Перспективи розвитку нанотехнологій в машинобудуванні

 

Стратегічними національними пріоритетами України є підвищення якості життя населення, досягнення економічного зростання, розвиток фундаментальної науки, освіти та культури, забезпечення оборони і безпеки країни.

У розвинених країнах усвідомлення ключової ролі, яку вже в недалекому майбутньому будуть грати результати робіт з нанотехнологій, призвело до розробки широкомасштабних програм щодо їх розвитку на основі державної підтримки. Нанотехнології можуть стати потужним інструментом технологічного комплексу України в міжнародний ринок високих технологій, надійного забезпечення конкурентноспроможності вітчизняної продукції.

Формування і реалізація активної державної політики в галузі нанотехнологій дозволить з високою ефективністю використовувати інтелектуальний та науково-технічний потенціал країни в інтересах розвитку науки, виробництва, охорони здоров’я, екології, освіти і забезпечення національної безпеки України. Використання можливостей нанотехнологій може вже в недалекій перспективі принести значний економічний ефект у машинобудуванні:

1. Збільшення ресурсу ріжучих і обробних інструментів за допомогою спеціальних покриттів і емульсій.

2. Широке впровадження нанотехнологічних розробок у модернізацію парку високоточних і прецизійних верстатів.

3. Створені з використанням нанотехнологій методи вимірювань і позиціонування забезпечать адаптивне управління ріжучим інструментом на основі оптичних вимірювань оброблюваної поверхні деталі й обробної поверхні інструменту безпосередньо в ході технологічного процесу. Наприклад, ці рішення дозволять зняти погрішність обробки з 40 мкм до сотень нанометрів при вартості такого вітчизняного верстата близько 12 тис.дол і витратах на модернізацію не більше 3 тис. дол. Рівні за точністю серійні зарубіжні верстати коштують 300-500 тис. дол.

4. У двигунобудуванні та автомобільній промисловості – за рахунок застосування наноматеріалів, більш точної обробки та відновлення поверхонь можна домогтися значного (до1,5-4 разів) збільшення ресурсу роботи автотранспорту, а також зниження втричі експлуатаційних витрат (у тому числі витрат палив), поліпшення сукупності технічних показників (зниження шуму, шкідливих викидів), що дозволяє успішніше конкурувати як на внутрішньому так і на зовнішньому ринках.

 

Основні поняття

 

 

Нанотехнологія

Неологізм нанотехнологія

Наномасштаб

Наноматеріали

Типи наноматеріалів

Арсенал наноінструментів

Нанороботи

Наноконтейнер

 

Питання для обговорення

1. Підходи щодо визначення сутності нанотехнології.

2. Що значить термін «нанотехнологія»?

3. Дайте визначення терміну «наноматеріали» та назвіть їх типи.

4. Що входить до арсеналу наноінструментів?

5. Основні напрямки розвитку нанотехнології.

6. Використання нанотехнологій в машинобудуванні.

7. Перспективи розвитку нанотехнологій в машинобудуванні.

 

 

 

ЛІТЕРАТУРА

 

1. Україна. Кабінет Міністрів. Про схвалення концепції Державної цільової науково-технічної програми “Нанотехнології та наноматеріали” на 2010 – 2014 роки: розпорядження... від 2 квіт.2009р. №331- р. // Урядовий кур’єр, 2009. 22 квіт. – С. 11-12.

2. Арапов В. Розміщення продуктивних сил і регіональна економіка: Навч. посібник. – Вінниця: Тезис, 2005. – 160 с.

3. Адамень Ф. Нанотехнології в аграрній сфері //Вісник НАН України, 2007. – №9. – С.15-17.

4. Бауліна Т.В. Тенденції розвитку нанотехнологій у світі і Україні //Проблеми науки, 2009. – №4. – С.2-8.

5. Бездєнєжних Л.А. Технологія очищення соняшникової олії з використанням модифікованого адсорбенту на основі соняшникового лушпиння: Нац. техн. ун-т “Харків. політех. ін-т”. – Х.: Б.в., 2005. – 22 с.

