3.2.2 NEKOVOVÉ TECHNICKÉ MATERIÁLY

3.2.2.1 PLASTY

Organické sloučeniny složené z obřích molekul (makromolekul), které obsahují tisíce atomů, především uhlíku a vodíku, k nímž přistupují atomy dalších prvků, např. chloru, fluoru, kyslíku, dusíku
Tvoří samostatnou materiálovou skupinu
Struktura částečně nebo zcela amorfní -> molekuly nejsou uspořádány pravidelně -> většinou nemají definovaný bod tání -> při mechanickém namáhání jsou náchylné k tečení

Včleňují se mezi kovy a ostatní nekovové materiály
- Z nekovových materiálů vytlačují sklo, porcelán, kůži, textilní vlákna, dřevo
- Nastupují na místo kovů, kde nejsou potřeba mechanické vlastnosti, ale pěkný vzhled a chemická stálost, v dokáží nahradit zinek a jeho slitiny, slitiny olova a mnohdy i bronz

Výroba plastů

Chemickou modifikací přírodních makromolekulárních látek - chemicky se navážou některé nízkomolekulární sloučeniny (s malými molekulami)

Synteticky
Základní suroviny: Ropa, uhlí -> získává se z nich:
Ethylen
Propylen
Butylen
Butadien
Benzen
Xylen
Fenol

Další suroviny:
Dusík
Vodní plyn
Chlorid sodný (jako zdroj chloru)
Acetylen (vyrobený ze zemního plynu a vápna)

Z výše uvedených surovin se složitými chemickými procesy vyrábí nízkomolekulární látky - monomery -> z nich se vyrábí polymery, dějem zvaným polyreakce
- Polyreakcí jsou schopny jen ty sloučeniny, které mají v molekule, alespoň 2 místa schopná chemické reakce (každá molekula se může vázat s dvěma sousedními) -> Vzniká lineární makromolekula ve tvaru řetězce a hmota se nazývá lineární polymer
- Má-li monomer tři nebo více míst schopné chemicky reagovat, může vytvářet řetězce třemi nebo více směry v prostoru -> vzniknou zasíťované makromolekuly (zasíťovaný polymer)

3.2.2.1.1 VLASTNOSTI PLASTŮ

3.2.2.1.2 PŘÍSADY DO PLASTŮ

Plniva

Organická a anorganická
Přidávání pro částečné nahrazení pryskyřice či jiné makromolekulární látky -> úspora surovin -> nižší cena a pro ovlivnění mechanických a fyzikálních vlastností

Prášková plniva dle potřeby mění fyzikální vlastnosti polymeru
- Křemičitá moučka - zvětšuje tepelnou vodivost a snižuje tepelnou roztažnost
- Grafit - zmenšuje tření
- U houževnatých hmot zhoršuje tažnost a rázovou houževnatost

Vláknitá plniva vyztužují hmotu a podstatně zvyšují pevnost
Jsou ve formě:
- Stříhaná vlákna
- Textilní ústřižky
- Vrstvené souvislé tkaniny (bavlněné, zejména skleněné
Hmoty plněnými skleněnými a speciálními vlákny již tvoří samostatnou skupinu vyztužených plastů
- Dosahují mimořádné tepelné odolnosti
- V pevnosti se vyrovnají kovům a někdy je i předčí

Změkčovadla

Použití: Přidávají se k některým polymerům pro nižší měkkost a ohebnost

Barviva
Použití: Pro získání barevného odstínu u neprůhledných/průhledných hmot

Stabilizátory
Použití: Zvětšují odolnost polymerů proti:
Zvýšeným teplotám
Oxidaci
Ultrafialovému záření
Povětrnostním vlivům
Někdy zhoršují houževnatost polymeru

Maziva
Použití: Lepší "tečení" roztaveného polymeru při tváření

Nadouvadla
Při zpracování uvolňují plyny a vytváří hmotu pěnové struktury
Tyto tzv. lehčené hmoty mohou být:
- tvrdé až ohebné
- měkké
Dutinky mohou mít:
- otevřené (pórovité - vsáknou vodu)
- uzavřené (vodu nenasáknou)

