Лекция № 3 МАТЕРИАЛЫ (НОВЫЕ) И ЭКОНОМИКА

Лекция № 3 МАТЕРИАЛЫ (НОВЫЕ) И ЭКОНОМИКА Бор – вольфрамовые нити наматываются со стеклянных трубок, на которых они образуются методом химического осаждения паров. Каждая нить – вольфрамовая проволока с оболочкой из бора: ВCl 3 (t)→ B + Cl 2 далее бор осаждается на вольфраме

НАШЕ время характеризуется коренной «перестройкой отношений» между человеком и материалами. Экономические последствия этой перестройки, вероятно, будут очень глубокими. В историческом аспекте человек сначала научился хозяйственному применению некоторых природных материалов, таких, как камень, дерево, глина, растительные волокна и животные ткани. На следующей, более высокой стадии своего развития он научился плавить металлы и делать стекло. Однако только в последнее время благодаря более глубокому пониманию физических и биологических свойств различных веществ, а также достижениям в технологии материалов появилась возможность получать материалы с заданными свойствами, т. е. такие, которые удовлетворяют конкретным требованиям.

«КОНКУРЕНЦИЯ» между процессами может влиять на использование материалов так ПОРШКОВАЯ КОВКА: ОБЫЧНАЯ КОВКА: 3, 62 У. Е. же, как и 3, 22 У. Е. «конкуренция» между материалами.

С Т О И М О С Т Ь ГОДОВАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ УСТАНОВКИ (млн. У. Е. ) СТОИМОСТЬ быстроотвержденных металлических порошков может быть снижена при увеличении мощности установки

Композиционные материалы с керамической матицей Термозащит - ные покрытия Металл со структурой, упрочнённой направленной кристаллизацией Суперсплавы, отлитые обычными способами НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ для турбинных лопаток позволят увеличить рабочую температуру реактивных двигателей .

С Т О И М О С Т Ь Годовая производительность, млн. штук ЭФФЕКТ МАСШТАБА может заметно изменить стоимость производства роторов турбонагнетателей способом шликерного литья из нитрида кремния вследствие изменения капиталовложений в производство.

ЛИНИИ РАВНОЙ «ПОЛЕЗНОСТИ» показывают различные сочетания стоимости материала и характеристик изготовления из него компонентов

ВЫГРУЗКА ТИТАНОВОЙ ЗАГОТОВКИ ракетной пусковой установки истребителя F-15 из 600 - тонного пресса на заводе корпорации Mc. Donnell Douglas в Сент -Луисе после прессования при температуре 900 °С.

Подсчитано, что замена алюминия углерод- эпоксидным композитом в фюзеляже крупного самолета (диаметром более 3, 5 м) позволит сократить общие производственные расходы на 30%. Фюзеляж станет на 30% легче и будет обладать более высокой усталостной прочностью и коррозионной стойкостью. Однако, прежде чем композиционные материалы найдут широкое применение, предстоит решить ряд сложных проблем, в частности проблему ударной прочности, проблему подавления шумов.

ПРОБЛЕМЫ: Необходимость дальнейшего прогресса в этой области (МИНИАТЮРИЗАЦИИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ) заставляет исследователей «погружаться» в самые глубокие проблемы квантовой механики и физики твердого тела. Размеры электронных устройств становятся так малы, что поверхностные эффекты меняют электронные характеристики новым и часто неожиданным образом. Топографические размеры контролируются на субмикрометровом уровне, а толщина пограничных слоев не превышает нескольких десятков ангстрем, т. е. соизмерима с длиной световых волн. Выбросы при производстве керамических порошков или органических смол качественно не отличаются от выбросов горно-обогатительных фабрик и предприятий черной и цветной металлургии. Производство некоторых перспективных материалов связано с опасностью для здоровья людей на рабочих местах. Например, производство керамических и композиционных материалов может приводить к появлению в воздухе диспергированных частиц. Хотя канцерогенное действие таких материалов на человека еще не подтверждено, лабораторные испытания на животных показали, что мельчайшие волокна, используемые при производстве высококачественной керамики, могут вызывать развитие опухолей легких.

Финансирование нано – технологий (США)

НАНОТЕХНОЛОГИЯ – ЧТО ЭТО ? «Нанотехнологии - это методы записи и чтения информации, упакованной с плотностью порядка 1 бит на 1 нанометр» (из книги американского научного обозревателя Э. Дрекслера «Наносистемы» ). Подобная плотность записи информации имеет место в биосистемах (на молекулах ДНК). В современных компьютерах максимальная плотность записи информации в 200 -300 раз меньше (1 бит на 200 - 300 нанометров, или 0, 3 микрона). Как ее повысить до «биологической» плотности – до сих пор не выяснено. Это значит, что есть предмет поиска, но нанотехнологий, как таковых, пока еще нет. Производство наночастиц – задача нанотехнологий E. Drexler. Nanosystems: Molecular machinery, manufacturing and computing. Wiley – N. Y. , 1992