Понятие технологического прогресса: получение и обработка новых конструкционных материалов

КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ (КМ) — основные виды материалов, из которых изготовляются машины, оборудование, приборы, сооружаются каркасы зданий, мосты и другие конструкции и которые несут основную силовую нагрузку при их эксплуатации.

Конструкционные материалы классифицируются по широкому кругу признаков:

· по применяемости — в машиностроении, в строительстве;

· по природе образования — металлические, неметаллические, композиционные;

· по реакции на внешние воздействия — горючие, коррозионно-устойчивые, жаростойкие, хладостойкие;

· по свойствам, проявляемым при различных методах обработки,— пластичные, тугоплавкие, свариваемые, склонные к образованию трещин, закаливаемые и т. д.;

· по способам получения — сплавы, прессованные, катаные, тканые, формованные, пленки.

Важными показателями конструкционных материалов являются их прочностные качества — сопротивление сжатию, растяжению, работа на изгиб, выносливость при вибрационных нагрузках, а также ряд специальных свойств, учитываемых при проектировании машин, оборудования, строительных сооружений. Среди них — легкость при определенных прочностных качествах, сопротивляемость износу, электро- и теплопроводность, способность пропускать газы и др.

Технология порошковой металлургии: порошковая металлургия (ПМ) охватывает производство металлических порошков, а также изделий из них или их смесей и композиций с неметаллами.

С помощью ПМ решаются две задачи:

1)изготавливаются материалы и изделия с обычными составами, структурой и свойствами, но при значительно более выгодных экономических показателях их производства;

2) изготавливаются материалы и изделия с особыми свойствами, составом, структурой, которые недостижимы другими способами производства.

Основы плазменной технологии (метод получения). Еще одна большая группа принципиально новых тех­нологий - плазменные, основанные на обработке исходных материалов концентрированными потоками энер­гии. Ныне известно более 50 таких технологий. Сформи­ровалась и научная база этой группы технологий - плазмохимия, изучающая процессы, протекающие при сред­немассовой температуре рабочего газа 8000 - 10000°С, когда вещество находится в состоянии плазмы.

Важная особенность плазменных процессов заключа­ется в том, что при высоких температурах химические реакции идут иначе, чем обычно. А это значит, что в плазмотронах можно получать материалы с новыми свойствами, в том числе принципиально новые - компо­зитные.

Основы радиационно-химической технологии (получение). За последние два десятилетия сформировалась новая область химической технологии - радиационно-химическая технология (РХТ).

Целью РХТ является разработка методов и устройств для наиболее экономичного осуществления с помощью ионизирующего излучения физических, химических и биологических процессов, позволяющих получать новые материалы или придавать им улучшенные свойства, а также для решения экологических проблем.

Выделим достоинства ионизирующего излучения:

-высокая энергетическая эффективность излучения, приводящая к тому, что по сравнению с традиционными видами технологии радиационная технология является в целом энергосберегающей;

-высокая проникающая способность излучения, исходя их этого, излучение наиболее эффективно использовать для обработки блочных материалов и изделий, при стерилизации биомедицинских материалов в упаковке, получении древесно-пластмассовых и бетонополимерных композиций;

-излучение представляет собой легко дозируемое средство обработки материалов и не загрязняет продукцию.

Основные преимущества РХТ можно сформулировать следующим образом:

-возможность получения уникальных материалов, производство которых другими способами невозможно;

-высокая чистота получаемых продуктов;

-смягчение условий проведения процесса (температуры, давления);

-возможность регулирования скорости процесса за счёт изменения интенсивности излучения и, следовательно, лёгкость автоматизации процесса;

-возможность замены в некоторых случаях многостадийных процессов синтеза одностадийными.

Основы мембранной технологии (обработка). Мембранная технология - новый принцип организации и осуществления процесса разделения веществ через полупроницаемую перегородку, отличающийся отсутствием поглощения разделяемых компонентов и низкими энергетическими затратами на процесс разделения.

Электрофизические и электрохимические методы обработки. Электрическими методами обработки называют группу новых методов, применяемых для целенаправленного удаления материала с обрабатываемой поверхности с целью формообразования деталей, разрезания, соединения деталей и измерения физико-механических свойств поверхности. Эти процессы осуществляются с помощью электрической энергии, вводимой либо непосредственно в зону обработки, либо при предварительном специальном преобразовании ее вне рабочей зоны в световую, акустическую, магнитную и другие виды энергии.

Основы лазерной технологии (обработка). Лазерная обработка имеет свои особенности и преимущества:

-высокая концентрация подводимой энергии в пятне нагрева и локальность обработки;

-возможность передачи энергии в виде светового луча на расстояние в любой оптически прозрачной среде;

-возможность получения импульсного (до 10–9 С) и непрерывного излучения перемещением луча с высокой точностью и скоростью

-возможность регулирования параметров лазерной обработки в широком интервале режимов;

-отсутствие механических усилий на обрабатываемый материал и независимость скорости обработки от свойств материала;

-высокая технологичность обработки и возможность её автоматизации.

Ультразвуковая обработка. Ультразвуковой метод обработки относится к электрофизическому воздействию на материал, и назван так потому, что частота воздействий соответствует диапазону неслышимых человеческим ухом звуков с частотой 16-105 кГц.