3.2.2.1.3 TERMOPLASTY

Plast	Zkratka	Vlastnosti	Použití
Polyvinylchlorid	PVC	Nejpoužívanější a nejlevnější plast Tvrdý PVC Pevný Dosti křehký Použitelný do teploty 60 °C Vyniká odolností proti kyselinám a zásadám Měkký PVC Obsahuje změkčovadla Ohebný Při teplotě 0 °C křehne Směs PVC s chlorovaným polyetylénem Houževnatější než tvrdý PVC Lépe odolává povětrnostním vlivům	Tvrdý PVC Chemický průmysl: Potrubí Armatury Instalační zařízení Měkký PVC Kufry, kabelky, podrážky, obuv, koženka (s textilním podkladem) Podlahoviny Hračky Obaly Hadice Pouzdra Izolace vodičů Směs PVC s chlorovaným polyetylénem Okenní rámy Okapy Venkovní instalace
Polyetylen	PE	Velmi rozšířený Celkem dobře odolává: Kyselinám Zásadám Rozpouštědlům Teplotám do 75 °C Výborný vysokofrekvenční izolátor Lehčí než voda Nízká odolnost proti povětrnostním vlivům -> zvětšuje se stabilizátory (nejlépe sazemi -> černá barva plastu) Nízké hustoty (Rozvětvený (měkký) polyetylen): Měkký Ohebný i za mrazu Povlaky slouží jako ochrana před korozí kovových předmětů Vysoké hustoty (Lineární polyetylen): Vyšší molekulová hmotnost Pevnější Tuhý Vysokomolekulární polyetylen: Odolává: Otěru Nárazům Bloky a tyče se obrábějí na nárazové části Odbouratelné termoplasty na základě polyetylenu, obsahující chemické skupiny citlivé na světlo a ultrafialové záření, se časem samy rozpadají -> Nevznikají žádné problémy s likvidací odpadu jako u běžných termoplastů -> Ekologicky velmi vítané Použití:Výrobky s krátkou životností (nákupní tašky, ochranné fólie v zemědělství, pytle na odpad) Ve vývoji jsou biologicky odbouratelné termoplasty, rozpadající se působeném vlhkosti a použití je obdobné	Nízké hustoty (Rozvětvený (měkký) polyetylen): Nádoby Víčka Drobné předměty v domácnosti Lahve ve farmaceutice a potravinářství Fólie Pro hygienické balení potravin Pytle Sáčky Ubrusy Kryty pařenišť Potrubí a hadice pro vodu Izolace na vodiče přenášející vysokofrekvenční signály Izolační součásti radaru Televizní a anténní svody Vysoké hustoty (Lineární polyetylen): Velké nádoby Kbelíky Dřezy Kanystry Kalíšky Tlaková potrubí pro pitnou vodu Odpadní potrubí Armatury Tenké fólie Vlákna Vysokomolekulární polyetylen: Pojezdová kola Lanové kotouče Ozubená kola Kluzné součásti Tenké výstelky násypek, žlabů a čerpadel pro dopravu abrazivních sypkých materiálů Chirurgické protézy a implantáty Skluznice lyží
Kopolymer etylén-vinylacetát	E/VA	Měkčí a houževnatější než polyetylén nízké hustoty (až kaučukovitý, se sníženou krystalinitou)	Ohebné trubky a profily Oplášťování kabelů odolných proti povětrnosti Anesteziologické masky Obalové a skleníkové fólie se zvýšenou propustností pro plyny proti polyetylenu
Polypropylen	PP	Vlastnosti podobné tvrdému polyetylenu Odolává teplotám až do 90°C Plniva: Krátké skleněná vlákna nebo mastek Levná konstrukční hmota vhodná pro střední namáhané součásti za zvýšených teplot	Potrubí a armatury na horkou vodu Sterilizovatelné injekční stříkačky Nádoby na dopravu lahví, potravin Nádoby baterií Vlákna pro tkané pytle Plovoucí vodní lana Plniva: Krátké skleněná vlákna nebo mastek Tělesa čističů vzduch automobilů Tělesa a rotory teplovzdušných ventilátorů Součásti domácích praček
Polybuten	PB	Mechanické vlastnosti mezi polyetylénem a polypropylénem Velmi malý creep Vysoká odolnost proti korozi pod napětím Vysoká odolnost proti otěru	Vodovodní potrubí Trubky pod podlahové topení Fitinky Součásti chemických přístrojů Telefonní kabely Vícevrstvé fólie pro balení potravin
Polystyren	PS	Tvrdý Křehký Průhledný Dobře barvitelný Odolný do teploty 75 °C Výborný vysokofrekvenční izolátor Dobře se rozpouští a lepí Snadná zpracovatelnost Pěnový polystyren vzniká zpracováním polystyrenu a nadouvadlem Strukturní pěnový polystyrén Tuhý, kompaktní povrch, který plynule přechází v pěnový vnitřek Pevný Lehký	Drobné elektroizolační součásti a elektrotechnické výrobky Skříňky Lžičky Krabičky pro kosmetické a elektrotechnické výrobky Talířky Hračky Pěnový polystyren: Výborná tepelná izolace ve stavebnictví a chladírenství Záchranné pásy Výplně člunů (nesaje vodu) Tvarové obaly citlivých přístrojů Aranžérství Strukturní pěnový polystyrén Skříně televizorů a magnetofonů Poličky Imitace dřeva
Kopolymer styren - butadien	S/B	Obsahuje převážně styren -> Nazývá se houževnatý polystyren () Zvýšená odolnost proti nárazům	Vulkanizovatelný butadienstyrenový kaučuk na pneumatiky (převažuje-li butadien) Podrážky Otěruvzdorná těsnění Transportní pásy
Kopolymer akrolynitril-butadien-styren	ABS	Pevný Vysoce houževnatý Dobrá chemická odolnost Snese teplotu 85°C Neprůhledný Možnost galvanického pokovování na vysoký lesk Je-li nutná vysoká pevnost, plní se skleněnými vlákny	Skříňky radiopřijímačů, telefonů Ochranné přilby Přístrojové desky a části karosérie automobilů
Kopolymer styrén-akrylonitril	SAN	Průhledný Dobře barvitelný Pevnost a tvarová stálost za tepla Odolnost proti povětrnostním vlivům (lepší než u polystyrénu) Odolává benzínu a olejům	Nádobí Průhledné kryty kuchyňských strojků Koupelnové soupravy Krabičky léků a kosmetiky Kryty a součásti radiopřijímačů a videa Kryty zadních světel automobilů
Acetát celulózy	CA	Pevný Houževnatý Průhledný Dobře barvitelný Mírně navlhlý	Držadla a izolační rukojeti nářadí Hřebeny Psací náčiní Součásti fonopřístrojů Rámečky brýlí (řezné z desek) Krabičky
Acetobutyrát celuózy	CAB	Pevný Houževnatý Průhledný Dobře barvitelný Mírně navlhavý	Automobilové volanty Přístrojová tlačítka Tělesa a kopule venkovních svítidel Rukojeti zubních kartáčků
Polytetrafluoretylen	PTFE, teflon	Méně pevný Velmi houževnatý Tepelná odolnost v rozmezí - 250 až + 250 Dokonale odolný vůči působení všech chemikálií (i silně agresivních) Vysoká kluznost Výborný vysokofrekvenční izolátor Nedá se vstřikovat -> Lisuje se za studena a výlisky se spékají při teplotě 380°C	Chemický průmysl (pro prostředí s vysokými teplotami): Těsnění Ucpávky Hadice V leteckém, raketovém a kosmickém průmyslu Strojírenský průmysl: Plněný grafitem, práškovým bronzem (ke zvýšení otěruvzdornosti a odvodu tepla) na pohyblivá nemazaná těsnění a kluzná ložiska Velká zatížení snesou metalopastická ložiska, skládající se z vnitřní tenké pórovité bronzové vrstvy nebo síťky napojené směsí teflonu a grafitu Ložiska se namažou mají velkou životnost Antiadhezní povlaky: Textilních a potravinářských strojích Kovového nádobí Izolátory pro vysokofrekvenční zařízení pracujících za vysokých teplot
Kopolymery tetrafluoretylénu		Nižší chemickou a teplotní odolnost (asi do 200°C) Rychle se vstřikují -> Rychlé a levné zpracování	Tvarově složitější laboratorní výrobky Hadice Izolace kabelů Trubky Součásti čerpadel a ventilů Výstelky nádrží v chemickém průmyslu Ohebné tištěné spoje Izolátory v elektronických přístrojích Obaly některých léčiv Zdravotnické součásti
Polyamidy	PA	Částečně krystalické -> Pevné, houževnaté, s velkou odolností proti opotřebení Dobře tlumí nárazy a chvění Odolává teplotám do 80°C (některý typy do 120 °C) Porušovány kyselinami Několik typů Některé na vzduchu navlhávají -> zvětšování rozměrů součástí Polyamid plněný skleněnými vlákny Vysoká pevnost (200 MPa) Dobrá rozměrová stabilita Dá se vstřikovat, ale NESMÍ se obrábět, protože přeřezaná vlákna by způsobovala velký otěr při provozu Polyamidové povlaky chrání kovové výrobky proti korozi a otěru Alkalický polyamid: Jako monomer se dobře odlévá do forem v nichž polymeruje Transparentní polyamid Amorfní s velkou rozměrovou stabilitou Polyamid modifikovaný elastomerem Vysoká rázová houževnatost i za mrazu Mírně snížená tuhost proti běžným polyamidům	Kluzná ložiska a ozubená kola pro provoz bez mazání (textilní a potravinářský průmysl) Šrouby Pojistné matice Řemenice Kladky Kluzná obložení rukojetí Kliky Závěsy Nerozbitné hračky Se skleněnými vlákny: Kryty ručních vrtaček Rotory vrtaček Tepelně a mechanicky namáhané vnější části součásti automobilových motorů a další části pod kapotou Použití na vlákna: Jemné textilie (silon, nylon, dederon, perlon, kapron) Rybářské vlasce Struny Lana Vyztužovací kordy do pneumatik Hnací řemeny Dopravní pásy Alkalický polyamid: Rozměrné bloky Velká ozubená kola, kluzná ložiska Menší lodní šrouby do hmotnosti 1 tuny Transparentní polyamid Kryty průhledů Olejoznaky Pevné tvarově stabilní výrobky Polyamid modifikovaný elastomerem Letecké a svářečské přilby Tělesa bruslí Těsnění Rázuvzdorné elektroizolační součásti
Kopolymer polyamid-polyéter		Přechodné vlastnosti mezi polyamidem a kaučukem Tuhý až mělký Vysoká rázová houževnatost za mrazu Teplotní odolnost do 70 °C	Lyžařské a bruslařské boty Membrány čerpadel tělesa naslouchátek Lékařské potřeby
Polyoxymetylén, Polyformaldehyd	PoM	Pevný Velmi tuhý Vysoce krystalický Odolává teplotám do 110°C Kyseliny jej narušují Typická konstrukční hmota s dobrou rozměrovou stabilitou a otěruvzdornosti Pro větší namáhání se plní skleněnými vlákny	Nemazaná ozubená kola, vačky, kluzná ložiska, Ventily a kohoutky Šrouby a matice Součásti kancelářských a domácích strojů Tělesa čerpadel Rotory větráků Rukojeti elektrických vrtaček a stříkacích pistolí
Polykarbonát	PC	Pevný Mimořádně houževnatý "Nerozbitný" Průhledný Odolnost do teploty 120 °C Pro odolnost při vyšších teplotách se plní skleněnými vlákny	Nerozbitné nádobí Sterilizovatelné lahve Injekční stříkačky Kryty přístrojů a strojků Velkoplošné kryty lamp Optické datové nosiče - CD, DVD Nehořlavé krabice pro filmy Kryty svorkovnic Elektroizolační fólie (pro použití za vyšší teploty)
Směs polykarbonátu s kopolymerem akrolynitril-butadien-styrenu	PC + ABS	Snížená tepelná vodivost Lepší zpracovatelnost Levnější Při požadavku na vysokou vrubovou houževnatost se mísí s polythylentereflalátem nebo Polybutyléntereftalátem
Polybutyléntereftalát	PET	Druh termoplastového polyesteru Dobrá pevnost Houževnatost Odolnost proti opotřebení Rozměrově stabilní do teploty 100 °C Výlisky vhodné na přesné strojní součásti Pro nízkou propustnost CO2 vyfukují lahve na minerální a pitnou vodu i alkoholické nápoje	Fólie pro izolaci kabelů a transformátorů do teploty 150 °C Pokovené fólie na tištěné spoje a miniaturní kondenzátory Magnetofonové pásky Membrány reproduktorů Kreslířské a tiskařské fólie Vlákna (terylén, tesil) v oděvnictví a na průmyslové tkaniny Filtrační tkaniny Bezpečnostní popruhy Rybářské sítě Lodní lana Popryžované tkaniny pro: Nafukovací čluny Haly a skladiště Skládací nádrže Hadice na vodu
Polybutyléntereftalát	PBT	Nižší pevnost a tuhost (oproti polybutyléntereftalátu) Lepší zpracovatelnost Polybutyléntereftalát + Polythylentereflalát plné krátkými skleněnými vlákny jsou vhodné pro přesné, mechanicky namáhané výrobky za vyšších teplot	Tepelně namáhaná tělesa a kryty elektrospotřebičů do 100 až 120 °C Součásti malých čerpadel Ozubená kola a přesné vačky Elektroizolační součásti
Směs polyfenylénéteru s polystyrénem	PPE +PS	Dobrá zpracovatelnost Pevný a dosti houževnatý Odolávající dlouhodobě teplotám 110 °C (krátkodobě až 130 °C) V silnoproudé elektrotechnice se používá s přísadou snižující nebo potlačující hořlavost materiálu	Tělesa elektrospotřebičů, stykačů, termostatů Tělesa topení automobilů Rotory teplovzdušných ventilátorů Průmyslové elektrozásuvky a zástrčky
Polymetylmetakrylát	PMMA, plexisklo	Netříštivé organické sklo Velmi dobré optické vlastnosti Odolnost vůči povětrnostním vlivům Snese teplotu do 75°C	Ochranné kryty a štíty (zvláště u letadel) Optické části laboratorních přístrojů Modely pro fotoelasticimetrii (optické zjišťování rozložení napětí v mechanicky namáhaných konstrukcích) Studijní modely přehradních nádrží Světelné reklamy Umyvadla a vany (zespod vyztužené polyesterovým skelným laminátem) Zubařské hmoty (dentakryl)

Některé speciální termoplasty pro mechanicky a současně tepelně namáhané součásti

