Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Развитие химической промышленности в СССР (1917-1980) Академия наук СССР, Секция химико-технологических и биологических наук; Научно-исследовательский институт технико-экономическ

..pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
21.8 Mб
Скачать

рова, Т. Гротгуса, Б. С. Якоби, Э. X. Ленца, более поздние работы И. А. Каблукова, Л. В. Писаржевского, П. П. Федотьева и др.

Однако только после Октябрьской революции в нашей стране широко и всесторонне развивается теоретическая и прикладная электрохимия, занимающая сегодня в ряде разделов ведущее положение в мировой пау­ ке. Советским ученым принадлежат широко известные труды в области электрохимической кипетпкп, исследование механизма и особенностей реакции выделения водорода, выделения и ионизации кислорода, выяс­ нение связи между скоростью электродной реакции и строением двойного электрического слоя и многие другие. В пашей стране плодотворно раз­ вивается электрохимическая теория коррозии и пассивности, внесен боль­ шой вклад в теорию электроосаждепия металлов.

Научными центрами по проблемам электрохимии являются Институт электрохимии АН СССР, Физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, Институт физической химии АН СССР, Институт электрохимии Уральско­ го научного центра АН СССР, отраслевые научно-исследовательские институты, а также многочисленные вузы нашей страны. Широкой из­ вестностью пользуются труды А. Н. Фрумкина и созданной имотечест­ венной школы электрохимиков, которые внесли существенный вклад в развитие теоретической электрохимии.

Исследование процессов коррозии во многом обязано трудам В. А. Кистяковского, Г. В. Акимова, И. А. Изгарышева и многих других. В рабо­ тах Я. М. Колотыркипа заложены основы электрохимической теории процессов растворения твердых металлов в кислотах и внесен существен­ ный вклад в решение многих практически важных проблем (митинговая, межкристаллитная коррозия и др.).

В теспой связи с прогрессом теоретической электрохимии развивалась прикладная электрохимия. В дореволюционной России такие важные от­ расли народного хозяйства, как производство алюминия, магния и других цветных металлов, производство хлора и щелочей, отсутствовали или на­ ходились в зачаточном состоянии. То же следует сказать и о промыш­ ленности химических источников тока.

Уже в первые пятилетки в пашей стране создаются опытные цехи пи получению магния и алюминия электролизом. Благодаря трудам П. П. Фе­ дотьева, А. И. Беляева, 10. К. Делимарского и их учеников создается и развивается отечественная металлургия легких металлов, играющая все возрастающую роль в получении современных конструкционных мате­ риалов.

Большие успехи достигнуты в области электролитического получения щелочных металлов, натрия и калия электролизом расплавленных солей, разработаны методы электролитического получения лития, в крупном масштабе осуществлено электролитическое производство хлора, щелочей и ряда других химических продуктов. Существенную роль в прогрессе про­ мышленной электрохимии сыграли работы Л. М. Якименко, В. Г. Хомя­ кова и их сотрудников.

Значительное место в достижениях отечественной электрохимии зани­ мают работы по химическим источникам тока: усовершенствованы мар­ ганцевые, щелочные и свипцовые аккумуляторы, созданы серебряно-цин­ ковые и многие другие элемепты и аккумуляторы, топливные элементы, позволяющие осуществлять непосредственное преобразование химической энергии в электрическую.

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Химическая технология — наука о способах и процессах производства различных веществ, продуктов и материалов из природного и сельскохо­ зяйственного сырья, осуществляемых путем химических реакций, физи­ ческих воздействий или их сочетанием.

В отличие от механической технологии, представляющей собой сово­ купность процессов, в которых меняются форма и внешний вид перера­ батываемых материалов, в процессах химической технологии изменяются химический состав, внутреннее строение и свойства вещества. Это деле­ ние в значительной мере условно, так как точную грань между ними не всегда возможно провести. Химические процессы, как правило, сопро­ вождаются механическими, а последние, в свою очередь, часто связаны с изменением химического состава и структуры вещества во всем объеме или в поверхностных его слоях.

