Aliuminis yra lakus metalas. Sparnuoti metalai ir lydiniai. Klausimai savikontrolei

Pagal metalų degimo pobūdį jie skirstomi į dvi grupes: lakiuosius ir nelakius. Lakiųjų metalų fazių virsmo temperatūra yra gana žema – lydymosi temperatūra yra mažesnė nei 1000 K, virimo temperatūra neviršija 1500 K. Šiai grupei priklauso šarminiai metalai (litis, natris, kalis ir kt.) ir šarminių žemių metalai (magnis, kalcis). ). Nelakiųjų metalų fazinio virsmo temperatūra yra daug aukštesnė. Lydymosi temperatūra, kaip taisyklė, yra didesnė nei 1000 K., o virimo temperatūra viršija 2500 K (1 lentelė).

Metalų degimo mechanizmą daugiausia lemia jų oksido būsena. Lakiųjų metalų lydymosi temperatūra yra daug žemesnė nei jų oksidų lydymosi temperatūra. Šiuo atveju pastarieji yra gana poringi dariniai.

Uždegimo šaltinį iškėlus ant metalo paviršiaus, jis išgaruoja ir oksiduojasi. Kai garų koncentracija lygi apatinei koncentracijos ribai, jie užsidega. Difuzinio degimo zona nustatoma šalia paviršiaus, didelė šilumos dalis perduodama metalui, jis įkaitinamas iki virimo temperatūros. Susidarę garai, laisvai sklindantys per porėtą oksido plėvelę, patenka į degimo zoną. Metalui virinant periodiškai sunaikinama oksido plėvelė, o tai sustiprina degimą. Degimo produktai (metalo oksidai) pasklinda ne tik į metalo paviršių, prisidedant prie oksidinės plutos susidarymo, bet ir į supančią erdvę, kur kondensuodami susidaro kietos dalelės baltų dūmų pavidalu. Baltų tankių dūmų susidarymas yra vizualus lakiųjų metalų degimo požymis.

1 lentelė

	Cheminis		Temperatūra tirpsta, K		Temperatūra verda, K
nepastovūs

Nelakiuose metaluose, kurių fazių virsmo temperatūra yra aukšta, degimo metu ant paviršiaus susidaro labai tanki oksido plėvelė, kuri gerai sukimba su metalo paviršiumi. Dėl to metalo garų difuzijos per plėvelę greitis smarkiai sumažėja, o didelės dalelės, tokios kaip aliuminis ir berilis, negali sudegti. Paprastai tokių metalų gaisrai kyla, kai jie yra drožlių, miltelių ir aerozolių pavidalu. Jų degimas vyksta nesudarant tankių dūmų. Tankios oksido plėvelės susidarymas ant metalo paviršiaus sukelia dalelių sprogimą. Šis reiškinys ypač dažnai pastebimas dalelei judant aukštos temperatūros oksiduojančioje terpėje, tai susiję su metalo garų kaupimu po oksido plėvele, o po to staigiu jos plyšimu. Tai, žinoma, smarkiai suaktyvina degimą.

Pagrindiniai jų degimo parametrai yra užsidegimo ir degimo laikas. Iš difuzinio degimo teorijos išplaukia, kad metalo dalelės degimo laikas t g yra proporcingas jos skersmens d o kvadratui. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad tikroji priklausomybė šiek tiek skiriasi nuo teorinės. Taigi aliuminio t g ~ d o 1,5÷1,8, magnio t g ~ d o 2,6, o titano t g ~ d o 1,59.

Didinant deguonies koncentraciją atmosferoje, suintensyvėja metalo degimas. Aliuminio dalelės, kurių skersmuo (53 ÷ 66) 10 -3 mm, atmosferoje, kurioje yra 23% deguonies, sudega per 12,7 10 -3 s, o oksidatoriaus koncentracijai padidėjus iki 60% - per 4,5 10 - 3 s.

Tačiau priešgaisriniams skaičiavimams didelį susidomėjimą kelia ne metalo dalelės degimo laikas, o liepsnos plitimo greitis metalo dalelių suspensijos tekėjimu oksidatoriuje. 2 lentelėje pateikti eksperimentiniai duomenys apie liepsnos plitimo greitį ir masės išdegimo greitį dalelių, kurių skersmuo mažesnis nei 10-2 mm, ir 3,10-2 mm aliuminio suspensijos ore esant skirtingiems oro pertekliaus santykiams.

2 lentelė

aliuminio koncentracija,	Oro pertekliaus santykis	Liepsnos plitimo greitis, m/s		Masės išdegimo greitis, kg/(m 2 s)
		d< 10-2 mm	d< 3 10 -2 mm	d< 10-2 mm	d< 3 10 -2 mm

2 lentelės duomenų analizė leidžia padaryti tokias išvadas.

1. Didėjant kuro dalelių dydžiui ore, mažėja liepsnos plitimo greitis.

2. Degiojo mišinio (metalo-oro) sudėčiai artėjant prie stechiometrinės (α=1), liepsnos sklidimo greitis didėja.

3. Metalo dalelių suspensijos ore degimo greitis yra tokios pat eilės su normaliu liepsnos plitimo greičiu stechiometriniais sočiųjų angliavandenilių mišiniais ore - 0,4 m/s (2 lentelė).

Metalų degimas galimas ne tik oksiduojančioje aplinkoje, bet ir organinių medžiagų degimo produktuose. Šiuo atveju degimas vyksta dėl egzoterminės reakcijos, kai vanduo redukuojamas į vandenilį, o anglies dioksidas virsta oksidu pagal reakciją:

2Al + 3H 2 0 \u003d Al 2 O 3 + ZH 2 + 1389,4 kJ / mol;

2Al + 3CO 2 \u003d Al 2 O 3 + 3CO + 1345,3 kJ / mol.

technikos mokslų kandidatas A. ŽIRNOVAS, pavaduotojas generalinis direktorius VIAM.

