การวิเคราะห์คุณลักษณะทางเทคนิคและสถานการณ์การใช้งานของวัสดุพื้นฐานทั้งหกชนิด

1. โลหะผสมอลูมิเนียม

โลหะผสมที่มีอะลูมิเนียมเป็นส่วนประกอบหลักและมีส่วนผสมของธาตุอื่นๆ ในปริมาณที่กำหนด จัดเป็นโลหะเบาชนิดหนึ่ง สีของมันคือ... สีขาวเงินโลหะผสมอะลูมิเนียมไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติทั่วไปของอะลูมิเนียมเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติเฉพาะของโลหะผสมอื่นๆ ด้วย เนื่องจากชนิดและปริมาณของธาตุผสมที่เติมเข้าไปนั้นแตกต่างกัน

ความหนาแน่นของโลหะผสมอะลูมิเนียมคือ 2.63 ถึง 2.85 กรัม/ซม³มีความแข็งแรงสูง (σb อยู่ระหว่าง 110 ถึง 650 MPa) ความแข็งแรงจำเพาะใกล้เคียงกับเหล็กอัลลอยสูง ความแข็งจำเพาะสูงกว่าเหล็กทั่วไป ประสิทธิภาพการหล่อที่ดี และ ประสิทธิภาพการแปรรูปพลาสติก, การนำไฟฟ้าที่ดี และ การนำความร้อน, ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี และ ความสามารถในการเชื่อมและสามารถใช้เป็นวัสดุโครงสร้างได้ มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในด้านอวกาศ การบิน การขนส่ง การก่อสร้าง เครื่องกลและไฟฟ้า อุตสาหกรรมเบา และของใช้ในชีวิตประจำวัน

2.สแตนเลส

เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นคำย่อของเหล็กที่ไม่ก่อให้เกิดการกัดกร่อน ความหนาแน่นประมาณ 7.93 กรัม/ซม³เหล็กกล้าที่ทนต่อสารกัดกร่อนอ่อนๆ เช่น อากาศ ไอน้ำ น้ำ ฯลฯ หรือมีคุณสมบัติเป็นสแตนเลส เรียกว่า เหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าไร้สนิมในขณะที่เหล็กกล้าที่ทนต่อการกัดกร่อนจากสารเคมี (เช่น กรด ด่าง เกลือ ฯลฯ) เรียกว่า เหล็กกล้าทนกรด.

เนื่องจากความแตกต่างใน องค์ประกอบทางเคมี ระหว่างทั้งสอง ความต้านทานการกัดกร่อน แตกต่างกัน เหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไปมักไม่ทนต่อการกัดกร่อนจากสารเคมี ในขณะที่เหล็กกล้าทนกรดโดยทั่วไปจะมีคุณสมบัติเป็นสแตนเลส คำว่า "เหล็กกล้าไร้สนิม" ไม่ได้หมายถึงเฉพาะเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดใดชนิดหนึ่งเท่านั้น แต่ยังหมายถึงเหล็กกล้าไร้สนิมอุตสาหกรรมกว่าร้อยชนิด แต่ละชนิดที่พัฒนาขึ้นมานั้นมีประสิทธิภาพที่ดีในด้านการใช้งานเฉพาะของตนเอง กุญแจสู่ความสำเร็จคือการทำความเข้าใจวัตถุประสงค์ให้ชัดเจนก่อน แล้วจึงเลือกชนิดเหล็กที่ถูกต้อง ประเภทของเหล็กที่เกี่ยวข้องกับงานก่อสร้างมักมีเพียงหกประเภทเท่านั้น ซึ่งทั้งหมดนั้นเหมือนกัน ประกอบด้วยโครเมียม 17-22%และชนิดที่ดีกว่านั้นมักมีส่วนประกอบของนิกเกิลด้วย

การเติมโมลิบเดนัมสามารถช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนในบรรยากาศได้ดียิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบรรยากาศที่มีคลอไรด์เป็นส่วนประกอบ

3. ทองแดง

ผลิตภัณฑ์ทองแดง หมายถึง วัสดุทองแดงที่มีรูปทรงหลากหลาย เช่น แท่ง ลวด แผ่น แถบ แท่งยาว ท่อ ฟอยล์ เป็นต้น ซึ่งทั้งหมดนี้เรียกรวมกันว่า ผลิตภัณฑ์ทองแดงความหนาแน่นประมาณ 8.96 กรัม/ซม³.