Современная химическая технология, используя достижения химии, физики, механики, математики, биологии, материаловедения, промыш­ ленной экономики и кибернетики, разрабатывает и изучает совокупность физических и химических процессов и оптимальные пути их осуществле­ ния и управления ими в промышленном производстве различных продук­ тов, веществ, материалов п изделий.

Химическая технология — паука со своими крупными проблемами. Одной из главных задач, отличающих ее от химии, является установле­ ние наивыгоднейших условий осуществления промышленного производ­ ства того или иного продукта и проектпровапие заводского оборудования и соответствующих технических устройств. Цель любого производства заключается в получении конечного продукта при минимальных удель­ ных капиталовложениях и эксплуатационных затратах. Эта цель может быть достигнута выбором соответствующих процессов, надлежащего про­ мышленного оборудования и построением рациональной технологической схемы его соединения, а также путем автоматизации контроля и управ­ ления технологическими процессами п производством в целом.

Химическая технология как паука имеет многовековую историю и воз­ никла одновременно с появлением способов приготовления и консерви­ рования пищевых продуктов, выделки кож, крашения тканей, виноделия, мыловарения, производства металлов и их сплавов, стекла, керамики п т. д.

На первом этапе своего развития химическая технология основыва­ лась па чисто эмпирических знаниях и имела описательный характер. Начало второго этапа развития химической техпологни относится к пер­ вой четверти нашего века, когда в промышленности произошли большие качественные и количественные изменения. На заводах химической и смежных отраслей промышленности стали осуществляться массово-поточ­ ные процессы, требующие сложнейшей аппаратуры. Широкое применение нашли процессы дробления и измельчепия твердых веществ, смешепие и интенсивное перемешивание, различные методы разделения твердых, жидких и газообразных веществ. Были разработаны сложные конструк­ ции разнообразных химических реакторов, аппаратов, в которых происхо­ дит изменение агрегатного состояния веществ, многих типов теплообмениых аппаратов. Развилась высокопроизводительная п сложная система внутризаводского транспорта твердых, жидких и газообразных веществ.

Под воздействием потребностей промышленности химическая технология из науки описательной стала превращаться в точную науку. Были зало­ жены основы учения об основных процессах и аппаратах химической технологнн; стали широко использоваться теоретические и эксперимен­ тальные методы изучения и разработки технологических процессов и ин­ женерно-расчетные методы в проектировании аппаратуры.

Üjnfflli"îï3~ripH4üH Бозпикттовештя и развития теоретических основ хи­ мической технологии был колоссальпый рост числа химических произ­ водств, когда простое описание каждого химического производства при всем их многообразии стало чрезвычайно трудной и малополезной за­ дачей.

Другой причиной явилось бурное развитие таких областей знания, как механика, физика, химия, биология, математика. В качестве примера можно отметить возросшее за последние десятилетия зпачение гидроди­ намики в химической технологии. Одной из важнейших задач химической технологии стало изучение химических процессов в сочетании с процес­ сами переноса вещества и энергии. Гидродинамика играет при этом важ­ ную роль, поскольку интенсивность переноса в значительной степени определяется гидродинамическими условиями.

