Абразивные материалы. Что такое абразивные чистящие средства Абразивные вещества

Абразивные материалы (лат. abrasio – соскабливание ) – мелкозернистые вещества высокой твердости, используемые для обработки поверхностей из металлов, полимеров, дерева, камня и т.д.

В обработанном виде абразивные материалы применяются для обдирки, зачистки металла, шлифования, заточки, притирки, отделки поверхности протеза. Они представляют собой твердые кристаллические или порошкообразные минералы. Абразивные материалы классифицируют:

1. По назначению:

а. шлифовочные;

б. полировочные.

2. По природе связующего вещества:

а. керамические;

б. бакелитовые;

в. вулканитовые;

3. По форме инструмента (материала): круги различных размеров (тарельчатые, чашечные, чечевичные фрезы, фасонные головки, грушевидные, конусовидные), наждачное полотно и бумага.

4. По происхождению:

а. естественного;

б. искусственного.

Абразивные материалы бывают естественные и искусственные. К естественным относятся корунд, наждак, кварц, кремень, пемза, гранит, песчаник, алмаз, к искусственным – электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, графит, окись хрома и железа. Абразивные инструменты различаются по форме, размеру, зернистости, твердости абразива, природе связующего материала.

Свойства абразивов:

· твердость и прочность;

· форма абразивной частицы или зерна;

· абразивная способность;

· зернистость.

На скорость истирания влияют следующие факторы:

1. Большая разница в твердости между материалом абразива и субстратом (обрабатываемое изделие). Для шлифования необходимо, чтобы твердость абразива была более высокой, чем твердость поверхности субстрата. Абразив должен обладать определенной хрупкостью, поскольку при обработке происходит излом абразивного зерна, и образуется новый режущий край. При высокой вязкости абразива он не будет ломаться, а постепенно округляться и терять шлифующую способность.

2. Размер частиц абразива. В зависимости от размера частиц абразив может быть грубым, средним и тонким. Абразивные частицы большого размера будут истирать поверхность быстрее, однако на поверхности субстрата останутся более грубые царапины, чем при обработке тонким абразивом.

3. Форма частиц бывает разной. Заостренные неправильной формы зерна абразива будут истирать поверхность быстрее закругленных частиц, имеющих более тупые режущие грани. Но первые будут оставлять на поверхности более глубокие царапины, чем вторые. По мере увеличения времени действия абразива скорость истирания снижается, так как форма частиц абразива скругляется, а абразив загрязняется продуктами износа поверхности субстрата (осколками или стружкой). Наиболее благоприятной считается изометрическая форма абразива, т.е. имеющая одинаковые длину, ширину и высоту.

4. Скорость движения абразива по поверхности субстрата. Чем она больше, тем быстрей происходит истирание этой поверхности, при этом повышается температура истираемой поверхности.

5. Величина давления, приложенного к абразиву. Повышение давления приводит к более быстрому истиранию данным абразивом поверхности, при этом на поверхности появятся более глубокие и широкие царапины, повышается температура (при обработке поверхностей в полости рта последнее очень важно).

6. Наличие смазки, которая предназначена для снижения температуры разогрева и удаления из зоны действия абразива осколков или продуктов истирания субстрата.

В стоматологии абразивные материалы используются в виде различных инструментов. К инструментам для шлифования относятся камни, боры, резиновые круги и диски.

Полирование (от лат. polio – делаю гладким ) – процесс обработки материалов с целью получения чистой гладкой зеркальной поверхности. Этот процесс следует за шлифованием.

Полирование осуществляют с помощью абразива, состоящего из частиц очень маленького размера (субмикронного). Частицы меньшего размера выглаживают поверхность, устраняя шероховатости, полученные при шлифовании более грубым абразивом. В отличие от абразива, применяемого для шлифования, полирующий абразив должен быть мягче материала полируемого протеза.