จำแนกตามส่วนประกอบได้ดังนี้: สามารถแบ่งออกได้เป็นทองแดงแดง ทองเหลือง บรอนซ์ และคิวโปรนิกเกิล เป็นต้น ทองแดงแดง เป็นผลิตภัณฑ์ทองแดงที่มีปริมาณทองแดงสูง และปริมาณสิ่งเจือปนอื่นๆ โดยรวมน้อยกว่า 1% ทองเหลือง เป็นโลหะผสมทองแดงที่มีสังกะสีเป็นส่วนประกอบหลัก บรอนซ์ เป็นโลหะผสมทองแดงชนิดอื่นที่ไม่ใช่ทองเหลืองและทองแดงขาว คิวโปรนิกเกิล ทองแดงเป็นโลหะผสมทองแดงที่มีนิกเกลเป็นองค์ประกอบหลัก แบ่งตามวิธีการแปรรูปได้เป็น ผลิตภัณฑ์ทองแดงรีด ผลิตภัณฑ์ทองแดงอัดขึ้นรูป และผลิตภัณฑ์ทองแดงดึงขึ้นรูป เป็นต้น

คุณสมบัติของวัสดุทองแดง ได้แก่ การนำไฟฟ้าที่ดี, การนำความร้อนที่ดีเยี่ยม, ความสามารถในการขึ้นรูปที่ดีเยี่ยม, ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี, ความแข็งแรงปานกลาง และ ความแข็ง, ทนทานต่อการสึกหรอได้ดีและขอบเขตการประยุกต์ใช้ครอบคลุมถึงด้านพลังงานและไฟฟ้า ด้านเทคโนโลยีสารสนเทศ ด้านการก่อสร้าง ด้านการผลิตเครื่องจักรกล ด้านการขนส่ง ด้านเคมี เป็นต้น

4. โลหะผสมไทเทเนียม
โลหะผสมไทเทเนียมเป็นวัสดุโลหะที่ประกอบด้วยไทเทเนียมผสมกับธาตุโลหะผสมอื่นๆ เช่น อะลูมิเนียม วานาเดียม และโมลิบเดนัม มีความหนาแน่นประมาณ 4.4 ~ 4.5 กรัม/ซม³วัสดุนี้ผสมผสานความหนาแน่นต่ำของไทเทเนียม (ประมาณ 4.5 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งเพียง 60% ของเหล็ก) เข้ากับความแข็งแรงสูงที่ได้จากธาตุผสมเหล่านี้ ส่งผลให้มีความแข็งแรงจำเพาะสูงมาก จึงเป็นวัสดุที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง

มันมี ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม, ทำงานได้ดีในน้ำทะเล, กรด และ สภาพแวดล้อมที่เป็นด่างมันมี ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี, เนื่องจากไม่เป็นพิษและไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาการปฏิเสธในร่างกายทำให้เหมาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ และสามารถทำงานได้อย่างเสถียรในช่วงอุณหภูมิที่รุนแรงตั้งแต่ -253°C ถึง 600°C ด้วยคุณลักษณะเหล่านี้ โลหะผสมไทเทเนียมจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ (โครงเครื่องบิน ชิ้นส่วนเครื่องยนต์) อุปกรณ์ทางการแพทย์ (ข้อต่อเทียม) วิศวกรรมทางทะเล (ตัวเรือ) และสินค้าอุปโภคบริโภคระดับสูง (อุปกรณ์กีฬา) และเป็นวัสดุสำคัญที่ขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่