Значительное^вдияпдте на^формирование теоретических основ химиче­ ской технологии оказала классификация химико-технологических процес­ сов. Теоретические основы современной химической технологии первона­ чально начали создаваться независимо в пашей стране и США. После первой мировой войпы в этот процесс постепенно были вовлечены и дру­ гие страны. В дореволюционной России ее основы были заложены извест­ ными учеными-иижеиерами А. К. Крупским в Петербургском технологи­ ческом институте и И. А. Тищенко в Москве. Впервые систематический курс основных процессов и аппаратов химической технологии был про­ читан И. А. Тищенко в 1911 г. студентам химического факультета Мос­ ковского высшего технического училища. Дальнейшее развитие эта наука получила в организованном в 1920 г. Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева, одним из первых ректоров которого был И. А. Тищенко. Его ученики и последователи продолжили эту работу в Московском институте химического машиностроения, Московском инсти­ туте тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова и др. Следует отметить, что И. А. Тищенко был автором первого научно обоснованного расчета многокорпусной выпарной установки для концентрирования са­ харных растворов и внес существенный вклад в разработку более эффек­ тивных выпарных аппаратов. А. К. Крупским в Петербургском техноло­ гическом институте были развиты оригинальные мысли о химической технологии как науке в современном ее значении, высказанные Д. И. Мен­ делеевым в ряде работ, опубликованных в последние годы жизни. Боль­ шой вклад в эту науку внес профессор того же института Д. П. Коно­ валов. Он написал фундаментальную монографию «Материалы и процес­ сы химической технологии», первый том которой был опубликован в 1924 г. Широко известны «законы Коновалова», являющиеся основой процессов разделения жидких смесей методами перегонки.

Работы А. К. Крупского были продолжепы Л. Ф. Фокиным. Важную роль в развитии химической технологии сыграла кппга Л. Ф. Фокина «Методы и орудия химической техники», первая часть которой вышла в свет в 1923 г. одновременно с известной монографией американских уче-

пых В. Уокера, В. Лыоиса и В. Мак-Адамса «Принципы инженерной химии». Обе эти книги в течение многих лет были основными учебными пособиями для подготовки пнжеперов-химпков в технологических инсти­ тутах СССР. В 1935—1937 гг. был опубликован учебпик А. Г. Касаткина «Основные процессы и аппараты химической технологии», сыгравший важпую роль в подготовке ппжеперпых кадров химиков п механиков химической промышленности.

После Великой Отечественной войны исследования по теоретическим основам химической технологии получили широкое распространение не только в высших учебных заведениях, по и во многих отраслевых науч­ но-исследовательских институтах, а также в институтах Академии наук

СССР п академий союзных республик. В Институте катализа СО АН СССР

широко развернуты работы по теории химических реакторов и математи­ ческому моделированию химико-технологических процессов.

В Институте общей и неорганической химии им. H. С. Курнакова проводятся теоретические и экспериментальные исследования массообмена при высоких скоростях потоков с целью разработки высокоиптенсивных процессов разделения смесей.

Изучение кинетики химических реакций является традиционным на­ учным направлением Института химической физики АН СССР. Работы по интенсификации существующих процессов и аппаратов и созданию принципиально новых проводятся в Фпзнко-хпмпческом институте им. Л. Я. Карпова, Институте азотной промышленности, Научно-исследова­ тельском институте органических полупродуктов п красителей, Научноисследовательском институте по удобрениям и инсектофунгицидам им. Я. В. Самойлова, Научно-исследовательском институте химического машиностроения, Институте нефтехимических процессов АН АзССР, в Институте газа АН УССР, Институте тепломассообмена АН БССР и др.

Начиная с 50-х годов химическая технология вступила в новый этап своего развития, который характеризуется дальнейшим увеличением масштабов и темпов роста промышленности, резким увеличением единич­ ной мощности агрегатов, широким использованием автоматизации для управления процессами.

Многообразие химических процессов обусловливает собой разнообра­ зие конструкций химических реакторов. Химический реактор является тем элементом технологической схемы, от совершенства которого зависит воз­ можность осуществления в промышленных условиях всего производства. Общая теория химических реакторов за последние годы получила значи­ тельное развитие в результате применения метода математического моде­ лирования химических процессов для решения задачи масштабного пере­ хода от результатов лабораторных экспериментов к промышленным Ус­ ловиям. Успехи в области изучения химической кинетики, исследование явлений переноса тепла и вещества, сопутствующих химическим реакци­ ям, и применение метода математического моделирования позволяют теперь более строго подходить к расчету промышленных реакторов, созда­ вать повые эффективные конструкции реакторов большой единичной мощности и определять оптимальные условия осуществления процессов.

