Никель. Никель редко применяется в чистом виде, но его сплав с хромом и молибденом широко используется для высокотемпературных деталей и элементов конструкций. Такой сплав характеризуется высоким сопротивлением ползучести и высокой коррозионной стойкостью в диапазоне температуры от 800 до 1100° C. Типичное применение хромомолибденовых сплавов никеля – лопатки турбин и другие высокотемпературные компоненты. Никель применяется также в некоторых медно-никелевых сплавах для повышения коррозионной стойкости меди.

Другие металлы. Олово, цинк и свинец используются главным образом для повышения коррозионной стойкости сплавов, причем олово и цинк – чаще всего в виде антикоррозионных покрытий для стальных изделий. Принцип такой «протекторной» защиты в том, чтобы корродировало покрытие, а не сталь. Цинковые «гальванические» покрытия наносят электролитическим осаждением. Свинец без дополнительных компонентов используется в качестве коррозионно-стойкого материала в виде труб и листов. Свинец применяется вместе с оловом в виде припоев, особенно в электронной промышленности. Содержание свинца в таких припоях может составлять от 50 до близкого к 100%. Цинк используется в легкоплавких сплавах для литья под давлением в некоторых отраслях промышленности, особенно в автомобильной. Прочность этих сплавов невысока, зато они пригодны для литья в сложные формы. См. также СПЛАВЫ; МЕТАЛЛЫ ЧЕРНЫЕ; ПОРОШКОВАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ.

Полимеры, на основе которых создаются пластмассы, все шире применяются в качестве конструкционных и строительных материалов. Длительное время они использовались почти исключительно в бытовой технике и детских игрушках. Малая относительная плотность, низкая стоимость и удовлетворительные механические характеристики конструкционных пластмасс делают их особенно привлекательными там, где важное значение имеет экономичность и где они уже заменили ряд металлов, – в транспортных средствах. Они также все шире применяются в строительстве, особенно в качестве изоляционных материалов, а также в конструкциях. Из-за низкой относительной плотности (около 1,0) они ценятся также в авиакосмической промышленности.

Полимеры часто делят на группы по их свойствам и по веществам, из которых они получаются. Их структура довольно сложна и в значительной мере зависит от химико-технологического процесса их производства. Большую группу т.н. термопластичных полимеров, или термопластов, составляют полимеры, которые размягчаются при нагревании и восстанавливают свои свойства при охлаждении. Простые термопласты – это в основном соединения углерода с водородом. Примером может служить хорошо известный полиэтилен, из которого изготавливают пленку, упаковочные материалы, сосуды и т.д. Технические полимеры – это обычно термопласты, в состав которых для улучшения механических свойств введены такие элементы, как кислород, азот и сера. Их часто называют гетероцепными полимерами. Предел текучести таких материалов невелик, 7–35 МПа, а прочность на растяжение значительно ниже, чем у металлов: 20–70 МПа. Они применяются в производстве мебели, для изготовления слабонагружаемых деталей, в том числе зубчатых колес, подшипников, втулок, труб разного диаметра и изоляции. Примером применения технических полимеров не очень высокой прочности в инфраструктуре жилых домов могут служить канализационные трубы. Ранее изготавливавшиеся литьем из чугуна, они теперь все чаще выполняются из гетероцепных термопластов. Некоторые полимеры особого назначения используются благодаря их особым свойствам, например, найлон и тефлон – как прочные материалы с очень скользкой поверхностью. Тефлон (фторопласт), используемый в кухонной утвари в качестве противопригарного покрытия, применяется и для изготовления различных технических деталей (например, прокладок) как материал, стойкий к повышенным температурам.

Другую крупную группу полимеров составляют термореактивные полимеры, или реактопласты. Эти материалы полимеризуются (отверждаются) при нагревании под давлением, иногда с применением катализатора, и после этого не размягчаются при нагревании вплоть до разрушения. Они прочнее термопластов. Их типичные применения – нагружаемые зубчатые колеса, прутки, детали насосов, изоляторы и некоторые легкие детали конструкций.

И в термопластах, и в реактопластах часто используют наполнители, т.е. вещества, которые вводятся для улучшения свойств или для удешевления изделия. Наполнителем могут служить опилки, слюда, стекловолокно и стеклоткань. Стекловолокно позволяет повысить прочность полимера на растяжение до 700 МПа. Полимеры такого типа, называемые композиционными материалами, применяются для вертолетных винтов, элементов ракетно-космических конструкций и для авиационных поверхностей управления. Поскольку свойства композиционных материалов такого рода ухудшаются с повышением температуры, они редко эксплуатируются при температурах выше 150° C.

В технике применяется также полимерное волокно – в виде канатов и стропов. Природные полимеры, например пенька, в значительной мере вытеснены синтетическими. Классический пример технического полимера – резина. Вулканизованный каучук, т.е. каучук, термообработанный с применением серы и других добавок, уже многие десятилетия является важным техническим полимером. Резиновая автомобильная шина представляет собой камеру высокого давления, способную поддерживать большие грузы. Транспорт как отрасль потребляет огромные количества резины только в виде шин. См. также ПЛАСТМАССЫ; КАУЧУК И РЕЗИНА.

назад   дальше