Полирование проводится при помощи кругов или круглых щеток, покрытых полировочными пастами. Линейная скорость при полировании должна быть больше, чем при шлифовании. Для полирования используют оксид хрома, оксид железа (крокус), мел, гипс, диатомит.

Контрольные вопросы

1. Перечислите виды природных восков.

2. Как подразделяются стоматологические воски по назначению?

3. Какие требования предъявляются к формовочным материалам?

4. Какова практическая значимость гигроскопического или термического расширения формовочных материалов?

5. Перечислите основные свойства абразивов.

Чтобы кухня и дом были уютными, хозяйка должна поддерживать чистоту. Именно для этого необходимы чистящие средства, которые позволяют поддерживать порядок. Современный рынок предлагает огромный ассортимент продуктов для мытья или чистки кухни, ванной и всего дома. Такие изделия делят на абразивные и безабразивные.

Абразивные средства применяют для чистки трудновыводимых пятен. Они состоят из моющих компонентов и твёрдых частиц (кварцевый песок, сода, бура и т. д.). Все они отличаются степенью абразивности и применяются для разных поверхностей. Список таких продуктов большой, а поэтому их разделяют на сухие, жидкие, дезинфицирующие.

Состав абразивных средств

Эти продукты применяют для быстрой чистки грязи, сложных пятен, налёта, твёрдых отложений. Они позволяют быстрее проводить уборку при условии своевременного использования. Единственный минус таких очистителей в том, что через некоторое время на поверхности появляются царапины.

Абразивные чистящие средства поступают в продажу в форме порошка, пасты или суспензии. Они состоят из поверхностно-активных веществ (ПАВ), натриевой соли метакремниевой кислоты, пищевой соды, триполифосфата натрия, дезинфицирующих компонентов с включением хлора или без него.

Для придания приятного аромата используются отдушки. Чтобы проявились абразивные свойства, используют тщательно измельчённый песок, пемзу, мел, буры и т. д.

Степень абразивности чистящих средств отличается: чем крупнее частички, тем оно абразивнее, чем мельче, тем деликатнее. Сухие и жидкие продукты содержат жиры, которые смягчают агрессивное действие частичек. В группу абразивов входят следующие инструменты: губки, скребки, камни и т. д.

Абразивный эффект реализуется за счёт разнообразных компонентов. Чистка облегчается благодаря кремнезёму, полевым шпатам и другим минералам. Кроме того, загрязнения удаляются с помощью тонкой проволоки, меди, нейлона, меламина.

В состав пастообразных средств входит пемза, которая гарантирует мягкий абразивный эффект. Кроме того, они содержат следующие компоненты: вода, глицерол, этандиол-1,2. Благодаря этим ингредиентам паста медленнее высыхает, смягчает кожу на руках после попадания на неё химических веществ.

При использовании моющего средства с абразивными частицами повышается вероятность возникновения царапин. Фарфоровая и эмалевая поверхность становится тусклой, а при злоупотреблении абразивов на нержавеющей стали повреждается полировка.

Не рекомендуется агрессивные очистители применять для чистки стекла, мрамора или ламината. В таких случаях лучше отдать предпочтение мягким средствам. Если же пятна не исчезнут, то можно попробовать деликатные абразивы. В любом случае перед применением чистящих продуктов следует тщательно изучить инструкцию по применению.

Применение сухих и жидких абразивов

Популярностью пользуются порошкообразные абразивные средства. Их часто используют перед полировкой различных поверхностей. Изделия созданы на основе мелких минеральных частичек известкового шпата, полевых шпатов, кремнезёма и т. д.

Порошковые средства для мытья посуды тоже включают ПАВ для устранения жирных пятен. Также порошки используют, когда отмывают посуду от остатков продуктов питания, напитков или плесени. Эти изделия содержат отбеливающие вещества, что позволяет удалить стойкие загрязнения на посуде.

