Công nghệ xẻ mộc - Chương 2 ppsx

Do vậy, vật liệu trang sức không những cần có đặc tính trang sức mà còn phải có tính chất chống chịu với các tác động bất lợi bên ngoài.. Khả năng chống chịu của vật liệu trang sức có qu

Chương 2 Tính chất cơ bản của vật liệu trang sức

Trong quá trình sử dụng, vật liệu trang sức phải chịu nhiều tác động của các nhân tố bên ngoài Ví dụ vật liệu làm nền thường chịu lực ma sát; Vật liệu làm tường ngoài trời phải chịu tác động của mưa, nắng Do vậy, vật liệu trang sức không những cần có đặc tính trang sức mà còn phải có tính chất chống chịu với các tác động bất lợi bên ngoài Khả năng chống chịu của vật liệu trang sức có quan hệ mật thiết với tính chất cơ, lý hoá của bản thân vật liệu

Đ1: Tính trang sức của vật liệu

Tính “trang sức” của vật liệu là một trong những tính năng chủ yếu mà vật liệu trang sức cần có Tính “trang sức” của vật liệu chỉ đặc tính bên ngoài của vật liệu mang lại hiệu quả cảm giác tâm lý cho con người Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến tính “trang sức” của vật liệu, có nhân tố liên quan đến đặc điểm bên ngoài của vật liệu, có nhân tố liên quan đến mức độ cảm nhận của mỗi người Trong cuốn sách này chỉ trình bày các đặc tính bên ngoài của vật liệu Đặc tính bên ngoài của vật liệu bao gồm: Màu sắc, độ bóng, độ trong, bề mặt, hình dạng và kích thước

1 Màu sắc

Màu sắc của vật liệu phản ánh đặc điểm về màu của vật liệu Màu sắc bề mặt của vật liệu liên quan đến tính phản xạ quang phổ của vật liệu, tổ thành quang phổ của tia sáng từ mắt đến vật liệu và độ mẫn cảm của mắt người quan sát với quang phổ vạch Do ảnh hưởng của các nhân tố này, mỗi người khác nhau có thể có những cảm nhận khác nhau về cùng một màu sắc Ví dụ,

độ nhạy cảm với màu sắc của người mắc chứng mù màu sẽ thấp hơn rất nhiều

so với những người bình thường Họ không thể phân biệt được một cách thông thường các màu sắc khác nhau Màu sắc của vật liệu có thể được đo lường một cách chính xác nhờ máy phân quang kế Màu sắc của vật liệu đem lại cho con người những cảm giác khác nhau Màu đỏ thường đem lại cảm

giác hưng phấn, màu xanh thường làm tiêu tan cảm giác mệt mỏi Do đó, khi lựa chọn vật liệu trang trí người thiết kế cần tính đến đặc tính tạo cảm giác của màu sắc để lựa chọn cho phù hợp với không gian trang trí thực tế

2 Độ sáng

Khi ánh sáng chiếu vào bề mặt của vật thể, một bộ phận ánh sáng bị vật thể hấp thụ, một bộ phận bị phản xạ, nếu vật thể ở thể trong suốt thì còn có một phần ánh sáng xuyên qua vật thể Nếu tia sáng khi chiếu lên bề mặt của vật thể bị phản xạ trở lại hội tụ với nhau thì được gọi là phản xạ gương, tia phản xạ phân tán đến mọi phương thì được gọi là tán xạ Độ sáng của vật liệu

là những tia phản xạ có hướng, chúng có vai trò vô cùng quan trọng trong việc hình thành nên độ nét sáng rõ của vật thể Độ sáng của vật thể liên quan nhiều đến nhân tố như: Độ phẳng nhẵn của bề mặt vật thể, chất liệu của vật thể, hướng đến và hướng phản xạ của tia sáng

Thông thường bề mặt gạch nung, đá đã mài, kính là những vật liệu có độ sáng cao Ngược lại vật liệu đá thô, đồ sứ không tráng men thì độ sáng tương đối thấp Độ sáng của vật liệu có thể được đo lường chính xác bằng máy quang kế quang điện

3 Tính trong suốt

Tính “trong”của vật liệu là đặc trưng quang học được biểu hiện khi đi qua vật thể Những vật thể thấu quang, thấu thị được gọi là vật trong suốt Ví

dụ như kính phổ thông Những vật mà áng sáng có thể đi xuyên qua nhưng không thấu thị gọi là vật bán trong suốt, ví dụ như các loại kính mờ Những vật mà không thấu quang thấu thị được gọi là vật không trong suốt, ví dụ như

bê tông Khi tiến hành trang sức công trình cần căn cứ vào yêu cầu cụ thể mà lựa chọn tính trong suốt của vật liệu Ví dụ tủ bày hàng trong các cửa hiệu cần

sử dụng những loại kính có độ trong rất cao để khách hàng có thể nhìn thấy những vật bày bên trong Để lấy ánh sáng trời lựa chọn bán trong suốt