Перспективы развития химической технологии определяются необхо­ димостью создания новых высокопнтепспвных техпологических процессов, высокопроизводительной аппаратуры и разработки систем автоматизации контроля и управления и оптимизации пе только отдельных процессов.

ботки — с другой. Различают материалы: конструкционные, вяжущие, жаростойкие, теплоизоляционные, электроизоляционные, сверхтвердые, полимерные, полупроводниковые и т. п. Это деление условно, так как один и тот же материал обычно обслуживает несколько отраслей техни­ ки и не имеет столь определенной принадлежности, как изготовленные из него изделия. Часто к материалу предъявляются требования сочетания различных свойств, например высокой прочности, ударной вязкости, жа­ ростойкости, химической стойкости и т. н.

В ряде случаев изделие требует для своего изготовления многих раз­ нообразных материалов. Применение некоторых материалов приводит к эффектам, экономическая выгода от которых значительно превышает стои­ мость этих материалов п расширяет область их применения. Синтетиче­ ские волокна и ткани привели к огромным изменениям в быту. Некоторые люминофоры — продукты многолетней научно-исследовательской работы физиков и химиков,— излучающие свет под действием электронной бом­ бардировки, сделали возможным создание цветного телеизображения при сравнительно небольшом увеличении стоимости телевизора.

Новые или значительно улучшенные материалы определяют возмож­ ности прогресса промышленности и энергетики. На их основе создаются новые машины, обеспечивающие более высокую производительность труда, энергетическое оборудование с более высоким коэффициентом превращения тепловой энергии в электрическую и т. п.

От свойств отдельных материалов часто зависит возможность созда­ ния той или иной машины или аппарата. Так, для осуществления косми­ ческих полетов с человеком па борту весьма большое значение имеют скромные по стоимости абляционные материалы, защищающие корпус корабля от сгорания при прохождении через плотные слои атмосферы. На протяжении длительного пути своей истории человек использовал более или менее легкодоступные природные материалы. Ему потребова­ лись многие века и даже тысячелетия, чтобы превратить некоторые из них вначале случайно, а затем опытным путем в металлы и их сплавы, керамику, стекло, бумагу и т. п. Это приводило к коренным изменениям в условиях труда и быта человека. Появление машины и машинного про­ изводства привело к увеличению потребности в железе п созданию чер­ ной металлургии.

При строительстве жилищ и других сооружений человек в течение тысячелетий использовал в качестве вяжущего материала глину. Затем обжигом известняка была получена известь. Изобретение около 150 лет тому назад портландцемента, а затем железобетона привело к револю­ ционному перевороту в технике строительства. Наше время характеризу­ ется ускоряющимся развитием способов создания принципиально новых материалов, не встречающихся в природе и методов их производства п обработки. Прогресс в области синтеза органических полимеров для про­ изводства пластиков, каучуков, химических волокон, превосходящих по своим свойствам природные, в области материалов для электронной тех­ ники и радиосвязи, прочных и легких сплавов конструкционного назначе­ ния привел к рождению новых отраслей промышленности и развитию старых.

Продолжая периодизацию истории материальной культуры по глав­ ному материалу эпохи (каменный век, бронзовый век, век железа), папт век часто по праву пазывают веком синтетических материалов.

Все возрастающая способность создавать принципиально новые ма­ териалы обусловлена ускорением научно-технического прогресса. Успехи науки последних десятилетий привели к развитию теоретических идей в области физики и химии твердого тела (квантовая механика, фазовые переходы, теория химической связи, соотношение между химическим со­ ставом, структурой и свойствами, теория дислокаций и вакансий реаль­ ных кристаллов и другие концепции) и применению их ко многим клас­ сам традиционно разных материалов. Некоторые материалы электронной техники являются достаточно избитым примером использования науки для разработки материалов со специальными, заранее заданными свойст­ вами.

