(Uwaga: Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa)
1. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na podeszwy półbutów?
(a) wytrzymałość ( )
Komentarz: Nie, ponieważ półbuty nie powinny być używane do gry w piłkę nożną czy do chodzenia po skałach, kiedy wytrzymałość jest bardzo ważna. Tym niemniej każde buty powinny charakteryzować się określonym, zależnym od przeznaczenia, poziomem wytrzymałości oraz trwałości zmęczeniowej.
(b) twardość ( )
Komentarz: Nie, ponieważ twardość podeszwy buta jest jej cechą drugorzędną, tylko pośrednio powiązaną z modułem sprężystości (zwanym też modułem Younga), będącym miarą podatności na odkształcenia (odwrotność sztywności), a ta cecha ma znaczenie np. podczas chodzenia po nawierzchniach betonowych.
(c) kolor ( )
Komentarz: Nie. Kolor podeszwy jest cechą drugorzędną.
(d) współczynnik tarcia (X)
Komentarz: Tak. Dla człowieka najważniejsze jest zapewnienie bezpieczeństwa– w tym przypadku chodzi o nieślizganie się na mokrych nawierzchniach. W przypadku zbyt małego tarcia nie można w ogóle chodzić. Współczynnik tarcia jest proporcjonalny do siły przeciwstawiającej się przesunięciu względem podłoża. Drugą – co do ważności – cechą jest, aby but nie przeciekał.
2. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na zderzak samochodowy?
(a) wytrzymałość statyczna ( )
Komentarz: Nie, ponieważ zadaniem zderzaka jest pochłonięcie jak najwięcej energii podczas uderzenia samochodu o przeszkodę. Standardowo wytrzymałość jest badana w warunkach statycznych, a podczas wypadku drogowego zderzak obciążony jest dynamicznie. Wielkości te nie zawsze są skorelowane. Istnienie tych powiązań lub ich nieistnienie zależy od składu (szczególnie występowania różnorodnych modyfikatorów, m.in. włóknistych napełniaczy) i struktury materiału (stopnia krystaliczności, wielkości ziaren itp.).
Komentarz: Nie, ponieważ twardość jest tylko pośrednio powiązana z wytrzymałością statyczną, a często nie jest skorelowana z wytrzymałością dynamiczną i udarnością.
(c) udarność (X)
Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż zderzak powinien charakteryzować się odpornością na obciążenia dynamiczne, w tym pochłonąć maksymalną ilość energii podczas wypadku drogowego, a to oznacza, że powinien charakteryzować się maksymalną udarnością. Mierzy się ją za pomocą młotów wahadłowych różnej konstrukcji. Miarą udarności jest ilość energii zużytej na odkształcenie i zniszczenie próbki; może być ona odniesiona do jej początkowego przekroju.
(d) możliwość lakierowania na kolor karoserii ( )
Komentarz: Nie, ponieważ ta cecha nie decyduje o przydatności zderzaka, chociaż nie jest bez znaczenia. Barwione na kolor karoserii i gładkie części nadwozia samochodu ładniej wyglądają i mniej brudzą się.
3. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiału na konstrukcję nośną krzesła?
(a) wytrzymałość (X)
Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż krzesło jest użytkowane nie zawsze na równym podłożu także przez osoby o znacznym ciężarze, a wtedy wytrzymałość będzie decydowała o jego użyteczności. Nie celowe jest jednak dążenie do ekstremalnie dużej wytrzymałości, ponieważ zwiększa to koszt wykonania, a nie jest konieczne dla zapewnienia odpowiedniej trwałości.
(b) przewodność ciepła ( )
Komentarz: Nie, ponieważ przewodność ciepła jest właściwością mniej ważną od cech zasadniczych, z których najważniejszą jest wytrzymałość na poziomie zapewniającym bezpieczne użytkowanie. Dopiero po zapewnieniu koniecznej wytrzymałości użytkownik będzie interesował się izolacyjnością cieplną, która ma wpływ na komfort użytkowania.