4 Tổ chức bề mặt

Tổ chức bề mặt vật liệu chỉ mức độ cảm nhận về bề mặt của vật liệu Nó liên quan mật thiết với cấu tạo vốn có của vật liệu, công nghệ gia công và phương pháp gia công Tổ chức bề mặt vật liệu thể hiện ra ở độ mịn, thô, bằng phẳng hay gồ ghề, kín hay thưa của bề mặt vật thể Tổ chức bề mặt vật thể cũng giống như màu sắc của vật thể, chúng đem lại cho con người những cảm giác tâm lý khác nhau Ví dụ bề mặt thô ráp thường đem lại cảm giác phóng khoáng, thoáng đạt, bề mặt nhẵn mịn, bằng phẳng tạo cảm giác tinh tế

5 Hình dáng và kích thước

Hình dáng và kích thước vật liệu tạo ra những cảm giác rộng, hẹp, thoáng đạt, thoải mái của không gian trang sức Khi tiến hành trang sức, người thiết kế cần tính đến kích thước của con người mà tiến hành thiết kế kích thước của vật liệu trang sức cho phù hợp Đồng thời, một số vật liệu trang sức có những ghép màu sắc, hoa văn nhất định thì việc xem xét kích thước, hình dáng cũng vô cùng quan trọng Ví dụ tường bằng đá cẩm thạch hay nền đá hoa cương có hoa Khi tiến hành trang sức, chỉ có xem xét tỉ mỉ hình dáng và kích thước của vật liệu mới đem lại hiệu quả trang sức tốt

Đ2: Tính chất vật lý của vật liệu

I Mật độ và khối lượng thể tích tự nhiên (khô) của vật liệu

1 Mật độ

Mật độ là khối lượng thực của vật liệu tính trên một đơn vị thể tích Công thức tính như sau:

V

m

=

Trong đó: ρ - Mật độ (g/cm3);

m – Khối lượng của vật liệu trong trạng thái khô (g);

V – Thể tích thực của vật liệu (cm3);

Thể tích thực là chỉ thể tích ở trạng thái đặc tuyệt đối không bao giờ gồm thể tích của các lỗ khí

2 Mật độ quan sát

Mật độ quan sát là khối lượng của vật liệu tính trên một đơn vị thể tích ở trạng thái tự nhiên Công thức tính như sau:

0 0

V

m

=

Trong đó: ρ0 – Mật độ quan sát (kg/m3);

m – Khối lượng vật liệu ở trạng thái khô (kg);

V – Thể tích của vật liệu trong điều kiện tự nhiên (m3);

Mật độ và mật độ quan sát khác nhau ở việc xác định thể tích Thể tích trong mật độ không bao gồm thể tích của các lỗ khí Thể tích trong mật độ quan sát bao gồm cả thể tích này

Mật độ quan sát của vật liệu có liên quan đến hàm lượng nước hàm chứa trong vật liệu Khối lượng của vật liệu đo ở trạng thái khô tự nhiên của vật liệu (khi vật liệu để trong không khí lâu ngày mà khô đi), gọi là mật độ quan sát thăng bằng Khi đo khối lượng thể tích của vật liệu ở trạng thái khô tuyệt đối (không chứa nước) Lúc này mật độ quan sát còn được gọi là mật độ quan sát tuyệt đối

Mật độ và mật độ quan sát có quan hệ nhất định với cường độ và tính dẫn nhiệt của vật liệu Trong thực tế, khi sử dụng phối liệu vận chuyển vật liệu cần tính đến những yếu tố này Bảng 2.1 dưới đây liệt kê mật độ và mật

độ quan sát của một số vật liệu trang sức thông dụng

Bảng 2.1: Mật độ và mật độ quan sát của một số vật liệu trang sức thông

dụng (kg/m 3 )

II Tỷ lệ rỗng của vật liệu

Tỷ lệ rỗng của vật liệu là tỷ lệ thể tích khe lỗ so với thể tích tổng thể của vật liệu Công thức tính như sau:

% 100

0

0

V

V V

P= −

(2.3)

Trong đó: P – Tỷ lệ độ rỗng của vật liệu

V0 – Thể tích ở trạng thái tự nhiên của vật liệu (m3)