6. Березняк Н.В. Тенденції розвитку світового ринку нанотехнологій: європейський підхід /Н.В.Березняк, Т.К.Кваша, О.В.Фролова //Науково-технічна інформація, 2009. – №3. – С.44-55.

7. Білецький В.С. Корисні копалини України / Суярко В.Г. // Донецький вісник НТШ. – Т. 9, 2005. – С. 1-34.

8. Васючков Ю.Ф. Углеэнергетические комплексы будущего. / Воробьев Б.М., Пучков Л.А. – М.: Издательство Московского тосударственного горного университета, 2007. – 245с.

9. Водоснабжение: Учеб. пособие для студ. спец. “Водоснабжение и водоотделение” / А.Я. Найманов, С.Б. Никиша, Н.Г. Насоскина и др. – Донецк: НОРД-Компьютер, 2006. – 654 с.

10. Демченко М.Т., Поважний С.Ф. Системи технологій: Навч. посібник. – Донецьк: ДонДУУ, 2008. – 355 с.

11. Джоган О.І. Розроблення способів підвищення ефективності дефекації в цукровому виробництві. – К.: Б.в., 2005. – 20 с.

12. Егоров Г.А. Технология муки. Технология крупы: Учебник для вузов по спец. “Технология хранения и переработки зерна”. – М.: Колос, 2005. – 300 с.

13. Железна А.О. Основи взаємозамінності, стандартизації та технічних вимірювань: Навч. посібник для студ. машинобудівних та приладобудівних спеціальностей. – К.: Кондор, 2004. – 796 с.

14. Защита окружающей среды на коксохимическом производстве / Пыриков А.Н., Васнин С.В., Боранбаев В.М., Козлов В.Д. – М.: Интернет инжиниринг, 2000. – 176 с.

15. Запольський А.К. Водопостачання, водовідведення та якість води: Підручник для студ. ВНЗ. – К.: Вища шк., 2005. – 671 с.

16. Костюченко М.М. Гідрогеологія та інженерна геологія: Підручник /Шабатин В.С. – К.: Видавничо-поліграфічний центр „Київський університет”, 2005. –144с.

17. Кузін В.О. Методи інтесіфікації виробництва: Навч. посібник. Донецьк: ДонДУУ, 2012. – 232с.

18. Кузін О.А. Металознавство та термічна обробка металів: Підручник. – Нац. ун-т “Львівська політехніка”. – Львів: Афіша, 2002. – 304 с.

19. Малинецкий Г.Г. Нанотехнологии. От алхимии к химии и дальше //Интеграл. 2007, – №5, – С. 4-5.

20. Міренський І.Г. Основи технології машинобудування: Навч. посібн. Х.: Тимченко, 2008. – 256 с.

21. Мурзин Ю.М. Электротехника: Учеб. пособие для вузов. – СПб.: Питер, 2007. – 442 с.

22. Носанов Н.И. Электроснабжение и электрооборудование жилых и общественных зданий городов: Учеб. пособие для студ. строит. спец. вузов. – Донецк: Донбасс, 2003. – Ч. 1. – 508 с.

23. Онищенко Г.Б. Электрический привод: Учебник для вузов. – М.: Академия, 2006. – 287 с.

24. Папушин Ю.Л. Основи автоматизації гірничого виробництва(курс лекцій) /Білецький В.С. – Донецьк: Східний видавничий дім, 2007. – 168 с.

25. Пилюшенко В.Л., Смирнов А.Н., Минаев А.А. и др. Процессы непрерывной разливки стали. – Донецк: ДонНТУ, 2006. – 563 с.

26. Розробка вимог до водовугільного палива щодо його вико-ристання на об’єктах малої та середньої теплоенергетики з урахуванням зменшення еколого-економічних збитків: Звіт про НДР науково-ви-робничого об’єднання “Хаймек”, НДР 01064011236. – Донецьк, 2006. – 40 с.

