NANOKOMPOZIT MATERIALLARDAN FOYDALANISH VA AHAMIYATI Kirish 1. Kompozit nanomateriallar tuzilishining umumiy qonuniyatlari 2. Nanokompozit materiallarning turlari 3. Nanostrukturali plyonkalar va qoplamalar 4. Nanokompozit materiallarni qo'llash Xulosa Foydalanilgan manbalar ro'yxati

Kirish Metalllarning zamonaviy fizikasi bizga ularning plastikligi, mustahkamligi va ortishi sabablarini batafsil tushuntirgandan so'ng, yangi materiallarni jadal tizimli ishlab chiqish boshlandi. Bu, ehtimol, tasavvur qilinadigan kelajakda, bugungi an'anaviy qotishmalarga qaraganda bir necha baravar kuchliroq materiallarni yaratishga olib keladi. Bunday holda, alyuminiy qotishmalarining po'latni qotishi va qarishining allaqachon ma'lum bo'lgan mexanizmlariga, ushbu ma'lum mexanizmlarning shakllantirish jarayonlari bilan kombinatsiyasiga va birlashtirilgan materiallarni yaratishning ko'plab imkoniyatlariga katta e'tibor beriladi. Ikkita istiqbolli yo'l tolalar yoki dispers qattiq moddalar bilan mustahkamlangan kompozit materiallar tomonidan ochiladi. Birinchisida shisha, uglerod, bor, berilliy, po'lat yoki mo'ylovli monokristallardan tayyorlangan eng yaxshi yuqori quvvatli tolalar noorganik metall yoki organik polimer matritsasiga kiritiladi. Ushbu kombinatsiya natijasida maksimal quvvat yuqori elastiklik moduli va past zichlik bilan birlashtiriladi. Kompozit materiallar kelajakning shunday materiallaridir.

1 . Kompozit nanomateriallar tuzilishidagi umumiy qonuniyatlar Nanokompozitlar deb ataladigan yangi kompozit materiallar sinfi nisbatan yaqinda paydo bo'ldi. Kompozit nanomateriallarning tuzilishi ikkinchi fazaning mavjudligi bilan tavsiflanadi, uning zarracha hajmi bir necha (1-100) nanometr. Nanozarrachalarning asosiy strukturaviy parametrlari ularning shakli va hajmi hisoblanadi. Nanozarrachalar va klasterlarning fizik, elektron va fotofizik xossalari, ularning haddan tashqari yuqori o'ziga xos sirt maydoni (sirtning hajmga nisbati) bilan belgilanadigan bo'lib, blok materialning ham, alohida atomlarning ham xususiyatlaridan sezilarli darajada farq qiladi. Misol uchun, agar oltin kristalining o'lchami 5 nm ga kamaytirilsa, erish nuqtasi bir necha yuz darajaga tushadi. Yakuniy nanokompozit materialning xususiyatlari fazalar o'rtasidagi o'zaro ta'sir tabiatiga va fazalararo hududlarning tuzilishiga bog'liq bo'lib, ularning hajm ulushi juda yuqori. Hozirgi vaqtda kompozit nanomateriallar uchun quyidagi turdagi nano o'lchamli plomba moddalari eng keng tarqalgan: Uglerodli nanotubalar va nanotolalar, shu jumladan bitta, ikki va ko'p devorli nanotubalar; oddiy va grafitlangan nanotolalar va mo‘ylovlar, shuningdek, payvandlangan qatlamlar va funksional guruhlarga ega nanotubalar. Nisbatan uzun (5-30 mkm), odatda bir-biriga bog'langan nanotubalar va nanotolalar (diametri 1-20 nm), shuningdek, 0,5-2 mkm uzunlikdagi va 20-50 mkm bo'lgan har xil muhitda oson tarqaladigan qisqa nanotubalar va nanotolalarning har xil turlari mavjud. nm.

