По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.762

Нанотехнологии: новейшие технологии в порошковой металлургии

Рущак К. А. техник, E-mail: ruschakka@student.bmstu.ru, Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5), АО «ЦЭНКИ» (105187, Москва, ул. Кирпичная, д. 32)

В данной статье проведен анализ последних достижений использования нанотехнологий в порошковой металлургии. Особое внимание уделяется современным методам синтеза наноструктурированных порошков, подходам к созданию нанокомпозитных материалов и технологиям нанесения наноструктурированных покрытий. Рассматривается влияние наноструктуры на механические, физические и химические свойства материалов, производимых с помощью порошковой металлургии. Статья предлагает обзор актуальных научных исследований и возможностей дальнейшего развития этой области, которая открывает перспективы для разработки материалов с улучшенными характеристиками и расширенными функциями. Показано, как применение нанотехнологий может радикально изменить свойства производимых материалов, создавая новые требования и возможности для их применения в различных отраслях.

Литература:

1. Сюй, Ц., Ван, Ц. Л. Компактная гибридная ячейка на основе скрученной нанопроволочной структуры для сбора солнечной и механической энергии. Эл. ресурс. URL: https:// doi.org/10.1002/adma. 201003696 (дата обращения: 12.02.2025).

2. Порошковая металлургия — технология будущего. Эл. ресурс. URL: https://metall.world/metalloobrabotka (дата обращения: 12.02.2025).

3. Учакер, К., Канделария, Э., Цао, Г. Наноматериалы для преобразования энергии и хранение. Эл. ресурс. URL: https://doi.org/10.1039/C3CS00009E (дата обращения: 12.02.2025).

4. Бюйюктиряки, С., Кекили, Р. Хуссаин, С. М. Современный век аналитической химии: нанотехнологии-материалы / К. М. Хуссейн (ред.) Справочник по наноматериалам в аналитической химии. Эл. ресурс. URL: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816699-4.00002–5 (дата обращения: 12.02.2025).

5. Шринивасан, С., Каннан, А. М., Котуркар, Н., Халил, Й., Курави, С. Наноматериалы для энергетики и применение в окружающей среде. J Nanomater. Эл. ресурс. https://doi.org/10.1155/2015/979026 (дата обращения: 12.02.2025).

6. Бурда, К., Чен, С., Нараянан, Р., Эль-Сайед, М. А. Химия и свойства наночастиц, кристаллы различной формы. Эл. ресурс. URL: https://doi.org/10.1021/cr030063a (дата обращения: 12.02.2025).

7. Брэгг, У. Л. Структура некоторых кристаллов, выявленная с помощью дифракции рентгеновских лучей. Эл. ресурс. URL: https://doi.org/10.1098/rspa.1913.0083 (дата обращения: 12.02.2025).

8. Гиршов, В. Л., Котов, С. А., Цеменко, В. Н. Современные технологии в порошковой металлургии: учеб. пособие / В. Л. Гиршов, С. А. Котов, В. Н. Цеменко. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. — 300 с.

9. Фостер, Л. Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности / Л. Фостер. — М.: Техносфера, 2008. — 250 с.

10. Джардималиева, Г. И., Кыдралиева, К. А. Наноматериалы, области и сферы их применения. — Издательство: Металлургия, 2017. — 147 с.

Порошковая металлургия представляет собой устоявшийся метод получения материалов путем формования и спекания порошков. Однако интеграция нанотехнологий приводит к значительным изменениям в этой области. Традиционные методы порошковой металлургии позволяют создавать детали сложной формы и с заданными свойствами, но сталкиваются с ограничениями в достижении ультравысоких характеристик, таких как экстремальная прочность, износостойкость или специфические функциональные свойства. Нанотехнологии предлагают революционные возможности для преодоления этих ограничений [1–7].

Использование наноразмерных порошков (размером менее 100 нм) и наноструктурированных композитов позволяет создавать материалы с существенно улучшенными микроструктурами, что приводит к значительному улучшению их макроскопических свойств.

Влияние нанотехнологий проявляется на различных уровнях: от способов получения порошковых материалов до методик спекания и последующей обработки. Новые методы синтеза, такие как химическое осаждение из газовой фазы (CVD), золь-гель процессы и лазерное абляционное синтезирование, позволяют создавать нанопорошки с прецизионным контролем над размером, формой и химическим составом частиц. Это открывает путь к созданию материалов с уникальными характеристиками, недоступными при использовании традиционных методов.

Возможность контролируемого введения наночастиц в матрицу порошка позволяет создавать нанокомпозиты с уникальным сочетанием свойств.

В данной статье будут рассмотрены новейшие достижения в области применения нанотехнологий в порошковой металлургии, ключевые методы получения нанопорошков, технологии создания нанокомпозитов и методы нанесения наноструктурированных покрытий. Проведем анализ влияния нанотехнологий на механические, физические и химические свойства полученных материалов. Особое внимание будет уделено перспективам дальнейшего развития данной области и ее потенциалу для решения задач в различных отраслях промышленности.

Наноматериалы представляют собой материалы, содержащие структурные элементы с размерами от 1 до 100 нм в одном, двух или трех измерениях. Их уникальные свойства обусловлены квантово-размерными эффектами, увеличением отношения площади поверхности к объему и высокой концентрацией дефектов кристаллической решетки. Классификация наноматериалов может осуществляться по различным признакам, включая размерность, химический состав и структуру. В данном разделе рассмотрим классификацию наночастиц по химическому составу: металлы, оксиды металлов и керамика.

Для Цитирования:
Рущак К. А., Нанотехнологии: новейшие технологии в порошковой металлургии. Главный механик. 2025;5.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: