Механические свойства наноматериалов

Механические свойства: твердость, прочность, пластичность, упругие ха- рактеристики наноматериалов – интенсивно изучаются при комнатных, низких и высоких температурах. Независимо от области применении любые материалы должны соответствовать определенным механическим характеристикам. Проч- ность и особенно пластичность являются высоко структурно-чувствительными параметрам, и для них проблема аттестации применительно к наноматериалам приобретает первостепенное значение. НЭлектронно-микроскопическое исследование образцов обнаружило наличие в структуре несплошности и поры с надрезами, которые провоцировали зарождение трещин, что спо- собствовало снижению показателей прочности и особенно пластичности, ниве- лируя положительное влияние наноструктуры. Наличие пор и других дефектов, остаточные напряжения, примеси в объе- ме зерен и на поверхностях раздела, текстура – всё это должно учитываться при анализе механических свойств наноматериалов. Влияние относительной плотности τ (τ = 1 – θ, где θ – пористость) на твер- дость и модуль упругости нанокристаллического TiN, полученного обработкой ультрадисперсного порошка TiN в условиях высоких давлений и температур, по- казано на рис. 5.2. Как видно, зависимость имеет линейный характер, причем в случае модуля упругости эффект наноструктуры в изученных условиях не про- является. Для небольшого интервала значений пористости при измерении твердо- сти по Виккерсу Нv и модуля Юнга Е справедливы линейные зависимости типа HH a V V = − 0 (1 θ); EE b = − 0 (1 θ)

Магнитные свойства наноматериалов.электропроводность

К материалам, используемым в электротехнике, могут предъявляться два противоположных требования:либо они должны обладать способностью хорошо, т.е. без потерь на тепло, проводитьэлектрический ток,либо, наоборот, разогреваясь, излучать тепло при прохождении через проводник электрического тока.

Хорошая электропроводность необходима для токонесущих проводов. Обычно такие провода изготовляются из чистых металлов Сu или Al, так как они обладают хорошей электропроводностью.При изготовлении спиралей электронагревательных приборов необходимо, чтобы при прохождении тока спираль разогревалась и производила нагрев окружающей ее среды. Обычно в качестве такого материала применяют не чистые металлы, а сплавы, чаще всего сплавы Ni и Cr

Такие же различные требования предъявляются к материалам, идущим на изготовление постоянных магнитов и сердечников электромагнитов.

 

Основные области применения наноматериалов.конструкционые интрукментальные материалы триботехника защита материалов

Металлы характеризуются склонностью сплавляться друг с другом, образуя твердые растворы и химические соединœения, называемые интерметаллическими, или интерметаллидами.

Конструкционные материалы:Наноструктурные объемные материалы отличаются большими прочностью при статическом и усталостном нагружении, а также твердостью по сравнению с материалами с обычной величиной зерна. По этой причине основное направление их использование в настоящее время - ϶ᴛᴏ использование в качестве высокопрочных и износостойких материалов.

Инструментальные материалы:Инструментальные сплавы с нанозерном являются как правило более стойкими по сравнению с обычным структурным состоянием. Нанопорошки металлов с включениями карбидов используют в качестве шлифующего и полирующего материала.

Триботехника:Здесь перспективы применения связаны с тем, что металлические материалы с наноструктурой обладая повышенной по сравнению с обычным структурным состоянием твердостью и износостойкостью. Наноструктурные многослойные пленки сложного состава на основе BN, C3N4, TiC и др.