1-rasm - Metall, oksid va gidroksid nanotubalari Bunday nanofillerlarning eng keng tarqalgan turlari quyidagilardir: B 4 C , BN , LaF 3 , SiC , TiS 2 , MoS 2 , ZrS 2 . Ushbu turdagi nanotubalarning uzunligi 3 dan 30 mkm gacha, tashqi diametri 25-100 nm, ichki diametri 10-80 nm. Bundan tashqari, bozorda quyidagi metall oksidlari va gidroksidlarining nanotubalari mavjud: Y 2 O 3 , MgO , TiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , BaTiO 3 , SrTiO 3 , K 2 Ti 6 O 13 , CaSnO 3 , BaSnO 3 , CuO , La 2 O 3 , Ni ( OH ) 2 va boshqalar uzunligi 0,2 -20 mkm, tashqi diametri 40-200 nm, ichki diametri 15-150 nm. Nano o'lchamdagi plomba zarralarining geometrik shakli juda xilma-xil bo'lishi mumkin. Ushbu shaklni tavsiflovchi atamalar adabiyotda o'z-o'zidan paydo bo'ladi va hozirgi vaqtda faqat "kengaytirilgan" va "qisqa" nanotolalar va nanotubalar va "nanosferalar" atamalarini umumiy qabul qilingan deb hisoblash mumkin. "Nano yulduzlar", "nan riflari", "nano qutilar" kabi boshqa shakl ta'riflari. sub'ektiv va tavsiflovchidir. Ko'pchilik nano o'lchamdagi plomba moddalari noorganik nanozarrachalardan (oksidlar, nitridlar, karbidlar, silikatlar va boshqalar) iborat. Ular matritsa materialining tabiatidan qat'i nazar, turli nanokompozitlarning bir qismidir. Kompozit komponentlarning mos kelmasligi kompozit materiallarni yaratishda engib o'tish kerak bo'lgan asosiy muammodir, ammo nanokompozitlarda nano o'lchamdagi plomba zarralari yuzasining maxsus xususiyatlari va yuqori sirt tufayli bu muammo unchalik keskin emas. nanoto'ldirilgan kompozit tizimlarning energiyasi, bu esa ancha qizg'in o'zaro

ta'sirga olib keladi.kompozitsion strukturani shakllantirishdagi komponentlar. Shunga qaramay, kompozit nanomateriallarni olishda ulardagi to'ldiruvchi zarrachalarning tarqalish darajasini nazorat qilish juda muhimdir . Nano o'lchamdagi plomba zarralari tarkibiga qarab, nanokompozitlarning uchta guruhini ko'rib chiqish mumkin. Birinchisi, ularning tarkibiga nanotolalarni (mo'ylovlarni) kiritish orqali mustahkamlangan kompozit materiallarni o'z ichiga oladi; bunday materiallarda plomba moddasi 10-40 g.% ni tashkil qiladi va ular to'ldiruvchi tarkibi bo'yicha an'anaviy tola bilan mustahkamlangan kompozitlarga o'xshaydi. Biroq, ulardagi mustahkamlovchi ta'sir nafaqat tolani mustahkamlash, balki nano o'lchamdagi plomba zarralarining matritsa materialining tuzilishi va xususiyatlariga ta'siri tufayli ham erishiladi. Bunday materiallar dispersiya bilan mustahkamlangan yoki nanostrukturali deb ataladigan nanokompozitlarning ikkinchi guruhiga kiradi. Bunday holda, mustahkamlovchi ta'sirga hatto to'ldiruvchi nanopartikullarning juda kam miqdorida (1-5 og'irlikda) erishiladi, bundan tashqari, kompozitsiya butunlay yangi funktsional xususiyatlarga ega bo'ladi. Bunday miqdordagi nano o'lchamdagi plomba moddalarining kiritilishi kimyoviy reaktsiyalardagi katalitik faollik, magnit va elektromagnit xususiyatlar kabi muhim jismoniy xususiyatlarni sezilarli darajada o'zgartirish uchun etarli. Ishlab chiqilishi hali laboratoriya doirasidan tashqariga chiqmagan materiallarning cheklangan assortimenti ularni olishning amaliy usullari haqida ma'lumot berishga imkon bermaydi. Dispersiya bilan mustahkamlangan kompozitlar guruhiga asosan metall matritsalar (alyuminiy va uning qotishmalari, mis va uning qotishmalari) asosidagi materiallar kiradi, bu erda oksidlar dispers zarrachalar sifatida ishlaydi. Sferik shakldagi nanodispers zarrachalardan foydalanilganda, hosil bo'lgan materiallarda xossalarning anizotropiyasi deyarli yo'q . Shu bilan birga, qobiqli yoki tolali nanokristallarning kiritilishi bilan tuzilgan materiallarda xususiyatning anizotropiyasi ajralmas xususiyatdir, chunki kompozit mahsulotlarni shakllantirishning an'anaviy texnologik usullari (issiq presslash, ekstruziya, slip