Этапы развития науки о металлах. Материалы нашего времени. Керамические материалы. Композиционные материалы. Синтетические полимерные материалы, страница 6

В последние годы появились способы позволяющие получать аморфную структуру не только в небольших гранулах и тонких лентах, но и в поверхностных слоях массивных изделий. Так при воздействии на поверхность изделия мощного лазерного или электронного луча удается в короткое время расплавить очень тонкий наружный слой, который после прекращения теплового воздействия луча остывает с огромной скоростью за счет отвода тепла в толщу холодного металла. Соответственно на поверхности появляется аморфизирован- ный слой с высокой твердостью и износостойкостью и с высокой коррозионной стойкостью.

Керамические материалы.

Одним из первых твердых материалов, которым человек стал пользоваться был керамический материал - природный камень. Этот природный материал обеспечил человека орудиями труда, сосудами и даже крышей над головой (пещерами).В дальнейшем человек научился готовить искусственные керамические материалы. Первыми керамическими изделиями, созданными руками человека, были примитивные сосуды, изготовленные из грязи, армированные соломой, которые после высушивания на солнце становились достаточно прочными. Со временем наши предки улучшают свои изделия сначала путем подбора глин, а затем и в результате применения обжига либо на открытом огне, либо в примитивных печах. Ранние гончарные изделия имели много недостатков, из которых главным была пористость. Поэтому большим шагом вперед явился открытый египетскими ремесленниками способ покрытия гончарных изделии стекловидным материалом, затвердевающим при отжиге.

В дальнейшем технология керамического производства совершенствовалась. Люди научились подготавливать и контролировать исходное сырье, путем смешивания тонко размолотых различных пород. Были сконструированы и построены большие печи с высокой температурой обжига. Все это позволило улучшить качество керамики и дало возможность производить керамические изделия в широком ассортименте.

Развившееся во второй половине XIX столетия производство динасовых и магнезитовых огнеупорных материалов в корне отличалось от технологии производства изделий из глины.

В связи с развитием машиностроения в начале XX в производство санитарно-фаянсовой керамики шамотных огнеупорных изделий внедряется новый метод - полусухое прессование, которое позволяет повысить качество и увеличить производительность отрасли.

После второй мировой войны поучает развитие новая керамика, называемая "технической или специальной керамикой". Она обладала специфическими физико-механическими свойствами, отсутствующими в обычных видах глиносодержащей керамики.

Так для реактивной авиации и ракетостроения требовалось создание высокопрочной и стойкой к динамическим нагрузкам и сменяющимся температурам конструкционной (машиностроительной) керамики, атак же керамики, используемой в качестве высокотемпературных теплоизоляционных материалов, характеризующихся высокой прочностью, износостойкостью и термостойкостью. Для этих целей стали использовать карбидную, нитридную и боридную керамику (карбид кремния, нитрид кремния, нитрид бора).

В последнее время получили развитие технологические методы, позволяющие повысить жаростойкость керамических материалов. Один из них заключается во введении окиси бериллия, которая имеет чрезвычайно высокую температуру плавления.

Совершенствованием технологии удалось уменьшить основной недостаток керамики - хрупкость. Оказалось, что если керамический материал предварительно деформировать, особенно с поверхности, то в нем резко понижается чувствительность к хрупкости. Среди изделий изготовленных с помощью такой технологии, есть небьющаяся посуда и прочные конструкционные керамические материалы.

В последнее время во многих странах проводятся работы по изготовлению керамических двигателей. Наиболее успешно работают в этом направле нии японцы. В качестве материала двигателей используется высокопрочная керамика на основе трансформационноупрочненного диоксида циркония (Zr02).