|
|
ОглавлениеГлава 1. Основы нанотехнологии 1.1. Влияние дисперсности на свойства вещества 1.2. Физико-химические основы наноэффекта 1.3. Критический диаметр наночастиц 1.4. Целевые продукты нанотехнологии Глава 2. Наночастицы. 2.1. Наночастицы семейства фуллеренов 2.2. Техническое применение наноразмерных частиц Глава 3. Объемные материалы традиционной технологии. 3.1. Критерии оценки конструкционных свойств 3.4. Перспективы нанотехнологии Глава 4. Объемный наноматериал. 4.1. Моностадийное формирование объемного наноматериала 4.2. Машиностроительный потенциал Глава 5. Объемный материал с добавкой наночастиц. 5.1. Основы конструирования 5.3. Матрица объемных нанокомпозитов 5.4. Контактное взаимодействие компонентов Глава 6. Объемный наноструктурированный металл. 6.1. Основы фрагментирования структуры металлов 6.2. Наноструктурированные металлы Приложение. Организация практических занятий по изучению предмета «Объемные наноматериалы» Теоретический семинар «Нанотехнология» Лабораторная работа «Наноматериалы» Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу5.5. Техническое применениеНанотехнология позволяет снять принципиальное ограничение традиционных технологических приемов повышения прочности объемных материалов конструкционного назначения, в результате использования которых повышение прочности сопровождается снижением пластичности материала. Наноматериалы могут одновременно сочетать высокие значения прочности и пластичности. Высокая пластичность наноматериалов обусловлена сдвигом наноразмерных элементов структуры друг относительно друга под действием внешней нагрузки. При этом связь между наночастицами не нарушается, что объясняется высокой эффективностью диффузионного переноса граничных атомов наночастиц. Нанокерамика. Наиболее наглядно влияние нанотехнологии на пластичность конструкционных материалов проявляется на хрупкой керамике. Например, использование нанотехнологии позволило одновременно повысить и прочность, и ударную вязкость керамики из нитрида алюминия до 3 раз по сравнению с материалом аналогичного химического состава, полученного по традиционной керамической технологии. Температура спекания наноразмерных частиц нитрида алюминия на 300 °С ниже, что упрощает технологию получения практически беспористого материала с плотностью, близкой к теоретическому значению. Оксидная нанокерамика из корунда и диоксида титана в отличие от традиционной керамики аналогичного химического состава при сжатии деформируется пластично. Повышенная пластичность позволяет формовать нанокерамику в виде прецизионных деталей сложной геометрической формы, что исключает необходимость трудоемкой финишной обработки сверхтвердого материала, к которому относится конструкционная керамика. Керамокомпозиты системы углерод-карборунд с каркасной структурой из нитевидных кристаллов SiC обладают высокой термостойкостью при температурах до 1650 °С, выдерживая без разрушения свыше 5000 циклов термического нагружения. По прочности они превосходят керамику традиционной технологии до 2 раз. Рекомендуются для изготовления жаровых труб камер сгорания газотурбинных двигателей. В настоящее время объем выпуска наноразмерных керамических порошков исчисляется тоннами. Они идут на производство нанокерамики, которая находит применение в энергомашиностроении, металлургии, энергетике, в химической промышленности. Кроме конструкционного применения нанокерамика используется также и для других целей. В частности, нанокерамика из нитрида титана используется как связующее в производстве поликристаллических алмазов. Модифицирование полимеров наночастицами. Другое направление реализации преимуществ нанотехнологии в производстве конструкционных материалов связано с повышением их удельной прочности. Низкое значение удельной прочности является существенным ограничением технического применения современных конструкционных материалов. Нанотехнология позволяет резко поднять удельную прочность материалов. Наноматериалы на основе полимеров по уровню конструкционных свойств сопоставимы с лучшими сортами сталей при сохранении низкой плотности полимеров. Внимание! Авторские права на книгу "Объемные наноматериалы. Учебное пособие" (Волков Г.М.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