(c) estetyka wykonania ( )
Komentarz: Nie, ponieważ estetyka wykonania i inne cechy wyglądu są ważne, ale dopiero jako uzupełniające do cech zasadniczych, z których najważniejszą jest wytrzymałość na poziomie zapewniającym bezpieczne użytkowanie. Pamiętać jednak należy, że od estetyki wykonania zależy czy potencjalny klient zainteresuje się tym krzesłem. Dlatego w każdym przypadku musi być ono estetycznie wykonane.
(d) współczynnik tarcia ( )
Komentarz: Nie, ponieważ dla krzesła jest to cecha drugorzędna, gdyż o tym czy człowiek ewentualnie zsunie się z krzesła podczas siedzenia decydują jego cechy ergonomiczne, a tarcie ma dużo mniejsze znaczenie.
4. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza dla materiałów stosowanych w samolotach pasażerskich?
(a) trudnozapalność oraz samogaśnięcie (X)
Komentarz: Tak, gdyż pożar w samolocie trudno ugasić i niemożliwa jest ewakuacja pasażerów przed wylądowaniem. Duża wytrzymałość przy najniższym ciężarze materiałów konstrukcyjnych jest cechą tak oczywistą przy budowie samolotów, że dobieramy te z wytrzymałych materiałów, które jednocześnie charakteryzują się trudnozapalnością, samogaśnięciem oraz małą ilością i małą toksycznością dymów.
(b) przewodność elektryczna ( )
Komentarz: Nie jest konieczne zapewnienie przewodności elektrycznej skrośnej użytych materiałów. Zalecane jest, aby te, które tworzą warstwę zewnętrzną samolotu zapewniały powierzchniową przewodność elektryczną, gdyż ułatwia ona spływanie ładunków elektrycznych powstających w efekcie tarcia o powietrze.
(c) nienasiąkliwość wody ( )
Komentarz: Nie, ponieważ wszystkie elementy samolotu muszą być jak najlżejsze i dlatego do jego budowy stosuje się materiały o małej tendencji do nasiąkania wodą, która powoduje wzrost ciężaru.
(d) tłumienie dźwięków ( )
Komentarz: Nie, ponieważ tutaj jest to cecha drugiego poziomu ważności. Do najważniejszych należą trudnozapalność i wytrzymałość oraz gęstość. Dopiero materiały spełniające wymagania w tym zakresie ocenia się pod kątem m.in. tłumienia dźwięków, izolacyjności cieplnej i elektrycznej.
5. Która cecha z wymienionych jest najważniejsza przy doborze materiałów stosowanych do produkcji mebli?
(a) przewodność elektryczna ( )
Komentarz: Nie, ponieważ w warunkach normalnej eksploatacji przewodność skrośna materiałów na meble nie jest ważną ich cechą. Korzystne jest jednak, aby przewodność powierzchniowa była na poziomie wystarczającym do uziemienia ładunków elektrycznych generowanych w efekcie pocierania odzieżą o te meble.
(b) odporność na działanie wysokich temperatur ( )
Komentarz: Nie, ponieważ w warunkach normalnej eksploatacji odporność termiczna materiałów na meble nie jest ważną ich cechą. Korzystne jest jednak, aby była ona na poziomie wystarczającym do użytkowania w pobliżu grzejników centralnego ogrzewania, tj. do 40 oC.
(c) odporność na działanie uderzeń (X)
Komentarz: Tak, bowiem należy liczyć się z możliwością przypadkowego uderzenia z umiarkowaną siłą w meble, np. podczas sprzątania.
(d) odporność na działanie stężonych kwasów i zasad ( )
Komentarz: Nie, ponieważ meble nie powinny kontaktować się ze stężonymi kwasami i zasadami. Konieczne jest jednak, aby ta odporność była na poziomie umożliwiającym normalne użytkowanie, podczas którego nie można wykluczyć sporadycznego wylania cieczy o umiarkowanym działaniu agresywnym, np. octu czy alkoholu.
