WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Роль хімії в створенні нових матеріалів - Реферат

Роль хімії в створенні нових матеріалів - Реферат


Реферат на тему:
"Роль хімії в створенні нових матеріалів"
План
1. Створення нових матерiалiв - необхiднiсть нашого сьогодення.
2. Металургiя:
а. добування металiв з вторинної сировини;
б. порошкова металургія;
в. безперервне розливання сталі;
г. плазмовоа металургія;
д. особливо чисті метали.
3. Синтетичні високомолекулярні речовини (полімери):
а. штучні волокна;
б. пластмаси;
в. папір.
4. Кераміка.
5. Напівпровідники.
6. Висновок.
Створення нових матерiалiв - необхiднiсть нашого сьогодення.
Створення нових матеріалів - це істотна необхідність нашого сьогодення. У сучасних технологіях часто застосовують високі тиски, температури й агресивну дію хімічних речовин. Матеріали, які використовуються, зокрема в машинобудуванні, недостатньо стійкі і міцні. Тому обладнання передчасно зношується, потребуючи частих замін та ремонтів. Нових матеріалів вимагають і нові галузі техніки: космічна, атомна тощо. Для практичних потреб необхідні такі матеріали, як метали, полімери, кераміка та композити.
Металургія
З металів найнеобхіднішими і надалі будуть сталі. Загальні тенденції виробництва сталі ви вже знаєте, тому розглянемо його перспективи.
Технічне переоснащення металургійної промисловості пов'язане з переходом на виплавляння сталей в конвертерах і електропечах. Це зменшує вигар металу і розширює асортимент вироблених сталей. тримуючим фактором тут може бути дефіцит жаростійких і вогнетривких матеріалів.
Важливим джерелом добування металів є вторинна сировина. Наприклад, при нинішньому рівні рециркуляції міді її вистачить на 100 років, а якщо його довести до 90 % - то на 300 років. До того ж будівництво малих металургійних заводів, що працюють виключно на металоломі, показало їх високу ефективність в експлуатації при добуванні нових спеціальних видів прокату.
Серед різноманітних способів обробки металів особливе місце займає порошкова металургія. Вона полягає у формуванні виробів з металічного порошку з наступним їх нагріванням до спікання частинок металу. Це перспективний ресурсозберігаючий спосіб. У цьому виробництві виключаються доменний і сталеплавильний процеси, прокатка, обробка металів різанням, тобто складні енергоємні процеси, екологічно брудні, з великими витратами теплоти і металу.
Підвищення якості металів і виробів з них як один із головних напрямів економії матеріалів базується на легуванні сталей, тобто введенні в сталь тугоплавких металів: ніобію, вольфраму, молібдену та інших для добування більш твердих і тугоплавких сталей. Щоб запобігти виникненню дефіциту цих металів, легування ведуть не 1-2 металами, а комплексом доступних чи більш поширених металів - хрому, нікелю і ванадію. Підвищити жаростійкість сплавів вдається, крім загартування, ультразвуковою обробкою розплавів під час кристалізації. Таким способом досягається підвищення робочої температури лопаток турбін із сплаву нікелю з кобальтом від 880 до 1000 °С.
Все більше впроваджують у металургію безперервне розливання сталі, що не тільки скорочує цикл виробництва, а й підвищує якість відливок. При звичайній відливці заготовок верхня частина злитка, що становить майже чверть усієї відливки, виходить пористою, її треба відрізати і повертати на переплавку. Безперервне розливання звільняє від цієї подвійної роботи, бо сплав утворюється більш однорідний. У перспективі поєднуватиметься безперервне лиття з вакууму-ванням, лиття і кристалізація в магнітному полі, що вже застосовується для сплавів алюмінію.
