Учебное пособие по материалке от Дистанционщиков (540408), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Нанокристаллические материалы.−М.:ФИЗМАТЛИТ, 2001.−224с.108размерами до нескольких нанометров. Необычные свойства этих частиц обусловленыкак особенностями отдельных частиц (кристаллитов), так и их коллективнымповедением, зависящим от характера взаимодействия между частицами.Поликристаллические сверхмелкозернистые материалы со средним размеромзерен от 100-150 до 40 нм называют обычно субмикрокристаллическими, а сосредним размером зерен меньше 40 нм - нанокристаллическими.Керамические наноматериалы широко используются для изготовления деталей.работающих в условиях повышенных температур, неоднородных термических нагрузоки агрессивных сред.Сверхпластичность керамических наноматериалов позволяет получать из нихприменяемые в аэрокосмической технике изделий сложной конфигурации с высокойточностью размеров.В настоящее время существует целый ряд методов синтеза нанокристаллическихкерамических материалов. Рассмотрим лишь некоторые из них.В последние годы получил заметное развитие газофазный синтез наночастицблагодаря использованию разнообразных методов нагрева испаряемого вещества.
Так,нанокристаллические порошки оксидов AL2O3, ZrO2,Y2O3 получали испарением оксидныхмишеней в атмосфере гелия., магнетронным распылением циркония в смеси аргона икислорода, контролируемым окислением нанокристаллов иттрия.. Для получениянанокристаллических порошков применяются также плазменный, дазерный и дуговойспособы нагрева.Синтез оксидов в плазме электродугового разряда производится путем испаренияметалла с последующим окислением паров или окислением частиц металла вкислородосодержащей плазме.Получение наночастиц может производитьсятакже путем осаждения изколлоидных растворов, термическим разложением и восстановлением сложныхэлементо- и металлоорганических соединений гидроксидов, карбонилов и др.,механосинтезом, детонационным синтезом и электровзрывом.С помощью детонационного синтеза можно получать в углеродосодержащейатмосфере нанотрубки и сферические частицы углерода, а также нитевидныекристаллы MgO.
Средний диаметр нитевидных кристаллов MgO составляет 60 нм, аотношение длины к диаметру достигает 100.Нанокристаллические керамические материалы интенсивно исследуются впоследнее время в связи с необходимостью создания твердых и одновременнонехрупких, устойчивых к растрескиванию материалов. В этом отношении перспективнынестехиометрические карбиды переходных металлов IV и V групп, уступающие потвердости только алмазу и кубическому нитриду бора.Малые частицы и наноразмерные элементы используются для производстваразличных авиационных материалов. Например, в авиации применяютсярадиопоглощающие керамические материалы, в матрице которых беспорядочнораспределены тонкодисперсные металлические частицы.Большой фундаментальный и прикладной интерес представляют компактныенанокристаллические материалы, получаемые в виде пластинок диаметром 5−15 мми толщиной 0,2−3,0 мм с плотностью 70− 90% от теоретической плотностисоответствующего материала (до 97% для нанокристаллических металлов и до 85%для нанокерамики).
Полученные этим способом компактные материалы состоят изчастиц со средним размером от 1− 2 нм до 80− 100 нм. Наиболее широко в этом случаеиспользуется метод испарения и конденсации для получения нанокристаллическихчастиц, осаждаемых на холодную поверхность вращающегося цилиндра. Испарение иконденсация проводятся в атмосфере разреженного инертного газа, обычно гелия.109Осажденный конденсат специальным скребком снимается с поверхности цилиндра исобирается в коллектор.
После откачки инертного газа в вакууме проводитсяпредварительное (примерно под давлением 1 Гпа) и окончательное (под давлением до10 ГПа) прессование нанокристаллического порошка.Свойства и применение лаков и компаундовЛаки, эмали, компаунды. Основные определенияЭлектроизоляционные лаки представляют собой коллоидные растворы лаковойосновы, образующие после удаления растворителя пленку, обладающуюэлектроизоляционными свойствами.Растворители - летучие жидкости, применяемые для растворения лаковых основ,улетучивающиеся в процессе образования пленки. Растворителями могут служитьароматические углеводороды, спирты, сложные и простые эфиры, скипидар и др. Всостав лака, кроме того, могут входить следующие дополнительные вещества.Сиккативы - вещества, ускоряющие процесс высыхания растительных масел и лаков.Пластификаторы - вещества, придающие эластичность и ударную прочность лаковойпленке.