Plast	Zkratka	Vlastnosti	Použití
Polyfenylénsulfid	PPS	Vysoce krystalický Pevný Tvrdý Většinou plněný skleněnými nebo uhlíkovými vlákny Teplotně odolný do 200 až 280 °C Nehořlavý Odolný proti chemikáliím a rozpouštědlům	Miniaturní přesné součásti v elektronice Zapouzdření počítačových čipů Tělesa reflektorů
Polysulfon	PSU	Průhledný Pevný Tvrdý Trvale odolný do 160 °C	Izolační součásti v elektrotechnice Tepelně namáhané díly kuchyňských spotřebičů Medicínské a potravinářské přístroje Osvětlovací zařízení
Polyamidimid	PAI	Velmi pevný Tvrdý Nehořlavý Tepelně odolný krátkodobě době do 300 °C; dlouhodobě do 260 °C Nekřehne ani při -190 °C Plnivo: Skleněná nebo uhlíková vlákna Zvýšení pevnosti a tuhosti Snížení ceny Grafit nebo prášek PTFE Ložiskový materiál pro extrémní pracovní podmínky	Chladící technika Letectví Astronautika S Plnivy: Tělesa hydraulických prvků a pneumatických čerpadel Ložiska Ozubená kola Kluzné součásti
Polyéterimid	PEI	Levnější než polyamidimid Pevný Vysoká odolnost proti hoření Trvale odolný do 170 °C	Tělesa vysokonapěťových přerušovačů elektrického proudu Elektrické izolátory Součásti brzdových válců a těles karburátorů v automobilech Oběžná kola ventilátorů Ložiska Ozubená kola (s plivem polytetrafluoretylenu) Součásti mikrovlnné trouby
Polyarylketony	PAEK	Tvoří skupinu polymerů, které jsou pevné a tuhé do teplot až 250 °C Vysoká chemická odolnost Plnění skleněnými nebo uhlíkovými vlákny dále zvýší jejich pevnost
Polymery s tekutými krystaly	LCP	Velmi tuhé tyčkové makromolekuly (mezogeny) plovoucí v řídké tavenině polymeru se při vstřikování orientují (srovnávají) ve směru proudící taveniny do formy

3.2.2.1.4 REAKTOPLASTY A ELASTOMERY

Plast	Zkratka	Vlastnosti	Použití
Fenolformaldehyd		Tvrdý Křehký Odolný proti rozpouštědlům Odolný teplotám do 120 °C Nejčastěji se užívá s plnidly: Dřevěná moučka Tvrdý Křehký bakelit Azbest Elektrosoučásti do teploty 150 °C Vrstvený papír (kartit, umakart) Vrstvená bavlněná tkanina tkanina (textil, textgumoid) Vrstvená skleněná tkanina (fenolické skelné lamináty)	Čistá pryskyřice Elektroizolátory Ve strojírenství Přípravky Modely Šablony S plnidlem: Dřevěná moučka Elektroinstalační součásti svorkovnice, zásuvky, přepínače, držadla žehliček Azbest Objímky žárovek Vrstvený papír (kartit, umakart) Panely Konstrukční izolační části elektropřístrojů Vrstvená bavlněná tkanina (textil, textgumoid) Ozubená kola (obráběním z desek) Kluzná ložiska pro velké zatížení Vrstvená skleněná tkanina (fenolické skelné lamináty) Konstrukční prvky letadel a raket Chemické nádrže a potrubí
Kyselinovzdorná pryskyřice s grafitem a azbestem		Odolává do 150 °C	V chemickém průmyslu (nádrže, potrubí, ventilační systémy)
Močovinoformaldehyd (karbamid)		Plněný dřevěnou moučkou nebo celulózou Tvrdý Dobře vybarvitelný Velmi dobré elektroizolační vlastnosti Snese teplotu do 75°C	Izolační součásti Kuchyňské a sanitární předměty
Melaminformaldehyd		Tvrdý Dobře vybarvitelný Velmi dobré elektroizolační vlastnosti Snese teplotu až do 120 °C	Elektroizolátory Cestovní nádobí Vrstvená hmota (s papírem) na obkládání stolů a pultů
Epoxidy		Pevné Odolné vůči povětrnostním vlivům Odolává teplotám do 120 °C Epoxidové skelné lamináty Pevnost až 320 MPa	Čistá pryskyřice Izolační zalévání vodičů a obvodů v elektrotechnice Slévárenské modely a šablony, přípravky, lisovací nástroje Lepidla na kovy Epoxidové skelné lamináty Potrubí Rotory ventilátorů v letectví a raketové technice Konstrukční elektroizolanty Tištěné obvody (s nalisovanou měděnou fólií) Sportovní nářadí (např. laminátové tyče)
Polyestery (nenasycené)		Nejčastěji s pojivem pro stříhaná skleněná vlákna nebo skelné tkaniny (skelné lamináty s pevností asi 280 MPa) Odolnost vůči chemikáliím Odolnost proti teplotě do 120°C	Skladovací nádrže Cisterny a potrubí v chemii a potravinářství Trupy člunů a menších lodí Karosérie sportovních automobilů a motocyklových přívěsů Střešní krytiny Křesla Stolky Vany Vyztužovací konstrukce pro nádrže a potrubí z termoplastů Vysokotlaké nádoby a potrubí - vyrábí se navíjením skleněných vláken (impregnovaných polyesterovou pryskyřicí) v určitém směru na tvarové jádro (ve směru vláken až 800 MPa)
Polyuretan	PUR	Tuhý až kaučukovitý Velká otěruvzdornost Tlumící schopnosti Lehčený polyuretan Tvrdý Integrální polyuretanové pěny Mají tuhý kompaktní povrch přecházející plynule v pěnové jádro Vyrábí se tvrdý i měkký	Silentbloky Těsnění a manžety pro vodu do teploty 80°C Lehčený polyuretan Tepelná izolace v chladírenství a potravinářství Zvuková izolace Sendvičové desky pro konstrukce letadel, lodí a vozidel (desky s povrchovými vrstvami ze sklolaminátů a s vnitřními vylehčující výplní) Měkčí lehčené druhy Opěradla a bezpečnostní obložení ve vozidlech Molitanové vložky v oděvnictví Čalounictví Mycí houby Integrální polyuretanové pěny Široce použitelný konstrukční materiál
Silikony	Si	Organické sloučeniny křemíku a kyslíku Odolné proti stárnutí Odolné vůči povětrnostním vlivům Odpuzují vodu Odolají teplotám až 200 °C Jako lineární polymery se dodávají jako: Oleje Pasty Tuky Jejich viskozita se téměř nemění v širokém rozsahu teplot	Maziva v letectví (tuhnou při - 70 °C) Hydraulické oleje Separační plasty v lisařské technice Ochranné nátěry v autokosmetice Impregnace textilu Zasíťované polymery Teplem vytvrditelné laky pro typickou izolaci elektromotorů a v elektrotechnice Plněné skleněnými vlákny na mechanické a tepelně namáhané strojní součásti
Silikonové kaučuky		Pružné od -60 do + 200 °C	Izolace kabelů v dolech a na zařízeních s nebezpečím požáru Těsnění pro vysoké a hluboké teploty (speciální kaučuky až do teplot -90°C) Elektrotechnika Lékařství Potravinářství Letectví
Syntetické kaučuky (lineární a zasíťované)		Odstraňuje nevýhody přírodních kaučuků Není použitelný pro vysoké teploty (asi nad 100 °C) Neodolává benzínu, olejům Podléhá stárnutí Vyniká pružností a otěruvzdorností
Nitrilkaučuk (Kopolymer butadien akrylonitril)		Vyniká odolností proti benzínu a olejům	Těsnění Hadice Olejovzdorné podlahy
Polychropren		Částečně olejovzdorný Lépe odolává povětrnostním vlivům	Venkovní těsnění Dopravní pásy Hadice
Butylkaučuk (Kopolymer izopren-izobutylen)		Předčí přírodní kaučuk: Odolností proti Teplotám a povětrnosti Kyselinám Horší pružnost	Těsnění pro hydrauliku
Polybutadien		Velmi dobrá otěruvzdornost	Pneumatiky Technická pryž
Termoplastický elastomer		Kopolymer PBT + Polyéterglykolu Pružný Ohebný i při -40 °C Odolává teplotám kolem 100 °C Odolný vůči olejům, pohonným směsím a rozpouštědlům Dobře se zpracovává jako termoplasty	Nízkotlaké pneumatiky Nárazníky Spoilery Ochranné vlnovce automobilových kloubů Ochranné přilby Membránová čerpadla
Polypropylenový elastomer		Směs polypropylenu a speciálního elastomeru EPDM (Etylén-propylén-dien-kopolymer) Termoplastický	Automobilový průmysl Nárazníky Blatníky Přístrojové desky Vnitřky zavazadlových prostorů Hadice Trubky Obuv Hračky
Fluórový kaučuk (Kopolymer vinylidenchlorid-hexafluórpropylen)		Výborná odolnost proti kyselinám, olejům, rozpouštědlům Velmi dobře odolává stárnutí Výborně odolává teplotám do 200 °C	Náročná těsnění

3.2.2.2 DŘEVO

Důležitá průmyslová surovina
Patří mezi nejpoužívanější materiály (spolu s kovy a plasty)
Uplatnění v nejrůznějších průmyslových odvětvích

Organická hmota -> vytváří se v kmeni, větvích, kořenech stromů/keřů přírodními procesy za účasti okolního prostředí