С помощью абразивных порошков удаляют ржавчину. В состав таких чистящих продуктов входит этандиовая кислота или бисульфит натрия. Входящие в состав жидких изделий абразивные частички более мягкие, чем в порошках.

По этой причине они обеспечивают деликатный абразивный эффект. Для сильных загрязнений и старых пятен они не подходят.

Чистящие инструменты

В группу абразивных продуктов входят очищающие инструменты, которые давно применяются в домашнем использовании. Наиболее популярный продукт из этой категории – это губки. Чаще всего хозяйки применяют губки с покрытием из тонкой металлической проволоки, которая реализует абразивный эффект.

Ими чистят стальные поверхности перед полировкой. Для удаления загрязнений применяют губку, а также моющее средство на основе мыла. Однако этот метод чистки применяют при крайней необходимости, в противном случае поверхность быстро портится.

Для изготовления чистящих губок используют износостойкие материалы: медную сетку, проволоку из нержавейки или нейлона. Такие инструменты применяют без моющих средств, они созданы для механического удаления загрязнений.

Абразивными губками с цветовым кодированием проводят чистку разных поверхностей. Как их ещё называют, скребки, применяют во время строительных работ. В состав инструментов входят синтетические волокна, абразивные материалы, смола. Их используют для простой или сложной уборки.

Губки голубого и белого цвета применяют для деликатной чистки стекла, керамики, хромированного металла. Изделия зелёного и чёрного цвета используют для устранения трудновыводимых пятен (чистка нагара на сковороде, старого жира в духовке и т. д.).

В последнее время стали популярными , этот материал используют для звуковой или теплоизоляции. Изделие качественно очищает поверхности без применения моющих средств. Единственный их минус в том, что они быстро стираются.

При изготовления такой губки меламиновая смола проникает в поры, вследствие чего она становится очень жёсткой. Её сравнивают с тонкой наждачкой, которая с лёгкостью удаляет пятна. Благодаря полой микроструктуре изделие впитывает грязь, которая остаётся между нитями меламина.

Очищающие средства для дезинфекции

Абразивное средство применяют не только для устранения загрязнений, но и для уничтожения болезнетворных микроорганизмов на поверхности. В их состав кроме моющих веществ и абразивных частиц входят противомикробные химические компоненты.

Кроме того, в таких продуктах находится масло сосны, четвертичные аммониевые соли, натриевая соль хлорноватистой кислоты (бытовой отбеливатель).

Дезинфицирующими составами моют полы, их используют для уборки кухни или ванной. Перед их применением рекомендуется ознакомиться с инструкцией на абразивных средствах.

Область применения абразивных продуктов

Для чистки керамических раковин применяют абразивный порошок или пасту с деликатным действием. Средствами обрабатывают поверхность, чистят, тщательно промывают и протирают насухо. После этого раковина станет чистой, блестящей.

Поверхности из нержавеющей стали очищают безабразивными средствами, которые не содержат хлор, вызывающий коррозию. Если пятно не выводится, то на загрязнённом участке применяют абразивный очиститель. Если после его использования отсутствуют видимые повреждения, то разрешено почистить всю поверхность.

Стеклянные раковины чистят моющими средствами без абразивных частиц. Чугунные и чистят изделиями с абразивами только в крайних случаях. Эмалированные поверхности под воздействием абразивов тоже разрушаются, становятся тусклыми и шершавыми.

Для чистки унитазов используют деликатные абразивные очистители, а его детали из металла или пластика моют жидкими безабразивными продуктами. Таким же образом очищают смесители, которые после устранения загрязнений полируют чистой салфеткой.

Эмалированную посуду очищают абразивными средствами только при наличии стойких загрязнений, гари, копоти, накипи. Продукты с абразивными частицами подходят для чистки кафеля в ванной и на кухне.

Таким образом, абразивные моющие средства – это эффективные продукты для очистки поверхностей от стойких загрязнений. Главное правильно подбирать очистители для разных видов поверхностей и перед применением изучить инструкцию. Так вы достигнете кристальной чистоты во всём доме и не повредите поверхности.