Теоретические представления о большинстве материалов, однако, ne достигают уровня, необходимого для разработки новых материалов раз­ личного назначения без значительных экспериментальных усилий. Зада­ чи создания новых материалов в большинстве случаев носят комплекс­ ный характер и требуют сочетания фундаментальных исследований в об­ ласти физики и химии твердого тела с прикладными исследованиями и опытно-конструкторскими разработками. Для достижения успеха необ­ ходимо объединение усилий ученых и инженеров разных специальностей: физиков, химиков, механиков, технологов, металлургов, биологов, мате­ матиков и материаловедов. Особенно велика здесь роль химии и химиче­ ской технологии.

Конструкционные материалы. Разработка новых конструкционных материалов тесно связана с созданием новых машин и сооружений, предъявляющих к этим материалам все возрастающие требования, в пер­ вую очередь по прочности, что вызвало развитие самой теории прочности.

Основным конструкционным материалом по-прежнему остается сталь, но уровень прочности специальных сталей, освоенпых промышленностью, достиг 200—250 кг/мм2. Повышение прочности стали и других сплавов для машиностроения не может быть беспредельным, так как с увеличе­ нием прочности обычно растет чувствительность материала к концентра­ ции напряжений, возрастает склонность к коррозии под напряжением и, как показали фундаментальные исследования последних лет, особенно быстро растет скорость развития трещин после их зарождения, что сни­ жает надежность конструкций в эксплуатации.

Следует также считаться с тем, что повышение прочности материала, как правило, не сопровождается повышением его модуля упругости и из­ быток прочности может оказаться излишним, если упругая деформация материала становится лимитирующим фактором при расчете конструк­ ций. Поэтому достижение прочности, эквивалентной 300—350 кг/мм2 в пересчете на удельный вес стали, целесообразнее всего обеспечивать пу­ тем создания композиционных материалов.

Повышение прочности материала обычно усложняет производство из­ делий, увеличивает их трудоемкость и стоимость, что сдерживает при­ менение высокопрочных материалов в машиностроении. Но удельную прочность материалов можно увеличивать не только путем повышения их прочности, но и путем уменьшения плотности. Блестящим решением этой задачи явилось создание алюминиевого сплава, легированного литием. Подобную же роль сыграл литий при легировании магниевых сплавов, предназначенных для новой техники. Алюминиевые и магниевые сплавы

обладают достаточно высокой удельной прочностью п находят все более широкое применение в промышленности.

Высокий уровень прочности титановых сплавов

— от 50 до 130 кг/мм2

с прогпозом до 160—190 кг/мм2 при плотности

около 4,5—5,0 г/см3,

а также исключительно высокое сопротивление действию многих агрес­ сивных сред позволят успешно использовать их в самых различных обла­ стях техники —от авпаракетпой до горно-рудной и химической промыш­ ленности (например, для увеличения срока службы кислотных насосов, химических реакторов п т. п.).

Бериллиевые сплавы при плотности 2,3—2,5 г/см3 и прочности около 50 кг/мм2 имеют модуль упругости выше 15 000 кг/мм2, т. е. почти в 2 раза больше, чем у алюминиевых сплавов, что делает актуальным их применение для приборов навигации и перспективным для приборострое­ ния в целом (несмотря на ограниченность сырьевых ресурсов, токсичность и дороговизну).

Жаростойкие и жаропрочные материалы. Успехи в развитии многих областей пауки и техники в значительной степени обязаны созданию ог­ неупорных материалов, новых типов стекол и металлических жаропрочных сплавов.

Широкие научно-исследовательские работы в области огнеупоров и других керамических материалов были начаты советскими учеными вско­ ре после революции. Уже в конце 1918 — начале 1919 г. были созданы соответствующие исследовательские институты в Ленинграде, Москве и Харькове. Первоочередной задачей явилось изучение и техническое осво­ ение отечественного огнеупорного сырья. Стране требовались разнообраз­ ные специальные огнеупорные материалы — для паровых котлов тепловых электростанций, стеклоделия, металлургии и других целей. Для создания огнеупоров с заданными свойствами необходимы были разносторонние исследования. В период 1926—1938 гг. был разработай комплекс прибо­ ров, методов и стандартов для оценки технических и в особениостп термомехаиическпх свойств огнеупоров (Э. К. Келер, Д. И. Полубоярпнов п др.) п оснащены ими заводские лаборатории, институты п кафедры выс­ ших учебных заведений.