Kmen je složen především z cévních svazků:
- Zpočátku je složení z živých buněk (v běli)
- Později je složení z odumřelých buněk (v jádře nebo ve vyzrálém dřevě)

Letokruh - vrstva dřeva, která přibude za rok
V jarním období se vytváří velké, řídké a tenkostěnné buňky, které se napojují na letokruh minulého roku -> buňky jsou světlejší a při řezu kmenem je viditelná "hranice"
Asi od poloviny června se vytváří menší, užší a tlustostěnné buňky -> vzniká tmavší dřevo -> dřevo letní
Z výše uvedených poznatků, lze určit stáří stromu
Tvorba dřeva končí koncem srpna popř. začátkem září (asi 4 měsíce)
Do výšky roste strom jen několik týdnů

Rozdělení dřev

Dřeviny domácí a zdomácnělé
a) Jehličnaté
Měkké
Tvrdé
b) Listnaté
Měkké
Tvrdé

Dřeviny cizokrajné (zámořská dřeva)

Nevýhody surového dřeva:

Navlhavost
Nestejnorodost -> způsobena nehomogenní skladbou (letokruhy)
Podléhání hnilobě

Úprava a zušlechťování dřeva:

Umělé vysoušení
Nejdůležitější úprava
Přirozené dlouhé sušení: Dosáhne se 12 až 15 %
- Pro výrobu nábytku je potřeba: 8 až 10 %
- Pro výrobu překližek, dýh, impregnaci je potřeba: 5 až 6 %
Vysušené dřevo pokud není zajištěno proti vlhkosti opět "vlhne" dokud nedosáhne hygroskopické rovnováhy
Většinou se vysouší vzduchem nebo párou
Někdy se vysouší vysokofrekvenční proudem nebo infračerveným zářením -> vhodné pro polotovary menších rozměrů
Po vysušení by mělo být dřevo zakonzervováno olejem, např. železniční pražce, či sloupy
Sušit lze i v horkém oleji
- Dřevo se do něj ponoří
- Ohřívá se nad bod varu vody
- Voda se vysušuje a olej ji nahrazuje

Impregnace dřeva
Ochrana proti hnilobě a vlhkosti

Vlastnosti impregnačních činidel:
Dlouhodobá chemická stálost
Značná jedovatost -> pro ochranu proti hmyzu, houbám, plísním
Prostupnost do dřeva
Musí být:
- Levné
- Lidem a zvířatům neškodné

Vlastnosti dřeva

Mechanické, zejména pevnost závisí hlavně na:
Druhu dřeva
Původu dřeva
Místě v kmeni
Vlhkosti dřeva
Struktuře dřeva
Vadách dřeva

Nevýhody dřeva:
Nestejnoměrná struktura
Vady dřeva
Vlhkost

Výhody dřeva:
Dobrá pevnost v tahu, tlaku, ohybu
Zvukové izolační vlastnosti
Tlumí nárazy a vibrace
Dobrá obrobitelnost
Snadné spojení klížením
Lze povrchově upravovat broušením, hlazením, leštěním, lakováním

Ve směru vláken jsou mechanické vlastnosti nepoměrně lepší (pevnost je několikanásobně vyšší)
Prakticky nemá mez pružnosti (na rozdíl od kovů) -> snese zatížení bez deformace k mezi pevnosti
Při namáhání snese značný průhyb
Hustota: 120 kg.m-3 - 1000 kg.m-3
Nízká tepelná a zvuková vodivost
Je-li vhodně impregnované má též elektroizolační vlastnosti
Odolává účinků kyselin a jejich výparům (nesmí být příliš koncentrované nebo silně oxidační

Původ (strom)	Vlastnosti	Použití
Smrk	Měkké Poměrně lehké Pružné Za sucha příliš štěpné	Stavebnictví "Podřadnější" účely Hudební nástroje (staré stromy) -> rezonanční kulatina Dřevotřískové desky (podobně i jedlové dřevo)
Jedle	Tmavší než smrk Měkké, však tvrdší smrkové Pevné Pružné Méně štěpné než dřevo smrkové	Podobné jako smrkové
Borovice	Pryskyřičnaté Měkké (tvrdší než smrkové Značně trvanlivé Štípatelnost menší než u předešlých druhů Zpracovatelnost poměrně dobrá (horší než u smrkového)
Modřín	Nejtvrdší Nejkvalitnější Velmi pevné Velmi trvanlivé Málo sesychá Dobře se zpracovává Drahé
Buk	Pevné Tvrdé Těžké Dobře štěpné Dobře zpracovatelné Dobře se leští a moří Husté Načervenalé Stejnorodé s jemnými léty a paprsky Malá trvanlivost a borcení se odstraňuje pařením, impregnací a zušlechťováním	Nábytek Překližky Tvrzené dřevo
Dub	Tvrdé Velmi pevné Těžké Vysoce trvanlivé Málo sesychá Méně hustší (než bukové) Dobře se moří Obtížně se leští	Velmi rozsáhlé
Topol	Velmi měkké Lehké Málo pevné Málo trvanlivé Dobře štípatelné Poměrně malá sesychavost	Překližky (nejlepší dřevina) Dýhovaný nábytek Obklady stěn
Lípa	Lehké Měkké dřevo Snadno štípatelné Dobrá zpracovatelnost Bílé, jednotně zbarvené se žlutočerveným až hnědavým nádechem	Řezbářství Umělé truhlářství Modelářství
Olše	Měkké Lehké Snadno štípatelné Vysoce odolné ve vodě Málo pevné Málo pružné Světle červenavé až tmavě červenooranžové s jednotným zbarvením	Překližky Imitace vzácných dřev (mahagon, palisandr) Modelářství
Bříza	Bílé až hnědožluté s jednotným zbarvením Houževnaté Tvrdé Pružné Zvláště pevné Nesnadno štípatelné Málo trvanlivé	Dýhy a překližky Řezbářství Soustružnictví Imitace vzácných dřev (mahagon a ořešák Pažba pušek
Osika	Velmi měkké Velmi lehké Málo pevné Dobře štípatelné Málo sesychavé Dobrá zpracovatelnost Šedobílé až žlutobílé s jednotným zbarvením	Loupané dýhy a překližky
Jilm	Husté Tvrdé Těžké Pevné Houževnaté Špatně štípatelné Hůře zpracovatelné Žlutobílá běl a světle hnědé až temně hnědé jádro	Dýhy Překližky Obklady stěn
Javor	Tvrdé Husté Pevné Těžké Ohebné Pružné Menší štípatelnost Poměrně malá trvanlivost Dobře zpracovatelné Dobře se moří a leští Bílé dřevo s hedvábným leskem a zmatenými letokruhy	Loupané dýhy Výroba nábytku Slévárenské modely
Jasan	Pevné Trvanlivé Pružné Houževnaté Tvrdé Dobrá zpracovatelnost, zejména leštitelnost Malá štěpnost Široká narůžovělá běl a světle hnědé jádro Dobře znatelné letokruhy	Dýhy Sportovní nářadí Nábytkářství
Třešeň, jabloň, hruška, ořech	Husté Červenohnědá barva	Kvalitní nábytek Dýhy Soustružnické práce Slévárenské modely Přesné výrobky
Cizokrajná dřeva	Pochází z tropických lesů Vytlačována moderními hmotami	Hudební nástroje Sportovní nářadí
Korek	Kůra korkového dubu ze středomořských ostrovů a severní afriky Velmi lehký (hustota: 200 až 300 kg.m-3) Dobrý tepelný a izolační materiál Pružný Mechanicky poměrně odolný a chemicky stálý Nahrazován lehčími plasty	Zátky Těsnění Podložky Třecí spojky Desky pro tepelnou a zvukovou izolaci (z korkové drti)

3.2.2.3 PAPÍR

Výroben z vláken buničiny (celulózy) -> získává se z jehličnatého a listnatého dřeva

Další surovina:
Dřevní drť, starý papír - podřadné papíry
Hadry, textilní odpad - speciální papíry

Další suroviny
Pryskyřičná mýdla - klížení
Síran hlinitý, kaolin - snížení pórovitosti
Barvy

Vlastnosti

Pevnost a tažnost zjišťujeme trhací zkouškou
Jakost se ověřuje ohýbací zkouškou, při které se papír několikrát ohne o 180°
U elektrotechnických papírů provádíme zkoušku průrazu elektrickým polem

Jiné vlastnosti
Odolnost proti protržení
Savost
Lesk
Hladkost
Odolnost proti vodě

Použití

Pro technické a projekční kanceláře
a) Pauzovací papíry
Mají být:
Průsvitné
Stejnoměrného zrna
Hladké nebo jemně zrnité
Nesmí být křehké

b) Kladívkové papíry
Prosté dřeva
Dobře klížené

Filtrační papíry
Nejsou klížené, plněné a hlazené
Hlavní vlastnosti:
- Propustnost
- Čistota

Papírovina
Papírové odlitky vznikají ->Odléváním hustě klížené papíroviny do pórovitých a sajících forem s s následujícím sušením
Z desek provlhčené lepenky se lisují tvarové výrobky pro obalovou techniku
Lepenky impregnované dehtem používáme jako krytinu

3.2.2.4 TECHNICKÉ SKLO

Základní suroviny:
Čistý křemičitý písek
Oxid vápenatý
Uhličitan sodný/draselný
Oxid hlinitý

