ИЗУЧЕНИЕ НАНОПОРОШКОВ ДЛЯ ИХ ВНЕДРЕНИЯ В МАШИНОСТРОЕНИЕ

STUDY OF NANOPOWDERS FOR THEIR INTRODUCTION IN MACHINE BUILDING

Sergey Loskutov

student, Department of Machines and Apparatuses of Industrial Technologies, Siberian State University of Science and Technology named after academician M.F. Reshetneva,

Russia, Krasnoyarsk

АННОТАЦИЯ

Использование нанопорошков способствует тому, что материал, к которому будет применен определенный нанопорошок сможет обрести, как и новые качества так и повысить свои прежние. Наноматериалы конструкционного и функционального назначения это та область нанотехнологий, которая поможет решить еще не решенные технические проблемы.

ABSTRACT

The use of nanopowders contributes to the fact that the material to which a certain nanopowder will be applied will be able to acquire both new qualities and improve its previous ones. Nanomaterials for structural and functional purposes are the area of nanotechnology that will help solve unsolved technical problems.

Ключевые слова: Цинк, медь, титан, кремний, нанопорошок, связующее, конструкционные композиты.

Keywords: Zinc, copper, titanium, silicon, nanopowder, binder, structural composites.

В последние годы разработаны нанокомпозитные металлокерамические материалы, значительно превосходящие по износостойкости, прочности и ударной вязкости с аналогичной обычной микроструктурой.

В их основу входят наноматериалы, которые дополняют своими повышенными характеристиками слабые стороны материала или изделия. Наноматериалы все чаще применяются как первоначальное сырье при изготовлении фильтров, геттеров, сверхпроводников, композиционных и керамических материалов. И с каждым годом этот список пополняется новыми данными. [1].

После исследования всех возможных видов порошков были отобраны те, чьи показатели ближе подходили к слабым местам изделий, которые часто подвергаются ремонту или замене. Тем самым можно увеличить срок работы или время до ремонта, а так же вовсе его исключить.

Нанопорошок меди получают методом электрического взрыва проводника в атмосфере аргона и упакован в стеклянные ампулы в инертной атмосфере. Материал состоит на 90% из меди, оксида меди — 9%. Адсорбированные газы (воздух, аргон, оксид углерода) — 1%. Когда он контактирует с воздухом содержание активного металла падает до 85–90%, остальное сорбированые газы, оксид меди и H₂O. Порошки легко образует агломераты. После контакта с воздухом порошок меди воспламеняется низкокалорийным источником тепла (спиртовка) в течение 0,5 сек. Линейная скорость фронта горения 0,48 мм/сек, протяженность фронта горения 7,5–8 мм.

Порошок меди может найти свое применение в катализе и материаловедении, электронике; химической отрасли. Повышает уровень порошковых сталей и шинных резин. Порошок меди еще применяется в качестве напыления для поверхностных контактов электронной промышленности; электронная, электротехническая, приборостроительная, автомобильная, авиационная, машиностроительная, химическая промышленность, производство металлических изделий, красок специального назначения и строительных материалов.

Титанат бария имеет стабильные свойства, может использоваться для изготовления нелинейных элементов, диэлектрических усилителей и компонентов электронной компьютерной памяти. он также имеет пьезоэлектрические свойства механического и электрического преобразования, может служить в качестве датчиков, устройств обнаружения подземных вод и устройств, таких как материал части ультразвукового генератора. кроме того, он также может использоваться для создания статических трансформаторов напряжения, переменного количества светочувствительных резисторов, термисторов и компонентов тонкой пленки.

Кристаллы титаната бария относятся к структуре перовскита, представляет собой сегнетоэлектрический материал, чистый барий является изоляционным материалом. [3, с. 43].

Оксид неодимия добывают, когда медный проводник взрывается в воздушной атмосфере.  Порошок содержит не менее 99,8% массы оксидных фаз CuO и Сu₂O. Содержание других элементов составляет не более 0.05% массы. Оксид неодимия используемый исключительно в электронике и оптике, применяется в керамических конденсаторах, в люминофорах для цветных телевизоров.

Так же его используют в высокотемпературных глазурях и пигментах для стекла.

Нитрид кремния обычно используется в производстве турбин, деталей двигателей, фундамента машин, жаропрочных и теплоизоляционных материалов, а также тепло- и коррозиеустойчивых зажимов.

Так же достаточно часто приступают использоваться лакокрасочные материалы, часто их применяют как защиту от коррозии и огня. Для достижения повышенных защитных свойств в них добавляют нанопорошки различных металлов, чаще всего цинка. Их наносят на конструкции из металла, бетона и дерева: закладные, соединительные элементы и гибкие связи железобетонных конструкций зданий, мостов и дорожных ограждений, опор ЛЭП, резервуаров и оборудования нефтегазового комплекса, портовых и гидротехнических сооружений. ЛКМ используют как огнезащиту для наливных полов в складских и торговых помещениях, на автопарковках. В строительстве эти материалы применяются недавно, но они уже успели себя зарекомендовать.

Так же его используют для закаленных, инструментальных сталей, отбеленного чугуна, для жаропрочных сплавов, и серых, ковких, высокопрочных чугунов.

Нельзя не заметить, что достоинства нанопорошков находят себе применения в различных сферах. Их изучение на сегодняшний день приобретает особую актуальность.  Ведь их внедрение в изготовление различного рода конструкций, запчастей и механизмов не в коем разе не ухудшит, а наоборот повысит качества их производства. Нанопорошки и их изучение представляют собой научную проблему перед нами.

Список литературы:

1. Electronic textbook StatSoft [Электронный ресурс]. URL: https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=550951.
2. Шастовский П. С., Ереско С. П., Алашкевич Ю. Д. Экспериментальные исследования получения плит из фрезерной стружки на лабораторном прессе и установление физико-механических характеристик // Хвойные бореальной зоны. 2015. Т. 33. № 1-2. С. 73-77.
3. В. В. Потапов, Е. С. Шитиков, Л. М. Антипин, Д. Г. Кузнецов. Использование нанопорошков кремнезема для повышения прочностных характеристик цементных образцов.
4. С.В. Матренин, Б.Б. Овечкин. Наноструктурные материалы в машиностроении: учебное пособие. Томский политехнический университет.- Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009.- 186 с.