Техника - молодёжи 2009-07, страница 26

XXI- век нано

! 2003 №07 ТМ

ВМЕСТО МЕТАЛЛА - ДАЖЕ ТАМ, ГАЕ НЕЛЬЗЯ

У изделий из пластмасс множество замечательных качеств, что обусловило их широчайшее распространение. Но, конечно, заменить ими металлические аналоги можно далеко не всегда. Порой недостаточно высоки механические свойства, порой низка температура плавления, порой критическим фактором становится склонность пластмасс к накоплению зарядов статического электричества.

Что ж, нанотехнологии могут помочь и здесь.

В санкт-петербургском ЗАО «ИЛИП» («Инновации ленинградских институтов и предприятий») разработана оригинальная технология производства капролонов (поли

амидов), модифицированных фулле-ренами и фуллероидными материалами. Исследовались четыре вида материалов: смесь фуллеренов С^ и С70, отдельно фуллсрсн (чистотой 99,9 мае. %), фуллереновая сажа и отмытая сажа (чернь). Выяснилось, что даже незначительная добавка таких композиций приводит к увеличению прочности и эластичности материала, повышению температуры плавления и деструкции, уменьшению теплопроводности и влагопогло-щения.

Существенно улучшаются антистатические свойства материалов: уменьшается сопротивление (в некоторых случаях на 5—8 порядков), что способ

ствует более быстрому стеканию статического заряда; значительно нарастает диэлектрическая проницаемость (до 20 отн. ед.) и пробойное напряжение. А это — качественное повышение безопасности в условиях сильной загазованности легковоспламеняющимися или взрывоопасными газами, например при выбросах метана в угольных пластах.

И всё это совсем недорого: технология изготовления изделий из капроло-на практически не меняется, а стоимость самих фуллереновых добавок невелика.

Изделия из капролона: шкивы (А), колёса 0 металлической втулкой (Б), подшипники с металлическими шариками (В)

ВЕРНО МЕНЬШЕ - ПРОЧНОСТЬ БОЛЬШЕ

Разбиение металлов на зерна размером в микро- и нанометры при интенсивной пластической деформации - явление универсальное. Сегодня этой теме посвящены тысячи научных работ, здесь наметился явный прорыв.

Известно, что подобные технологии в металлургии существуют испокон веков. Кузнецы средневековья получали булатные клинки и дамасскую сталь, многократно перековывая, сминая заготовку. В результате таких пластических деформаций и сопутствующих им фазовых превращений металл приобретал особую структуру, а значит, и особые свойства.

Аналогичные явления могут происходить при многократной прокатке стопки алюминиевых или стальных листов между двумя валами, изученной Нобухиро Цуи из университета города Осака. Получен металл, состоящий из удлинённых зёрен толщиной 0,2 мик-

Технологический процесс и его результат:

1 - схема прокатки;

2 - микроструктура алюминия,

снятая в электронном микроскопе

рона — это на порядок тоньше обычных круглых зёрен.

Оказалось, что металлы с такой структурой имеют в четыре раза более высокую прочность. Для алюминия она достигает прочности низкоуглеродистой стали. Прокатанная с сильной пластической деформацией сталь в сравнении с обычной высокопрочной сталью обладает также отличной низкотемпературной вязкостью и динамической прочностью. Этим новым материалом уже заинтересовались японские автокорпорации, в частности «Хонда», — они находят его свойства подходящими для изготовления сминаемых автомобильных кузовов. Новые мелкозернистые металлы понадобятся также для космоса и авиации, где необходим запас по надёжности и весу, для механически стойких и биологически инертных протезов-имплантатов и многого другого.

24