V – Thể tích ở trạng thái đặc tuyệt đối của vật liệu (m3)

Tỷ lệ độ rỗng thể hiện mức độ mịn của vật liệu Tỷ lệ độ rỗng càng nhỏ thì kết cấu vật liệu càng chặt và ngược lại tỷ lệ càng lớn thì kết cấu vật liệu càng rời rạc Ví dụ tỷ lệ độ rỗng của vật liệu kim loại thì rất nhỏ, nhưng tỷ lệ này ở bông hoá học lại rất lớn Khe lỗ bên trong vật liệu tuỳ theo cấu tạo mà

có thể phân thành 2 loại là loại thông nhau và loại đóng kín Lỗ khí thông nhau không chỉ là các lỗ khí này có thể thông suốt với nhau mà nó còn thông với cả bên ngoài, từ đó mà giảm bớt được độ chống thấm và giữ nhiệt, cách nhiệt của vật liệu Lỗ khí đóng kín, giữa chúng không có sự liên thông với nhau và ngay với bên ngoài cũng vậy, dó đó tính chống thấm, tính giữ nhiệt của vật liệu được nâng cao rất nhiều

Tỷ lệ độ rỗng và đặc điểm của lỗ khí của vật liệu có quan hệ mật thiết với cường độ, sức chịu lạnh và hút ẩm của vật liệu

III Tính hút ẩm của vật liệu

Tính hút ẩm của vật liệu chỉ mức độ hút năng lượng sóng âm truyền đi trong không khí Khả năng hút âm của vật liệu được biểu thị bằng hệ số hút

âm, với công thức tính như sau:

0

E

E

=

Trong đó: α - Hệ số hút âm của vật liệu

E0 – Toàn bộ âm lượng truyền đến vật liệu (J)

E - Âm lượng bị vật liệu hấp thụ (J)

Khả năng hút âm của vật liệu không chỉ có quan hệ với hướng phát triển của sóng âm mà còn có quan hệ với tần số âm thanh Thông thường người ta lấy hệ số hút âm bình quân của 6 tần số 125, 250, 500, 1000, 2000 và 4000Hz làm đặc trưng tần số hút âm của vật liệu Khi hệ số hút âm bình quân

6 tần số này của vật liệu lớn hơn 0,2 thì vật liệu được gọi là vật liệu có khả năng hút âm Hệ số hút âm càng lớn thì khả năng hút âm của vật liệu càng cao

Bảng 2.2 thể hiện cấu tạo của kết cấu hút âm và cấu tạo

của một số vật liệu.

đa lỗ

Kết cấu hút âm của rung động tấm mỏng

Kết cấu cộng hưởng hút âm

Kết cấu hút âm của ván có đục

lỗ tổ hợp

Kết cấu hút âm đặc biệt

Cấu

tạo

Ví

dụ

Bông thuỷ tinh

Bông khoáng

Ván sợi tước

Ván sợi xốp đục lỗ

Ván dán Ván sợi ép cứng

Bê tông amiăng Thạch cao

Dụng cụ hút âm cộng hưởng

Ván dán đục lỗ Ván nhôm đục lỗ Ván đục lỗ nhỏ

Dạng rèm cách âm không khí

Đ3: Tính chất cơ học của vật liệu

I Cường độ của vật liệu

Khi vật liệu chịu một ngoại lực thì bản thân nó sinh ra một ứng lực Khi ngoại lực tăng lên thì ứng lực cũng tăng lên Đến một mức độ nào đó vật liệu

sẽ bị phá huỷ, không có thể chịu được tải trọng, giá trị ứng lực lúc này chính

là cường độ của vật liệu

Cường độ của vật liệu có thể đo lường bằng cách thử nghiệm khả năng

bị phá huỷ của vật liệu Cường độ của vật liệu bao gồm khả năng kháng kéo, kháng nén, kháng cắt và kháng uốn Hình 2.2 biểu hiện những khả năng đó:

Hình 2.1: Sơ đồ vật liệu chịu tác động của ngoại lực

a Chống kéo; b Chống nén; c Chống cắt; d Chống uốn

Cường độ chống kéo, nén, cắt của vật liệu được tính bằng công thức sau:

A

F

=

Trong đó: σ - Giới hạn cường độ của vật liệu (N/mm2)

F – Ngoại lực phá huỷ vật liệu (N)

A – Diện tích tiết diện hình chữ nhật được tính như sau:

2 2

¦

2 3 6

14

1

bh

FL bh

FL W

M

W = = =

Trong đó: σw – Cường độ chống uốn của vật liệu (N/mm2)

