Реферат: Роль хімії в створенні нових матеріалів

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 комплек¬сом 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 под¬війної роботи, бо сплав утворюється більш однорідний. У перспективі поєднуватиметься безперервне лиття з вакуумуванням, 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 мета¬лургії.
Як самостійний клас нових матеріалів можна розглядати особливо чисті метали. У них вдалося знизити вміст домішок до 1 • 10-6 — 1 • 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.

Список використаної літератури:

1. Н.Н. Чайченко. Основи загальної Хімії. Київ. “Освіта” 1998.
2. Н.М. Буринська. Хімія. Київ. “Ірпінь” 2000.
3. Велика ілюстрована енциклопидія школяра. Київ. “Махаон Україна”. Безкоштовно скачати реферат "Роль хімії в створенні нових матеріалів" в повному обсязі