27. Сазонець І.Л. Розміщення продуктивних сил: Навч. посібник / І.Л.Сазонець, В.В.Джинджоян, О.О.Чубар – К.: Центр навч. літератури, 2006. – 317 с.

28. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий: Учебник для вузов. – М.: Академия, 2006. – 361 с.

29. Системы технологий: Учеб. пособие / Под ред. проф. П.Д. Дудко. – 2-е изд., перераб. и доп. – Х.: ООО Бурун-книга, 2003. – 336 с.

30. Сілаєв В.І., Стехін А.П., Сидоренко В.В. та ін. Стратегія оновлення продукції. Кредитно-модульний курс: Підручник/ Сілаєв В.І., Стехін А.П., Сидоренко В.В., Михайлов І.М. – Донецк.: 2012. – 210с.

31. Силаев В.И., Эффективность использования перспективних технологий, сжигания угля – один из путей улучшения екологической ситуации в регионе. Материалы международной конференции «Форум горняков – 2010». Днепропетровск: Національний гірничий університет, 2010. – С.168-173.

32. Смирнов В.О. Технологія збагачення вугілля: Навч. посібник / Сергєєв П.В., Білецький В.С. – Донецьк: Східний видавничий дім, 2011, – 476 с.

33. Смирнов В.О. Флотаційні методи збагачення корисних копалин: Навч. посібник /Білецький В.С. – Донецьк: Східний видавничий дім, 2010, – 496 с.

34. Тамим А.Й. Йогурт и другие кисломолочные продукты / Пер. с англ.; Под ред. Л.А. Забодаловой. – СПб.: Профессия, 2003. – 661 с.

35. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых: Учебник для вузов / Бондаренко В.И., Кузьменко А.М., Грядущий Ю.Б. и др. – Днепропетровск: Полиграфист, 2003. – 708 с.

36. Федишин Б.П. Економіка енергетики. – Тернопіль: Астан, 2003. – 160с.

37. Харченко В.В. Процессы очистных работ на пологих пластах угольных шахт: Учебн. пособие. / Овчинников Н.П., Сулаев В.К., Гайдай А.А. – Днепропетровск.: Изд-во НГУ, 2009. –242с.

ЗМІСТ

Вступ................................................................................................................. 3

Заліковий модуль 1. Сутність технології. технології паливно-енергетичного та металургійного комплексів 5

Змістовий модуль 1. Сутність технології. Сировина, паливо, вода та повітря в технологічних процесах........................................................... 5

1.1. Поняття про технологію............................................................. 5

1.2. Поняття про виробничий і технологічний процеси.............. 6

1.3. Економічна оцінка технологічного процесу.......................... 7

1.4. Типи виробництва і їх основні технологічні ознаки........... 10

1.5. Сировина, паливо, вода і повітря утехнологічних процесах................................................................................................. 10

1.5.1. Визначення сировини і її класифікація............................... 10

1.5.2. Збагачення сировини............................................................. 12

1.5.3 Види і основні характеристики палива................................ 15

1.5.4. Основні джерела і характеристики води............................ 18

1.5.5. Класифікація вод.................................................................... 20

1.5.6. Очищення і знезараження води............................................ 21

1.5.7. Повітря у технологічних процесах..................................... 23

 

Змістовий модуль 2. Система технологій в енергетиці......................... 26

2.1. Основні види і джерела енергії............................................... 26

2.2. Система технологій теплових електростанцій..................... 26

2.3. Система технологій ГЕС.......................................................... 31

2.4. Система технологій АЕС і проблеми
радіаційного захисту................................................................. 34

2.5. Біохімічні джерела енергії....................................................... 39

2.6. Екологічно чисті нетрадиційні
системи технологій енергетики................................................ 39

 

Змістовий модуль 3. Система технологій у видобувної

промисловості................................................................................ 43

3.1. Визначення видобувної промисловості................................. 43

3.2. Різновиди природних ресурсів і
способи експлуатації................................................................. 44