M – Mô men uốn mặt cắt phá huỷ (N.mm)

F – Lực khi vật liệu phá huỷ (N)

L – Khoảng cách giữa hai gối đỡ (mm)

b, h - Độ rộng và độ cao của mẫu thử (mm) Cường độ của vật liệu có quan hệ với thành phần, kết cấu và cấu tạo của vật liệu Vật liệu có kết cấu chặt chẽ thì tỷ lệ rỗng ít do sự liên kết giữa các chất điểm cao, làm cho diện tích chịu lực có ích của vật liệu càng cao, do

đó cường độ càng cao Vật liệu có kết cấu xốp, tỷ lệ độ rỗng lớn thì cường độ chịu lực sẽ thấp Ví dụ cường độ của gỗ cứng cao hơn cường độ của gỗ mềm

Với những vật liệu có kết cấu dạng phân lớp hoặc dạng sợi thì cường độ chịu lực sẽ khác nhau với những hướng tác động khác nhau Ví dụ cường độ của

gỗ chia ra thành cường độ theo chiều dọc và chiều ngang

II Tính đàn hồi và tính dẻo của vật liệu

Khi bị lực bên ngoài tác động, vật liệu sẽ có những biến dạng nhất định Khi ngoại lực mất đi sự biến dạng của vật liệu cũng mất đi Tính có thể phục hồi lại trạng thái ban đầu của vật liệu khi không còn ngoại lực tác động gọi là tính đàn hồi của vật liệu Sự biến dạng có thể phục hồi hoàn toàn được gọi là biến dạng đàn hồi Biến dạng đàn hồi tỷ lệ thuận với ngoài lực tác động

Ngược lại, tính dẻo của vật liệu là tính chất giữ lại một phần hoặc toàn

bộ sự biến dạng mà không bị nứt, dạn của vật liệu khi không còn ngoại lực tác động nữa Sự biến dạng đó gọi là biến dạng dẻo của vật liệu

III Tính giòn và dai của vật liệu

Khi ngoại lực tác động tăng đến một mức độ nào đó thì vật liệu đột nhiên bị phá huỷ Trước khi bị phá huỷ, vật liệu có một sự biến dạng dẻo không rõ ràng (biến dạng ở mức độ rất ít), được gọi là tính giòn của vật liêu

Đá, gốm sứ, kính là những vật liệu giòn

Khi bị xung kích, tải trọng động, vật liệu hấp thụ một phần năng lượng, đồng thời bị biến dạng tương đối lớn, mà không dẫn đến bị phá hoại, tính chất này gọi là tính dai của vật liệu Tính dai là biểu hiện tổng hợp của cường độ

và tính dẻo

Với những kết cấu, yêu cầu không chỉ cường độ cao mà tính cần có tính tính đàn hồi và tính dẻo và dai tốt Thép, nhôm và gỗ là những vật liệu kết cấu đàn hồi, dẻo tốt

IV Độ cứng và tính chống ma sát của vật liệu

ở những nơi thường xuyên chịu tác động của mài mòn thì vật liệu trang sức yêu cầu về độ cứng, khả năng chống ma sát là rất lớn

1 Độ cứng

Độ cứng của vật liệu chỉ khả năng chống chịu của bề mặt vật liệu bị những tác động của vật cứng, cọ sát Để đo độ cứng của vật liệu người ta thường dùng phương pháp vạch hoặc nén bằng bi sắt

Độ cứng thường thấy ở vật liệu là HB, HV, HRA, HRB, HRC Vật liệu

có độ cứng càng lớn, tính chịu mài mòn của nó càng tốt Có thể căn cứ vào độ lớn nhỏ của độ cứng gián tiếp tính được cường độ của nó

2 Tính chịu mài mòn

Tính chịu mài mòn của bề mặt vật liệu là chỉ khả năng chống lại sự mài mòn của nó Tính chịu mài mòn của vật liệu được biểu diễn bằng tỷ lệ mòn

Tỷ lệ mòn của vật liệu được tính bằng 2 công thức sau:

Trong đó: N – Tỷ lệ mài mòn của vật liệu (kg/cm3)

N’ – Tỷ lệ mài mòn của vật liệu

m 1 , m 2 – Khối lượng trước và sau khi bị bào mòn của vật liệu (kg)

A – Diện tích mặt bị mài mòn (cm2) Khả năng chịu mài mòn của vật liệu có quan hệ với kết cấu bên trong, cường độ và độ cứng của vật liệu