Mokslas ir gyvenimas // Iliustracijos

Mokslas ir gyvenimas // Iliustracijos

Aštuonių variklių milžinas ANT-20 („Maksimas Gorkis“), kaip ir daugelis XX amžiaus trečiojo dešimtmečio pradžios metalinių lėktuvų, buvo pastatytas iš gofruoto aliuminio.

Naudojant tradicinį D-16 lydinį, keleivinis lėktuvas Tu-154 pasirodė per sunkus.

Suvirintas lėktuvo MiG-29 korpusas pagamintas iš aliuminio-ličio lydinio 1420.

Masyvios ir labai svarbios modernių transporto ir keleivinių orlaivių OKB im. važiuoklės dalys. S. V. Ilyushin yra pagaminti iš titano lydinio VT-22. Nuotraukoje: IL-76.

Plienas ir aliuminis, titanas ir plastikai, klijai ir mediena, stiklas ir guma – be šių medžiagų negali skristi joks lėktuvas. Visi jie sukurti arba išbandyti VIAM

Kiekviena turbinos mentė reaktyvinis variklisįkūnytos pažangiausios metalurgijos technologijos. Vieno monokristalinio peiliuko kaina yra proporcinga brangiam keleivinis automobilis

Testavimo centras yra VIAM „mažoji mokslų akademija“. Ar metalo nuovargis grasina sunaikinti orlaivį? Kaip rasti paslėptus metalo defektus? Kokias savybes daro nauja medžiaga? Bandymų centro darbuotojai visa tai supranta.

Ginklų lenkimas kaip būdas išspręsti mokslinį ginčą, arba kaip N. S. Chruščiovas atskrido į Ameriką

- "Pasenusi" medžiaga nereiškia "sena"

Kaip nukirpti „kailinį“ „Buran“

Turbinos mentes nuo aukštos temperatūros apsaugo plazma

Kuo orlaivis tobulesnis, tuo daugiau jame nemetalinių medžiagų. Lėktuvai jau suprojektuoti, du trečdalius sudaro kompozicinės medžiagos ir plastikai

Ryte laborantė, vakare studentė. Ir visa tai – neišeinant iš gimtosios laboratorijos. Jeigu valstybė nerengia specialistų, juos tenka ruošti vietoje

Korozija yra bet kokio metalo priešas. Rūdija net nerūdijantis plienas. Kaip gydyti „Darbininkės ir kolūkio moters“ kūno opas?

Galite klijuoti bet ką. Viskas, ko jums reikia, yra tinkami klijai. Danguje skraido klijuoti lėktuvai, ir tai ne vaikiški modeliai, o dideli transportiniai lėktuvai.

Pirmieji mūsų aviacijos žingsniai yra susiję su užsienio lėktuvų pirkimu. Jie daugiausia buvo mediniai, fiuzeliažas ir sparnai buvo padengti audiniu. Žinoma, tokie „audiniai“ lėktuvai neatlaikė didelių greičio ir temperatūros apkrovų, reikėjo kitų medžiagų, pirmiausia metalo.

Idėja statyti lėktuvą iš aliuminio kilo Vokietijoje. Ten pasirodė pirmieji lydiniai, sukurti specialiai orlaiviams. Jie buvo vadinami Duraliuminiais. Panašus lydinys buvo sukurtas mūsų šalyje 20-ųjų viduryje. Jis gavo prekės ženklą D-1 - aliuminio lydinį su variu ir nedideliu kiekiu magnio.

1932 metais akademikas A. A. Bochvaras sukūrė aliuminio lydinių rekristalizavimo teoriją, kuri sudarė lengvųjų lydinių kūrimo pagrindą. Tuo metu šalyje buvo gamybos bazė: pirmoji aliuminio gamykla „Kolchugaluminy“ (esanti Kolchugino kaime, Vladimiro srityje) gamino lygius ir gofruotus techninio aliuminio lakštus – tai aliuminis su nedideliais mangano ir magnio priedais. . Toks aliuminis buvo pakankamai tvirtas, plastiškas, todėl buvo naudojamas orlaivių korpusams apdengti.

Tačiau medžiaga naujam greitam orlaiviui turėjo pasižymėti visai kitomis savybėmis. Ir po kurio laiko VIAM aliuminio lydinių laboratorijoje (sukurtoje kartu su instituto atidarymu 1932 m.) buvo sukurtas lydinys D-16, kuris buvo naudojamas orlaivių konstrukcijoje beveik iki devintojo dešimtmečio vidurio. Tai aliuminio lydinys, kuriame yra 4-4,5% vario, apie 1,5% magnio ir 0,6% mangano. Iš jo buvo galima pagaminti beveik bet kokias orlaivio dalis: odą, galios komplektą, sparną.

Tačiau skrydžių greitis ir aukštis augo. Reikėjo didelio stiprumo lydinių. Šeštojo dešimtmečio viduryje akademikas I. N. Fridlyanderis, vadovavęs aliuminio lydinių laboratorijai, kartu su kolegomis V. A. Livanovu ir E. I. Kutaytseva sukūrė didelio stiprumo lydinių legiravimo teoriją. Cinko ir magnio įvedimas į aliuminio-vario sistemą leido smarkiai padidinti medžiagos stiprumą. Taip atsirado V-95 lydinys, kurio stiprumas yra 550–580 MPa (~ 5500–5800 kgf / cm 2) ir tuo pačiu metu pasižymintis geru lankstumu. Jis turėjo vieną trūkumą: nepakankamą atsparumą korozijai, tačiau jį pašalino dviejų etapų dirbtinis senėjimas.

Naujasis lydinys nebuvo iš karto pripažintas lėktuvų gamintojų. Tuo metu A. N. Tupolevas sukūrė naują keleivinį lainerį Tu-154. Projektas niekaip netilpo į nurodytas svorio charakteristikas, o tada generalinis dizaineris jis pats paskambino Friedlanderiui, prašydamas pagalbos, kuriam, žinoma, pasiūlė panaudoti naują lydinį. Naujo automobilio projektas buvo perdirbtas. Lydinys B-95 atsidūrė viršutiniame sparno paviršiuje, iš jo buvo pagamintos lipdomos plokštės ir stringai, gerokai sumažinę orlaivio svorį. Panašūs tyrimai lygiagrečiai vyko ir JAV. Ten pasirodė 7000 serijos lydiniai, ypač lydinys 7075 yra pilnas mūsų lydinio analogas.

