Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Подавляющее большинство природных веществ должно подвергнуться химической переработке, прежде чем стать продуктами потребления человеческого общества. Получение металлов из природных соединений (руд), переработка каменного угля, нефти, древесины, природного газа, горных пород с целью получения стекла, керамики, цемента и, наконец, производство громадного количества синтетических материалов из полупродуктов — все это сложнейшие химические процессы.
Развитие различных отраслей химической науки и совершенствование процессов с целью более полного и комплексного использования природных ресурсов ведет к прогрессу производительных сил в нашем социалистическом обществе. Современное производство немыслимо без развития химической науки и химической технологии.
К. Маркс предвидел, что с развитием химии будет возрастать ее роль в общественном производстве, так как именно химия поможет заменить механические операции химическими взаимодействиями.
Особенно сильно возросла роль химии в современной технике, оперирующей энергиями огромной мощности, большая часть которых получается за счет энергии химических реакций окисления топ-лив или за счет энергии ядерных превращений. Современная техника характеризуется высокой энергонапряженностыо, в связи с чем основной задачей конструкторов и технологов становится снижение массы машины, приходящейся на единицу получаемой или потребляемой мощности (кг/кВт). Для решения этой задачи необходим очень широкий ассортимент конструкционных материалов, обладающих достаточной удельной прочностью*.
* Удельной прочностью называется отношение временного сопротивления на разрыв (а„) к плотности металла. Удельная прочность сильно зависит от температуры.
5
Поскольку современные машины работают в условиях высоких температур (узлы двигателей), высоких давлений или, наоборот, вакуума, а иногда в сильно агрессивных средах, современный инженер-механик обязан знать физико-химические свойства конструкционных материалов, их предельные возможности для любых конкретных условий эксплуатации.
Партия и правительство предусматривают в основных направлениях экономического и социального развития СССР обеспечение дальнейшего роста благосостояния советских людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии ресурсов и улучшения качества работы.
Решение этой задачи предусматривает интенсификацию научно-технического прогресса, создание новых и модернизацию существующих производств, разработку новых более эффективных материалов и методов их обработки, обеспечивающих высокое качество продукции при значительной экономии материалов.
В результате научно-технического прогресса в последние десятилетия существенно изменились методы машиностроительной и приборостроительной технологии. Если раньше доминировали методы холодной обработки металлов резанием, то сейчас внедряются в практику химические и электрохимические процессы, применимые к металлическим материалам любой прочности и любой твердости. Электрохимической обработкой достигаются высокая точность изделий и высокая чистота поверхности (электрохимическое полирование).
Формообразование деталей достигается процессами пластической деформации (прокатка, экструзия-выдавливание, штамповка и т. д.). Широкое развитие получит обработка не только монолитных металлов, но и порошков из них, позволяющих получать сложные изделия методом прессования.
Соединение деталей и узлов машин методом клепки давно ушло ,в историю и заменено сваркой или пайкой — сложными физико-химическими процессами с привлечением высококонцентрированных источников энергии (электрический дуговой разряд, электронный луч, лазеры и др.). В машиностроении применяется также склеивание синтетическими теплоустойчивыми полимерными клеями.
Сильно изменились и классические методы обработки металлов, такие, как литье, ковка, штамповка и прокат. Так, например, отливку деталей машин и приборов из тугоплавких металлов, обладающих при температурах плавления очень высокой химической активностью (Ш, Мо, Та, Ие), ведут в вакууме, удерживая металл в магнитном поле (вместо печей и огнеупоров, которые в данном случае уже неприменимы). Сложный и трудоемкий процесс изготовления литейных форм сейчас заменяется отливкой по выплавляемым восковым моделям, на которые наносятся слои кварцевого песка, соединенного в- плотную массу гидролизующимся эфиром
6
ортокремниевой кислоты, или по испаряющимся моделям, изготовленным из пенополистирола. Высокая точность выполнения формы сокращает время дальнейшей обработки изделий, снижает расход металла.
Методы обработки металлов резанием также трансформировались — стали более высокопроизводительными благодаря применению новых режущих инструментов, изготовленных из синтетических алмазов, карбидов вольфрама или титана, карбидов или нитридов других элементов, полученных химическим путем (эльбор, боразон).