Выраженные достоинства материалов на основе аэрогеля

Общие преимущества аэрогелевых материалов можно описать таким образом:

• 
  Экологическая безопасность. Материалы не содержат никаких вредных для окружающей среды веществ, поэтому применяются в любых условиях, в том числе – внутри жилых и общественных помещений любого предназначения, безо всяких исключений.
  
• 
  Огнестойкость. Полотна и жидкие составы с включением аэрогеля относятся к негорючим материалам – класс НГ. Поэтому отлично подходят для термоизоляции технологических трубопроводов, перекачивающий высокотемпературные вещества или огнеопасные составы, а также различного оборудования, требующего повышенной защиты от воздействия открытого огня и высоких температур.
  
• 
  Выраженно малая плотность. В связи с тем, что аэрогель состоит на 98% из воздуха, материал, изготовленный на его основе, не утяжеляет утепляемую конструкцию, а значит, не увеличивает нагрузку на несущую основу.
  

Материалы не впитывают воды и отводят влагу, если она попадает под утеплитель

• 
  Гидрофобность. Структурное строение открытых ячеек, способствует быстрому испарению влаги ,если она вдруг попала под слой утеплителя. Таким образом, аэрогелевые полотна способны обеспечить трубопроводам и другим металлическим поверхностям не только утепление, но и эффективную защиту от возникновения коррозии. Кроме того, материалы на основе аэрогеля обладают выраженно влагоотталкивающими способностями, даже в условиях очень высоких температур.
  
• 
  Крайне низкая теплопроводность. Аэрогелевые композитные утеплители имеют самую низкую теплопроводность из всех известных ныне изоляторов, поэтому являются оптимальным вариантом для любых конструкций из каких бы то ни было материалов.
  
• 
  Простота монтажных работ. Легкость и небольшая требуемая толщина материала обеспечивает простое закрепление его на любых поверхностей. Полотна и плиты фиксируются с помощью клеев, используемых для монтажа других утеплителей.
  

Применение аэрогеля сейчас:

-Монтажные и строительные работы, спец.одежда

И в будущем:

-космическая промышленность, скафандры, города на воде.

Сверхсплавы

---

Сверхсплавы (суперсплавы) уже сейчас активно используются в промышленности, например в изготовлении турбин для самолетных двигателей. Материал турбины должен быть крайне жаропрочным и иметь крайне высокую температуру плавления , чтобы не деформироваться во время использования. Далее представим Химический состав и основные свойства некоторых отечественных суперсплавов на никелевой основе приведен в таблице 5.4. Сплавы выплавлены с применением вакуумно-дугового переплава. (рис 4)

(рис.4)



Суперсплавы на никелевой основе в качестве особо жаропрочных материалов имеют наибольшее распространение. Гомологические рабочие температуры никелевых сплавов выше, чем у других систем легирования, и в двигателях с высокими техническими характеристиками их доля превышает 50 %. Суперсплавы имеют сложный химический состав, насчитывающий до 10 – 12 компонентов.

Железо в сплавах присутствует обычно в виде примесей, хотя имеется ряд марок, содержащих до 30 % и более железа. Легирование хромом (15 – 20 %) обеспечивает стойкость к высокотемпературной коррозии. Молибден и вольфрам, находящиеся либо в твердом растворе, либо в карбидах, повышают жаропрочность сплава. Алюминий и титан с никелем образуют  ^,-фазу Ni₃(Al, Ti), являющуюся основным упрочнителем. Кобальт вводится в никелевые сплавы для понижения энергии дефектов упаковки и интенсифицирует дисперсионное твердение, обусловленное выделением  ^,-фазы.

В никелевых сплавах после закалки или диффузионного отжига и последующего старения происходит дисперсионное твердение с образованием интерметаллида  ^,-фазы. Температура нагрева под закалку и температура диффузионного отжига примерно равны и составляют обычно около 1100 – 1300^оС. Выдержка при высоких температурах приводит к растворению интерметаллидных фаз с образованием однородного твердого раствора с низкой твердостью и получением необходимого размера зерна. Одно- или двухступенчатое старение проводят при температурах 700 – 950оС.

---

Выделяющаяся при старении из твердого раствора интерметаллидная  ^,-фаза обладает уникальными свойствами и вносит определяющий вклад в упрочнение. Как и твердый раствор, она имеет ГЦК структуру и выделяется когерентно. Прочность  ^,-фазы увеличивается с ростом температуры, а ее пластичность не дает ей стать источником разрушения. Сопротивление ползучести никелевых сплавов зависит от морфологии выделившихся интерметаллидов и их объемной доли (рисунок 5.2). Чем мельче выделения и меньше расстояние между ними, тем выше сопротивление ползучести. Доля выделений больше, чем в жаропрочных аустенитных сталях.


(рис. 5) - Влияние объемной доли  ^,-фазы на длительную прочность на базе 100 ч для жаропрочных никелевых сплавов. Числа у кривых – температура испытания, ^оС
Целью перспективных разработок суперсплавов является повышение надежности и экономичности за счет снижения содержания дорогостоящих легирующих элементов. До температуры 680^оС целесообразно использовать железоникелевые сплавы с высокими свойствами, хорошей обрабатываемостью и более низкой ценой, чем у сплавов на никелевой основе.

Направление дальнейших исследований должно пойти по пути разработки суперсплавов с еще большим сопротивлением ползучести, максимальной стойкостью к окислению, сопротивлением термомеханической усталости и повышенной структурной стабильностью. Сопоставление свойств и надежности изделий, изготовленных по разным технологическим схемам, показало технические и экономические преимущества монокристаллической литейной технологии. Для монокристаллических отливок разрабатываются специальные суперсплавы с низким содержанием элементов, упрочняющих границы зерен (С, В, Zr, Hf), и дополнительным легированием рением с небольшими добавками иттрия и редкоземельных элементов.
Вывод:

Нанохимия – одна из ключевых научных дисциплин

---

, которые приведут человечество к лучшему будущему. Именно нанохимия с помощью перечисленных выше и не только технологий откроет человеку путь к технологиям цивилизации I и II уровня, для того что бы облегчить, удешевить, улучшить уже имеющиеся инструменты , устройства и технологии, но и для создания новых, еще не ведомых доселе. Такие материалы как углеродные нанотрубки, могут помочь в изготовлении тросов и креплений в 4 раза прочнее стали, технологии синтезирования алмазов и изготовления аэрогеля вкупе дают доступ к до сих пор неизведанным до конца жаропрочным материалам, а сверхсплавы вместе с вышеупомянутыми материалами и технологиями могут повлечь за собой бурное развитие космической промышленности не только в будущем, но и сейчас.

Источники:

-(рис 1) Закон ускорения исторического времени

https://studopedia.ru/9_142312_uskorenie-istorii.html

-Сверхсплавы https://uas.su/books/newmaterial/55/razdel55.php

- https://ru.wikipedia.org/wiki/Нанохимия

- https://studref.com/604384/matematika_himiya_fizik/osnovy_atomno_molekulyarnoy_sborki

- http://www.newreferat.com/ref-35591-3.html

- https://www.ixbt.com/editorial/carbon.shtml

- https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/yteplenie-doma/aerogel-proisxozhdenie-xarakteristiki-i-oblasti-primeneniya.html

- Яндекс.Картинки

---

Смотрите также файлы

• Наддолотные управляемые системы NeoSteer студент гр. Днннб 411.pptx

• 1. Изучение Устава предприятия.docx

• Ргр Динамика вращательного движения Условие задачи.docx

• Тема день конституции.pdf

• Проектирование фрагмента занятия Разговоры о важном.docx