Apkrovos, kurias patiria orlaivio sparnas, yra nevienodos. Jei sparno viršus daugiausia veikia suspaudus, tai apatinė dalis veikia įtempiant. Todėl jis vis dar buvo pagamintas iš D-16 duraliuminio, kuris turi aukštesnį lankstumą ir nuovargio slenkstį. Tačiau net ir šis lydinys buvo rimtai modifikuotas, padidinus priemaišų grynumą liejant luitus. Technologiniai patobulinimai buvo tokie reikšmingi, kad iš tikrųjų atsirado nauja medžiaga - lydinys 1163, kuris šiuo metu sėkmingai naudojamas apatiniuose sparnų apvalkaluose ir visame korpuse.

Orlaivių eksploatavimo trukmės ilginimas visada buvo ir išlieka svarbiausias uždavinys. Dar didesnį medžiagų patikimumą ir ilgaamžiškumą galima pasiekti pakeitus metalo struktūrą – „šlifuojant grūdelį“. Tam į lydinius buvo įvesta nedideli cirkonio kiekiai (iki 0,1%). Metalo grūdelių dydis tikrai smarkiai sumažėjo, ištekliai padidėjo. Tuo pačiu metu buvo sukurti specialūs kalimo lydiniai, skirti svarbiausioms, laikančioms įdėklų konstrukcijoms. Taip buvo sukurtas 1933 metų lydinys, pranašesnis už savo parametrus užsienio analogai. Iš jo pagamintos maitinimo komplekto dalys ir rėmeliai. Europos lėktuvų gamintojo „Airbus“ ekspertai išbandė naują medžiagą ir nusprendė ją panaudoti savo A-318 ir A-319 serijų lėktuvuose.

Deja, labai naudingo bendradarbiavimo procesas buvo sustabdytas. Priežastis ta, kad dviejų pagrindinių Rusijos aliuminio gaminių gamintojų – Samaros ir Belokalitvenskio metalurgijos gamyklų – akcijas išpirko amerikiečių bendrovė ALKO. Nemaža dalis įmonės įrangos išmontuota, technologinė grandinė nutrūkusi, kvalifikuotas personalas išblaškytas, gamyba faktiškai nutraukta. Dabar šios įmonės gamina daugiausia foliją, kuri naudojama maisto skardinių ir pakuočių gamybai ...

Ir nors šiuo metu, per Rusijos valdžia tarp įmonės „ALCOA-RUS“ (dabar taip vadinasi), VIAM ir aviacijos projektavimo biurų buvo susitarta dėl mūsų aviacijos pramonei taip reikalingų medžiagų gamybos atnaujinimo, atsigavimo procesas vyksta itin lėtai ir skausmingai.

VIAM tapo mažo tankio lydinių serijos protėviu. Tai visiškai nauja medžiagų, kurių sudėtyje yra ličio, klasė. Pirmąjį tokį lydinį akademikas I. N. Fridlyanderis su savo mokiniais sukūrė dar šeštajame dešimtmetyje – ketvirtadaliu amžiaus anksčiau nei bet kur kitur pasaulyje. Tačiau jo praktinis panaudojimas iš pradžių buvo ribotas: tokiam aktyviam elementui kaip litis reikalauja specialių lydymosi sąlygų. Pirmasis pramoninis aliuminio ir ličio lydinys (jo klasė 1420) buvo sukurtas aliuminio ir magnio sistemos pagrindu, pridedant 2% ličio. Jis buvo naudojamas A. S. Jakovlevo projektavimo biure statant vertikalaus kilimo orlaivius, skirtus vežėjo aviacijai - būtent tokioms konstrukcijoms svorio taupymas yra ypač svarbus. „Yak-38“ vis dar eksploatuojamas, o dėl lydinio priekaištų nėra. Be to. Paaiškėjo, kad iš šio lydinio pagamintos dalys turi padidintą atsparumą korozijai, nors patys aliuminio-magnio lydiniai yra mažai jautrūs korozijai.

Lydinys 1420 gali būti suvirintas. Ši savybė buvo panaudota kuriant lėktuvą MiG-29M. Svorio padidėjimas statant pirmuosius orlaivio prototipus dėl sumažėjusio lydinio tankio ir daugybės varžtų ir kniedytų jungčių atmetimo siekė 24%!

Šiuo metu „Airbus“ specialistai labai domisi šio lydinio modifikacija – lydiniu 1424. Gamykloje Koblenco mieste (Vokietija) iš lydinio buvo išvynioti platūs 8 m ilgio lakštai, iš kurių buvo pagaminti pilno dydžio fiuzeliažo konstrukciniai elementai. Standikliai iš tos pačios medžiagos buvo suvirinti lazeriniu suvirinimu, o elementai sujungti frikciniu suvirinimu, po to išsiųsti gyvavimo bandymams į Prancūziją. Nepaisant to, kad kai kurios dalys buvo tyčia sugadintos (norint įvertinti eksploatacines savybes ekstremalioje situacijoje), po 70 tūkstančių apkrovos ciklų konstrukcija visiškai išlaikė savo eksploatacines savybes.

Kitas lydinys su ličiu, sukurtas VIAM, yra 1441. Pagrindinis jo bruožas yra tai, kad iš jo galima gaminti 0,3 mm storio ritininius lakštus, išlaikant aukštas stiprumo savybes. Beriev dizaino biuras naudojo lydinį savo hidroplano Be-103 odai gaminti. Šį nedidelį – tik keturiems žmonėms – automobilį, kurio dangos storis 0,5–0,7 mm, gamina gamykla Komsomolske prie Amūro. Jo svoris yra 10% mažesnis nei panašių modelių tradicinės medžiagos. Tokių lėktuvų partiją amerikiečiai jau nupirko.

