Проблема производства новых материалов

Проблема производства новых материалов связана с включением в их состав новых химических элементов. Дело в том, что 98,7% массы слоя Земли, на котором осуществляет свою производственную деятельность человек, составляют восемь химических элементов: 47% приходится на кислород, 27,5% — кремний, 8,8% — алюминий, 4,6% - железо, 3,6% — кальций, 2,6% — натрий, 2,5% — калий, 2,1% — на магний. Однако эти химические элементы распределены неравномерно и так же неравномерно используются. Более 95% изделий из металла в своем составе содержат железо. Такое избирательное потребление ведет к дефициту этого металла. Поэтому стоит задача использования в человеческой деятельности и других химических элементов, способных заменить железо. Таким элементом, в частности, является кремний как наиболее распространенный в природе. Силикаты — соединения кремния с кислородом и другими элементами — составляют 97% массы земной коры. Исходя из этого, вполне естественно возникает проблема использования силикатов в качестве основного вида сырья во всех сферах человеческой деятельности — от строительства до машиностроения. Металлы и керамические изделия производятся почти в одинаковом количестве, но получение металлов обходится значительно дороже.

Современные достижения химии позволили заменить металлы керамикой не только как более экономичным, но во многих случаях и как более совершенным по сравнению с металлами конструкционным материалом. Более низкая плотность керамики (40%) дает возможность снизить массу изготовляемых из нее предметов. Включение в производство керамики новых химических элементов (титана, бора, хрома, вольфрама и др.) позволяет производить материалы с заранее заданными специальными свойствами (огнеупорность, термостойкость, высокая твердость и т.п.). В технологии производства такой керамики используется прессование порошков, что позволяет получить изделия необходимой формы и исключить их дальнейшую обработку.

В 1960-е гг. в нашей стране был получен сверхтвердый материал — гексанит-Р, одна из кристаллических разновидностей нитрида бора с температурой плавления 3200 °С и твердостью почти такой же, как у алмаза. Этот материал помимо прочего обладает повышенной вязкостью, что не присуще керамике. Кроме того, получена керамика, обладающая сверхпроводимостью, что открывает новые возможности в электронике.

Во второй половине XX в. в синтезе элементоорганических соединений стали использоваться все новые и новые химические элементы от алюминия до фтора. Одна часть таких соединений служит в качестве химических реагентов для лабораторных исследований, а другая — для синтеза новейших материалов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >