Номер 2, страница 328 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Молекулярная физика. 12. Твёрдое тело. Параграф 70. Механические свойства твёрдых тел. Творческие задания - номер 2, страница 328.

Условие.

2. Подготовьте доклад «Композиты: происхождение слова, история создания, области применения: стоматология, строительство и др.».

Решение.

Происхождение слова

Слово «композит», как и более полное название «композиционный материал», происходит от латинского слова compositus, что в переводе означает «составной», «сложный» или «составленный из частей». Это слово, в свою очередь, является причастием прошедшего времени от глагола componere, который переводится как «складывать», «составлять». Таким образом, само название материала точно отражает его фундаментальный принцип: создание новой субстанции путем объединения двух или более разнородных компонентов (матрицы и армирующего наполнителя), которые не растворяются друг в друге, а работают совместно, придавая новому материалу уникальные свойства, превосходящие свойства каждого из исходных компонентов.

Ответ: Слово «композит» происходит от латинского compositus, означающего «составной», что точно описывает структуру материала, состоящего из нескольких объединенных компонентов.

История создания

Несмотря на то, что композиты ассоциируются с высокими технологиями, идея их создания очень стара. Одним из первых примеров является саман (кирпич-сырец), который использовали еще в Древнем Египте. В глину (матрицу) добавляли солому или навоз (армирующие волокна), что предотвращало растрескивание кирпичей при высыхании и придавало им прочность на изгиб. Другой известный древний композит — многослойный лук, который использовали кочевые народы Азии. Он состоял из склеенных слоев дерева, рога и сухожилий, что делало его значительно более мощным и упругим, чем лук из цельного куска дерева.

Современная история композитов началась в XX веке с развитием химии полимеров. В 1930-х годах была разработана технология производства стекловолокна, а затем и стеклопластика — материала, где стеклянные волокна армируют полимерную смолу. Этот материал получил широкое распространение во время Второй мировой войны. Настоящий прорыв произошел в 1960-х годах с изобретением углеродного волокна (карбона) и арамидных волокон (например, кевлара). Эти новые армирующие материалы обладали феноменальным соотношением прочности и веса, что открыло дорогу для применения композитов в самых передовых отраслях — аэрокосмической, военной и в профессиональном спорте.

Ответ: История композитов начинается с древности (саманные кирпичи, композитные луки) и продолжается в современную эру с созданием стеклопластика в 1930-х годах и высокопрочных углеродных и арамидных волокон во второй половине XX века.

Области применения: стоматология, строительство и др.

Благодаря возможности создавать материалы с заранее заданными свойствами (легкость, прочность, коррозионная стойкость, термостойкость и т.д.), композиты сегодня применяются практически во всех сферах. Вот лишь некоторые из них:

• Стоматология: Композитные пломбировочные материалы (фотополимеры) являются стандартом для эстетичной реставрации зубов. Они состоят из полимерной матрицы и неорганического наполнителя (керамики, диоксида кремния). Подбираясь точно под цвет эмали, они позволяют делать пломбы незаметными. Также композиты используются для изготовления виниров, вкладок и временных коронок.

• Строительство: Самый распространенный композит в мире — железобетон, в котором бетон (матрица) отлично работает на сжатие, а стальная арматура (наполнитель) — на растяжение. В современном строительстве все чаще применяются композитная полимерная арматура (не ржавеет), сэндвич-панели, а также древесно-полимерные композиты (ДПК) для террасной доски и фасадов.

• Авиакосмическая отрасль: Современные пассажирские самолеты, такие как Boeing 787 и Airbus A350, более чем на 50% по весу состоят из композитов на основе углеволокна (углепластиков). Из них изготавливают фюзеляж, крылья, хвостовое оперение, что кардинально снижает массу летательного аппарата и расход топлива. В ракетостроении и спутниках композиты незаменимы благодаря их легкости и прочности.

• Автомобилестроение: Кузова (монококи) гоночных болидов Формулы-1 целиком изготавливаются из углепластика для обеспечения максимальной безопасности и минимального веса. В серийных автомобилях композиты используются для бамперов, кузовных панелей, элементов интерьера.

• Судостроение: Корпуса большинства современных яхт, катеров и лодок делают из стеклопластика, так как он легок, прочен, не подвержен коррозии и позволяет создавать обводы сложной формы.

• Энергетика: Гигантские лопасти ветрогенераторов, достигающие в длину более 100 метров, изготавливаются исключительно из композитов (стекло- и углепластика), так как никакой другой материал не может обеспечить требуемое сочетание низкой массы и высокой прочности.

• Спортивные товары: Из композитов делают практически весь современный высококлассный спортивный инвентарь: рамы велосипедов, теннисные ракетки, хоккейные клюшки, лыжи, сноуборды, мачты для виндсерфинга.

Ответ: Композиты широко применяются в стоматологии (пломбы), строительстве (железобетон, композитная арматура), авиакосмической отрасли (фюзеляжи самолетов), автомобилестроении, судостроении, энергетике (лопасти ветряков) и производстве спортивных товаров.