Neseniai pasirodžiusiai naujai medžiagų klasei sukurti reikalingi ploni, bet tvirti valcuoti gaminiai – sluoksniuotos aliuminio-stiklo plastikos, kurios Rusijoje vadinamos „sial“, o užsienyje – „glare“. Medžiaga yra daugiasluoksnė struktūra: kintami aliuminio ir stiklo pluošto sluoksniai. Jis turi daug privalumų, palyginti su monolitiniais. Pirma, stiklo pluoštas gali būti sutvirtintas dirbtiniais pluoštais, padidinant stiprumą trečdaliu. Tačiau pagrindinis privalumas yra tas, kad jei konstrukcijoje atsiranda įtrūkimas, jis auga lėčiau nei monolitinėse medžiagose. Tuo sialai, arba glairai, pirmiausia domisi orlaivių gamintojais. Pirmą kartą iš tokios medžiagos „Airbus A-380“ korpuso viršutinė dalis buvo pagaminta pačiose kritiškiausiose vietose – prieš sparną ir už sparno. Gyvenimo bandymai parodė, kad įtrūkimas tokioje medžiagoje praktiškai neauga veikiant darbo apkrovoms. Todėl glares gali būti naudojami kaip kamščiai, kad būtų išvengta įtrūkimų atsiradimo įdėklų pavidalu viršutiniuose fiuzeliažo apvalkaluose, kur reikalingas ypač didelis patikimumas ir ilgas tarnavimo laikas.

Titanas, kaip ir aliuminis, taip pat turi teisę vadintis dangiškuoju ar sparnuotu. Titano lydinių laboratorija institute buvo įkurta 1951 m. Jos įkūrėjas profesorius S. G. Glazunovas išrado titano liejimo gamyklą ir, tiesą sakant, sukūrė pirmąjį titano lydinį. Antroji tokia instaliacija buvo pastatyta su VIAM pagalba Visasąjunginiame lengvųjų lydinių institute (VILS), o tada kartu įgyvendinome sukurtą technologiniai procesai Verchnyaya Salda metalurgijos gamykloje, kuri dabar yra pagrindinė titano gaminių gamintoja šalyje. Sovietmečiu gamykla pagamino daugiau nei 100 tūkstančių tonų tokios produkcijos. Po SSRS žlugimo gamyba sumažėjo kelis kartus. Naujasis gamyklos direktorius V. V. Tyutyuhinas turėjo dėti daug pastangų, kad situacija ištaisytų. Staigiai sumažėjus gamybai, gamykla pradėjo kilti. Dabar titano gaminių produkcija siekia 25 tūkst. tonų per metus. Didžioji jo dalis (apie 80 %) tiekiama į užsienį pagal pirmaujančių orlaivių gamybos koncernų užsakymus. Ryšium su orlaivių pramonės atgimimu Rusijoje, iškilo skubus poreikis sukurti alternatyvią gamybą. Milžinui, pavyzdžiui, gamyklai, nepelninga gaminti mažas produktų partijas. Rusijos lėktuvų gamintojų užsakymai vis dar nedideli – 3-5 tonos, o gamybos ciklas labai ilgas ir siekia iki metų. Tokia produkcija gali būti sukurta VIAM, VILS ir Stupino metalurgijos gamyklos pagrindu, kur iš tikrųjų apdorojami iš Verkhnyaya Salda gauti luitai.

VIAM buvo sukurta daugiau nei penkiasdešimt įvairiems tikslams skirtų titano lydinių, iš kurių apie trisdešimt šiandien yra naudojami serijiniu būdu. Dabar titano lydinių dalis orlaivyje, priklausomai nuo jo tipo ir paskirties, svyruoja nuo 4 iki 10-12%. Didelio stiprumo titano lydiniai, tokie kaip VT-22, buvo naudojami daugiau nei ketvirtį amžiaus gaminant suvirintas Il-76 ir Il-86 važiuokles. Šios sudėtingos, masyvios dalys Vakaruose pradedamos gaminti iš titano tik dabar. Raketų technologijoje titano dalis yra daug didesnė - iki 30%.

VIAM sukurti aukštųjų technologijų lydiniai VT-32 ir VT-35 atkaitinti yra labai plastiški. Iš jų galima suformuoti sudėtingas dalis, kurios po dirbtinio sendinimo įgauna itin didelį tvirtumą. Kai aštuntojo dešimtmečio pradžioje Tupolevo projektavimo biure buvo kuriamas strateginis bombonešis Tu-160, Maskvos Opyt gamykloje buvo pastatytas specialus cechas, skirtas titano centrinės dalies dalių gamybai. Šie lėktuvai vis dar skraido, tačiau Rusijoje liko tik viena jų eskadrilė.

Šiandien VIAM susiduria su užduotimi sukurti titano lydinius, kurie patikimai veiktų 700-750 o C temperatūroje. Deja, visos metalurginės galimybės, panaudotos kuriant tradicinius lydinius, jau įgyvendintos. Reikia naujų požiūrių. Šia kryptimi laboratorijoje atliekami tyrimai, siekiant sukurti vadinamuosius intermetalinius junginius titano – aliuminio pagrindu.

Aliuminio-berilio lydiniai (jie vadinami ABM) mūsų įmonėje buvo tiriami ir kuriami 27 metus. Pirmąjį tokį lydinį panaudojusį lėktuvą pastatė dizaineris P. V. Tsybinas.

ABM lydiniai nuo kitų aliuminio lydinių skiriasi didesniu atsparumu nuovargiui ir unikalia akustine ištverme. Dabar jie rado pritaikymą suvirintose konstrukcijose. erdvėlaivis, įskaitant žinomų tarpplanetinių stočių „VENERA“ seriją.

Įdomus ir pats berilis, kurio tamprumo modulis yra 30-40% didesnis nei didelio stiprio plieno, o šiluminio plėtimosi koeficientai artimi, todėl jį buvo galima panaudoti giroskopuose.

VIAM sukūrė plonos vakuumui nepralaidžios folijos ir iš jos diskų bei plokščių gamybos technologiją. Sukurta tokios folijos litavimo su kitomis konstrukcinėmis medžiagomis technologija, ir masinė produkcija vienetų rentgeno aparatų tiek Rusijos įmonėms, tiek užsienio įmonėms.