Абразивные чистящие средства выпускаются в виде порошков и паст, иногда в виде суспензии. В их составе обычно присутствуют поверхностно-активные вещества (ПАВ), метасиликат натрия, кальцинированная сода, триполифосфат натрия и дезинфицирующие вещества с содержанием хлора или без. Ароматизируются различными отдушками. В качестве абразивов вводятся тщательно перемолотые порошки песка, пемзы, мела, буры.

В пастообразные абразивные чистящие средства обычно вводят наиболее мягкий абразив в виде пемзы. Кроме перечисленных выше веществ в пасты добавляют воду, глицерин или этиленгликоль. Последние не дают быстро высыхать пасте и смягчают кожу рук после воздействия химических компонентов.

Главным недостатком моющих средств с абразивами считается возможность появления царапин на очищаемой поверхности. Могут стать более тусклыми фарфор и эмаль, на поверхностях из нержавеющей стали может повредиться полировка. Лучше воздержаться от интенсивной чистки абразивами поверхностей из стекловолокна, ламинированных и даже мрамора. Поэтому лучше начать чистку загрязненных мест с применением более мягких средств, затем попробуйте средство с мягким абразивом.

Где применяются абразивные чистящие средства

Керамические раковины хорошо очищаются порошком или пастой с мягкими абразивами. После нанесения средства и чистки нужно хорошо промыть и протереть насухо раковину. Это придаст ей блеск. Раковины из лучше очищать без применения абразивных средств и без хлора, который может вызвать коррозию металла. Если загрязнение сильное, попробуйте очистить малый участок, если не будет повреждений, можно приступать к чистке всей поверхности раковины. А раковины из стекла лучше чистить жидкими средствами без абразивов.

Ванны из акрила и чугунные чистить абразивными средствами постоянно не рекомендуется. Только для удаления сильных загрязнений. В эмалированных ваннах эмаль под действием абразивов может постепенно разрушаться, станет шершавой на ощупь и утратит блеск.

Унитазы хорошо чистить слабыми абразивными средствами, металлические и пластиковые детали унитазов лучше чистить без абразивов жидкими моющими средствами. Смесители лучше чистить без применения абразивов, слабыми моющими средствами и натирать сухой тряпкой для восстановления блеска.

Для эмалированной посуды можно применять абразивные чистящие только для удаления стойких загрязнений или подгоревших участков, копоти или кальциевого осадка от воды. Зато смело можно отчищать кафельную поверхность абразивными средствами. Ими легко удалять незаметные капельки жира с поверхности кафеля возле плиты

АБРАЗИ́ВНЫЕ МАТЕРИА́ЛЫ (абразивы) (от лат. abrasio - соскабливание), вещества повышенной твердости, применяемые в массивном или измельченном состоянии для механической обработки (шлифования, резания, истирания, заточки, полирования и т. д.) других материалов. Естественные абразивные материалы - кремень, наждак, пемза, корунд, гранат, алмаз и др.; искусственные - электрокорунд, монокорунд, карбидкремния, боразон, эльбор, синтетический алмаз и др.

Абразивным может быть любой природный или искусственный материал, зерна которого обладают определенными свойствами: твердостью, прочностью и вязкостью; формой абразивного зерна; зернистостью, абразивной способностью, механической и химической стойкостью, т. е. способностью резания и шлифования других материалов. Главной особенностью абразивных материалов является их высокая твердость по сравнению с другими материалами и минералами. Именно на различии в твердости основаны все процессы шлифовки и резки материалов.

Твердость абразивных материалов определяют либо по шкале Мооса, либо методом вдавливания алмазной пирамиды в поверхность испытуемого материала.

