Нанотехнология және наножүйелердегі негізгі түсініктерді атаңыз
жүктеу/скачать 2,92 Mb.
|
Нанотехнология негіздері (4)
- Бұл бет үшін навигация:
- 14. Көміртекті материалдардың жіктелу диаграммасы.
| 13.
Нанотүтікше. 1991 жылы профессор Сумио Иидзима ұзын көміртекті цилиндр - нанотүтікті байқаған. Нанотүтік - диаметрі бірнеше нанометр, ал ұзындығы оншақты микрон болатын милиондаған көміртегі атомынан тұратын молекула. Адамның шашының қалыңдығынан 100 мың есе аз нанотүтіктер сирек кездесетін өте берік материал болып шықты. Олар болаттан 50-100 есе берік, әрі тығыздығы алты есе аз. Нанотүтікшелерден косманавттар, өрт сөндірушілерге арналған ыңғайлы киімдер тігу үшін, өте берік және жеңіл композиттік материал, микроскопқа шатыр жасауға болады. Олар өзінің салмағынан бірнеше тонна артық жүкке шыдайды. Ғалымдар соңғы кезде нанотүтікшелердің ішіне басқа дененің атомдарын енгізіп, олардың қасиеттерін (тіпті изоляторды өткізгішке) езгертуге болатындығын тәжірибе жүзінде дәлелдеді. Микроприборларда оларды сым ретінде қолданса, таңқалатыны, бойымен тоқ жүргенде жылу бөлінбейді. Нанотүтікшелерді алу әдістері Наноөлшемді бөлшектерді алу, бөлу, бөліп алу және белгілі бір құрылымды нанозаттарды тазалау, белгілі материалдарға әртүрлі нанобөлшектерді қосудың әсерін зерттеу әдістерін дамыту мақсатындағы тапсырмалар қазіргі уақытта іргелі ғылыми мәселелердің қатарына жатады. Нанотүтікшелерді синтездеу үшін әртүрлі реакторлардың көптеген нұсқалары қолданылады, алайда вакуумді камера ең жақсы типі болып отыр. Құрылғы белгілі бір қысымда үздіксіз гелий ағынын жасайтын, диффузионды сорғышпен жалғанған, шыны камерадан тұрады. Электродтар рөлін екі графит стержендері атқарады, оларды мүмкіндігінше суытып тұру қажет. Анод – диаметрі 6 мм ұзын стержень, катод стержені әлдеқайда қысқа және диаметрі 9 мм. Доғалы буландыру кезінде екі электрод арасындағы қуыс тұрақты болуы керек (шамамен 1 мм). Разряд тұрақты 20 вольт кернеуде жасалынады. Тоқ стержень диаметріне, олардың ара қашықтығына, газ қысымына және т.б. тәуелді, бірақ қысым әдетте 50-100 А диапазонында болады. Доғаны жағу үшін анодты біртіндеп катодқа қарай жылжытып отырады. 14. Көміртекті материалдардың жіктелу диаграммасы. Көміртекті темір қорытпалары екі компонеттен тұратын қорытпалар деп қарастыруға болады: олар темір мен көміртегі. Диаграмманың көлденең (абцисса) өсіне қорытпа құрамындағы көміртегі мөлшері 6,67%-ға тең болғанда бітеді. Тік (ордината) өсі бойынша температура көрсетілім салынады. Көміртекті темір қорытпаларының диаграммасы бірі-бірінен белгілі шамаға ығысқан екі диаграммадан тұрады. Ғе-Ғе3С диаграммасы үздіксіз жуан сызықпен, ал Ғе-С диаграммасы пунктир сызықпен кескінделген.Көміртекті темір қорытпалары тез суығанда, қоспада көміртегі химиялық қосылыс - цементит (Ғе3С) түрінде, ал баяу суығанда, графит (С) түрінде бөлінеді. Түзілген цементит тұрақсыз қосылыс, ал графит тұрақты қосылыс болып табылады. Көміртекті темір қорытналары баяу суығанда цементиттен графит мына реакция бойынша түзіледі: Диаграмманың АВСД сызығы (ликвидус) - қорытпалардың бастапқы кристалдану процесі басталады. Бұл сызықтан жоғары барлық қорытпалар бір фазалы сұйық күйінде болады. Суытқанда сұйық қорытпадан АВ бойынша феррит, ВС - аустенит, СД - алғашқы цементит бөлініп шығады.АНIEСҒ бойында кристалдану процесі аяқталады. Бұл сызықтан төменгі температурада барлық қорытпа қатты күйде болады, әрі қарай жүретін процестер қатты күйінде жүреді. 14920С температурада НІВ сызығында перитектикалық түрлену өтеді, оның нәтижесінде аустенит түзіледі. 11470С-да ЕСҒ сызығында С нүктесінде көміртегінің концентрациясы 4,3%-ға жеткенде қорытпадан аустенит, бірінші реттік цементит кристалдары бөлініп, ледебурит эвтектикалық қорытпасы түзіледі.АНІЕСҒ сызығы - солидус деп аталады. Солидус сызығынантөменгі аймақтарда көміртекті темір қорытпаларының бірінші реттік кристалдану процестері аяқталып, олардың екінші және үшінші реттік кристалдану процестерінің нәтижесінде мынадай құраушылар түзіледі: 1) 2,14% < С < 4,3% эвтектикаға дейінгі шойындар, құрылысы: А+ЦПЛ(А+ІДI). 2) С=4,3% - эвтектикалық шойын, құрылысы: ледебурит. 3) 4.3% < С < 6,67% эвтектикадан кейінгі шойындар, құрылысы: ЦI+Л(А+ЦI). Кез келген концентрациялы болаттар бірінші рет кристалданғаннан кейін құрылысы аустенитті болады. Болаттың екінші рет кристалдануы GSЕ сызықтары бойынша жүреді. GS сызығы бойынша аустениттен феррит, ал SЕ сызығы бойынша екінші реттік цементит бөлінеді. GS сызығына сәйкес нүктелерді А3 әрпімен, ал SЕ сызығына сәйкес нүктелерді Аст әрпімен белгілейді. S нүктесі (7270С) температурадағы аустенитке сәйкес болады. S нүктесінде қорытпадағы көміртегінің концентрациясы 0,8%-ға жеткенде аустенит феррит пен екінші реттік цементитке ыдырап, эвтектоидтық корытпа - перлит түзіледі. РSК түзуіне сәйкес температураны А1 әрпімен белгілейді. Р нүктесі көміртегінің α-Ғе-дегі максимум ерігіштігін (0,02%) анықтайды. GР, РQ сызықтары көміртегінің α-Ғе-дегіерігіштігінің температураға байланыстылығын көрсетеді. жүктеу/скачать 2,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|