Kitas mūsų filialas buvo organizuotas Volgos regione devintojo dešimtmečio pradžioje, Uljanovske kuriant didžiausią aviacijos gamyklą, kurioje buvo gaminami aviacijos milžinai - Ruslanai ir Mrijai. Šių orlaivių technologiniam palaikymui buvo sukurta speciali laboratorija.

Viena iš jos užduočių – kompozitinių medžiagų įvedimas į orlaivių pramonę. Tai artimiausia orlaivių statybos ateitis. Pavyzdžiui, po dvejų metų gamybai ruošiamas Boeing 787 bus sudarytas iš 55-60% kompozitinių medžiagų. Visas lėktuvo korpusas: fiuzeliažas, sparnas, plunksna – pagamintas iš kompozitinių medžiagų – anglies pluošto. Aliuminio dalis bus sumažinta iki 15%. CFRP yra itin patraukli medžiaga orlaivių statytojams. Jie turi didelį specifinį stiprumą, mažą svorį ir gana tinkamas išteklių savybes. Sunaikinimo grėsmė dėl įtrūkimų susidarymo sumažėja eilėmis. Nors, žinoma, dėl šių medžiagų yra nemažai problemų, kurios dar nėra išspręstos. Pavyzdžiui, buvo nustatyta, kad korozija išsivysto anglies pluošto ir aliuminio sąlyčio taške dėl galvaninės poros atsiradimo. Todėl tokiose vietose aliuminį tekdavo pakeisti titanu.

Kai buvo sukurtas Uljanovsko filialas, kompozitinių medžiagų dalis kuriant vidaus orlaivius nebuvo labai didelė. Nepaisant to, pamažu pradėjome mokyti technologų, darbininkų darbo... Tada jie atėjo sunkūs laikai, visas augalas buvo ant uždarymo ribos, bet šaka išliko. Pamažu gamyba buvo atkurta, ir nors ji vis dar pusiau apleista, yra keli užsakymai Tu-204, yra užsakymų iš Vokietijos Ruslanų gamybai. Taigi, mūsų laboratorijai yra veiklos laukas.

Antroji Uljanovsko filialo darbų kryptis – specialios, erozijai ir korozijai atsparios dangos.

Metalo organiniams skysčiams skaidant vakuume, ant paviršių susidaro chromo ir chromo karbidų dangos. Reguliuojant procesą galima gauti dangas, kuriose yra bet koks šių komponentų santykis – nuo ​​gryno chromo iki grynų karbidų. Chromo dangos kietumas 900-1000 MPa, karbidinės dangos kietumas dvigubai didesnis – apie 2000 MPa. Tačiau kuo didesnis kietumas, tuo didesnis trapumas. Tarp šių kraštutinumų ir kiekvienu konkrečiu atveju raskite norimą.

Nanotechnologijos suteikia dar vieną būdą pasiekti norimų rezultatų. Karbidų ir metalų oksidų nanodalelės, kurių dydis yra nuo 50 iki 200 nm, įterpiamos į galvanines vonias, kuriose yra chromo. Proceso akcentas yra tas, kad pačios šios dalelės nėra įtrauktos į dangos sudėtį. Jie tik sustiprina nusėdusio komponento veiklą, sukuria papildomi centrai kristalizacija, dėl kurios danga yra tankesnė, atsparesnė korozijai, pasižymi geresnėmis antierozinėmis savybėmis.

Ir pabaigai apie dar vieną unikalią instituto savybę: SSRS buvo gera sistema, kuri patikimai garantavo galutinio įmonės produkto kokybę. VIAM ši sistema buvo išsaugota iki šių dienų. Jei projektavimo biuras ar privati ​​įmonė perka gaminį, jie mieliau pateikia jį VIAM išbandyti prieš naudojimą. Mumis vis dar pasitikima.

Žiūrėkite kambaryje ta pačia tema

Iki šiol buvo kalbama apie metalus, kurie „dirba“ daugiausia Žemėje. Daugiausia apie juoduosius metalus. Tai natūralu: geležis, plienas ir ketus padėjo žmonėms sukurti modernią civilizaciją. Iki mūsų amžiaus pradžios geležis ir jos lydiniai vaidino pagrindinį vaidmenį pramonėje. Šis vaidmuo neprarastas ir dabar, tačiau XX amžiuje vis didesnę reikšmę pradeda įgyti kiti metalai – spalvotieji. Vėlgi, varis tapo labai vertingas ir reikalingas. Senovinių bronzinių įrankių metalas pasirodė nepamainomas elektrotechnikai. Transformatorių ir elektros generatorių, elektros linijų, automobilių ir pastatų elektros instaliacijos apvijos pagamintos iš vario. Tada išryškėjo kiti metalai, kurie padėjo žmogui pirmiausia užkariauti orą, o paskui ir beorę erdvę.

Pirmosios plokštumos turėjo medinį rėmą, aptrauktą audiniu. Jie buvo pašaipiai vadinami „skraidančiais kąsneliais“. Tačiau ši lengva konstrukcija visiškai atitiko savo paskirtį, jei skrydžio greitis neviršijo 150 kilometrų per valandą. Tada greičiai padidėjo – ir lėktuvai ėmė skilti ore. Sparnai ir stulpeliai lūžo, fiuzeliažai subyrėjo... Paaiškėjo, kad medinį karkasą reikia utilizuoti. Kas gali pakeisti medį ir audinį? Reikalinga medžiaga buvo daug tvirtesnė, bet tokia pat lengva. Juk visa aviacijos istorija iš tikrųjų yra kova su svoriu. Kuo orlaivis lengvesnis, tuo greičiau jis skris, tuo daugiau naudingos apkrovos gali pasiimti.

Pirmasis skraidantis metalas buvo aliuminis – labiausiai paplitęs metalas žemės plutoje. Jo atsargos praktiškai neišsenkančios. Aliuminis yra geras šilumos ir elektros laidininkas, antras po sidabro, vario ir aukso. Tačiau pagal specifinė gravitacija jis daug lengvesnis už šiuos metalus.