Под абразивной способностью понимают возможность одного материала обрабатывать другой или группу различных материалов. Абразивная способность характеризуется массой снимаемого при шлифовании материала до затупления зерен, либо определяется количеством сошлифованного за определенное время материала. Для определения абразивной способности исследуемый материал помещают между двумя металлическими или стеклянными дисками, которые вращаются в противоположных направлениях. По количеству съема металла или стекол с поверхности дисков за определенный промежуток времени судят об абразивной способности исследуемого материала.

Если принять абразивную способность алмаза за единицу, абразивная способность карбида бора – 0,6, карбида кремния – 0,5. По абразивной способности абразивные материалы располагаются в следующем порядке: алмаз, кубический нитрид бора (боразон), карбид кремния, монокорунд, электрокорунд, наждак, кремень. Абразивная способность зависит от вида шлифуемых материалов, режима работы, вязкости и прочности зерен. Чем меньше в абразивном материале примесей, тем выше его абразивная способность.

Под механической стойкостью понимают способность абразивного материала выдерживать механические нагрузки и не разрушаться при резке, шлифовке и полировке. Механическая стойкость абразивных материалов характеризуется пределом прочности при сжатии, который определяют, раздавливая зерно абразивного материала и фиксируя нагрузку в момент его разрушения. При повышении температуры предел прочности абразивных материалов снижается, поэтому в процессе шлифования необходимо контролировать температуру.

Под химической стойкостью понимают способность абразивных материалов не изменять своих механических свойств в растворах щелочей, кислот, а также в воде и органических растворителях. Абразивные материалы часто используют в виде суспензий микропорошков определенной зернистости в различных растворах.

Размер зерен абразивных материалов оказывает существенное влияние на глубину залегания механически нарушенного слоя на поверхности материала при резке, шлифовке и полировке. Абразивное зерно - кристаллический осколок (кристаллит), реже монокристалл или агрегат, состоящий из множества мелких кристаллов (поликристалл). Режущая кромка зерна - ребро, образованное любой парой пересекающихся кристаллографических плоскостей. Зерно может иметь приблизительно равные размеры по высоте, ширине и толщине (изометрическая форма) или обладать мечевидной и пластинчатой формой, что определяется родом абразивного материала и степенью измельчения исходного зерна. Рациональна изометрическая или близкая к ней форма зерна, т. к. каждое зерно является резцом. Наименее выгодная форма - игольчатая. По размеру и однородности зерен абразивные материалы должны быть однородными. Зернистость абразивных материалов определяется классификацией зерен по линейным размерам методом ситового анализа, осаждением в жидкости или др. Зернистость абразивного материала регламентируется стандартом. Номер зернистости устанавливается в соответствии с линейными размерами зерна основной фракции. Чем однороднее по форме и размеру зерен абразивный материал, тем выше его эксплуатационные качества. Абразивные материалы отличаются между собой размером (крупностью) зерен и подразделяются на четыре группы: шлифзерно, шлифпорошки, микропорошки и тонкие микропорошки. Каждый номер зернистости абразивных материалов этих групп характеризуется пятью фракциями: предельной, крупной, основной, комплексной, и мелкой.

В зависимости от номера зернистости применяют различные методы контроля. Для абразивных материалов с зернистостью от номера 200 до 5, как правило, используют ситовой, а для абразивных микропорошков с зернистостью от М40 до М5 - микроскопический анализ.

Абразивные материалы широко применяются при механической обработке. Абразивные материалы используются в виде зерен, скрепленных связкой в различные по форме и назначению абразивные инструменты, или нанесенными на гибкую основу (ткань, бумагу и др.) в виде шлифовальной шкурки, а также в несвязанном состоянии в виде порошков, паст и суспензий.

Основные характеристики твердых составляющих абразивно-полировальных материалов

Основными характеристиками абразивного материала являются форма абразивных зерен, их крупность, твердость и механическая прочность, абразивная способность, минеральный и гранулометрический составы.

