Реферат на тему Упрочнение нанотехнологиями материалов

Содержание:

Введение. 2

1.
Основная часть. 4

1.1
Упрочнение нанотехнологиями нержавеющих сталей. 4

1.2 Упрочнение
нанотехнологиями конструкционных сталей. 10

1.3
Упрочнение нанотехнологиями инструментальных сталей. 16

1.4
Упрочнение нанотехнологиями твердых сплавов. 21

Заключение. 27

Список
литературы.. 28

Введение:

Актуальность. Нанотехнологии
обещают целый ряд выгод от широкомасштабного внедрения в массовое производство
автомобилей. Так буквально каждый узел или компонент в конструкции автомобиля
может быть в значительной степени усовершенствован при помощи нанотехнологий.

Одним из наиболее перспективных и
многообещающих направлений применения (в том числе коммерческого) достижений
современной нанотехнологии является область наноматериалов и электронных
устройств.

Уже существуют легко очищающиеся
и водоотталкивающие покрытия для материалов, основанные на использовании
диоксида кремния.

В форме наночастиц это вещество
приобретает новые свойства, в частности, высокую поверхностную энергию, что и
позволяет частицам SiO2 при высыхании коллоидного раствора прочно
присоединяться к различным поверхностям, в первую очередь к родственному им по
составу стеклу, образуя, тем самым, сплошной слой наноразмерных выступов.

Покрытие из наночастиц кремнезема
делает обработанную поверхность гидрофобной — на поверхности с плёнкой из SiO2
капля воды касается субстрата лишь немногими точками, что во много раз
уменьшает Ван-дер- ваальсовые силы и позволяет силам поверхностного натяжения
жидкости сжать каплю в шарик, который легко скатывается по наклоненному стеклу,
унося с собой накопившуюся грязь.

В силу наноразмерной толщины,
такие покрытия совершенно невидимы, а благодаря биоинертности кремнезема —
безвредны для человека и окружающей среды. Они устойчивы к ультрафиолету и
выдерживают температуры до 400°C, а действие водоотталкивающего эффекта длится
в течение 4 месяцев.

Несколько зарубежных фирм уже
выпускают подобные покрытия в промышленных масштабах. На российском рынке их
продукцию представляет эксклюзивный дистрибутор — компания Nanotechnology News
Network.

Что касается в прямом понимании
самоочищающихся поверхностей, то такая технология основана на использовании
диоксида титана. Принцип действия материала с таким покрытием заключается в
следующем.

При попадании ультрафиолетового
излучения на нанопокрытие из TiO2 происходит фотокаталитическая реакция. В ходе
этой реакции испускаются отрицательно заряженные частицы — электроны, а на их
месте остаются положительно заряженные дырки. Благодаря появлению комбинации
плюсов и минусов на поверхности, покрытой катализатором, содержащиеся в воздухе
молекулы воды превращаются в сильные окислители — радикалы гидроокиси (HO),
которые в свою очередь окисляют и расщепляют грязь, а также нейтрализуют
различные запахи и убивают микроорганизмы.

Кроме покрытий для стекол также
разработаны и выпускаются составы с аналогичным действием для тканей, металла,
пластика, керамики — и все они имеют потенциал для применения в автомобильной
промышленности.

Цель работы: Изучить особенности
упрочения материалов нанотехнологиями.

Для достижения поставленной цели
необходимо решить ряд задач:

1. Изучить упрочнение
нанотехнологиями нержавеющих сталей

2. Рассмотреть упрочнение
нанотехнологиями конструкционных сталей

3. Изучить упрочнение
нанотехнологиями инструментальных сталей

4. Рассмотреть упрочнение
нанотехнологиями твердых сплавов

Объект исследования: Упрочение
материалов

Предмет исследования:
Использование наноматериалов в упрочении материалов.

Структура работы:

— Во введении дается актуализация
проблематики исследования, выдвигаются цели и задачи

— В основной части рассмотрены особенности
упрочения различных материалов посредством нанотехнологий.

— В заключении резюмируются
полученные результаты.

Заключение:

Как уже отмечалось,
нанотехнология является междисциплинарной наукой и практически проникла во все
области науки и техники: физику, химию, материаловедение, биологию, медицину,
экологию, сельское хозяйство и др. Прогнозируется, что наука о нанотехнологиях,
нановеществах способна перестроить все отрасли промышленного производства,
привести к новой научно-технической революции и повлиять на развитие социальной
структуры общества.

В ходе работы Цель работы:
изучить особенности упрочения материалов нанотехнологиями, была достигнута

Первоначально поставленные
задачи:

1. Изучить упрочнение
нанотехнологиями нержавеющих сталей

2. Рассмотреть упрочнение
нанотехнологиями конструкционных сталей

3. Изучить упрочнение
нанотехнологиями инструментальных сталей

4. Рассмотреть упрочнение
нанотехнологиями твердых сплавов, были решены.

Фрагмент текста работы:

1. Основная часть

1.1 Упрочнение
нанотехнологиями нержавеющих сталей Исследованиями установлено, что если
подвергнуть поверхность изделия из железоуглеродистого сплава упрочняющей
обработке методом наноструктурирования, то в обрабатываемом материале
происходит локальная перестройка кристаллической решетки с образованием
кластерного композита, состоящего из собственных атомов, но имеющего другую
кристаллическую симметрию. Создается радиационно-индуцированное состояние
материала поверхностного слоя детали, при котором в окрестности внедренных
радиационных точечных дефектов образуются малые кластеры, армирующие основную
матрицу. Формирование такой нанокластерной морфологии сопровождается
существенными изменениями формы рентгендифракционных линий, что может служить
тестовым признаком появления кластерного композита и методически удобным
способом регистрации области его существования на шкале радиационных
параметров. Такая технология упрочнения конструкционных материалов может быть
использована для защиты поверхностей деталей из титановых и высоколегированных
сплавов, применяемых при изготовлении лопаток турбин, заслонок и других
деталей, эксплуатируемых при температуре до 1 000°С.

В виде смазочных высокодисперсных
твердых добавок наноматериалы могут найти применение для повышения
работоспособности подшипников скольжения, эксплуатируемых в экстремальных
условиях. Наибольшее распространение в качестве таких твердых добавок получили
слоистые наполнители кристаллической структуры: графит, дисульфид молибдена,
нитрид бора. Особенно эффективным оказалось нанесение на трущиеся поверхности
контактируемых деталей керамикоподобных покрытий и их модифицирование
наноразмерными компонентами различной природы, например, углеродными
наномодификаторами – фуллеренами С60 и С70. Установлено, что применение
указанных фуллеренов особенно перспективно для решения различных триботехнических
задач, связанных с формированием на поверхностях деталей защитных пленок,
обладающих низким коэффициентом трения.

В практике машиностроения хорошо зарекомендовали
себя тонкопленочные покрытия на основе алмазо- и графитоподобных углеродных
фаз, модифицированных различными металлическими (в частности, медными)
добавками. Получаемые способом импульсного вакуумно-дугового осаждения
углеродные пленки покрытия толщиной 0,01–0,05 мкм с присутствующей в них
алмазоподобной фракцией содержат от 2 до 6 ат. % меди способствуют
существенному повышению несущей способности поверхностей деталей трибосистем.
Установлено, что применение наноалмазов улучшает физико-механические свойства
гидродинамических