1.3. Материалы, получаемые по химическим технологиям

При создании изделий машиностроения одним из первых этапов является подбор материала. Изделия машиностроения создают из конструкционных, коррозионностойких, инструментальных сталей, из сплавов на основе железа, алюминия, титана; широкого ассортимента пластмасс, химических волокон и тканей, композиций на основе синтетических и природных полимеров с добавками эластомеров. наполнителей, функциональных добавок и т.д.

Весьма значителен прогресс в производстве силикатных и керамических материалов, представленных обычными и специальными стеклами, керамическими резцами и т.п.).

Физика и химия высоких давлений позволили создать искусственные алмазы, бориды и другие уникальные инструментальные материалы.

Герметизацию изделий, обеспечение комфортных условий, снижение уровня вибрации, шумов, электромагнитных излучений, радиации проводят с помощью эластомеров - природных и синтетических полимерных материалов типа каучука.

Эффективная обработка материалов и эксплуатация изделий машиностроения основана на использовании смазочных, моющих и охлаждающих средств.

Химия сверхчистых материалов, включая получение полупроводников, - основа прогресса электронной техники, компьютерных технологий и соответственно современных систем управления производством.

Краткая сводка о современных материалах и их использовании в машиностроении приведена в табл. 1.1 и 1.2. Сегодня прогресс в создании качественно новых материалов в существенной мере связан с успешным развитием нанотехнологий. Примеры новых наноматериалов приведены далее в различных частях данного учебного пособия.

Вклад химической науки в разработку химических технологий и создание производства материалов весьма значителен и базируется на периодическом законе Д.И.Менделеева, теории строения органических соединений

Таблица 1.1. Конструкционные, функциональные материалы, химические средства и реагенты дли создания и жизнеобеспечения изделий машиностроения [68]

А.М.Бутлерова, физико-химическом анализе материалов Н.С.Курнакова и других теоретических разработках. О значимости теоретических исследований

свидетельствует присуждение Нобелевских премий Г. Штаудингеру (1953 г.), К. Циглеру и Д. Натта (1963 г.), П.Д. Флори (1974г.) за открытия в области химии и химических технологий высокополимерных веществ, С.Н.Хиншельвуду и Н.Н.Семенову (1956 г.) за исследования механизма химических реакций, в том числе теорий цепных реакций, лежащих в основе получения мономеров и полимеров [74].

Таблица 1.2.Применение термопластов и термореактивных

пластмасс в машиностроении [68]

Обработка материалов с целью получения изделий машиностроения включает широкий спектр технологий, в которых химические методы являются не только вспомогательными, но нередко и основными составляющими специальных технологий обработки.

Старейшие методы переработки материалов путем ковки, литья и резания получили значительное развитие, но многие базовые принципы остались неизменными. Укажем, что химия поставляет сырье и технологии для приготовления разного типа формовочных смесей для процессов литья, закалочные смеси для процессов ковки, смазочно-охлаждающие технологические средства для процессов резания.

Обработка материалов в машиностроении имеет два качественно различных этапа. Один из них - формообразование материала в изделие с заданными размерами - поле деятельности специалиста-машиностроителя.

Другой этап обработки материалов - придание поверхности (возможно также и объему) сформованного изделия определенного качества (прочность, чистота обработки, способность к удерживанию смазки, коррозионная устойчивость, водоотталкивающие свойства и т.д.). Здесь специалист-химик в значительной мере действует в рамках своей профессии и, с учетом специфики машиностроительных технологий, проводит химическое фрезерование и полирование, нанесение различного типа функциональных или декоративных покрытий, азотирование, силицирование, борирование, цианирование и т.д.