|
|
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 книгу6.2. Наноструктурированные металлыОтметим, что традиционные подходы для повышения технических характеристик наиболее востребованной крупнотоннажной продукции — конструкционных сталей — практически исчерпаны, поскольку с повышением прочностных характеристик снижается вязкость и трещиностойкость стали. При эксплуатации в сложных условиях, например в качестве материала для изготовления магистральных трубопроводов, низкие показатели этих свойств могут приводить к авариям и экологическим катастрофам. Контролируемое формирование наночастиц и наноразмерных фрагментов структуры в объеме стали позволяет повысить ее трещиностойкость в несколько раз при одновременном значительном увеличении прочностных характеристик. Желаемое изменение свойств стали достигают или путем введения в ее состав наночастиц на стадии металлургического производства, или путем фрагментирования структурных составляющих товарной стали до наноразмерных фрагментов при термомеханической обработке. Одним из направлений практической реализации установленных фундаментальной наукой возможностей существенного повышения физико-механических характеристик конструкционных сталей является интенсивная пластическая деформация (ИПД). Фундаментальные исследования процессов ИПД и разработка на их основе наноструктурированных металлов и сплавов впервые были начаты коллективом российских ученых в конце 1980-х гг. в Башкирии под руководством чл.-корр. Башкирской академии Наук Р.З. Валиева. Перспективное научное направление быстро привлекло внимание сначала ученых других регионов России, а затем научно-технического сообщества многих зарубежных стран. Значительно возросло количество публикаций, стало традиционным проведение международных симпозиумов и научных конференций по этой тематике, в том числе в Уфе — родине нового научного направления. Деформацией называют изменение размеров и формы металла или сплава в результате воздействия внешней нагрузки. В процессе пластичной деформации кристаллы металла деформируются путем сдвига части кристаллической решетки относительно другой. При снятии нагрузки перемещенная часть кристалла не возвращается на исходное место, деформация сохраняется. Наличие линий скольжения в пластично деформированном металле обнаруживается визуально при микроструктурном исследовании образца. Феноменологическим результатом искажения кристаллической решетки металла при пластической деформации является наклеп, одним из проявлений которого служит повышение прочности, что находит практическое применение для упрочнения машиностроительных деталей. Однако было установлено, что принципиально новые свойства в металле появляются только при степени деформации е ≥ 1. Поэтому основанный на данном наблюдении метод улучшения потребительских свойств металлических материалов получил название «интенсивная пластическая деформация» (ИПД). Два основных варианта аппаратурного оформления процесса ИПД представлены на рис. 6.9. Внимание! Авторские права на книгу "Объемные наноматериалы. Учебное пособие" (Волков Г.М.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
