CC BY
27ПРИМЕНЕНИЕ АМОРФНЫХ СПЛАВОВ В МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ. ОЦЕНКА ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ИССДЕЛУЕМОГО МАТЕРИАЛА
Чемакин Игорь Александрович
Бакалавр
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
г. Архангельск
APPLICATION OF AMORPHOUS ALLOYS IN THE MACHINE-BUILDING INDUSTRY.
ASSESSMENT OF THE PRACTICAL APPLICATION OF THE STUDIED MATERIAL
Chemakin Igor Aleksandrovich Bachelor
Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov
g.Arkhangelsk
АННОТАЦИЯ
В последние годы инженерной отрасли появляется целый ряд новых типов металлических материалов. Исследования показывают, что использование типовых сплавов в различных конструкциях может смениться на более совершенные материалы, которые будут отвечать высоким требованиям технологичности. Данные материалы обладают своеобразной структурой и спецификой расположения атомов в узлах кристаллической решетки, проявляют специфичное деформационное поведение, необычные механические и физические свойства. Соответственно они имеют иной способ получения, а также другие способы выплавки и так далее. Речь идет об аморфных металлических сплавах и о нанокристаллических материалах.
ABSTRACT
In recent years, a number of new types of metallic materials are emerging in the engineering industry. Studies show that the use of typical alloys in various structures can be replaced by more advanced materials that will meet the high requirements of manufacturability. These materials have a peculiar structure and specific arrangement of atoms in the nodes of the crystal lattice, exhibit specific deformation behavior, unusual mechanical and physical properties. Accordingly they have a different way of obtaining, as well as other methods of melting and so on. We are talking about amorphous metal alloys and nanocrystalline materials.
Ключевые слова: Сплавы, материалы, структура, технология, методы, свойства, образцы.
Keywords: Alloys, materials, structure, technology, methods, properties, samples.
Аморфные металлы - это класс металлических твердых тел с аморфной структурой. Данная структура характеризуется отсутствием дальнего порядка расположением атомов. Их атомная структура аналогична атомной структуре переохлажденных расплавов.
Рассмотрим, какие существуют способы получения аморфной структуры. К основным способам относятся: закалка из жидкого состояния, осаждение из газовой фазы или жидкого раствора, лазерная обработка, распыление электрическим полем, ионная имплантация, обработка электроискровым разрядом.
Наиболее специфический способ получения исследуемой структуры имеют:
1.Распыление электрическим полем. Для данного способа необходима поверхность жидкого расплава и вторую какую-либо поверхность. Далее необходимо создать электрическое поле сильного характера, что будет способствовать возникновению острого выступа, который в дальнейшем начнет испускать поток ионов атомов расплава. После этого будут образовываться капли,
размер которых варьируется от 0,1 до 20 мкм. Мгновенно охлаждаясь, капли образуют аморфный расплав.
2. Ионная имплантация. У данного способа есть основной недостаток - это очень малая толщина аморфизированного слоя. Обычно она составляет от 1 до 2 мкм. Данный способ подходит для создания коррозионностойких поверхностей. Суть его состоит во внедрении ионов с высокой энергией в поверхностный слой металлического сплава, после чего сплав начинает аморфизироваться.
3. Суть этого метода заключается в том, что поток энергии, сконцентрированный в канале искрового разряда, за короткий промежуток времени (~10-3с) выделяется и расплавляет поверхностные участки материала на глубину до 35 мкм.
Как и у других материалов, аморфные материалы имеют различные механические и физические свойства.
Таблица 1
Механические и физические свойства аморфных сплавов
Механические свойства
Физические свойства
1.Очень высокая прочность (составляет ~10 E— (Б — модуль
Юнга)).
2. Коэффициент Пуассона аморфных сплавов обычно близок к 0,4 — это промежуточное значение между кристаллическими металлами (0,3) и жидкостью (0,5) 3. Гомогенная и негомогенная пластическая деформация аморфных сплавов.
4. Разрушение аморфных сплавов, как и обычных кристаллических, может быть хрупким и вязким. Хрупкое разрушение происходит сколом без внешних следов макроскопического течения и по плоскостям, перпендикулярным оси растяжения. Вязкое разрушение происходит после или одновременно с пластической _деформацией._
1. Высокие магнитные свойства аморфных сплавов.
2. Отжиг ниже температуры кристаллизации, приводящий к релаксации аморфной структуры и уменьшению внутренних напряжений, обычно уменьшает коэрцитивную силу. 3. Высокое электрическое сопротивление из-за отсутствия дальнего порядка атомов.
Порядка 80 % промышленных аморфных данного сплава выделяют следующие
сплавов производят из-за их магнитных свойств. Для промышленных целей из них практическое применение нашли изготовление сердечников трансформаторов. Аморфный сплав марки 1СР (высоко лигированный сплав элементов B, Si, P, C, Ba). По сравнению с традиционными видами стали, используемыми в трансформаторах, у
положительные стороны:
1) Высокая магнитная проницаемость.
2) Малая коэрцитивная сила (напряженность внешнего магнитного поля).
3) Высокая индукция насыщения.
4) Высокое удельное сопротивление. Сравним два образца для применения
сердечников трансформатора
Таблица 2
Магнитные свойства материалов
Материал Холоднокатаная электротехническая сталь Э11 Аморфный сплав 1СР
Магнитная индукция насыщения,Тл 2,04 1,56
Магнитная проницаемость,Гн/м 7500 150000
Из предложенных сравнительных
характеристик можем сделать вывод, что аморфный сердечник у трансформаторов имеет значительное преимущество по сравнению с традиционным сердечником, набранным из листов
электротехнической стали. Так же из аморфных материалов изготавливают электрические кабеля.