Ze základních surovin se připraví práškovitá směs - sklářský kmen -> roztaví se ve ve sklářské peci
Do sklářského kmene se přidávají přísady pro změnu vlastností skla

Tekutá surovina se zpracovává:
Foukáním
Lisováním
Litím
Ručně
Strojně

Vzniklé polotovary se upravují
Leptáním
Pokovováním
Broušením
Leštěním

Druhy skel a jejich použití

Optická skla
Optické čočky a hranoly
Skla se zvláštní propustností - propouští jen určité druhy záření

Elektrotechnická skla
Izolační skla - Lisují se z nich izolátory, podložky
Zátavová skla - Výroba žárovek, fotonek, obrazovek

Bezpečnostní skla

Použití: Hlavně ve vozidlech
Vrstvené - Jen popraská
Tvrzené - Rozpadne se na drť
S Drátěnou vložkou - Ve stavebnictví

Konstrukční sklo
Chemicky odolné
Hladký povrch
Použití:
Vodoznaky
Armatury
Textilní zařízení
Papírenské stroje
Potravinářský průmysl
Potrubí pro pneumatickou dopravu
Signální a svítidlová skla
Stavební materiál
Optika

Nenamrzající skla
Částečně vodivá
Zahřívají se průchodem elektrického proudu

Další použití skel

Skleněná potrubí pro potravinářský a chemický průmysl
Měřidla
Přístroje a součásti pro malý otěr
Vodoznaková, laboratorní skla

Skleněná vlákna

Vlastnosti
Pružná
Pevná
Nehořlavá

Použití:
Přísada do látek zabraňující jejich mačkání - plnidla do polyesterů (skelné lamináty)
Izolace částí pro vysoké teploty

3.2.2.5 TECHNICKÁ PRYŽ

Vyrobená z vulkanizované kaučukové směsi

Hlavní surovina:
Přírodní kaučuk-> získá se sražením kaučukového mléka
Umělý (syntetický) kaučuk -> získá se polymerací

Do kaučuku se přidávají vulkanizační činidla: síra, plniva, a další -> pryž se zpevňuje, změkčuje, zbarvuje, atd.
Vulkanizováním (nejčastěji ohříváním na vyšší teplotu) přechází kaučuk (účinkem síry) z plastického stavu do stavu elastického -> menší citlivost na změnu teploty a rozpustidla
Většina pryžových výrobků se zhotovuje tvářením kaučukové směsi v lisech současně s vulkanizací

Vlastnosti jsou závislé:
Druhu a množství plniv
Způsob zpracování

Starou pryž je možné regenerovat -> získá se cenná surovina -> použití na:
Přísada do nové pryže
Podřadnější součásti

Použití:
Automobilový a letecký průmysl -> pneumatiky
Výroba dopravních pásů, hnacích řemenů, hadic, těsnících manžet, podložek k pružnému uložení strojů
Izolace kabelů
Spotřební předměty

Normalizace pryže

62	2	x	x	x	.	xx	x
Třída norem - Gumárenství	Pryž	Druh pryže (pro mechanické namáhání, lehčená, atd.)	Stupeň typické vlastnosti	Tvrdost podle Shorea		Pevnost v tahu (ohybu)	Doplňující vlastnosti

3.2.2.6 TECHNICKÁ KŮŽE

Kůže zvířat -> surovina pro výrobu usně -> stále technický materiál

Plastické materiály zatím useň nedokáží nahradit

Surová kůže
Vlastnosti surové kůže:
- Tvrdá
- Lámavá
- Málo pevná
- Snadno propadá hnilobě

Před použitím se musí vyčinit (vydělat), promastit a upravit

Useň - vyčiněná kůže

Vlastnosti kvalitní usně

Houževnatost
Pružnost
Pevnost
Ohebnost
Snadná tvárnost

Použití:
Ve strojírenství: Hovězí useň (hřbetní a ramenní)
Hnací řemeny (nejčastěji ploché - klínové (zvláštní profily se vyrábí z pryže))
Těsnění pro hydrauliku a pneumatiku (membrány, těsnící podložky)

3.2.2.7 TECHNICKÉ TEXTILIE

Základní surovina: Vlákna

Rostlinná
Len, konopí, lýko, juta, bavlna

Živočišná
Srst savců (vlny), ztuhlý bílkovinný výměšek housenek (přírodní hedvábí)
Při zvýšené teplotě se škvaří a uhelnatí

Umělá
Chemického původu
Nejčastěji používaná jsou polyamidová vlákna (silon, kapron, perlon, nylon)

Samotné vlákno je prakticky neupotřebitelné -> spřádají se do přízi (nit) o určité jemnosti (tloušťce) již při výrobě
Příze se zpracovává tkaním, pletením (na tkalcovském a pletacím stroji)
Vyráběny i netkané textilie z plastů (lepením, foukáním, lisováním)

Sukno

Podobné plsti, ale tenčí
Použití: Leštění a k podobným účelům jako tenká plsť

Tkaniny

Použití:
Plachty a střechovice
Filtrační účely
Pytle a síta
Popruhy
Řemeny
Hadice

Vlastnosti tkanin dle použití:

Plachtoviny
Pevné, nepromokavé
Vyrobeny z konopí, lenu, bavlny
Použití: Nákladní auta, stany, kryty

Filtrační tkaniny
Vyrobeny z lenu, konopí, polyamidu
Použití: Chemický a potravinářský průmysl

Obalové tkaniny
Použití: Pytle a čalounictví

Kord
Tkanina z viskózního hedvábí nebo bavlny
Použití: Při výrobě pneumatik

Šňůry a lana
Výrobí se z:
- bavlny
- umělého hedvábí
- konopí
- polyamidová vlakna
Použití:
- Transportní zařízení
- Lodní doprava
- Ťěsnící šňůry

Plst
Pro výrobu nejvhodnější vlna nebo jiné druhy živočišné srsti -> pařením a mechanickým hnětením (válcováním) se do sebe zaplétají a svým drsným povrchem se navzájem drží -> plstění
Použití:
Těsnění
Filtrace
Izolace proti otřesům, hluku a teplu
Stírání oleje
Výroba leštících kotoučů, dopravních pásů na jemné zboží
Vyložení krabic s jemnými přístroji

3.2.2.8 TECHNICKÁ KERAMIKA

Výrobky se získávají z rozemletých minerálních hmot
Důležitost i ve strojírenské výrobě

Technický porcelán

Keramická hmota se vyrábí z kaolínu, křemene, živce
Vysoká mechanická pevnost(malá rázová houževnatost)
Odolnost proti chemikáliím
Elektrický izolant

Použití:
Elektrické izolátory
Nádrže na chemikálie
Části elektrických a tepelných přístrojů

Technická kamenina

Výroba z keramických zemin, které se upravují, tvarují, suší, glazují a vypalují

Použití:
Vany pro chemický průmysl

V poslední době tento materiál nahrazují plasty, které předčí
- Pevností
- Lepší zpracovatelností
- Často i chemickou odolností

Tavený čedič

Jemnozrnná hornina
Zpracovává se litím, lisováním nebo válcováním
Předčí i kovové materiály

Výrobky předčí:
Velká tvrdost
Vysoká odolnost proti opotřebení

Použití:
U zařízení namáhaných na otěr (např. dopravníky štěrku)

Těžkotavitelné kovové sloučeniny

Sloučeniny některých kovů s uhlíkem/dusíkem/bórem/křemíkem (silicidy)
Vysoká pevnost
Tvrdost při nízkých a vysokých teplotách

Použití:
Vysokoteplotní technika
silicidy - odporové tyče do elektrických pecí
Odporové tyče z siC se používají do teploty 1350 °C
Si3N4
V hutnictví a slévárenství na výrobu kelímků
V energetice na vyzdívku spalovacích komor a tepelných výměníků

Těžkotavitelné oxidy

Příklad: Al2O3
Vysoká teplota tavení
Vysoká pevnost a tvrdost
Chemická stabilita při vyšších teplotách
Použití:Tepelná izolace pecí

3.2.3 ŘEZNÉ MATERIÁLY

3.2.2.9 AZBEST/OSINEK

Křemičitan jehož krystalky se rozpadají na vlákna
Šedavá až nazelenavá barva
Vlákna pevná a ohebná
Odolává teplotě až 1 600 °C
Za sucha izoluje, ale snadno však nabobtná
Vlákna se dají spřádat -> tkaniny, pásy, šňůry
Volná vlákna -> azbestová lepenka
Směs azbestu s cementem se lisuje na desky a tvarové výrobky dobrých mechanických vlastností (krytina, instalační materiál, základové desky elektrotechnických přístrojů)
Krátká vlákna + drť + plniva -> klingerit (na desky a těsnění)

Použití:
Žárovzdorné části oděvů
Těsnění pro vysoké teploty
Izolace pecí
Brzdová obložení

Nebezpečný pro zdraví - karcinogenní účinky

3.2.3.1 KUBICKÝ NITRID BORU

Uspořádání atomů v krystalové mřížce a vlastnosti jsou podobné jako u diamantu
- Teplota řezání může dosáhnout: 1 400 až 1 600 °C aniž by došlo ke změně vlastností
- Velká odolnost proti abrazivnímu opotřebení
- Dobrá chemická stálost
- Relativně křehký

Podobnou technologií, jakou se vyrábí kompakty z polykrystalických diamantu se vyrábí i kompakty z kubického nitru boru

Lze obrábět velmi tvrdé materiály:

