Практическая работа «Составление перечня композитных материалов и их свойств»

7 класс Модуль «Производство и технологии»

Методическая разработка практической работы

по теме «Современные и перспективные технологии. Мир профессий»

Практическая работа «Составление перечня композитных материалов и их свойств»

Цель: ознакомить учащихся с понятием "Композитные материалы", рассмотреть, в чём их уникальные особенности, представить перечень композитных материалов и их свойств в виде таблицы. Сделать вывод.

Оборудование и материалы: ____________________________________

_______________________________________________________________

Задание:

Выписать, выучить определения.

Производство — это процесс создания какого-либо продукта с использованием первичных (труд и капитал) и промежуточных факторов производства (сырье, материалы и тому подобное).

Производство состоит из средств производства, производственных, административно-бытовых зданий, строений, помещений, площадей, земли, природных ресурсов, систем коммуникаций и трудового коллектива.

Все единицы в производственной структуре предприятия имеют свои производственные базы, их комплекс образует производственную базу предприятия. Результатом материального производства является создание конечного продукта, обладающего заданными потребительскими свойствами.

Производственный процесс — это совокупность действий, которые необходимы для производства продукции. Он включает в себя множество элементарных технологических процедур, которые называются операциями. Основной производственный процесс связан с превращением предметов труда в готовую продукцию.

Современные и перспективные технологии включают в себя различные области, такие как композитные материалы, искусственный интеллект, квантовые вычисления, биотехнологии и другие. В данном уроке мы рассмотрим композитные материалы, так как они являются одной из важных и перспективных областей развития технологий.

Выписать и выучить определения

Композитные материалы — это материалы, состоящие из двух или более компонентов, которые вместе образуют композит (композицию) с уникальными свойствами. Они используются в различных отраслях промышленности, таких как авиационная, автомобильная, судостроительная и другие.

Композиционный состав

Современные композитные материалы обычно состоят из двух компонентов: волокна и матрицы. В качестве волокна используются высокопрочные стеклянные, углеродные, органические, борные и другие волокна. Матрицей (наполнителем) являются как термореактивные смолы (фенольные, эпоксидные, полиэфирные и т.д.), так и термопластичные полимеры (полиамиды, полиэтилен, полистирол и др.).

По отдельности волокно если не разрушается, то гнется, а твердые смолы если не продавливаются, но разрушаются. А когда их объединяют, то объединяются их свойства. Получившееся вещество композит из-за волокон не гнется, и из-за наполнителя не продавливается. Получается универсальный материал.

Эти материалы обладают достаточно высокой прочностью, низкой теплопроводностью, высокими электроизоляционными свойствами, кроме того, они прозрачны для радиоволн.

Для установления существенного признака классификации композитов, можно использовать следующие основания:

Установление существенного признака классификации композитов позволяет обобщать и сравнивать различные типы композитов на основе их общих характеристик. Это может быть полезно для выбора наиболее подходящего типа композита для конкретного применения.

Задание:

Изучите таблицу и подумайте о том, какие композиты могут быть использованы в различных отраслях промышленности, таких как авиация, автомобильное производство, строительство и медицина. И какие проблемы загрязнения окружающей среды решает использование композитов для снижения негативного влияния на природу.

Примеры наиболее подходящего типа композита для конкретного применения

Таким образом, выбор наиболее подходящего типа композита для конкретного применения зависит от требуемых свойств и характеристик, таких как прочность, жесткость, вес, устойчивость к коррозии и биосовместимость.

Задание:

Прочитайте текст и ответьте на вопросы.

История развития композитных материалов насчитывает несколько тысяч лет. Первые упоминания о них относятся к приблизительно 5000 году до нашей эры, когда в Древнем Египте и Месопотамии были применены первые композитные материалы.

В течение веков и тысячелетий технологии производства и применения композитов постоянно совершенствовались.

В 1920-х годах была разработана технология получения текстолитов на основе фенолформальдегидной смолы.

Полотна ткани пропитывали смолой, затем прессовали при высоком давлении и температуре. Этот метод стал одним из первых промышленных способов производства композитных материалов.

В 1946 году была представлена первая лодка с композитным корпусом.

Примерно в то же время была создана доска для серфинга из стекловолокна. Эти события стали важными вехами в развитии композитных материалов, особенно в области спорта и отдыха.

В 1950-х годах композиты начали активно применяться в авиационной и космической технике. В 1960-х годах композитные материалы нашли применение в автомобилестроении, в частности, в производстве немецкого автомобиля Trabant, внешние элементы которого изготавливались из дюропласта.

В последующие десятилетия композитные материалы стали все более популярными в различных отраслях промышленности. Их использование позволяет уменьшить массу конструкции при сохранении или улучшении ее механических характеристик. В современном мире композитные материалы широко применяются в авиастроении, автомобилестроении, судостроении, машиностроении, электронике и других отраслях промышленности.

Задание:

Составить перечень композитных материалов и их свойств в виде таблицы.

Общий вывод о пользе композитных материалов:__________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Оценка области применения технологий

Плюсы:

        Композитные материалы обладают характеристиками, как высокой прочностью, низкой теплопроводностью, высокими электроизоляционными свойствами и прозрачностью для радиоволн.

        Композиты очень устойчивы к внешним воздействиям, поэтому они широко используются в различных отраслях, где требуется устойчивость к высоким температурам, коррозии или большим нагрузкам.

        Использование композитных материалов позволяет создавать более легкие и прочные конструкции, что способствует повышению эффективности и надежности различных устройств и систем.

Минусы:

        Высокая зависимость от импорта композитов отмечается во многих секторах российской экономики, особенно в секторах производства высокотехнологичной продукции.

        Некоторые исследования указывают на ограничения в применении композитных материалов в некоторых областях, например, в судостроении, где требуется высокая прочность и устойчивость к коррозии.

Таким образом, композитные материалы имеют широкий спектр применения в различных отраслях промышленности, однако их использование может быть ограничено в некоторых областях. В целом, современные технологии, такие как композитные материалы, имеют большой потенциал для развития и применения в различных отраслях, но требуют дальнейшего совершенствования и развития.

Оценка условий и рисков применимости технологий с позиций экологических последствий

Плюсы:

        Композитные материалы могут быть более экологически безопасными, чем традиционные материалы, такие как металлы и пластмассы.

        Использование композитных материалов может привести к снижению потребления энергии и выбросов вредных веществ.

        Композитные материалы могут быть переработаны и использованы повторно, что может снизить количество отходов и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.

Минусы:

        Некоторые композитные материалы могут содержать токсичные вещества, которые могут негативно влиять на окружающую среду.

        Производство композитных материалов может потреблять большое количество энергии и воды, что может привести к негативным экологическим последствиям.

        Некоторые методы переработки композитных материалов могут быть сложными и требовать больших затрат, что может привести к негативным экологическим последствиям.

Таким образом, использование композитных материалов может иметь как плюсы, так и минусы с позиций экологических последствий. Однако, современные технологии и методы производства композитных материалов могут быть улучшены и оптимизированы, чтобы снизить их негативное воздействие на окружающую среду. В целом, оценка условий и рисков применимости технологий с позиций экологических последствий является важным аспектом при разработке и использовании композитных материалов.

Критерии оценки практической работы