Велике майбутнє у застосування плазмової металургії. З фізики ви вже знаєте про плазмовий стан речовини, про властивості і застосування плазми. У металургії під впливом плазми відбувається термічна дисоціація руди, реагуючі речовини швидко утворюють гомогенну систему. Під дією плазми не тільки інтенсифікується відновлення заліза, а й скорочується металургійний цикл: двостадійний процес (домна, конвертер) стає одностадійним (пряме відновлення), необхідність шихтування й агломерації руди відпадає. Плазмова металургія дає змогу переробляти руди комплексно, а це спосіб розв'язання проблеми безвідхідних виробництв у металургії.
Як самостійний клас нових матеріалів можна розглядати особливо чисті метали. У них вдалося знизити вміст домішок до 1 o 10-6 - 1 o 10-7 %. До 1925 р. увесь титан у світі мав 0,5 - 5 % домішок, його технологічно не можна було обробляти. Тепер добуто чистий титан, який кується, витягується в дріт, а при прокатуванні утворюються листи й навіть фольга. Саме добування чистих цирконію і танталу дало можливість запровадити їх у машинобудування й атомну енергетику.
Синтетичні високомолекулярні речовини
Базова роль металів у конструкціях машин зберігається. Але все більше використовують синтетичні високомолекулярні речовини (полімери). Поряд із добре відомими їхніми властивостями: низька густина, стійкість проти агресивного середовища, добрі діелектричні і теплофізичні показники, стійкість проти стирання - за останні роки добуто полімерні матеріали з іншими важливими якостями. Деякі з них мають велику міцність на розрив - до 2000 кг/мм2 і термостійкість до 1000 °С. Головною проблемою полімерів є їх ще явно недостатня довговічність.
Неможливо нині уявити собі економіку і повсякденне життя без синтетичних каучуків, без хімічних волокон, з яких виготовляють не тільки одяг, а й вироби технічного призначення (капронові деталі, риболовецькі сітки тощо).
Все більше використовуються пластмаси. Це лінолеум для підлоги й плівкові матеріали для стін, санітарно-технічні вироби і тепло- та звукоізоляційні матеріали. А синтетичні смоли й відходи деревообробки впроваджуються у виробництво деревинно-стружкових і деревинно-волокнистих плит, які використовують для оздоблення приміщень.
Дуже поширеним матеріалом є папір - продукт переробки целюлози. Але такий папір малостійкий проти вологи, сонячного світла, коливань температури. Він швидко висихає, починає ламатись. Папір руйнують гриби та мікроорганізми, з'їдають багато видів комах.
Хіміки постійно працюють над удосконаленням паперу, підвищенням його міцності. Зокрема, в папір вводять синтетичні волокна (лавсан, нітрон, поліпропілен, вінол). Папір з акрилових волокон не боїться розведених соляної, азотної і сірчаної кислот. Його можна використовувати як електроізолятор в агресивних середовищах до температури 130 °С. Папір на основі фторопласту (тефлону) не чутливий до дії кислот і лугів. Дуже міцний і хімічно стійкий папір із нейлонових і поліефірних волокон, з нього виготовляють фільтри для агресивних рідин.
Єдиний недолік паперу із синтетичних волокон, як і інших видів нецелюлозного паперу,- висока його вартість.
Целюлозний папір, що містить 20-30 % графітового волокна, проводить електричний струм і в той же час має великий опір. Папір із чистого вуглецю відзначається високою хімічною стійкістю і малою теплопровідністю. Він є основою шаруватих пластиків для виготовлення апаратів, щопрацюють під високим тиском і при високих температурах, і як упаковка при транспортуванні радіоактивних ізотопів.
Кераміка
Після металів та полімерів третім за значенням матеріалом останнім часом називають кераміку. Це дуже різноманітна група матеріалів, які добувають спіканням порошків природного і штучного походження. Хоча пружність кераміки обмежена, коефіцієнт її термічного розширення змінюється в широких інтервалах. Серед керамічних матеріалів є ізолятори і надпровідники. Порівняно з металами й полімерами керамічні матеріали стійкіші проти зносу, корозії і радіації. Головним є те, що кераміка
Loading...

 
 

Цікаве