Была создана новая отрасль минералогии — петрография техническо­ го камня (Д. С. Белянкин), заложившая основы исследования фазового состава и структуры огпеупоров и продуктов их взаимодействия со шла­ ками, металлами и ир. Широко развернулись физико-химические иссле­ дования силикатных и окпспых систем (П. П. Будников, А. И. Августи­ нин, А. С. Бережной, Г. В. Куколев, II. А. Торопов и др.).

Одновременно были развернуты исследования и практическое освоение технологии шамотпых, динасовых и магнезиальных огнеупоров. К 1935 г. оказалось возможным полностью отказаться от импорта огнеупорных из­ делий.

Впериод с 1941 по 1945 г., когда основные районы производства огиеупоров оказались в сфере военных действий, усилия исследователей были направлены на освоение новых сырьевых ресурсов Урала п Запад­ ной Сибири и на обеспечение качества и требуемого ассортимента огне­ упоров.

Впослевоенный период в короткие сроки были осуществлены восста­ новление разрушенных предприятий п широкая модернизация производ­ ства огнеупоров в стране. Были разработаны методы и оргапизовапо про­

изводство высокоглнпоземистых огнеупоров, магнезиальных изделий раз­ личного состава и назначения (перпклазовых, иернклазо-шппнслндиых, форстеритовых, доломитовых и др.). В металлургии весьма эффективно в короткие сроки был осуществлен перевод мартеповскнх печен с дина­ совых сводов па основные хромо-магнезитовые, что позволило зпачительпо поднять температуры плавки и пропзводптельиость печей. Было успешно освоено производство футеровок конвертеров; вращающиеся цементные печи переведепы иа основную футеровку зоны обжига.

Вэтот период для решения проблем синтеза огнеупорных материалов

сзаданными свойствами и обеспечения максимальной устойчивости ог­

неупоров в условиях эксплуатации были широко привлечены достижения неорганической и физической химии.

Космонавтика, атомная энергетика, прямое преобразование энергии, непрерывная разливка стали, металлургия специальных сплавов и другие области новой техники поставили перед исследователями и промышлен­ ностью задачи, которые не могли уже решаться па основе использования традиционных огнеупоров. Широким фронтом с использованием всего комплекса «сложпого» современного физпко-хпмпческого эксперимента были развернуты исследования и разработка новых материалов на основе чистых тугоплавких окислов, окислов редкоземельных элементов и др. в институтах Академии паук, в институтах огнеупорной промышленности, па специальных кафедрах вузов. Многие из этих работ к настоящему вре­ мени успешно завершены, они открыли путь к практическому осуществ­ лению сложных процессов.

Требования к жаростойкости материалов, их сопротивляемости агрес­ сивному воздействию виешпей среды во многих случаях удовлетворяют­ ся нанесеипем защитных покрытий. Советские ученые внесли большой вклад в развитие физико-химических основ процессов нанесения покры­ тий различного назпачеппя. Это научное направление особенно интен­ сивно развивается в настоящее время.

Практически неисчерпаемые запасы силикатов в земпой коре позво­ ляют предполагать, что по мере истощения сырьевых источников других видов материалов роль силикатных материалов в народном хозяйстве бу­ дет возрастать еще в большей степени. И может встать задача замены многих известных сейчас иесиликатпых материалов (например, металлов) силикатными, что потребует придания последним качественно повых, пеобычпых свойств. Для этого необходимо глубокое проникновение в строение силикатов с целью разработки методов управления их структу­ рой, которая обеспечивала бы эти необычные качества.