Аморфные материалы используются очень часто в агрессивных средах с повышенной коррозионной степенью, а так же других назначений из-за своей уникальности.
Таблица 3
Из предложенных сравнительных
характеристик можем сделать вывод, что аморфный сердечник у трансформаторов имеет значительное преимущество по сравнению с традиционным сердечником, набранным из листов
электротехнической стали. Так же из аморфных материалов изготавливают электрические кабеля.
Аморфные материалы используются очень часто в агрессивных средах с повышенной коррозионной степенью, а так же других назначений из-за своей уникальности.
Таблица 3
Применение некоторых аморфных материалов
Состав сплава Свойства Применение
Ре75В1юВ15 Высокая прочность, высокая вязкость проволока, армирующие материалы, пружины, режущий инструмент
Ре45СГ25М010Р1зС7 высокая коррозионная стойкость электродные материалы, фильтры для работы в растворах кислот, морской воде и сточных водах
Рев1В1з814С2 Высокая магнитная индукция насыщения, низкие потери сердечники трансформаторов, преобразователи, дроссели
Ре5Со70$1юВ15 Высокая магнитная проницаемость магнитные головки и экраны, магнетометры, сигнальные устройства
Ре8зВп постоянство модулей упругости и температурного коэффициента линейного расширения Инварные и элинварные материалы
Исходя из вышесказанного, можно сделать следующие заключения о практическом применении аморфных материалов в машиностроительной отрасли:
1.Аморфные материалы обладают более высокими служебными характеристиками по сравнению с традиционными сплавами.
2.Применение данных материалов позволяет создать оборудование нового поколения, которые
будут содержать в себе уникальный комплекс физических и механических свойств.
3.Применение аморфных материалов позволяет улучшить технологию изготовления, то есть получения конечного продукта. Улучшение будет состоять в энергоэффективном и высоко технологичном производстве получения изделия.
4.Так же в обозримом будущем применение аморфных материалов может сказаться на экономической целесообразности применения изделия.
5. Создание высокопроизводительных агрегатов, в которых используются сплавы с близкой к нулю магнитострикцией.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Безопасная эксплуатация
технологического оборудования [Электронный
ресурс, мультимедиа]: учебное пособие для
бакалавров дневного и заочного отделений по
направлению «Техносферная безопасность» (профиль «Безопасность технологических
УДК 685.34.03
процессов и производств») / В. Я. Борщев. - Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2016. ISBN 978-58265-1587-7
2. Волков Г. М. В676 Материаловедение : учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г. М. Волков, В.М .Зуев. — М. : Издательский центр «Академия», 2008. — 400 с. ISBN 978-5-7695-42480
3. Пилипенко Н.В., Сиваков И.А. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности инженерных систем и сетей. Учебное пособие. - СПб: НИУ ИТМО, 2013. - 274 с.
4. Основы технологии машиностроения: учебник / А.М. Антимонов.— Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2017.— 176 с. ISBN 978-5-79962132-2
5. Постановление Правительства Российской Федерации от 23 мая 2000 г. n 399 «о нормативных правовых актах, содержащих государственные нормативные требования охраны труда»
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОЖ ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, УСТОЙЧИВЫХ К ВОЗДЕЙСТВИЮ АГРЕССИВНЫХ СРЕД
Шестов А.В.
Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет,
Россия, 125319, г. Москва, ул. Ленинградский проспект, 64
TECHNOLOGY FOR OBTAINING SPECIAL LEATHERS WITH IMPROVED PERFORMANCE CHARACTERISTICS, RESISTANT TO OIL AND PETROLEUM PRODUCTS
A. V. Shestov
Moscow Automobile and Road Сonstruction State Technical University, Russia, 125319, Moscow, st. Leningradsky prospect, 64 DOI: 10.31618/nas.2413-5291.2022.1.77.577
SUMMARY
A technology for obtaining leather for special protective products intended for employees of oil producing enterprises is proposed. Sheepskin skins produced using this technology are distinguished by a combination of high strength, hygienic and protective characteristics, including resistance to aggressive environments. The technology for obtaining special clothing leathers includes a through complex processing of semi-finished leather products with non-equilibrium low-temperature plasma (NLTP) and a solution of organosilicon compounds.
АННОТАЦИЯ
Предложена технология получения кож для специальных защитных изделий, предназначенных для сотрудников нефтедобывающих предприятий. Кожи из шкур овец, выработанные по данной технологии отличаются сочетанием высоких прочностных, гигиенических и защитных характеристик, в том числе, устойчивостью к агрессивным средам. Технология получения специальных одежных кож включает сквозную комплексную обработку кожевенных полуфабрикатов неравновесной низкотемпературной плазмой (ННТП) и раствором кремнийорганических соединений.
Key words: non-equilibrium low-temperature plasma, silver nanoparticles, natural leather technology, special footwear, resistance to oil and oil products
Ключевые слова: non-equilibrium low-temperature plasma, organosilicon compounds, natural leather technology, special clothing, protective products, resistance to aggressive media.
Введение
Известно, что условия труда работников, занятых добычей нефти, могут стать причиной профессионально-обусловленной патологии
здоровья, в связи с чем, особую роль в сохранении их здоровья имеют средства индивидуальной
защиты, специальная одежда и специальная обувь. При этом, как одежда, так и обувь работников, кроме обеспечения непосредственных защитных функций, прежде всего, не должны сковывать движение и причинять дискомфорт, а значит должны иметь небольшой вес и соответствовать