	Kalená ocel (65 HRC)	Šedá litina (220 HB)
Řezná rychlost [m/min]	260	800
Hloubka řezu [mm]	4	4
Posuv [mm]	0,5	0,5

Soustružení a frézování kubickým nitridem boru nahrazuje broušením
Tvrdost obráběných materiálů má být vyšší než 48 HRC -> jinak se příliš opotřebovává břit
Při obrábění kalených ocelí se dosahuje přesnosti 0,01 mm a jakost obrobené plochy Ra = 0,3 m m
Nutno použít negativní geometrii

Při nasazení kubického nitridu boru je potřeba:
Výkonný a stabilní stroj
Velký poloměr špičky břitu nástroje
Úprava břitu fazetkou
Správná poloha nástroje k obrobku

Většinou se pracuje bez chlazení

Použití:
Obrábění:
- Kalená ocel a litina
- Povrchově kalené obrobky
- Slinované materiály na bázi kobaltu a žárovzdorné slitiny
Výroba brousicích nástrojů

Zkratka: CBN

3.2.3.2 CEMENTY

Od slinutých karbidů se liší tím, že místo kobaltu je pojivem nikl
Vyrábí se práškovou metalurgií

Mezi cermety se v praxi počítají i materiály na bázi:
Karbidu titanu (TiC)
Karbonitridu titanu (TiCN)
Nitridu titanu (TiN)

Původně byly nepoužitelné pro obrábění, kvůli své křehkosti -> Přidáním karbidu molybdenu získaly houževnatost

Velká:
Odolnost proti opotřebení hřbetu (i ve tvaru žlábku na čele)
Chemická stabilita
Tvrdost za tepla
Vysoká trvanlivost břitu
Jakost obrobené plochy

Malý sklon k tvoření nárůstku a oxidačnímu opotřebení
Vhodné pro střední a vyšší řezné rychlosti a střední posuvech, kde je přesně definován přídavek na obrábění

Použití: Vysoce náročné operace při obrábění
Jemné soustružení, frézování, vyvrtávání (dokončovací práce)
Soustružení korozivzdorných ocelí
Lehčí kopírovací operace

Nejsou vhodné pro obtížné soustružící tvarové operace

3.2.3.3 KERAMICKÉ ŘEZNÉ MATERIÁLY

Výchozí surovinou pro jejich výrobu je oxid hlinitý (Al2O3)
- Levný
- Snadno dostupný

Vyrábí se práškovou metalurgií, slisováním lisovaných prášků do tvaru řezných destiček

Velmi malá pevnost v ohybu - > Nevhodné k obrábění součástí
- S přerušeným řezem
- S větším průměrem třísky

V porovnání se slinutými karbidy jsou při stejné tvrdosti podstatně odolnější proti otěru
Vysoká tvrdost za studena i za tepla
Použít je lze do teplot až 1 200°C
Nereaguje chemicky s materiálem obrobku
Pořizovací s porovnáním se slinutým karbidem je zanedbatelná
Zaručují dlouhodobou trvanlivost břitu -> Použití při vysokých řezných rychlostech
Po otupení všech řezných stran (6 až 8) se již neostří -> nepoužívá

Úspěšné použití závisí na:
Stabilitě upnutí vyměnitelné břitové destičky i nástroje
Tuhosti a výkonu obrábějícího stroje
Řezné podmínky (možnost použít vysoké řezné rychlosti)
Rozdělení a velikosti úběru materiálu z obrobku
Dobré krytí pracovního prostoru obrábějícího stroje před odletujícími třískami

1. Čistá keramika

Vytvořená na bázi oxidu hlinitého Al2O3, obsahuje ho až 99%
Může pracovat až při teplotě břitu 1 200 °C

Relativně nízká:
- Pevnost
- Houževnatost
- Tepelná vodivost

Použití: Soustružení
- Šedé litiny
- Uhlíkových a nízkolegovaných ocelí při řezné rychlosti nad 100 m/min

Pro zlepšení řezivosti se někdy přidává oxid zirkonu (až 20%) -> Polosměsná keramika
Použití: Obrábění
- Tvárné a temperované litiny
- Legované a rychlořezné oceli

2. Směsná keramika

Vytvořená na bázích:

Oxid hlinitý (Al2O3) + 20 až 40 % karbid titanu (TiC)
Oxid hlinitý (Al2O3) + nitrid křemíku (Si3N4)
- Může pracovat i s přerušovaným řezem
- Lze použít i pro frézování nahrubo

Existuje jich několik druhů: Podle
Složení
Obsahu kovové fáze

Výhody: (oproti čisté keramice)
Odolnější proti teplotním šokům
Lepší tepelná vodivost
Méně náchylná na lom břitu

Použití:
Frézování šedé litiny a oceli
Frézování a soustružení na čisto zušlechtěných ocelí a tvrdé litiny

Může pracovat i při chlazení

3. Vyztužená keramika

Obsahuje tzv. viskery (vlákna krystalu křemíku o průměru asi 1 mm a délce více než 20 mm)

Výhody (oproti jiným druhům):Vyšší
Houževnatost
Pevnost v tahu
Odolnost proti teplotním šokům a opotřebení
Podíl viskeru tvoří až 30%

Použití: Obrábění
Žáruvzdorné slitiny
Kalené oceli
Šedé litiny

Lze obrábět součásti s přerušovaným řezy

4. Neoxidická keramika

Vytvořená na bázi nitridu křemíku (Si3N4)
Odolná proti teplotním šokům
Houževnatá a pevná
vysoká tvrdost za tepla
Chemický stálá
Výkonná při hrubování šedé litiny vysokými řeznými rychlostmi (až 400 m/min)

Použití:
Práce s přerušovaným řezem
Soustružení žáropevných slitin na bázi niklu

3.2.4 POMOCNÉ MATERIÁLY

3.2.3.4 TECHNICKÉ DIAMANTY

Diamant - Čistý uhlík se stopami příměsí, které určují jeho fyzikální vlastnosti a zbarvení
Uspořádání atomů v jeho krystalické mřížce je krychlové (kubické) soustavy s osmnácti atomy
Nejtvrdší minerál (zatím tvrdší materiál neexistuje)

Použití: Řezný materiál, pro jednobřitové nástroje (nože) k jemnému obrábění s nepřerušovaným řezem

V hodný k obrábění:
Měkké a houževnaté materiály
Neželezné kovy a jejich slitiny
Tvrdá pryž, plasty, lepenka a další materiály s malou tepelnou vodivostí

Obráběný materiál musí být homogenní, jinak při každém přerušení řezu nebo změně průřezu třísky hrozí poškození diamantu
Vyžadována je vysoká obvodová rychlost
Lzeb obrábět i bez chlazení

Velká citlivost na otřesy vyžaduje obrábějící stroje s
Klidným chodem
Speciálními držáky nástrojů

Druhy technických diamantů

A) Přírodní
Nehodí se pro šperkařství

B) Syntetické
Uměle vyrobeny

Při porovnání s přírodními jsou:
- Levnější
- Lepší mechanické vlastnosti (ve všech osách stejná pevnost)

Nevýhoda: Relativně malé krystaly -> Nevhodné pro upnutí -> Pro odstranění se vytváří kompakty
Práškovou metalurgií je nanášená vrstva syntetického polykrystalického diamantu o tloušťce až 1 mm na podložku z houževnatého slinutého karbidy -> vzniká kompakt
Kompakt:
Pájí na řeznou část nástroje
Je částí vyměnitelné břitové destičky

Polykrystalický diamant

Nejtvrdší řezný materiál, který odolá i vysokému abrazivnímu opotřebení

Vyměnitelné břitové destičky, jsou vytvořeny tak, že břity jsou pevně uchyceny na vyměnitelné destičce ze slinutého karbidu, která zajišťuje:
- Pevnost
- Odolnost proti mechanickým nárazům a tepelným šokům

Nevýhody:
Teplota v místě řezu nesmí překročit 600°C
Není vhodný pro obrábění ocelí a litin (kvůli afinitě k železu)
Nevhodný k obrábění houževnatých materiálů s vysokou pevností (je křehký)

Použití - Obrábění:

A) Neželezných kovů

Abrazivních slitin hliníku a křemíku
Mědi
Titanu a jeho slitin
Materiály pro kluzná ložiska
- Bronzi
- Mosazi
- Slitiny magnézia
- Slitiny zinku a olova

B) Nekovových materiálů
Sklolamináty
Sklo
Umělá pryskyřice
Pryž
Plasty
Uhlík
Slinuté karbidy
Předlisovaná keramika
Dřevo

Kde se vyžadují
Přesné rozměry
Jakost obrobené plochy

Výrobu brousicích kotoučů

3.2.4.1 PALIVA A POHONNÉ LÁTKY

1. Paliva

Důležitá paliva:

Dřevo
Uhlí
Koks
Ropné produkty (topné oleje, propan)
Zemní plny

Složení některých paliv:

Koks

Složka	Procentuální podíl
Uhlík	80 - 98 %
Oxidů a dusíku	2 - 6 %
Vodík	0,4 - 3 %
Síra	0,5 - 1,2 %
Popela a vody	6 - 10 %

Topný olej

Složka	Procentuální podíl
Uhlík	84,6 - 86 %
Vodík	11,9 - 13,3 %
Síra	0,5 - 2,8 %
Popel a voda	0,01 - 0,15 %

Zemní plyn

Složka	Procentuální podíl
Metan	70 -98 %
Etan	0,6 - 10 %
Dusík	0,5 -13 %
Propan, butan, oxid uhelnatý, sirovodík	0,1 -10 %