В послевоенные годы па основе научных разработок в Советском Сою­ зе было организовано производство стекла с повышенной прочностью и термостойкостью: закаленное, автомобильное, светотехническое и опти­ ческое стекло, стекловолокно, стеклянные трубы и изоляторы, техниче­ ское и оптическое кварцевое стекло.

В конце 50-х годов в СССР, а затем и в других странах на основе субмикроскоппческой кристаллизации стекол было синтезировано боль­ шое количество технических ситаллов, обладающих более высокой проч­ ностью, чем исходные стекла, и организован выпуск изделий из пих. В настоящее время они широко применяются в электронике, приборо­ строении, машиностроении, ракетной технике, в быту и т. д. Родиной шлакоситаллов является Советский Союз. Шлакоситаллы находят примепеште

в строительной, химической и других отраслях промышленности как де­ шевый, прочный, износоустойчивый и химически стойкий конструкцион­ ный материал.

Большой вклад в науку о стекле внесли ученые Института химии си­ ликатов им. И. В. Гребенщикова АН СССР, Государственного оптическо­ го института, Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе, Инсти­ тута общей и неорганической химии им. И. С. Куриакова. МХТИ нм. Д. И. Менделеева и отраслевых , институтов, таких, как Научно-иссле­ довательский институт кварцевого стекла, Государственный институт стек­ ла и др.

В сравнительно короткий срок в СССР разработаны научные основы управляемой субмикроскопической кристаллизации стекол, изучены роль и влияние катализаторов на структуру и свойства ситаллов, выявлены важнейшие аспекты механизма структурообразовапия, исследована при­ род химической и структурной неоднородности, развита теория ликвации. Разработка теории прочности стекла явилась базой для изыскания спосо­

бов упрочения стекла

и материалов на их основе.

Теоретические и

экспериментальные работы советских ученых

(И. II. Францевич, В. И. Трефшюв, А. С. Бережной и др.) открыли новые

направления в науке и технике — материаловедение окисиых п бескисло­ родных соединений.

Усилия ученых и работников промышленности позволили разработать и применить в народном хозяйстве различные жаропрочные и жаростой­ кие сплавы, которые представляют собой особый класс материалов, опре­ деляющих возможность прогресса ряда областей повой техники. Это спла­ вы вольфрама с высокой прочностью до 2000° С, жаропрочные сплавы молибдена и ниобия для работы при 1100—1500° С, жаро- и коррозиоппо-

стойкпе

сплавы хрома и титана, стали для теплоэнергетики,

легкие п

сверхлегкие алюминиевые и магниево-литиевые и

другие

сплавы

(А. Ф. Белов, G. Т. Кпшкин, В. С. Емельянов, В. П. Елютин, Н. А. Ва­

толин,

П. В. Гельд, И. Н. Фридляпдер, В. Е. Иванов,

Г. П. Швейкпн

и ДР-).

Детальное изучение фазового состава, элементов тонкой структуры п диффузионной подвижности атомов привело советских исследователей к обоснованному выводу о перспективности литейных жаропрочных сплавов для изготовления рабочих (роторных) лопаток газовых турбии.

К классу материалов, пригодных для работы в экстремальных усло­ виях, следует также отнести циркониевые сплавы для атомной энергети­ ки, которые былп созданы советскими учеными.

Развитие ракетной и других отраслей новой техники оказало большое влияние на использование тугоплавких сплавов па основе хрома, молиб­ дена, ниобия, вольфрама и других элементов с высокой температурой плавления, что потребовало получения металлов особой чистоты для пре­ одоления температурного «порога хрупкости».

За последнее десятилетие особое значение придается разработке композициоппых материалов, состоящих из высокопрочных армирующих элементов и пластичной матрицы, работающих по принципу железобето­ на. В качестве армирующих элементов примепяют высокопрочные волок­ на, проволоку, нитевидные кристаллы с почти теоретической прочностью (от 600 до 4000 кг/мм2 при диаметре 2—3 мкм) и другие, а в качестве матрицы — как металлические, так и полимерные материалы. Масштаб­

Соседние файлы в папке книги