Алюминиевые сплавы, их свойства и применение в строительстве
Цветные металлы и сплавы.
Алюминиевые сплавы применяются в качестве конструкционного материала, а также облицовочного и отделочного материала в жилых и общественных зданиях. Весьма эффективным является их использование и в случаях, когда необходимо снизить массу ограждающих и несущих конструкций.
К положительным свойствам алюминиевых сплавов относятся:
сравнительно небольшая плотность (2,7-2,8 г/см3);
значительная прочность и коэффициент конструктивного качества;
высокая коррозионная стойкость вследствие образования на поверхности сплава тонкой защитной оксидной пленки;
большая пластичность, позволяющая получать любые профили простым прессованием, выдавливанием или гнутьем;
меньшая по сравнению со сталью хладноломкость (при эксплуатации в условиях пониженной температуры).
Алюминиевым сплавам присущи также существенные недостатки:
сравнительно низкий модуль упругости (в 2-3 раза меньший, чем у стали), следствием чего является повышенная деформативность и необходимость соответствующего увеличения сечений конструктивных элементов и обеспечения жесткости и устойчивости элементов конструкций;
|
|
высокая стоимость материала (в 7-8 раз выше, чем у стали);
вдвое больший, чем у стали, температурный коэффициент линейного расширения;
необходимость специальных мер при сварке (защита свариваемых поверхностей от окисления путем сварки в атмосфере инертного газа);
возникновение электрохимической коррозии в местах контакта с другими металлами (сталь, медь).
Вначале основным методом синтеза нанотрубок было испарение графита в горящей электрической дуге в потоке инертного газа. Он продолжает активно использоватьсяи я настоящее время. Подобным способом в присутствии СеО2 и наноразмерного никеля получены однослойные углеродистые нано-трубки диаметром 0,79 нм. Дугу заменило испарение графитовой мишени в нагретой печи сканирующим лучом лазера. Сегодня все более распространенным становится каталитический пиролиз метана, ацетилена и оксида углерода [14]. Нанотрубки диаметром 20-60 нм получены при горении метана на проволоке Ni-Cr. Многослойные нанотрубки длиной 30-130 мкм с внутренним днаметрм 10-200 нм синтезированы с высоким выходом пиролизом аэрозоля, приготовленного из раствора бензола с ферроценом при температуре 800—950 оС. Предлагаемый метод основан на использовании раство-
ров углеводородов и катализаторов. Получение нанотрубок - трудно
контролируемый процесс, обычно он сопровождается образованием других форм углерода, от которых необходимо освобождаться путем очистки.
|
|
Использование одностеночных углеродистых нанотрубок часто определяется равномерностью их распределения, иногда необходимо иметь трубки длиной 20-100 нм. Укорачивание и очистка свежеполучешшх трубок осуществляются в процессе окисления с участием азотной кислоты и ее смесей с другими окислителями (H2SO4 KMnO7) [15]. При химическом окислении концы трубок, а нередко и боковые стенки покрываются группами, содержащими кислород. В процессе укорачивания трубок при химическом окислении необходимо контролировать возникновение различных дефектов и уменьшение массы обрабатываемого материала. Установлено, что использование раствора 4:1 (объем/объем 96 % H2S04 / 30 % Н,0,) позволяет при комнатных температурах укорачивать нанотрубки без создания новых дефектов на их стенках [J6J. При температуре 70 оС отмечаются появление дефектов и селективное травление диаметра нанотрубок.