Aliuminis tiktų visiems, tik bėda – jis trapus, minkštas. Negalite iš to padaryti lėktuvų. Ir apskritai nieko negalima padaryti, išskyrus indus. Todėl jo naudojimas buvo labai ribotas. O kai jis buvo ką tik atrastas ir pradėtas gauti laboratorinėmis sąlygomis, jie visiškai nežinojo, kam šis metalas gali būti panaudotas.

Prisimenu, skaičiau senoje knygoje apie netikėtą pritaikymą aliuminiui, kurį Rusijos caras rado. Grenadierių būriui, kuris turėjo dalyvauti Paryžiaus iškilmėse, jie pagamino aliuminio šalmus. Furoras buvo nepaprastas. Paryžiečiai aiktelėjo galvodami, koks turtingas buvo Rusijos caras, jei gamino šalmus... iš sidabro (tuo metu plačioji visuomenė apie aliuminį beveik nežinojo). Paryžiečiai klydo: aliuminio šalmai tada buvo daug brangesni nei sidabriniai. Deja, niekur neradau šio fakto patvirtinimo, todėl cituoju tai kaip pusiau legendą.

Bet grįžkime prie lėktuvo. Jei iš gryno aliuminio jų pagaminti neįmanoma, tai gal iš jo lydinių? Geležies ir plieno pavyzdžiu žinome, kad lydiniai gali būti dešimtis kartų stipresni už pagrindinius juos sudarančius metalus. Ar galima sukurti tvirtus ir lengvus lydinius iš aliuminio?

Daugelis mokslininkų dirbo su šia problema. Jie čiupinėjo savo kelią, vieną po kito išbandydami visas tuo metu žinomas medžiagas. Vokiečių tyrinėtojas Alfredas Vilmas pirmasis suklupo teisingą sprendimą. Po šimtų eksperimentų jis nustatė, kad varis ir magnis, tam tikromis proporcijomis įvedami į aliuminį, padidina jo stiprumą nuo trijų iki penkių kartų. Tai nėra tiek daug, kiek norėtume, bet tai suteikia vilčių tolimesnei sėkmei. Ar įmanoma gautus lydinius grūdinti, kad jie būtų dar stipresni? Tiesa, paplitusi nuomonė, kad iš visų metalų grūdintis gali tik plienas, o tam tikromis sąlygomis – varis ir bronza, tačiau kodėl reikia tikėti populiaria nuomone?

Wilm pakaitino lydinį iki 500 laipsnių ir nuleido į vandenį. Taip, matavimai parodė, kad sukietėjęs lydinys yra stipresnis nei nesukietėjęs. Bet kiek? Keista, bet prietaisas kiekvieną kartą rodė naują vertę. Įrenginys sugedęs, nusprendė mokslininkas ir atidavė jį patikrinti. Po kelių dienų, gavęs kruopščiai sukalibruotą prietaisą, Vilmas pakartojo matavimus. Lydinio stiprumas padvigubėjo.

Ir tada mokslininkas suprato: stiprumas padidėja po poveikio. Wilmas ploną dalį padėjo po mikroskopu ir visos abejonės buvo išsklaidytos: po poveikio lydinys įgavo smulkiagrūdę struktūrą.

Stebėtis buvo kuo: juk apie grūdinimąsi, regis, jau viskas buvo žinoma. Nuo Homero laikų žmonės grūdino metalo gaminius, kad suteiktų jėgų. Ir vis dėlto gamta pademonstravo naują, nežinomą metalų savybę: dalis jų sukietėja ne kietėjimo metu, o po jo.

Taigi, technologija buvo nustatyta: lydinys buvo gesinamas ir laikomas nuo penkių iki septynių dienų. Apskritai stiprumas, palyginti su grynu aliuminiu, padidėja maždaug dešimt kartų. Jūs galite gaminti lėktuvus!

Wilmas pardavė savo patentą vienai Vokietijos kompanijai, kuri pradėjo gaminti lydinį, pavadindama jį „duraliuminiu“, o tai reiškia tvirtą aliuminį. Pas mus šis pavadinimas buvo paverstas duraliuminiu, arba, tiesiog, duraliuminiu.

Lakieji junginiai yra tie, kurie gali išgaruoti ir kondensuotis nekeičiant savo sudėties esant vidutinei (žemesnei nei 700–800 K) temperatūrai. Nepastovumo požymiai: medžiagos sublimacijos (sublimacijos) galimybė; molekulinių junginių arba suskaidytų metalų turinčių jonų masių spektre.

Lakiųjų metalų junginius galima suskirstyti į kelias klases:

1) kompleksai su monodantiniais donorais ligandais (halogenidais);

• 2) borohidridai;
• 3) chelatai (N-diketonatai ir jų dariniai, dialkilditiokarbamatai, kompleksai su makrocikliniais ligandais);
• 4) bevandeniai nitratai, perchloratai;

5) kompleksai su r-akceptoriaus tipo ligandais (ciklopentadienilo kompleksai);

6) mišrūs ligandų kompleksai. Čia DPM yra dipivaloilmetanas; HFA – heksafluoracetonas; TTA – tenoiltrifluoracetonas; TBP yra tributilo fosfatas.

Galima pastebėti, kad molekulinės struktūros junginiai, turintys aiškiai išreikštą kovalentinį cheminio ryšio pobūdį ir formaliai nulinę metalo oksidacijos būseną, arba, pavyzdžiui, daugiavalenčių metalų junginiai, esantys aukščiausios oksidacijos būsenos, kuriuose centrinis metalas jonai yra visiškai ekranuoti, turi didžiausią nepastovumą. Didžiausia lakiųjų junginių įvairovė pasižymi d- ir p-elementais, mažiausia - sunkieji šarminiai ir šarminių žemių metalai. Taigi konkretaus junginio lakumo savybės yra glaudžiai susijusios su jo chemine struktūra. Lakieji kompleksiniai junginiai naudojami dujų chromatografijoje, masės spektrometrinėje analizėje, atskyrimui ir koncentravimui sublimacijos būdu.

Kompleksų tirpumas.

