МБОУ СОШ № 16

В настоящие время большое внимание специалистов, занимающихся созданием и иследованиям новых материалов – физиков, материаловедов, механиков – привлекают наноструктурные материалы. Эти материалы обладают уникальной структурой и свойствами, многие из которых имеют практический интирессс.

К наноструктурным материалам относят кристалические материлы со средним размером зерен или других структурных единиц менее 100 нм.

После того как современная физика и химия металлов подробно разъяснила нам причины их пластичности, прочности и их увеличения, началась интенсивная разработка новых материалов.

Алюминиевый композитный материал - это панель, состоящая из двух алюминиевых листов, наполнитель между ними чаще всего служит пластик либо минеральный наполнитель. Композитная структура материала придаёт ему лёгкость и высокую прочность в сочетании с упругостью и стойкостью к излому. Химическая и лакокрасочная обработка поверхности обеспечивает материалу превосходную устойчивость к коррозии и температурным колебаниям. Благодаря сочетанию этих уникальных свойств, алюминиевый композитный материал является одним из наиболее востребованных в строительстве.

Алюминиевый композит обладает рядом существенных преимуществ, обеспечивающих ему растущую с каждым годом популярность как отделочного материала.

Достоинства композита:

· долговечность

· широкие возможности дизайна

· легкий вес и высокая прочность

· жесткость, звукоизоляция, пожаробезопасность

Наноструктурированные композиты- представляют собой материалы, в которых наноразмерные частицы наполнителя в небольшом количестве вводят в расплав материала матрицы, за счет чего при охлаждении расплава происходит формирование структуры. Наиболее распространенным эффектом является значительное увеличение механической прочности полученного нанокомпозита.

Всем хорош алюминий - простой, дешевый сплав запасы его в земной коре фактически никак не ограничены. Правда, лишь вот слишком мягкий данный сплав. Оказалось, что с небольшой присадкой (не более 20%) алюминий приобретает твердость стали. И все это благодаря добавки – фуллерены.

Размельчив алюминий и перемешав его с 20% фуллеренов в аргоновой атмосфере, ученые германского концерна получили новый материал. После прессования он получает твердость больше, чем у стали. При этом электропроводность и легкий вес алюминия не изменяется.

Все металлы и сплавы имеют поликристаллическое строение, то есть состоят из отдельных прочно сросшихся друг с другом зерен металла, между которыми располагаются в виде тонких прослоек неметаллические включения оксидов, карбидов и других соединений. Зерна, в свою очередь, также имеют кристаллическое строение, их размеры составляют 0,01—0,1 мм. Мы знаем, чем мельче зерна металла, тем он прочнее. На современных литейных цехах, добиваются выплавки металла с как можно

более мелкими частицами зерен. Вот здесь уже и внедряется нанотехнология, с помощью нее мы можем получить зерно в 120 нм.

В настоящее время существует три направления получения объемных наноструктурных материалов: контролируемая кристаллизация аморфных материалов, компактирование ультрадисперсных порошков и интенсивная пластическая деформация материалов с обычным размером зерна.

В первом варианте переход материала из аморфного в микрокристаллическое и нанокристаллическое состояние происходит в процессах спекания аморфных порошков, а также при горячем и теплом прессовании или экструзии.

Другой способ связан с компактированием порошков, частицы размером не более 100 нм, а также более крупные порошки. Для получения компактных материалов с малой пористостью применяют метод горячего прессования, когда прессование происходит одновременно со спеканием.

И последний метод интенсивной пластической деформации, то есть большими деформациями в условиях высоких приложенных давлений. В основе методов ИПД лежит сильное измельчение микроструктуры в металлах и сплавах до наноразмеров за счет больших деформаций. При разработке этих методов существует несколько требований для получения объемных наноматериалов.

Наноструктурные материалы, вследствие очень малого размера зерен, содержат в структуре большое количество границ зерен, которые играют определяющую роль в формировании их необычных физических и механических свойств. Вследствие этого в проводимых экспериментальных исследованиях и разрабатываемых структурных моделях наноматериалов границы зерен занимают центральное место.

Нанокомпозиты могут быть использованы для защиты от коррозии газопроводных труб и труб для магистральных нефтепроводов. Они становятся очень прочными, устойчивыми к механическим воздействиям ударного и длительного типа, а также к воздействию перепадов температур, что позволяет увеличить срок службы до 80 лет.

Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод о том, что композиционные материалы актуальны в наше время. На смену новым технологиям приходят нанотехнологии они и внедряются в наши технологии, делая их более суперсильными.

Композиционные материалы находят все более широкое применение в различных отраслях техники, что объясняется широким спектором свойств, выгодно отличающих их от традиционных материалов и сплавов.

Список литературы

1. Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией.

2. Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы.