1. материаловедение - недисциплинарный раздел науки, изучающий получения, строения, технологические свойства и использование материалов.
Задачи: 1) систематизация знания в области конструкционных материалов, металических сплавов, полимеров, керамики и композит.материалов. 2) изучение закономерностей определения физ-мех свойств, технических процессов производства и обработки материалов. 3) разработка технологий получения изделий обработки материалов 4) обеспечение надежности инструментов и деталей машины.
методы: - термический анализ необходим для изучения структуры и изменение материалов при воздействии температурой. Методы, используемые материаловедением: металлографический анализ, электронная микроскопия, сканирующая зондовая микроскопия, рентгеноструктурный анализ, механические свойства, калориметрия, ядерный магнитный резонанс, ширография, термография.
знания, полученные м/ведами, широко используются для инновации, расширения ассортимента продукции, повышение безопасности и понижение стоимости производства.
Роль материалов в истории человечества настолько важна, что целые эпохи развития цивилизации названы по имени преобладавших материалов: каменный век, бронзовый век, железный… Освоение новых материалов позволяло обществу перейти на новую ступень, более полно удовлетворять свои потребности. Поэтому вместе с развитием человечества накапливалось и знание о свойствах природных и искусственных материалов. В современном мире материаловедение является динамично развивающейся наукой, одним из самых актуальных и перспективных направлений человеческой деятельности.Первый этап развития материаловедения начинается со специализированного изготовления керамики. Особый вклад в становление материаловедения в России был сделан М.В. Ломоносовым (1711–1765) и Д.И. Менделеевым (1834–1907). Ломоносов разработал курс по физической химии и химической атомистики, подтвердил теорию об атомно-молекулярном строении вещества. Менделееву принадлежит заслуга разработки периодической системы элементов. Оба ученых немалое внимание уделяли проблеме производства стекла.
Объектом изучения материаловедения являются металлы, сплавы, стеклообразные и керамические мат-лы, композиционные мат-лы.
Прогнозы развития: 1) создание высокопрочных легких материалов для авто, самолетов 2) материалы с нужными характеристиками для конструирования солнечных батарей и топливных элементов. 3) констр-е материалов, предн-х для использования в микроэлектронике и нанотехнологиях.
16. Алюминий - Данный металл выгодно отличается среди остальных видов благодаря своим свойствам. А это – отличная пластичность, высокие коэффициенты тепло- и электропроводности, небольшая плотность.
Технология производства (получения) алюминия включает в себя следующие стадии:
- Добыча глинозема (окись алюминия) из алюминиевых руд.
- Выделение из окиси алюминия.
- Полная очистка алюминия.
Получить глинозем можно при помощи кислотного, щелочного и электролитического способа. Первый вариант предпочтительнее использовать при работе с высокими сортами сырья. Второй способ подразумевает быстрое разложение алюминиевого раствора путем введения алюминиевой гидроокиси. Образовавшийся после такой реакции раствор подвергается выпариванию с целью последующего использования для глинозема.
Первым этапом добычи алюминия является тщательное дробление боксита с применением едкой щелочи или извести. Затем происходит помещение сырья в автоклавы, где при температуре 250°С происходит его разложение и выделение алюмината натрия. Получившийся натриевый раствор проходит этап очистки в специальных сгустителях, где он отделяется от шлама. Очищенный раствор прогоняется через фильтры и направляется в емкости с регулярным помешиванием.
В вакуумных фильтрах и циклонах происходит выделение окиси алюминия, часть которой используется для затравки, а остальное количество направляется на кальцинацию. Это процесс также называется обезвоживанием и происходит при температуре около 1300°С.В среднем для получения 2 т окиси потребуется энергии до 8,5 кВт/ч. получившееся достаточно прочное соединение еще не является чистым алюминием.
Наиболее популярным методом получения алюминия является трехслойный электролиз, который проходит в специальных ваннах, футерованных магнезитом. В качестве анода выступает непосредственно сам расплавленный алюминий. Он находится в самом нижнем слое.
Чистый же металл, который растворяется в анодном слое благодаря процессу электролита, поднимается на поверхность выступая катодом. Рафинированный алюминий в минимальном соотношении содержит магний, титан и прочие примеси. И уже на данном этапе получает вид товарной продукции, будь-то слитки, чушки или проволока.