Medžiagų tirpumą lemia kristalinės gardelės susidarymo ir solvatacijos laisvųjų energijų santykis. Ir ta, ir kita energija priklauso nuo medžiagos struktūros ir tirpiklio pobūdžio. Taigi labai poliniuose tirpikliuose (vandenyje) kompleksų tirpumas paprastai mažėja tokia tvarka: įkrauti » neįkrauti hidrofiliniai > neįkrauti hidrofobiniai kompleksai. Organinių nepolinių tirpiklių tirpumo eilutė yra priešinga.

Įkrautų kompleksų (įskaitant jonų junginius) tirpumas vandenyje paprastai didėja didėjant jono krūviui, pvz.

mažėja, kai jo dydis didėja:

Neįkrautų kompleksų tirpumas labai priklauso nuo hidrofilinių ir hidrofobinių fragmentų santykio. Taigi tarp chelatų tirpumas vandenyje, kaip taisyklė, yra mažesnis koordinatyviai sočiųjų junginių, ty tų, kuriuose visos centrinio atomo koordinavimo vietos yra užimtos kompleksono. Pavyzdžiui, tarp Ni(II), Fe(II), Сu(II), Co(II) kompleksų su dimetilglioksimu (), kurių sudėtis М:L = 1:2, nikelio(II) dimetilglioksimato tirpumas vandenyje yra žymiai mažesnis nei kitų. Priežastis ta, kad nikelis su šiuo reagentu sudaro koordinatyviai prisotintą plokštuminį kvadratinį kompleksą, kurio CN = 4 kompozicijos, o Fe (II), Cu (II), Co (II) yra koordinatyviai nesotieji oktaedriniai kompleksai. Tačiau jei organinė ligando dalis yra pakankamai didelė, hidrofobinė ir gali blokuoti hidrofilines grupes, tai koordinatyviai nesotieji kompleksai gali labai mažai tirpti vandenyje. Pavyzdžiui, daugumos koordinatyviai nesočiųjų kompozicijos dvigubai įkrautų jonų hidrofobinių 8-hidroksichinolinatų tirpumas vandenyje yra mažesnis nei koordinatyviai prisotinto, bet hidrofilinio Cu(II) komplekso su aminoacto rūgštimi:

Analitinėje chemijoje plačiai naudojamas sunkiųjų hidrofobinių pakaitų (svorio efektas) įvedimas į chelatą arba jonų asocijuotą molekulę. Taigi, naudojant sunkiuosius organinius katijonus, galima nusodinti net gana paprastus neorganinius kompleksus joninių junginių pavidalu. Pavyzdžiui, iš praskiestų tirpalų naftochinolino katijonas kiekybiškai nusodina kompleksą. Tačiau reikia turėti omenyje, kad pakaitų – net ir hidrofobinių – įvedimas arti chelatą sudarančių grupių donorų atomų gali sukelti sterinių kliūčių kompleksavimo metu ir sukelti nepageidaujamą rezultatą. Taigi dėl metilo grupės sukeltos sterinės kliūties tik dvi 2-metil-8-hidroksichinolino (HL) molekulės gali prisijungti prie Al(III) jono. Dėl to susidaro kompozicijos kompleksas, kuris yra įkrautas ir gerai tirpsta vandenyje.

Neįprasta gamyba buvo sukurta buvusios Lomovskio kasyklos vietoje, netoli Kirovgrado. Čia buvę vietos milžino vario lydyklos specialistai organizavo įvairių gaminių iš aliuminio lydinių gamybą. Tiksliau – iš kompozitinių medžiagų.

Jau du dešimtmečius Lomovkoje vario rūda nebuvo kasama. Tačiau tai vienintelis iš viso buvusių Kirovgrado vario lydyklos žaliavų šaltinių vainiko, kuriam pasisekė ir toliau naudingai gyvuoti. Tiesa, visiškai naujos kokybės. Žinoma, kažkaip buvusių savininkų palaidotos, sieros rūgšties upeliais trykštančios kasyklos ir darbai savo buvimu niekam nebetrukdo. Tačiau dalis antžeminių pastatų yra Composite Materials LLC nuosavybė. Rekonstruoti jie yra šios neįprastos gamybos įmonės pramoninė aikštelė.

Čia, mūsų gamybinėse ir saugyklose, žurnalisto koja dar neįkėlęs kojos“, – juokauja įmonės direktorius Levas Černy, kurį akivaizdžiai prajuokina mūsų nuostaba: tu pučia į kurčią metalinį mėgintuvėlį, bet atrodo. kad tai vamzdelis su skylute kitame gale. Žinoma, skylės nėra, bet oras ... išeina per metalo poras.

Šioje įmonėje iš liejimo gaminama speciali medžiaga - akytasis aliuminis. Taip pat iš jo gaminami filtrai ir duslintuvai, kurie naudojami naftos ir dujų gavybos bei chemijos įrangoje, automobilių, aviacijos ir geležinkelių įrangoje, bendruosiuose ir specialiuose inžineriniuose gaminiuose. Lomov duslintuvai sėkmingai veikia stabdžių sistemose sunkvežimiai ir autobusai. Unikalius „naujosios“ Lomovkos gaminius žino ir perka daugiau nei du šimtai vietinių ir užsienio mašinų gamybos įmonių. Tarp organizacijų, valdančių gaminius iš akytos aliuminio, yra Sibneft OJSC, Kurgankhimmash OJSC, Transpnevmatika OJSC, RAAZ AMO ZIL OJSC, Salavatgidromash OJSC, Pnevmatika OJSC ir kt. Rusijos įmonės, taip pat įmonės iš Baltarusijos ir Kazachstano, Baltijos respublikų ir Vokietijos, Šveicarijos ir JAV ...

Aliuminis vadinamas „lakiu metalu“. Šia prasme akytas aliuminis yra dvigubai „lakus“. Beveik nieko nesveria. Pasiimi ruošinį, ir jis tarsi iš putplasčio. Bet svarbiausia – rinka yra paklausi. Kaip sakoma, skrisk! Taigi šia prasme metafora yra daug tinkamesnė.