Spalování
Je účinné jen tehdy, když se přivádí dostatečné množství kyslíku.
Při úplném spalování se uhlík (C) a kyslík (O) přeměňuje na oxid uhličitý CO2 a vodík (H) s kyslíkem (0) na vodu (H2O) (vodní pára)
Při neúplném spalování zůstane ve spalinách popel, hořlavé plyny, saze (oxid uhelnatý, uhlovodíky, vodík)
Spaliny jsou kouřové a odpadní plyny

Výhřevnost
Množství tepla, která palivo "odevzdá" se nazývá výhřevnost.
Množství uvolněného tepla při úplném hoření 1 kg tuhého/kapalného/1m3 plynného paliva za předpokladu, že vodní pára zůstane v plynném skupenství
Udává se v [kJ.kg-1]

Dělení paliv

A) Pevná

Přírodní
Dřevo
Rašelina
Uhlí (hnědé/černé)

Chemicky upraveno/vyrobeno
Dřevěné/rašelinové uhlí
Koks z hnědého/černého uhlí

Chemická úprava se provádí pyrolýzou
Tepelný rozklad organických látek (např. karbonizací)
Pevné palivo se bez přístupu vzduchu ohřeje (dřevěné uhlí 400 °C, černé uhlí 1000 °C), tak aby že se oddělí plynné sloučeniny a kapaliny (např. voda, dehet, lehké oleje) -> zvýší se výhřevnost paliva
Podíl dehtu vznikající při karbonizací obsahuje nejméně 300 organických sloučenin, které po destilaci tvoří velké množství výchozích látek pro chemický průmysl (barviva, ochrana rostlin)

B) Kapalná

Topné oleje
Získávají se z ropy a uhlí

Lehké topné oleje
Lehké topné oleje
- Téměř pouze ropné destiláty
Velmi lehké topné oleje
- Destiláty lehkých olejů vzniklých hnědého a černého uhlí
Mohou se spalovat bez předehřívání a jsou vhodné pro vytápění bytů

Těžké topné oleje
Středně kapalinové
- Dehtové oleje z hnědého nebo černého uhlí
Těžkokapalinové
- Získávají se při zpracování ropy
- Vysoký bod tuhnutí
- Vysoká viskozita
- Použití: Průmyslová spalovací zařízení
- Aby rychle protékaly potrubím a armaturami musí být předehřívány

Ropa
Žlutohnědá až černě silně páchnoucí kapalina
V nalezišti se vyskytuje společně se zemním plynem a solankou v různých hloubkách země
Vytvářela se po milióny let z organických zbytků (těla uhynulých živočichů a rostlin)
Ropa i zemní plyn obsahují vedle dusičnatých, kyslíkatých a sirnatých sloučenin mnoho různých uhlovodíkových sloučenin např.:
- Metan (CH4)
- Propan (C3H8)
- Butan (C4H10)

Sloučeniny výše uvedené slouží pro výrobu mnoha ropných produktů
Ropné produkty:
Benzín
Nafta
Topné, strojní a mazací oleje
Rozpouštědla, plastické hmoty, barviva, farmaceutické látky

Těžba ropy:
Ve většině případů stačí tlak, jaký je v úložišti
Není-li dostatečný užíváme:
Těžbu pomocí stlačeného vzduchu nebo vody
Mechanických hlubinných čerpadel
- Nejčastěji používané
- Pístové čerpadlo se sací trubkou umístěné těsně nad hladinou ropy je poháněno přes tyčovou soustavu k čerpacímu bloku, který je na povrchu země.

C) Plynná

Hořlavé plyny z přirozených surovin
Zemní plyn
Nachází se nad nalezištěm ropy
Často se nachází v nalezišti bez ropy
Použití: Palivo v průmyslu a v domácnosti
Složení: viz. výše
Jako nežádoucí součást obsahuj sirovodík H2S, který působí na železo korozivně-> před přepravou (v dálkovém potrubí) se odstraňuje vodními roztoky
Výhřevnost upraveného zemního plynu: 34 000 kJ.m-3

Hořlavé (kapalné) plyny z ropy
Ropa obsahuje často:
Metan (CH4)
Etan (C2H6)
jakož i tzv. kapalné plyny:
Propan (C3H8)
Butan (C4H10)
V protikladu k metanu a etanu jsou kapalné plyny při vysokém tlaku a prostorové teplotě zkapalnitelné

Hořlavé plyny vznikající hořlavým procesem
Vysokopecní plyn
Vzniká ve vysokých pecích z koksu a kyslíku přiváděného do teplého vzduchu
Malá výhřevnost
Vysoký podíl oxidu uhelnatého (CO)(25 - 30 %)
Použití: Ohřívání vysokopecního vzduchu (rekuperátorů)

Koksárenský plyn
Vzniká při karbonizaci hnědého a černého uhlí
Výhřevnost závisí na druhu uhlí a postupu karbonizace

Generátorový plyn
Vzniká při spalování koksu, hnědého/černého uhlí při nedostatku kyslíku
Vlastnosti podrobné vysokopecnímu plynu

Hořlavé plyny vyráběné chemickou cestou
Acetylén
Vyrábí se z karbidu vápenatého (CaC2) a vody H2O
Použití:Hořlavý plyn ke svařování a řezání kyslíkem
Oproti jiným plynům má vyšší rychlost spalování, výkon a teplotu plamene

Vodík
Většinou vázaný ve větším množství ve vodě
Získává se elektrolýzou vody nebo vodního plynu
Použití:Pro svařování pod vodou

Hořlavé plyny z biologických procesů
Získávají se kvašením výchozích materiálů bez přístupu kyslíku (např. kalové bahno, hnůj, rostlinné zbytky) působením mikroorganismů
Pomocí exotermického procesu (uvolňuje se teplo) se materiál zahřívá a vzniká hořlavý plyn

3. Pohonné látky

Jsou to paliva, jejichž spalování se uskutečňuje ve spalovacím motoru (tepelná energie se přemění na mechanickou)

Výchozí látka: Ropa (vyčištěná a zbavená vody)

Benzíny

Pohonné látky pro zážehové spalovací motory
Směs destilovaných uhlovodíků -> získají se z ropy frakční destilací nebo krakováním
Prodávají se u čerpacích stanic pod názvy např. special, super, natural

Frakční destilace
Postupné odpařování směsi
Rozložení ropy na více uhlovodíkových molekul

Krakovací zařízení
Krakování - tepelné štěpení těžké směsi na lehkou
Krakovací zařízení - Zařízení ke štěpení velkých uhlovodíkových molekul-> zvyšuje výtěžek lehkých produktů v neprospěch těžkých frakcí

Antidetonační stálost
Důležitá vlastnost pohonných látek
Vlastnost: Nevznítit se předčasně při spalování v motoru
Zajistit rovnoměrnost spalování
Vysoká teplota samovznícení = vysoká antidetonační stálost
Měřítkem je oktanové číslo

Nafta
Získává se převážně z části destilovaných uhlovodíků z ropy v oblasti varu od 180 °C do 360 °C

Vznětové motory potřebují k zabránění detonačních jevů pohonné látky s dobrou vznětlivostí
Cetanové číslo je měřítkem pro vznětlivost paliva vznětových motorů
Nafta má cetanové číslo > 45

Paliva pro plynové turbíny
Stacionární plynové turbíny
Jsou většinou poháněny hořlavými plyny z těžkých ropných směsí nebo vysokopecním plynem (z hutí)

Mobilní plynové turbíny
Poháněny lehčími ropnými frakcemi (benzín, oleje)

Pohonné látky pro tryskové motory
Používají se ropné frakce s velmi širokou oblastí varu od 100 °C do 290 °C

3.2.4.2 MAZACÍ PROSTŘEDKY

Mazadla mají zabránit přímému styku konstrukčních prvků -> snížení tření -> snížení opotřebení -> zlepšení odvádění tepla

1. Mazací oleje

Vyrábějí se především z ropy
Skládají se z dlouhých molekul (polymerů), které drží pohromadě zesíťování

Vlastnosti

Viskozita
Je měřítkem pro sílu, se kterou se zasíťované řetězce molekul mazadla brání přesouvání a roztržení řetězcové struktury
Vliv na tvoření olejového filmu
Musí být takové velikosti, aby při změně pracovní teploty a rychlosti zůstal souvislý olejový film:
a) Nízkoviskózní (řídké)
- Umožňují studený start při studených třecích plochách (např. start nákladního automobilu)
b) Vysokoviskózní (husté)
- Na horkých plochách se zadržuje olejový film -> víceúčelové oleje
- Syntetické oleje jsou málo závislé na výšce teploty

Mazací schopnost
Musí zabránit tření a zadření mechanismu
Mazací schopnost při vysokých teplotách - nemá se rozkládat, oxidovat (zpryskyřičnění, karbonizace) a odpařovat se
Mazací schopnost při nízkých teplotách - mazadlo nesmí být příliš husté

Bod vzplanutí

Teplo při které olej vyvine tolik par, že krátce na to vzplanou

Bod hoření

Teplota při které olejové páry začnou sami od sebe hořet

Bod zážehu

Výška teploty, při které se směs oleje a vzduchu sama vznítí (důležité u spalovacích motorů - samovznícení detonačního běhu

Vlastnost vylučovat vodu a vzduch
Mazadlo se nesmí spojovat s vodou (emulgovat)
Mazadlo se vzduchem nesmí vytvářet pěnu

Korozní chování a oxidační odolnost

mazadlo má zabránit oxidaci -> korozi třecích částí

Rozlišování olejů v praxi

Podle viskozity
Nízkoviskózní - Použití:
Málo zatížená ložiska
Rychloběžné hřídele
Středněviskózní - Použití:
Mírně zatížená ložiska
Rychloběžné hřídele
Viskózní - Použití:
Nadměrně zatížená ložiska
Mazání převodových skříní
Mazání válců motorů

Podle použití označujeme oleje
Motorové oleje
Převodové oleje
Převodové oleje
Hydraulické oleje
řezné oleje

Nezušlechtěné oleje
Nemají žádné rozpouštěcí přísady
Použití:
Pro jednoduché mazací práce
Málo namáhané převodovky
Mazání kluzných a valivých ložisek

Zušlechtěné oleje
Vznikají smícháním minerálních olejů a vhodných rozpouštědel

Oba druhy olejů se nesmí navzájem smíchat !