Форма абразивных зерен определяется природой абразивного материала, характеризуется их длиной, высотой и шириной. Абразивные зерна можно свести к следующим видам: изометричные, пластинчатые, мечевидные. Для отделочных работ предпочтение отдается изометричной форме зерен.

Абразивные зерна характеризуются состоянием поверхности (гладкая, шероховатая), кромок и выступов (острые, закругленные, прямолинейные, зазубренные и др.). Зерно с острыми углами значительно легче проникает в обрабатываемый материал. Зерна - сростки, неплотные по структуре, выдерживают меньшие усилия резания и быстрее разрушаются.

Для определения твердости установлены шкалы, в которых определенные материалы расположены в порядке возрастающей твердости, где любое последующее тверже предыдущего и может его царапать (таблица).

Сравнительные данные о твердости по различным шкалам

Алмаз и кубический нитрид бора обладают наибольшей твердостью. Ниже приведена средняя микротвердость алмаза, кубического нитрида бора, а также инструментальных и конструкционных материалов (в МН/м2 при 20° С): алмаз - 98 000; кубический нитрид бора - 91 000; карбид бора - 39 000; карбид кремния - 29 000; электрокорунд - 19 800; твердый сплав ВК8-17500; сплав ЦМ332 - 12 000; сталь Р18-4 900; сталь ХВГ - 4500; сталь 50-1960.

С повышением температуры твердость материалов снижается. Так например, при нагреве электрокорунда от 20 до 1000 °С его микротвердость снижается от 19 800 до 5880 МН/м2

В качестве абразивов используют минералы естественного и искусственного происхождения: алмазы; кубический нитрид бора, встречающийся под названиями эльбор, кубаиит, боразон, карбид бора и карбид кремния; электрокорунды белый, нормальный и легированный хромом и титаном и др. Условно относятся к этой группе "мягкие" абразивные материалы: крокус, окись хрома, диатомит, трепел, венская известь, тальк и др. В производственной практике гидрополирования в качестве абразива используют вибротела - отходы кирпича, стекольной и керамической промышленности, косточки плодовых фруктов.

Естественный алмаз - минерал, состоящий из одного химического элемента - углерода. Встречается в виде небольших кристаллов различной формы от 0,005 до нескольких карат (карат равен 0,2 г). Алмазы бывают бесцветные или окрашенные в различные тона: желтые, темно-зеленые, серые, черные, фиолетовые, красные, голубые и др. Алмаз является наиболее твердым минералом.

Высокая твердость обеспечивает алмазному зерну весьма высокие режущие свойства, способность разрушать поверхностные слои твердых металлов и неметаллов. Прочность алмаза на изгиб невысокая. Одним из существенных недостатков алмаза является сравнительно низкая температурная устойчивость. Это значит, что при высоких температурах алмаз превращается в графит, такое превращение начинается в обычных условиях при температуре близкой к 800 °С.

Искусственный (синтетический) алмаз. Синтетические алмазы получают из графита при высоких давлениях и высокой температуре. Они имеют те же физические и химические свойства, что и природные алмазы.

Кубический нитрид бора. (КНБ) - сверхтвердый материал, впервые синтезированный в 1957г, содержит 43,6% бора и 56,4% азота. Кристаллическая решетка КНБ является алмазоподобной, т.е. она имеет такое же строение, как и решетка алмаза, но содержит атомы бора и азота. Параметры кристаллической решетки КНБ несколько большие, чем решетки алмаза; сказанным, а также меньшей валентностью атомов, образующих решетку КНБ, объясняется его несколько меньшая твердость в сравнении с алмазом.

Кристаллы кубического нитрида бора имеют теплостойкость до 1200° С, что является одним из главных достоинств по сравнению с алмазом. Эти кристаллы получают путем синтеза гексагонального нитрида бора при наличии растворителя (катализатора) в специальных контейнерах на гидравлических прессах, обеспечивающих требуемое высокое давление (порядка 300-980 МН/м2) и высокую температуру (около 2000 °С).