Исследование влияния внедрения наноматериалов
В МАШИНОСТРОЕНИИ
Объект исследования: материалы с введением нанопорошков и наноструктур в современное машиностроение.
Результаты, полученные лично автором: проанализированы преимущества и недостатки наноматериалов при введении в современное машиностроение.
Выявление особенностей наноматериалов в сравнении с обычными объемными материалами.
Железо и его сплавы, т. е. стали и чугуны, бесспорно, являются основными техническими материалами, которые используются в машиностроении. Второе место среди конструкционных материалов прочно занимают алюминиевые сплавы. Их значение определяется в первую очередь особыми качествами ,такими как: прочность ,пластичность ,твердость ,износостойкость и тд. Но ввиду постоянного развития промышленности, энергетики, машиностроения стало наиболее целесообразным введение наноматериалов и нанотехнологий. Качественно новые эксплутационные и потребительские свойства таких изделий позволяют достичь увеличения безаварийного срока службы деталей и устройств, снижения расходов на замену вышедшего из строя оборудования и уменьшения срока простоев оборудования, уменьшения веса конструкций с набором необходимых свойств, расширений области применений наноматериалов.
Наиболее важными механическими характеристиками материалов, определяющими особенности их применения и обработки, являются:прочность и пластичность.
Важным и перспективным в настоящее время является использование наноматериалов в качестве компонентов композитов самого разного назначения. Добавление тугоплавких нанопорошков к обычным порошкам при производстве сталей и сплавов методами порошковой металлургии позволяет снижать пористость изделий, улучшать комплекс механических свойств. Очень большая удельная поверхность нанопорошков способствует их применению в качестве катализаторов в ряде химических производств.
В целом наноматериалы, такие как: фуллерены, фуллериты, углеродные нанотрубки, обладают более высокими механическими характеристиками по сравнению с обычными объемными материалами. Это объясняется значительными силами взаимодействия между атомами ,находящимися на поверхности наноразмерных зерен, малым количеством структурных дефектов в таких зернах и препятствиями, создаваемыми границами раздела для распространения дислокаций – областей нарушения кристаллической структуры, размеры которых значительно превышают параметр решетки.
а)качественная связь между прочностью(твердостью) и пластичностью
металлов;б)соотношение между механическими параметрами для различных сталей(1-высокопрочные;2-низкоуглеродистые;3-нанокристаллические).
Автомобильная отрасль - одна из тех, что первыми воспринимают инновации, в том числе нанотехнологические. Вот лишь несколько примеров того, как наноинновации преобразуют привычные элементы автомобиля. Композитные материалы позволяют делать кузовные детали прочными и легкими. Добавление наночастиц в топливо увеличивает эффективность его сгорания. Одновременно снижается количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ. Находящиеся в масле наночастицы способствуют увеличению ресурса двигателя: по некоторым данным, применение таких добавок снижает износ деталей в 1,5-2 раза. Наночастицы углерода (черный углерод)добавляют в шинную резину ,и ее прочность заметно повышается. Жидкости, насыщенные магнитными наночастицами, испытываются для использования в амортизаторах с регулируемой жесткостью. Нанотехнологии могут сделать автомобиль совсем иным внешне.
Материал поступил в редколлегию 03.05.2017
УДК 621.51
И.Д. Воронина
Научные руководители: доцент кафедры «Технология машиностроения», к.т.н., Е.А. Польский, доцент кафедры «Технология машиностроения», к.т.н.,
С.В. Сорокин
Разработка автоматизированной системы
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ С УЧЕТОМ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