2014-02-09
252Контрольные вопросы
Таблица 2
Таблица 1
ХАРАКТЕРИСТИК НАНОМАТЕРИАЛОВ
Лекция 18. Сравнительные технические характеристики наноматериалов
Вопросы: 1. Температуроустойчивые стеклокерамические и стеклокристаллические покрытия для химической и пищевой промышленности.
2. Высококремнеземистые волокна и материалы на их основе.
3. Ресурсосберегающие стеклообразные пеноматериалы.
4. Стеклообразные и ситалловые оптически прозрачные материалы.
5. Новые научные направления и технологии XXI века.
Сравнение технических характеристик материалов, которые будут достигнуты в ближайшее время в нашей стране. с лучшими мировыми образцами приведено в табл.1
Сравнение технических характеристик материалов
| Технические характеристики, которые будут достигнуты в ближайшее время | Современный уровень технических характеристик материалов |
| 1. Температуроустойчивые стеклокерамические и стеклокристаллические покрытия для химической и пищевой промышленности. 1. Разработка рецептуры и технологии нанесения гетерогенных покрытий для автоклавов и реакционных камер: химическая устойчивость в 20%-ной соляной кислоте – 0,05 – 0,1 мг/см2·ч., сопротивление термоудару – 200 °С, температура формирования на сталь – до 780 °С. 2. Разработка рецептуры и технологии нанесения антикоррозионных покрытий на железо, титан, никель с службой эксплуатации при 1250 °С в течение 2000 ч. | 0,1 мг/см2·ч 120°С 780 – 800°С. 1000 оС |
| 2. Многофункциональные высококремнеземистые волокна и материалы на их основе 1. Разработка технологии фильтровального мате- риала для тонкой очистки металлов и носителей катализаторов при температуре эксплуатации 1100 - 1200°С и теплопроводности 0,15 Вт/м∙ºС. | 900°С 0,25 Вт/м∙ºС |
| Аморфнокристаллические материалы нового поколения, получаемые спеканием стекол 1. Разработка технологии биоимплантантов и кост- ных остеопротезов, насадок параболических антенн спутниковой связи, детекторов теплового излучения: объемная масса 1,0 – 1,2 т/м3, удельная пористость не выше 40 %, коэффициент термического расширения (90 – 120)·10-7 К-1, теплопроводность 0,6 – 0,8 Вт/м·ºС. | 1,5 т/м3 45 – 50 % 140·10-7 К-1 1,0 Вт/м·ºС |
| 3. Ресурсосберегающие стеклообразные материалы 1. Разработка тепло- и звукоизолирующих материалов на основе пеностекла: плотность – 0,2 т/м3, прочность на изгиб – 100 МПа, на сжатие – 50 МПа, коэффициент звукопоглощения при 250 – 400 Гц –0,45, теплопроводность – 0,1 Вт/м∙ºС | 0,25–0,3 т/м3 50–100 МПа 0,25 0,2 Вт/м∙ºС |
| 4. Стеклообразные и ситалловые оптически прозрачные материалы 1. Разработка технологии оптических материалов для медицины и новой техники на основе фосфатных, силикофосфатных и других стекол: электрооптических стекол с величиной управляющего поля в 10 В/мкм; магнитооптических стекол с постоянной Верде до 0,36, лазерных стекол с порогом оптического пробоя до 15 Дж/см2, материалов для термостойких светофильтров с интегральным пропусканием в 90 % и термостойкостью 700 °С. | 12 В/мкм 0,32 5–10 Дж/см2 90 % и 400°С |
Дальнейшее развитие перспективных направлений научных исследований может привести к середине ХХI века к созданию новых керамических и стеклокристаллических материалов и технологий, способствующих развитию новых отраслей промышленности, обеспечивающих улучшение качества жизни человека и повышение экологической безопасности страны (табл. 2).
Новые научные направления и технологии ХХI века
| Новые научные направления и технологии | Области использования | Эффект |
| 1. Развитие принципов конвергенции неорганических, органических и биологических материалов | Энергетические установки нового типа, системы утилизации всех видов отходов, интенсификация производства биофункциональных материалов | Создание высокоэффективной экологически чистой энергетики, экологически здоровой среды обитания |
| 2. Развитие мониторинга оксидных расплавов на основе нового стандарта для расплавов оксидных систем | Совершенствование технологий производства цемента, стекла, керамики, металлов | Сокращение энергозатрат на единицу продукции, повышение безопасности производства |
| 3. Создание теоретических представлений о <пятом> состоянии вещества. Исследования физико-химических процессов в системах с наноразмерными величинами частиц (менее 10 нм) | Создание нового поколения материалов и их технологий, а также новых машин и оборудования с экстремальными свойствами. Создание многофункциональных микропроцессоров | Развитие новых отраслей промышленности, в том числе производства бытовых приборов |
| 4. Создание программы компьютерного моделирования материалов, изделий и конструкций на основе развития принципов моделирования структуры и свойств кристаллических и аморфных сред | Дизайн и конструирование новых материалов, машин и механизмов, их испытание в виртуальном пространстве | Улучшение условий труда и повышение производительности труда. Сокращение сроков разработки материалов в автоматизированном процессе |
1. Температуроустойчивые стеклокерамические и стеклокристаллические
покрытия для химической и пищевой промышленности.
2. Высококремнеземистые волокна и материалы на их основе.
3. Ресурсосберегающие стеклообразные пеноматериалы.
4. Стеклообразные и ситалловые оптически прозрачные материалы.
5. Новые научные направления и технологии XXI века.
