Добро
пожаловать на наш сайт!
ПОЗНАНИЕ
ПРОДОЛЖАЕТСЯ...
15.04.2019 21:39 дата обновления страницы
Техника. Экономика
Дата создания сайта:
08/12/2012
Дата создания
сайта: 08/12/2012 Дата обновления главной страницы:
15.04.2019 21:39
icq:
613603564
Какие материалы применяются в технике?
Ответ на такой вопрос, кажется, всем известен: металл, дерево,
пластмассы... Да, действительно, эти материалы широко используются в
технике. Однако они далеко не исчерпывают всего богатейшего их набора,
применяемого для этих целей.
Природа подарила человеку множество материалов для его трудовой
деятельности. Железо, дерево, камень, глина, такие природные полимеры,
как лен, хлопок, шерсть, кожа... Они широко используются и сейчас. Но
многие из них - в совершенно ином качестве. Новейшие сплавы на основе
железа, например, выдерживают невиданные ранее температуры и давления,
весьма устойчивы к кислотам и щелочам (агрессивным средам), очень
прочны. Недаром они остаются основой машиностроения. Но для железа это
еще далеко не предел. Ученые уже нащупывают пути, чтобы сделать его еще
прочнее, причем в десятки и сотни раз.
Не обойтись теперь в технике и без других металлов и сплавов. Так, без
сплавов на основе алюминия и титана не могли бы летать в небе самолеты и
подниматься в космос ракеты. А редкоземельные элементы! Без них не
сваришь высококачественной стали, не создашь полупроводникового прибора,
электронной лампы и т. д.
Сплавление материалов, которые дала нам природа, лишь один из путей их
использования. Есть и другой путь - соединение механическое. Вспомним
всем известный железобетон. В нем соединены совершенно разнородные
вещества - бетон и сталь. И тем не менее этот "союз" оказался настолько
прочным, что из железобетона создают самые долгоживущие сооружения -
мосты, плотины, здания. Из него теперь делают даже плавучие причалы,
корпуса судов, станины станков.
А вот другой подобный материал - металлокерамика. Здесь сочетание
свойств металла и очень твердой жароустойчивой керамики дало прямо-таки
удивительные результаты. Достаточно сказать, что некоторые виды
металлокерамики выдерживают температуру в несколько тысяч градусов, -
когда любая сталь превращается в жидкость.
Ну и, конечно, всем знакомы автомобильные шины, в которых сочетаются
каучук с капроном. Они очень прочны, выдерживают сотни тысяч километров
дорог.
И еще один путь улучшения традиционных материалов - их обработка при
помощи различных физико-химических способов. Мы уже говорили: ученые
нащупывают пути, чтобы сделать железо прочнее. Дело в том, что они
обнаружили особенности в строении его кристаллической решетки, влияющие
на прочность металла. Если эти "нарушения" (дислокации, как их назвали)
подправить - сделать кристаллическую структуру более правильной,
прочность железа возрастет в сотни раз. Уже выращены в лаборатории
кристаллы ("усы") железа, в которых дислокаций почти нет. Это пока
только начало большого, очень трудного пути по улучшению многих
материалов.
А вот если вещество очистить от всех посторонних примесей - сделать его
сверхчистым, оно приобретает новые свойства. Сверхчистые германий и
кремний, например, становятся полупроводниками. Причем в зависимости от
количества примесей (а они в этих случаях измеряются буквально
считанными атомами) их свойства резко меняются. Так, удалось, вводя в
кристалл полупроводника нужные атомы, сделать из него сложный
электронный прибор со своими диодами, триодами, сопротивлениями. И все
это в одном маленьком кристалле!
Сверхвысокие и сверхнизкие давления и температуры тоже резко меняют
свойства материалов. Обычное стекло при подобной обработке превращается
в ситалл - материал, способный состязаться со сталью по прочности, не
боящийся ни ударов, ни больших нагрузок. А из песка после
соответствующей его обработки получают силикальцит - строительный
материал, не уступающий по своим качествам бетону.
Способов переработки и использования старых, традиционных материалов
открыто немало. Но все же на современном уровне развития техники этого
оказалось недостаточно. Для специальных целей понадобились совсем новые
материалы, с невиданными в природе (свойствами. И они созданы
искусственно, их дала химия.
Мы уже говорили (см. ст. "Техника идет вперед") о ее роли в создании
синтетических материалов. Их в наши дни появилось множество новых, с
заранее заданными свойствами: прочных, эластичных, стойких к кислотам,
способных выдерживать высокие и низкие температуры, не боящихся влаги и
огня, легко обрабатываемых, дешевых...
Во время прошлой войны говорили: "Нейлон создал тяжелые
бомбардировщики". И действительно, не будь изобретены шины с
синтетической основой (кордом), нить которой подчас надежнее стальной
проволоки, не смогли бы взлетать и садиться на бетонированные дорожки
аэродромов огромные самолеты, мчаться по асфальту большие грузовые
автомобили.
И это только один пример того, что дает синтетика для развития техники.
Таких примеров бесчисленное множество - синтетические технические ткани,
детали машин, полупроводники, приводные ремни, канаты, сети, фильтры...
всего и не перечислить. А ведь синтетика только-только начинается, ей по
существу всего каких-нибудь три десятка лет.
Как видим, арсенал материалов современной техники поистине неисчерпаем.
Столь же разнообразны и методы их получения. И все это ведет к одному -
к необычайно быстрому развитию техники.
Е.В. Дубровский
В.А. Мезенцев
Размещение фотографий и
цитирование статей с нашего сайта на других ресурсах разрешается при
условии указания ссылки на первоисточник и фотографии.
