợp từ hai hay nhiều loại vật liệu thành phần khác nhau, gồm vật liệu cốt (tăng độ bền) và vật liệu nền (liên kết vật liệu cốt lại với nhau). Vật liệu composite có độ cứng, độ bền cao, khả năng chịu nhiệt, chống mài mòn, chống ăn mòn tốt. Composite có khối lượng riêng nhỏ. Vật liệu composite là vật liệu được tổ hợp từ hai hay nhiều loại vật liệu thành phần khác nhau. Vật liệu composite có độ cứng, độ bền cao, khả năng chịu nhiệt, chống mài mòn, chống ăn mòn tốt nhưng có khối lượng riêng nhỏ.
Ảnh
Ứng dụng Composite
2. Vật liệu composite
Ứng dụng của vật liệu composite trong lĩnh vực cơ khí bao gồm:
Trong cơ khí động lực , vật liệu composite được dùng để chế tạo vỏ máy bay , ô tô , tàu thủy ; Trong chế tạo máy , vật liệu composite được dùng để chế tạo các dụng cụ cắt gọt , các trục thuyền , bánh răng , ... Trong công nghệ robot , vật liệu composite được dùng để chế tạo các chi tiết của robot , cánh tay robot , ... Ngoài ra vật liệu composite còn được dùng để chế tạo các bình chịu áp lực , cánh quạt tua bin gió , ống dẫn chất lỏng , chất khí , ...
Ảnh
Khám phá
Câu hỏi: Quan sát và cho biết trên Hình 6.3 là những ứng dụng nào của vật liệu composite trong lĩnh vực cơ khí.
Ảnh
Bài làm a. Làm phi thuyền di chuyển trên nước b. Cánh tay robot dùng trong dây chuyền sản xuất c. Ống đựng các hoá chất d. Cánh quạt tuabin gió dùng gió làm năng lượng, cung cấp điện
Cơ tính biến thiên
3. Vật liệu có cơ tính biến thiên
- Vật liệu có cơ tính biến thiên là vật liệu composite tiên tiến có tính chất thay đổi liên tục trong không gian - Điều này đạt được bằng cách thay đổi dần các phần thể tích và/hoặc cấu trúc vi mô của các vật liệu cấu thành trong quá trình chế tạo. - Vật liệu có cơ tính biến thiên được chọn từ các vật liệu thành phần để đáp ứng yêu cầu về tính năng sử dụng của vật liệu.
- Vật liệu có cơ tính biến thiên tránh được các vấn đề ăn mòn, mỏi, đứt gãy và bong tách giữa các vật liệu khác nhau như trong các loại vật liệu composite thông thường.
- Vật liệu có cơ tính biến thiên có ứng dụng trong công nghiệp hàng không, vũ trụ, cơ khí động lực.
+ Trong công nghiệp hàng không, vũ trụ, vật liệu này được sử dụng trong thành phần của động cơ tên lửa, thân máy bay, tàu vũ trụ. + Trong cơ khí động lực, vật liệu có cơ tính biến thiên được sử dụng để chế tạo linh kiện động cơ và lớp vỏ cản nhiệt. + Ngoài ra, vật liệu này còn được sử dụng trong các máy công cụ và dụng cụ cắt.
Hợp kim nhớ hình
4. Hợp kim nhớ hình
Hợp kim nhớ hình là loại vật liệu có khả năng ghi nhớ được hình dạng ban đầu của nó. Khi bị biến dạng, các chi tiết làm bằng hợp kim nhớ hình có thể khôi phục lại hình dạng ban đầu qua một quá trình cơ nhiệt thích hợp.
Hiện nay có hàng chục loại hợp kim nhớ hình được chế tạo, tuy nhiên loại điển hình nhất là hợp kim nitinol gồm nickel và titanium.
Ảnh
Thí nghiệm
Ứng dụng hợp kim nhớ hình
Các ứng dụng của hợp kim nhớ hình trong cơ khí bao gồm:
+ Trong công nghiệp chế tạo robot, dùng để chế tạo các chi tiết máy, cơ cấu ở cấp độ micro. + Trong công nghiệp ô tô, được sử dụng để làm các bộ truyền động thay thế cho các bộ truyền động điện từ. + Trong công nghiệp hàng không, vũ trụ, được dùng để chế tạo cánh quạt máy bay thông minh và cánh máy bay có thể tăng khả năng cơ động và khả năng điều khiển bằng cách thay đổi hình dạng của bề mặt điều khiển.
Ảnh
III.Tổng kết chương
Sơ đồ
Ảnh
III - Củng cố
Luyện tập
Câu hỏi: Hãy đọc các mục 1, 2, 3, 4 và cho biết các vật liệu mới kể trên có những tính chất gì đặc biệt so với các vật liệu thông thường.
Bài làm Các vật liệu mới tính chất đặc biệt so với các vật liệu thông thường: - Giá thành phải chăng, phù hợp - Nguyên liệu không khó kiếm - Tính ứng dụng cao - Sản xuất ra nhiều vật dụng thông minh - ...
IV - Dặn dò
1.Hướng dẫn bài học
1. Hướng dẫn học bài
- Học bài - Mỗi học sinh tự : +Tìm hiểu trên internet hoặc qua sách, báo, tài liệu, ... hãy kể thêm các ứng dụng khác của vật liệu nano. +Tìm hiểu trên internet hoặc qua sách, báo, tài liệu, ... hãy kể thêm các ứng dụng khác của vật liệu composite. +Tìm hiểu trên internet hoặc qua sách, báo, tài liệu, ... hãy kể thêm các ứng dụng của vật liệu có cơ tính biến thiên. +Tìm hiểu trên internet hoặc qua sách, báo, tài liệu, ... hãy kể thêm các ứng dụng khác của hợp kim nhớ hình. - bài tập về nhà : Em hãy tìm hiểu các vật dụng, máy trong gia đình em và cho biết chi tiết nào được chế tạo từ vật liệu mới. - Các em về nhà xem trước bài 7: Khái quát về gia công cơ khí.
2.Kết bài
Ảnh