Dalyvavome daugelyje specializuotų parodų, aplankėme didžiausią tarptautinę specializuotą parodą „Lietimas ir suvirinimas“ Hanoveryje. Taigi niekur, įskaitant Hanoverį, nematėme nieko panašaus į mūsų gaminius“, – sako Levas Cherny. Bendrovė „Composite Materials“ buvo įkurta dalyvaujant Uralo politechnikos instituto specialistams lygiai prieš dvidešimt metų, perestroikos 80-ųjų ir praėjusio amžiaus „nerimą keliančių“ 90-ųjų sandūroje. Tačiau niekas tada nežinojo, koks bus kitas dešimtmetis ir koks sunkus bus kelias į svajonę apie „savo verslą“. Pagautas drąsios idėjos organizuoti verslą, skirtą precedento neturinčios medžiagos – nebrangaus vielos, metalo keramikos ir tinklinių medžiagų analogo – gamybai, Levas Černy paliko Kirovgrado kombinato metalurgijos cecho vadovo postą. Metalurgas pagal išsilavinimą, pašaukimą ir paveldėjimą iš savo tėvo, kuris visą gyvenimą po karo dirbo metodinių krosnių šildytuvu besisukantis malūnas NTMK, Černis ėmėsi verslo, išsinuomodamas nedidelį kambarį Lomovkoje.

Iš pradžių tai buvo tyrimų ir gamybos centras, skirtas akytojo aliuminio liejimo technologijos kūrimui, kurį pasiūlė mano buvęs kurso draugas, USTU-UPI profesorius, technikos mokslų daktaras Jevgenijus Furmanas“, – sako Levas Emelyanovičius. – Kai Lomovskio kasykla nustojo veikti, galėjome įsigyti pastatų, rasti ir sumontuoti unikalias japoniškas ir čekiškas mašinas, kad pirmą kartą pasaulinėje praktikoje savo technologiją diegtume pramoniniu mastu. Vykdome tikrai unikalius liejyklos darbus, aktyviai bendradarbiaujame su pasauliniais pneumatikos gamintojais triukšmo slopinimo klausimais.

Mažas, keturios dešimtys žmonių, darbo kolektyvas, iš kurių daugiau nei ketvirtadalis yra inžinerinį išsilavinimą turintys žmonės, gamina įvairių skysčių ir dujų filtravimo medžiagas ir filtrus, taip pat efektyvius duslintuvus bet kurioms pramoninėms pneumatinėms sistemoms naudojant originalią technologiją. Šiandien Lomovka iš šios unikalios laidžios medžiagos gamina daugiau nei 320 standartinių dydžių gaminių.

Kitas įmonės, nepabijojusios įsikurti „nuo civilizacijos“, plėtros žingsnis buvo elektros lanko staklių, skirtų metalo pjovimui, sukūrimas ir masinės gamybos pradžia. Tada – reverberacinių ir tiglių krosnių gamyba originalus dizainas. O ateityje... Vis dėlto neskubėkime rytojaus, nes dabar turime planuoti atsargiai.

Išeinantys metai, nors įmonei buvo jubiliejiniai, pragyveno ne taip lengvai: krizės bangos atėjo ir čia. Automobilių pramonė „nukrito“ – ir tai iškart paveikė užsakymų skaičių. Kažkuriuo metu net teko trumpinti darbo savaitę ir apie tris mėnesius dirbti „sutrumpintu“ grafiku. Bet į Naujieji metai kolektyvas įeina įprastu gyvenimo ritmu. Tiksliau – įeina. Reikšmingas prisilietimas: pirmaisiais įmonės gyvavimo metais darbuotojai į Lomovką buvo vežami specialiu autobusu. Vėliau jo poreikis dingo: žmonės pradėjo dirbti nuosavų automobiliųįgytas už sąžiningą atlyginimą. Teisingai: į darbą – ne mieste. Ten, kur toks skaidrus miško oras, kur lediniu vandeniu teka kalnų upė, skonis toks, kad neprisigersi.

Viena nelaimė, sunkios žaizdos žemėje – negražūs žmogaus neatsakingumo požymiai, su kuriais buvę Lomovskio kasyklos savininkai elgėsi su savo teisėtomis melioracijos pareigomis. Vienu metu, apleidęs kasyklas, ir ne tik Lomovkoje, Kirovgrado vario lydymo milžinas visiškai pamiršo, kad, kaip sakoma, reikia sutvarkyti planetą. Keistas kraštovaizdis su kasyklų darbo pėdsakais ir ryškiomis griūties zonomis kartais labai glumina verslo svečius – nerezidentų ir užsienio verslo atstovus, besidominčius „naujosios“ Lomovkos produkcija.

Neatsitiktinai, galvodama apie gamybos plėtrą ir vertos rinkodaros įkūrimą, Kompozitinių medžiagų įmonės vadovybė bando „prasibrauti“ iki aplinkosaugininkų ir teisininkų. Nori nenori, bet buvusios kasyklos teritorija turi būti sutvarkyta. Nes neverta taip nerūpestingai elgtis su gimtuoju kraštu, ant kurio tiek daug nuveikti rankomis ir protinga galva.

Beje, Černojaus inžinieriai šiuo metu dirba kurdami unikalią bandomąją dumblo ir kasyklų nuotekų perdirbimo gamyklą, kuri kelia nenumaldomą grėsmę Kirovgrado srities ekologinei gerovei. Nepavyko rasti investuotojų, kurie įgyvendintų pasiteisinusią sorbcijos technologiją variui, cinkui ir retiesiems metalams išgauti iš dumblo tvenkinių ir sąvartynų. Pateiktas verslo planas gamybai per metus buvo išnagrinėtas regiono valdžios sukurtoje investicijų struktūroje, tačiau buvo atmestas. Ir vis dėlto Černis šios idėjos neatsisakė. Darbai dumblo valymo įrenginiuose prasidėjo – be skolintų pinigų, dėl entuziazmo. Laimei, naujieji „Lomovkos“ savininkai su šia sostine problemų neturi.

Zinaida PANSHINA, Regioninis laikraštis