5. โลหะผสมทนความร้อนสูง
โลหะผสมอุณหภูมิสูงเป็นโลหะผสมที่ประกอบด้วยเหล็ก นิกเกล และโคบอลต์ ซึ่งสามารถรักษาประสิทธิภาพที่เสถียรได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 600℃ และภายใต้สภาวะความเค้นเฉพาะ ความหนาแน่นประมาณ 7.7 ~ 9.2 กรัม/ซม³คุณสมบัติหลักของวัสดุเหล่านี้ ได้แก่ ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานต่อการออกซิเดชัน และความต้านทานต่อการกัดกร่อนจากความร้อน จึงเป็นวัสดุสำคัญในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและพลังงาน

โดยพิจารณาจากองค์ประกอบพื้นฐาน โลหะผสมทนความร้อนสูงสามารถจำแนกได้ดังนี้ ส่วนประกอบเหล็ก (มีส่วนประกอบของนิกเกล 30%-50% และมีต้นทุนต่ำกว่า) นิกเกิล (ประกอบด้วยนิกเกลมากกว่า 50% ซึ่งมีประสิทธิภาพโดยรวมดีที่สุด) และ โคบอลต์ (โดยมีโคบอลต์เป็นวัสดุพื้นฐาน ซึ่งทนต่อการกัดกร่อนจากความร้อนได้ดีเยี่ยม) หลายประเภท สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้ด้วยวิธีการเสริมความแข็งแรง เช่น การเสริมความแข็งแรงด้วยสารละลายของแข็ง การเสริมความแข็งแรงด้วยการตกตะกอน (เช่น เฟส γ' ในโลหะผสมนิกเกล) และการเสริมความแข็งแรงตามขอบเกรน

พวกเขามี ชั้นออกไซด์ที่เสถียรพวกเขามี ทนทานต่อความล้าจากความร้อนสูง และสามารถ ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำๆในแง่ของการใช้งาน โลหะผสมนิกเกลใช้ในใบพัดกังหันและห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์อากาศยาน โลหะผสมเหล็กใช้ในชิ้นส่วนกังหันก๊าซ และโลหะผสมโคบอลต์ใช้ในชิ้นส่วนทนอุณหภูมิสูงของวิศวกรรมทางทะเล นอกจากนี้ กระบวนการต่างๆ เช่น โลหะวิทยาผงและการแข็งตัวแบบทิศทางเดียว ได้ส่งเสริมการปรับปรุงประสิทธิภาพ ทำให้โลหะผสมเหล่านี้กลายเป็นวัสดุ "หลัก" ของอุตสาหกรรมทนอุณหภูมิสูงสมัยใหม่

6. พลาสติก

วัสดุพลาสติกเป็นวัสดุสังเคราะห์ที่ประกอบด้วยพอลิเมอร์โมเลกุลสูงเป็นหลัก โดยมีสารเติมแต่งต่างๆ (เช่น สารเพิ่มความยืดหยุ่น สารคงตัว สารตัวเติม ฯลฯ) เนื่องจากมีคุณสมบัติหลากหลาย จึงมีการนำวัสดุพลาสติกมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสมัยใหม่และชีวิตประจำวัน

วัสดุพลาสติกสามารถแบ่งออกได้ตามพฤติกรรมทางความร้อน ดังนี้ เทอร์โมพลาสติก และ เทอร์โมเซตติง พลาสติก เทอร์โมพลาสติกสามารถหลอมเหลวเมื่อได้รับความร้อนและแข็งตัวเมื่อเย็นลง และสามารถแปรรูปซ้ำได้หลายครั้ง ตัวอย่างเช่น โพลีเอทิลีนและโพลีโพรพีลีน มักใช้ในบรรจุภัณฑ์และในชีวิตประจำวัน

วัสดุพลาสติกมีข้อดีดังนี้ น้ำหนักเบา, ฉนวนกันความร้อนที่ดี, มีเสถียรภาพทางเคมีสูง, และ กระบวนการขึ้นรูปอย่างง่ายพลาสติกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านบรรจุภัณฑ์ การก่อสร้าง เครื่องใช้ไฟฟ้า การผลิตยานยนต์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ และสาขาอื่นๆ อย่างไรก็ตาม พลาสติกบางชนิดย่อยสลายได้ยากและก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมได้ง่าย ดังนั้น พลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจึงกลายเป็นประเด็นวิจัยที่ได้รับความสนใจอย่างมากในปัจจุบัน