2. Mazací tuky

Jedná se roztoky mýdel v minerálním oleji
Mýdla (soli mastných kyselin s dlouhými řetězci vápníku, sodíku, aj.) slouží jako zahušťovadlo -> ztužení tuku na určitou pevnost

Použití:
Pro vysoké ložiskové tlaky a malé kluzné rychlosti
Valivá ložiska
Převodovky, stroje
Ocelová lana
"Špatně přístupná místa
Tam, kde je z konstrukčních důvodů mazací místo otevřené a olej by vytékal
Příklad: Mazací místo (ložisko, kloub) strojů a přístrojů v např. potravinářském průmyslu musí zůstat čisté a tuk nesmí odkapávat -> výrobky nesmí být znečištěny

Nelze je použít tam, kde mazivo má i chladící funkci
Kontroluje se bod skápnutí - Teplota při které vystoupí první kapka na pokusném přístroji při zahřátí -> musí ležet nad nejvyšší provozní teplotou ložiska

Vlastnosti důležitých mazacích tuků

Vápenatý mazací tuk
Tuk do Staufferových maznic
Žádná ochrana proti korozi
Pro všeobecné účely do 70 °C

Sodný mazací tuk
Tuk do horkých ložisek (nad 100 °C)
Úplně rozpustný ve vodě
Hodí se pro suchá místa ložisek
Chrání proti korozi

Lithiový mazací tuk
Dobrá antikorozní ochrana a ochrana proti oxidaci způsobená přísadami
Nepropouští vodu
Vhodný pro kluzná i valivá ložiska při středním počtu otáček

Vazelína
Špatná mazací schopnost
Použití jako ochrana proti korozi (konzervace, mazání měřidel)

Vysokoteplotní syntetické tuky
Pro kluzná a valivá ložiska s teplotami do 500 °C

Plastická hmota PTFE (Polytetrafluoretylén)
Přimíchává se jako mikroprášek do mazacích olejů a tuků (jako přísada) -> mazadla jsou extrémně odolná vůči působení tlaku a teploty
Vysoká přilnavost
Dobré kluzné vlastnosti -> nízké tření

Mastek
Práškový mazací prostředek
Struktura podobná grafitu
Chemické vazebné síly mají nízkou soudržnost a dovolují vzájemné klouzání krystalických vrstev a tím mazání
Použití: Mazací prostředek a oddělovací vrstva mezi gumovými částmi (vzdušnice v automobilových pneumatikách)

3. Pevná mazadla

Grafit
Jemně pomletý a smíchaný s olejem či tukem
Použití:
Mazání ložisek, která jsou nadměrně zatěžována a vystavována vysokým teplotám (max 800°C), především v oblasti kombinovaného nebo suchého tření
Zabíhání ložisek a ozubených kol ->Jemné vrstvy krystalů vyplní dobře nerovnosti kluzných ploch a mají i brusné působení

Sirník molybdeničitý
Používá se do teploty 400 °C jako suché mazadlo (nejjemnější prášek)
Smíchaný s olejem či tukem tvoří roztíratelnou pastu
Vrstevnaté, kovově lesklé destičky lpí při vysokých povrchových tlacích a vysokých teplotách pevně na kluzných plochách

3.2.4.3 CHLADÍCÍ A MAZACÍ PROSTŘEDKY

Při obrábění kovových materiálů je nutno použít chladící a řezné kapaliny.

Jejich struktura je většinou na bázi minerálních olejů a obsazuje různé přísady (aditiva) odpovídající účelu

Druhy chladících prostředků

Emulzní kapaliny

Směsi kapalin, které se navzájem nemísí Přidáním emulgátorů (látek umožňující smíšení (např. alkalických solí mastných kyselin)) a míchám se oleje ve vodě jemně rozptýlí na drobné kapky Emulze jsou směsi vody a olejů v poměru 1:5 až 1:20 - Voda - Chladící účinek >Olej - Mazací účinek

Chladící kapaliny pro kovy bez přídavku vody

Řezné oleje - Minerální, živočišné a rostlinné oleje nebo jejich směsi Vrtací oleje - Minerální oleje, ve kterých je rozpuštěno 5 až 25 % mýdla

Rozdělení dle viskozity

Nízká viskozita Vysoké chladící a mazací účinky Teplo se rychle odvádí Brusný prach a třísky se rychle odplavují

Vysoká viskozita Vysoká pevnost tlaku olejového filmu -> ideální na hrubování

Rozdělení dle chemického složení:

Vodné roztoky Roztoky: - Uhličitanu sodného - Křemičitanu sodného/draselného - Dusičnanu sodného Dobrý chladící účinek Použití: Při broušení

Ropné výrobky pro řezné kapaliny Velmi rozšířené jsou vodní emulze Směsi vody a jemně rozptýlených emulgačních olejů a maziv Splývání jednotlivých částeček olejů a tuků se zamezí přidáním tzv. emulgátorů (nejčastěji mýdel) Dále to jsou: - Řezné oleje s přísadou mastných látek živočišného nebo rostlinného původu - Řezné oleje s chemickými přísadami - Ropné oleje bez přísad

Koncentráty Účinné vysokotlakové přísady ve směsi s ložiskovým olejem

Syntetické kapaliny Při výběru řezného prostředí je nutné přihlížet: - Způsobu obrábění - Obráběný materiál

3.2.4.4 BROUSICÍ MATERIÁLY

Brusivo (ostřivo)

Ostrohranná zrna různých velikostí, jejichž ostré hrany vystupují v různých výškách nad povrch brousícího nástroje a tím vznikají břity s velmi různou geometrií, zpravidla s úhlem řezu větším než 90°

1. Dle velikosti

Hrubá

Střední
Jemná
Velmi jemná

2. Dle původu

a) Přírodní

Použití:
Výroba brousících pláten
Pokud je levnější než umělé
Nelze-li dosáhnout stejných výsledků jako s umělým brusivem

Mezi přírodní brusiva patří
Leštící růže a okry
Pemza
Břidlice
Pískovec
Pazourek
Křemen
Granát
Smirek
Přírodní korund
Diamant

b) Umělá

Použití: Výroba brousících nástrojů

Např.

Umělý korund
Je to tavený oxid hlinitý Al 2 O 3
Běžný korund obsahuje 85 až 98 % oxidu hlinitého
Hnědá až černá barva (podle čistoty)
- Pokud se vyrábí z čistého oxidu hlinitého má barvu bílou
- S přísadou oxidu chromu se získá růžová barva (tzv. korund rubínový )
Broušený materiál:
- Ocel
- Ocel na odlitky
- Temperovaná litina
- Tvrdé bronzy

Karbid křemíku (SiC) - Karborundum
Vyrábí se redukcí oxidu křemičitého velmi čistým koksem
Vyšší tvrdost než korund, ale křehčí
Barva světle zelená (z méně čistých surovin až tmavě zelená)
Broušený materiál:
- Šedá litina
- Nitridované oceli
- Mosaz
- Měď
- Měkké bronzy
- Lehké kovy
- Keramické hmoty
- Sklo
- Kámen
- Slinuté karbidy

Karbid boru B 4 C
Výchozí suroviny:
- Kyselina boritá
- Velmi čistý koks
Produktem jsou malé, kovově lesklé krystalky o vysoké tvrdosti
Výroba je drahá
Použití: Náhrada za diamantové brusivo
Broušený materiál:
- Slinuté karbidy
- Leštění diamantů

Kubický nitrid boru
Syntetický diamant
Oxid hlinitý
Oxid ceričitý

Pojivo

Slouží ke stmelení brusiva a spolu vytvářejí různé tvary brousicích nástrojů, např.:
- Brousící a řezací kotouče
- Brousící, honovací, superfinišovací kameny
- Leštící a lapovací pasty

Druhy pojiv:

a) Anorganická
Keramická
Silikátová
Magnezitová

b) Organická
Šelaková
Pryžová
Ze syntetických pryskyřic

Určování brousicích materiálů

Zrnitost
Určena měrným rozměrem zrna
Rozměry jsou délka, šířka, výška rovnoběžnostěnu
Měrným rozměrem je šířka

Tvrdost
Určuje odolnost zrn proti vydrolení, které probíhá při broušení

Struktura (sloh)
Určuje poměr objemu brusiva, pojiva a pórů v brousícím nástroji

Druh brusiva
Určuje jaký materiál byl použit

Pojivo
Určuje z jakého materiálu je pojivo vyrobeno