Жаңа материалдар мен заттар дайындау. Химия, 11 сынып, презентация.

Жаңа материалдарды әзірлеу және жасау

Сабақтың мақсаты:

11.4.2.29 жаңа материалдарды әзірлеумен және жасаумен айналысатын ғылым салаларын сипаттау

Керамикалық матрицаға негізделген нанокомпозиттер бастапқы материалдың оптикалық және электрлік қасиеттерін жақсартады (оксидтер, нитридтер, силицидтер және т.б. қоспасынан тұратын керамикалық қосылыс). Металл матрицасына негізделген нанокомпозиттерде арматуралық материал (нанокомпонент) көбінесе беріктік пен электр өткізгіштігін арттыратын көміртекті нанотүтікшелер ретінде қызмет етеді. Полимерлі нанокомпозиттер құрамында сфералық, жалпақ немесе талшықты құрылымы болуы мүмкін нанобөлшектері немесе нано толтырғыштары бар полимерлі матрица бар.

Нанокомпозиттер өзінің әсерлі физикалық және химиялық сипаттамаларына байланысты өндірістің, электрониканың және тіпті медицинаның әртүрлі салаларында пайда көре алады.

Полимер матрицалары мен нанотүтікшелерге негізделген нанокомпозиттер сыртқы факторлардың әсерінен нанотүтікшелердің бір-біріне қатысты ығысуына байланысты олардың электр өткізгіштігін өзгертуге қабілетті. Бұл қасиетті ультра қысқа уақыт аралығында механикалық әсердің қарқындылығын анықтайтын микроскопиялық сенсорларды жасау үшін қолдануға болады.

Ғалымдар сонымен қатар нанокомпозиттер зақымдалған сүйектердің құрылымын қалпына келтіруді тездетуге көмектеседі деп үміттенеді, егер олардың бойында нанотүтікшелері бар полимерлі нанокомпозиттен жасалған артикуляциялық сүйек тіндерінің өсуі мен қалпына келуіне бағыттағыштар орнатылса. Ал 2012-те зерттеушілердің тағы бір тобы тіс эмалын қалпына келтіру үшін стоматологиядағы нанокомпозиттерді қолдануды ұсынды. Егер сіз магниттік бөлшектерді флуоресцентті бөлшектермен біріктірсеңіз, екі әсерге де тән материал алуға болады деген сенім бар.

Автомобиль өнеркәсібінде әртүрлі интерьер элементтерін, электронды жабдықтарды, қауіпсіздік жүйелерін, шиналарды, автомобиль қозғалтқыш модульдерін нанокомпозиттік материалдардан жасауға болады. Бұл құрылымның жалпы салмағын азайтуға, көмірқышқыл газының шығарылуын азайтуға, сонымен қатар қозғалтқыштың тиімділігін арттыруға, бөлшектер мен корпус бөліктерінің тозуын азайтуға, автомобиль корпусының беріктігін және борттық электрониканың сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

Мембраналық сүзу сұйық және газ орталарын тазартудың әлемдік нарығында инновациялық технология болып табылады. Мембраналық сүзу деп физикалық бөліну процесі түсініледі, оның негізі арнайы мембрананың екі қабырғасы арасындағы қысым айырмашылығы болып табылады.

Мембраналар мен олардың негізіндегі жүйелерді қолданудың негізгі салалары:

суды тазарту (заттай көріністегі тұтынудың 37%) – тұрмыстық және өнеркәсіптік су дайындау, су бұру және т. б.;

өнеркәсіптік қалдықтарды қайта өңдеу және құнды заттарды өндірістік циклге қайтару (17%) – нақты өндіріс үшін жеке шешімдер; мысалы, құрамында мұнай өнімдері, ауыр металл иондары, беттік-белсенді заттар, ақуыз қосылыстары және т. б. бар суларды тазарту.;

Биотехнология және медицина (9%) - таза су алу, жасушалық құрылымдарды жинау, биологиялық белсенді заттар мен препараттарды шоғырландыру, қан құю және гендік инженерия саласындағы рәсімдер;

тамақ өнеркәсібі (14%) – таза су алу, сүт сарысуынан ақуыз алу және сүт өнеркәсібінің басқа да операциялары және т.;

химия өнеркәсібі (11%) – сұйық қоспаларды бөлу, тазалау, концентрациясын өзгерту, әртүрлі зертханалық зерттеулер жүргізу, әртүрлі ұшпа заттарды бөлу;

газ қоспаларын бөлу (12%) – мұнай-газ өндіру және мұнай-газ өңдеу өнеркәсібі, ауаны оттегімен байыту және т.

АРНАЙЫ ФИЗИКА-ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ БАР МАТЕРИАЛДАР

Электрлік материалдар арнайы электрлік және магниттік қасиеттерімен сипатталады. Олар электр энергиясын өндіру, беру, түрлендіру және тұтыну үшін қолданылатын бұйымдарды жасауға арналған.

Оларға өткізгіштер, Жартылай өткізгіштер, арнайы магниттік қасиеттері бар материалдар, сондай-ақ әртүрлі агрегаттық күйлердегі диэлектриктер жатады.

Антифрикциялық материалдар, егер мүмкін болса, түйісетін бөліктің – Болат біліктің ең аз тозу жылдамдығын қамтамасыз ету үшін мойынтірек тораптарында қолдануға арналған. Бұл машиналар мен механизмдердің белгілі бір өнімділігі мен ресурсын қамтамасыз етеді. Мойынтірек материалдарын бағалаудың негізгі критерийлері үйкеліс коэффициенті және рұқсат етілген жүктеме жылдамдығы сипаттамалары болып табылады.

Оларға кейбір түсті металдар (баббиттер, қола), сұр шойын, көптеген пластмассалар және оларға негізделген композициялық материалдар, ағаш және ағаш қабатты Пластмассалардың кейбір түрлері, сондай-ақ керамикалық композициялық материалдар (бронзографит, железографит және т.б.), резеңкелер жатады.

Металдар мен қорытпалардың поликристалды құрылымы

Құрылымдық материалдар ретінде қолданылатын металдар мен олардың қорытпалары әдетте поликристалды құрылымға ие , яғни.дұрыс кристаллографиялық кескіні жоқ көптеген кристалдардан тұрады. Мұндай кристалдар астық деп аталады.

Монокристалдар-біртекті, анизотропты денелер, олар мезгіл - мезгіл қайталанатын бірдей кристалды жасушалардан тұрады.

Поликристалды материалдар бір-бірімен араласқан ұсақ кристалды дәндерден (кристаллиттерден) тұрады, олар әр түрлі бағытта ретсіз бағытталған, сондықтан изотропты , яғни олардың қасиеттері барлық бағытта бірдей.

Моно-және поликристалдар Кристалл түйінінің ішінде құрылымдық бірліктердің орналасуында жақын және алыс тәртіптің болуымен сипатталады.