3.3. Видобувні підприємства та їхні відмінні риси..................... 46

3.4. Технологічний і життєвий цикли
видобувних підприємств.......................................................... 49

3.5. Гірничогеологічні умови розробки корисних копалин...... 50

3.6. Видобуток вугілля..................................................................... 52

3.6.1. Викопне вугілля, його марки і властивості....................... 52

3.6.2. Засоби видобутку вугілля..................................................... 54

3.6.3. Технологія очисних робіт..................................................... 59

3.6.4. Комплексна механізація видобутку вугілля...................... 64

3.6.5. Допоміжні технологічні процеси........................................ 66

3.6.6. Використання вугілля............................................................ 67

3.7. Видобуток нафти і газу............................................................ 68

3.7.1. Особливості нафти та її використання................................ 68

3.7.2. Умови залягання нафти і буріння свердловин.................. 69

3.7.3. Підняття нафти на поверхню................................................ 73

3.7.4. Збереження і транспортування нафти і
нафтопродуктів.......................................................................... 77

3.7.5 Технологія видобутку газу.................................................... 78

 

Змістовий модуль 4. Система технологій металургійної
промисловості............................................................................... 83

4.1. Поняття про металургійний завод

і комбінат..................................................................................... 83

4.2. Вихідні матеріали для виплавки чавуну................................ 84

4.3. Технологія виплавки чавуну................................................... 85

4.4. Матеріальний баланс доменної плавки.................................. 88

4.5. Продукція доменного виробництва....................................... 88

4.6. Технологія виробництва сталі................................................. 90

4.7. Прокатне виробництво........................................................... 101

4.8. Кольорова металургія............................................................ 107

4.9. Технологія порошкової металургії...................................... 109

 

Заліковий модуль 2. ТЕХНОЛОГІЇ ВЕДУЧИХ ГАЛУЗЕЙ НАРОДНОГО ГОСПОДАРСТВА.................................................................... 112

 

Змістовий модуль 5. Система технологій машинобудування............ 112

5.1. Поняття про технологію машинобудування...................... 112

5.2 Ливарне виробництво............................................................. 115

5.3. Ковальсько-штампувальне виробництво............................ 118

5.4. Обробка металів різанням..................................................... 119

5.5. Маловідхідні фізико-хімічні методи обробки металів..... 125

5.6. Підготовка виробництва продукції.

Гнучкі виробництва.............................................................129

 

 

Змістовий модуль 6. Система технологій в хімічній промисловості 132

6.1. Технологія коксохімічного виробництва........................... 132

6.2 Технологія переробки нафти.................................................. 139

 

Змістовий модуль 7. Система технологій будівництва....................... 144

7.1. Властивості будівельних матеріалів.................................... 144

7.2.Виробництво цементу і його різновиди............................... 145

7.3. Виробництво гіпсу і вапна..................................................... 148

7.4. Виробництво безвипальних кам’янихматеріалів............... 149

7.5. Виробництво бетону,залізобетону і виробів з них............ 150

7.6. Класифікація будинків і споруд та їхніх елементів.......... 152

7.7. Загальні принципи організації будівництва....................... 162

7.8.Сучасні методи виконання основних будівельних

робіт............................................................................................ 163

Змістовий модуль 8. Система технологій в харчовій промисловості.................................................................................................... 166

8.1. Технологія виробництва цукру............................................ 166

8.2. Технологія виробництва кефіру........................................... 172

8.3. Технологія виробництва борошна...................................... 177

8.4. Технологія виробництва рослинної олії............................. 180

 

Змістовий модуль 9. Нанотехнології...................................................... 191

9.1. Поняття про нанотехнології та наноматеріали.................. 191

9.2. Напрямки розвитку нанотехнологій.................................... 194

9.3. Використання нанотехнологій в машинобудуванні.......... 195

9.4. Перспективи розвитку нанотехнологій в машинобудуванні........................................................................................... 194

 

 

ЛІтература............................................................................................ 199

Навчальне Видання...................................................................... 206

Навчальне видання