6. Co to jest hartowanie stali?
(a) nagrzewanie, a potem chłodzenie, aby uzyskać dużą twardość materiału i jego drobnoziarnistą strukturę (X)
Komentarz: Tak, taka obróbka cieplna powoduje m.in. zwiększenie wytrzymałości stali, jej twardości i odporności na ścieranie, ale obniża jej ciągliwość.
(b) nagrzewanie, a potem wolne chłodzenie, aby zmniejszyć naprężenia własne ( )
Komentarz: Nie. Taki proces, zwany odpuszczaniem (wyżarzaniem odpuszczającym) jest obróbką cieplną polegającą na nagrzaniu przedmiotów stalowych uprzednio zahartowanych do określonej temperatury zależnej od pożądanego efektu, wygrzaniu w tej temperaturze, a następnie ochłodzeniu. Obniża to naprężenia własne, co stabilizuje rozmiary wyrobów w czasie, ale obniża wytrzymałość, gdyż kryształy (ziarno) w stali zwiększają swe rozmiary, co zwiększa koncentrację naprężeń na granicy faz.
(c) nagrzewanie i chłodzenie w ciekłym azocie ( )
Komentarz: Nie. Taki proces uniemożliwia krystalizację stali. Dlatego materiał ma zupełnie inne właściwości niż typowa stal będąca materiałem prawie krystalicznym.
(d) bardzo długie nagrzewanie w temperaturze powyżej 800°C ( )
Komentarz: Nie. Taki proces powoduje znaczny wzrost ziaren i odwęglanie stali (utlenianie węgla do dwutlenku, który to gaz ulatnia się), co z kolei obniża wytrzymałość i twardość, ale zwiększa ciągliwość stali.
7. Co to jest brąz?
(a) stop żelaza z aluminium ( )
Komentarz: Nie. Taki stop nie ma praktycznego znaczenia w technice.
(b) stop miedzi i cyny (X)
Komentarz: Tak. Brąz jest zazwyczaj stopem miedzi z 9-11% cyny. Może on zawierać też różnorodne modyfikatory (dodatki stopowe, np. aluminium, krzem lub beryl) poprawiające określone jego właściwości użytkowe. Brąz berylowy stosowany jest m.in. sprężyny. Z brązu łatwo odlewa się złożone kształty, np. rzeźby i dzwony. Odmianami tego materiału są brązy cynowo-cynkowe, ołowiowe i cynowe (na panewki) oraz krzemowe. Brązy ołowiowe i krzemowe nie zawierają cyny.
(c) stop miedzi i cynku ( )
Komentarz: Nie, jest to mosiądz. Zwykle zawiera do 40% Zn. Łatwo z niego odlewa się złożone kształty. Stosuje się go powszechnie na armaturę do instalacji centralnego ogrzewania, gdyż nie powoduje korozji elektrolitycznej w kontakcie z miedzią używaną do wyrobu rur, a ma większą od miedzi wytrzymałość. Charakteryzuje się też stosunkowo dobrą odpornością na korozję powodowaną przez zanieczyszczenia zawarte w wodzie.
(d) stop aluminium i cynku ( )
Komentarz: Nie, ten stop nazywa się cynkalem. Łatwo z niego odlewa się złożone kształty, np. figurek. Pod nazwą cynkal występuje też jedna z odmian farb antykorozyjnych nakładanych na stal, cynk oraz rdzę.
8. Co to jest laminat?
(a) materiał warstwowy (X)
Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Taki materiał będący jedną z odmian kompozytu może zawierać żywicę jako spoiwo oraz warstwy nośne w różnej postaci (papier, maty z włókien, siatki metalowe lub polimerowe, tkaniny, rzadziej włókna cięte). Ułożenie warstwowe składników umożliwia uzyskanie kontrolowanego gradientu składu i anizotropii właściwości.
(b) materiał uzyskiwany przez stopienie kilku składników ( )
Komentarz: Nie, taki materiał nazywa się stopem. Stosowane w technice materiały metalowe zazwyczaj są stopami.
(c) materiał spieniony ...
neon90