Отвердители - соединения, способствующие отверждению пленки лака.Инициаторы и ускорители - вещества ускоряющие процесс образования полимеров.Электроизоляционные эмали представляют собой лаки, в составе которыхимеются пигменты - высокодисперсные неорганические вещества, повышающиетвердость и механическую прочность лаковой пленки, теплопроводность, дугостойкость.В качестве пигментов часто применяют двуокись титана, железный сурик и др. Поспособу сушки электроизоляционные лаки делятся на три основные группы: масляные,смоляные, эфироцеллюлозные.
По назначению и выполняемым функциямэлектроизоляционные лаки принято подразделять на три основные группы:пропиточные, покровные и клеящие.Электроизоляционные компаунды - в основном состоят из тех же веществ,которые входят в состав лаковой основы электроизоляционных лаков, но, в отличие отлаков, не содержат растворителей. В момент применения при нормальной иповышенной температуре компаунды находятся в жидком состоянии и твердеют послеохлаждения или в результате происходящих в них химических процессов.
Кроме того, всостав компаундов могут входить активные разбавители, понижающие вязкостькомпаунда, пластификаторы, отвердители, инициаторы и ингибиторы назначениекоторых то же, что и в лаках.В состав компаунда могут также входить наполнители - неорганические иорганические порошкообразные или волокнистые материалы, применяемые дляуменьшения усадки, улучшения теплопроводности, уменьшения температурногокоэффициента расширения и снижения стоимости. В качестве наполнителейприменяют пылевидный кварц, тальк, слюдяную пыль, асбестовое и стеклянноеволокно и ряд других. По химическому составу электроизоляционные компаундыделятся на компаунды, изготовляемые на основе нефтяных битумов, растительныхмасел и канифоли, и компаунды на основе синтетических смол.
Компаунды на основесинтетических смол изготовляются на основе полиэфирных, эпоксидных, эпоксиднополиэфирных, кремнийорганических и прочих смол и композиций. По отношению кнагреву электроизоляционные компаунды делятся на термопластичные итермореактивные.110Электроизоляционные лаки, битумы, эмалиЭлектроизоляционные лаки представляют собой коллоидные растворы на лаковойоснове, образующие после удаления растворителя пленку, которая обладаетэлектроизоляционными свойствами.Лаковая основа представляет собой ту часть лака, которая образует пленку исостоит из битумов, высыхающих растительных масел, природных или синтетическихсмол, а также из их композиций.Синтетические и природные смолы, применяемые при изготовленииэлектроизоляционных лаков, эмалей и компаундов, описаны в соответствующемразделе.
Рассмотрим также применяемые для лаковой основы растительные масла ибитумы.Р а с т и т е л ь н ы е м а с л а, получаемые из семян различных растений,способны под действием нагрева, освещения, соприкосновения с кислородом воздуха идругих факторов переходить в твердое состояние. Высыхание масел является сложнымхимическим процессом, связанным с полимеризационными процессами и поглощениеммаслом некоторого количества кислорода из воздуха, поэтому масса льняного иподобного масел при сушке может несколько увеличиваться. Наиболее широкоприменяются льняное и тунговое масла.
Эти масла, если их нанести на поверхность,быстро высыхают с образованием твердой неплавкой пленки. Пленки из тунговогомасла не растворяются в органических растворителях, стойки к действию воды, апленки льняного масла почти не растворяются в растворителях. Наиболее высокимиэлектроизоляционными свойствами обладает тунговое масло, которое являетсятоксичным продуктом. Катализаторами реакций высыхания масел являются соединениясвинца, кобальта, кальция, вводимые в масла в виде солей, различных кислот. Такиевещества называются сиккативами.Б и т у м ы - черные, твердые или пластичные вещества с аморфной структурой,состоящие в основном из сложной смеси углеводородов и продуктов их дальнейшейполимеризации и окисления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
