材料と加工覚え書き

 こんばんは。畑耕したんですが、なぜかいきなり梅雨入りしました。天に振り回される仕事、それが、アグリカルチャー。

材料の特徴
木材と金属とプラスチックを観点別に比較。

①じょうぶさ
木材:比較的軽くてじょうぶ
金属:重くてじょうぶ
プラ:軽くてじょうぶ。弱いものもあり。

②外観
木材:木目がある。
金属:金属光沢がある。
プラ:光沢がある。透明なものもある。

③におい
木材:特定の香りがある。
金属:におわない。
プラ:におわない。

④水による変形
木材:膨張、収縮する。
金属:変形しない。
プラ:変形しない。

⑤熱伝導性
木材:伝わりにくい。
金属:よく伝わる。
プラ:伝わりにくい。

⑥電気伝導性
木材:通さない。
金属:よく通す。
プラ:通さない。

⑦作り方
木材:樹木から取り出す。
金属:鉱物を精製する。
プラ:石油などから化学的に合成する。

⑧劣化
木材:水で腐る。
金属:水でさびる。
プラ:光や熱で劣化する。

材料と環境
木材:二酸化炭素を吸収&固定。作るのにタイムスパンがかかる。
金属:有限。回収して再利用ができる物が多い。ただエネルギーがかかる物がある。
プラ:有限。自然界で分解されない。

木材の特徴

こば(木端)
繊維方向と平行の面。

こぐち(木口)
繊維方向と垂直の面。

板目板
木目が放物線状の板。樹皮側に反り返る(樹皮側は乾燥しやすい)。

まさ目板
木目がまっすぐな板。反り返らない。

繊維方向
繊維に沿った向きのこと。
これに並行だとよく折れる。垂直だと折れない。
四季があると冬に成長が止まるため、木目ができる。
したがって常夏のジャングルの木には木目がない。

木材の種類①針葉樹
軽くてやわらかいものが多い。建築材に向いている。

スギ
やわらかく、家から割り箸まで使い勝手が良いため、たくさん植えられ、みんなを花粉症にした。

ヒノキ
独特の良いにおいがする。耐久性がよく、神社やお寺、お風呂などに使用。

パイン
英語で松という意味。やわらかい。楽器材や紙のパルプなど。

木材の種類②広葉樹
色や重さにバラエティがある。家具材に向いている。

ケヤキ
色がきれいなので内装に。

コクタン
南アジアから輸入。重いので水に沈む。仏壇や楽器に。

バルサ
中米から輸入。最も軽い木材。

キリ
比較的軽く、耐火性。たんすや下駄など。

木材の種類③木質材料
合板:板を重ねる際に繊維方向を変えて強度アップ。
集成材:小さな板を繊維方向を合わせて接着。
バーティクルボード:木材のかけらを接着剤と熱と圧力でくっつけた。
ファイバーボード:木材の繊維を接着剤と熱と圧力でくっつけた。

金属の特徴

弾性
軽く曲げても元に戻る。

塑性
強い力をかけると形を変えられる。

展性
叩くと薄くひろがる。

延性
引っぱると細長く伸びる。

加工硬化
曲げられた部分が硬くなる。

※かなとこを用意して、はんだをハンマーで叩いてみる。

成型方法
鍛造:叩いて変形。
鋳造:溶かして型に流す。
圧延:ローラーで押しつぶす。
切削:旋盤などで削る。
接合:金属を部分的に溶かしてくっつける。

金属の種類

鉄(アイアン)
じょうぶ。日本は製鉄技術が古代から高い。ただしよくさびる。

銅(コッパー)
やわらかく電気をよく通す。使い勝手が非常によい。

アルミ
すごい軽い。加工しやすい。

ニッケル
すごい軽い。耐久性が高い。さびにくい。

クロム
耐食性がずば抜けて高い。

錫(ティン)
やわいが、元にも戻しやすい。熱ですぐに溶ける。
空気中でもさびず(イオン化傾向が小さい)、布で磨くとぴかぴかに戻る。

鉛(リード)
じょうぶで比重が大きい。バッテリーや弾丸など。
毒性有り。古代ローマ人は鉛の器でワインを甘くしたため、金属中毒に。最近のハンダには鉛が含まれてないものもある。

合金
異なる種類の金属を混ぜ合わせてパワーアップさせたもの。

鋼(スチール)
鉄+炭素。炭素の含有量によって硬さが変わる(多いと硬い=もろい)。

ステンレス
鉄+クロム+ニッケル。さびにくくじょうぶ。キッチンなど。

真鍮(ブラス)
銅+亜鉛。ねじやカギ、楽器、5円玉など。

トタン
鋼に亜鉛のメッキをしたもの。屋根になったりするが、酸や塩基にはめっぽう弱い。

ブリキ
鋼にスズのメッキ。おもちゃなど。

ハンダ
鉛+スズ。接合に用いる。ファラオの時点ですでにやっていたらしい。

ジュラルミン
アルミと、わずかな亜鉛とマグネシウムと銅。超軽いのにすごいじょうぶ。
もともとは薬莢に。アタッシュケースやちょっと前までの飛行機など。
ただし耐食性が低い(海水に弱い)。

プラスチック
石油(原油)は混合物で、比重や沸点の違いによって、軽い順からガソリン、ナフサ、灯油(ストーブに使用)、軽油(ディーゼルエンジンに使用)、重油(ビルや発電所のボイラーや大型船舶に使用)、アスファルト(道路の舗装に使用)などに分けることができる(蒸留=分留)。
この中でナフサと呼ばれる成分に800℃の熱を加えると、エチレンやプロピレンのガスや、液体のベンゼンなどのプラスチックの原料がゲットでき、この分子を反応器を使って、1000気圧以上の圧力と、200℃以上の熱、触媒などによってつなぎ合わせることで、固体の粉にする(重合)。
この材料に添加剤(柔らかくしたり壊れにくくするもの)を加えたペレットという米粒っぽいフレークを成形機に入れてプラ製品を作る。

熱可塑性プラスチック
熱を加えれば何度も変形できる。いわばチョコレート。

熱硬化性プラスチック
いちど成型すると、熱をくわえてもやわらかくならない。いわばクッキー。

射出成型
液状のプラをホイップクリームのように型に搾る成型方法。
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