Đ4: Các tính chất liên quan đến nước của vật liệu

Những tính chất có liên quan đến nước của vật liệu trang sức ngoài trời hoặc ở những nơi ẩm ướt đều được quy định một cách rõ ràng

I Tính thân nước và ghét nước của vật liệu

Hình 2.2 thể hiện tại giao điểm của bề mặt vật liệu, không khí và giọt nước, góc độ tạo bởi đường tiếp tuyến tại điểm này của giọt nước với mặt tiếp xúc của vật liệu gọi là góc ướt θ Vật liệu có góc ướt θ ≤ 900 gọi là vật liệu thân nước Vật liệu có θ > 900 gọi là vật liệu ghét nước

Hình 2.2: Góc ướt của vật liệu

a Vật liệu thân nước; b Vật liệu ghét nước

ở những nơi có độ ẩm lớn hoặc những nơi cần dùng vật liệu chịu nước thì phải lựa chọn những vật liệu ghét nước

Những vật liệu trang sức như gỗ, sản phẩm dệt, sứ đều thuộc vật liệu thân nước Những vật liệu như men, kính, sơn dầu là những vật liệu ghét nước

II Tính hút nước và tính hút ẩm của vật liệu

1 Tính hút nước

Vật liệu khi được ngâm vào nước nó hút nước gọi là tính hút nước của vật liệu Tính hút nước cao hay thấp của vật liệu biểu hiện ở tỷ lệ hút nước Công thức tính tỷ lệ hút nước (độ ẩm) như sau:

% 100

m

m m

W = −

(2.9) Trong đó:

W – Tỷ lệ hút nước (độ ẩm) của vật liệu (%)

m1 – Trọng nước ở trạng thái hút nước bão hoà của vật liệu (kg)

m – Trọng nước ở trạng thái khô của vật liệu

Tỷ lệ hút nước của vật liệu có quan hệ mật thiết với tính chất của vật liệu, tỷ lệ lỗ khí và đặc điểm lỗ khí ở vật liệu nhiều lỗ khí thì tỷ lệ hút nước

có thể biểu diễn bằng tỷ lệ hút nước thể tích Khối lượng thể tích và khả năng dẫn nhiệt của vật liệu tăng lên khi tỷ lệ hút nước tăng lên, nhưng ngược lại cường độ của vật liệu lại giảm đi

2 Tính hút ẩm

Khả năng hút nước trong không khí của vật liệu gọi là tính hút ẩm của

(b) (a)

vật liệu, tức tỷ lệ phần trăm lượng nước trong những lỗ rỗng của vật liệu với khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô Tính hút ẩm của những vật liệu nhiều

lỗ như thạch cao, ván sợi tương đối cao Tỷ lệ hàm lượng nước thay đổi theo sự thay đổi của độ ẩm không khí Vật liệu hút hoặc thải hơi nước cho đến khi đạt được sự cân bằng với độ ẩm của không khí Khi đó, tỷ lệ hàm lượng nước của vật liệu gọi là tỷ lệ hàm lượng nước cân bằng - Độ ẩm thăng bằng

Khả năng hút ẩm của vật liệu tăng lên không những làm cho vật bị biến dạng mà còn làm cho khả năng cách nhiệu của vật liệu giảm đi Vì vậy, khi sử dụng những vật liệu giữ nhiệt, cách nhiệt thì cần phải sử dụng ở trạng thái khô

và chống ẩm ướt

III Tính chống thấm và chống đông của vật liệu

1 Tính chống thấm

Tính chống thấm (thấu) nước áp lực là tính chống thấm Tính chống thấm của vật liệu được biểu diễn bằng hệ số thẩm thấu

H

D T A

V K

.

Trong đó: K – Hệ số thấm thấu của vật liệu (cm/h)

V – Lượng nước thẩm thấu (cm3)

A – Diện tích thẩm thấu (cm2)

T – Thời gian thẩm thấu (h)

D - Độ dày của mẫu thí nghiệm (cm)

H – Chênh lệch cột áp (cm) Khả năng kháng thấm của vật liệu cao hay thấp liên quan đến tỷ lệ lỗ rỗng và đặc điểm của vật liệu

Với những nơi cần chống thấm nước thì yêu cầu đối với vật liệu chống thấm là rất cao Vật liệu chống thấm thường dùng có tấm chống thấm SBS, tấm đàn hồi cao phân tử SEP và các loại chất phủ

2 Tính chống đông của vật liệu

Vật liệu ở trạng thái bão hoà, qua nhiều lần tuần hoàn đông, tan (tác động của đóng băng và tan băng) mà không bị phá huỷ, cường độ vật liệu mà