Впоследние десятилетия к ним добавился характерный размер частицы или элемента структуры.
Уменьшение характерных размеров R морфологических единиц (отдельных частиц, зерен поликристаллов, пустот, включений других фаз и т.д.) в область R<100 нм ведет к сильному изменению всех физических свойств вещества, причем уменьшение R на порядок: от 100 до 10 нм, затем от 10 до 1 нм и, наконец, до отдельных атомов (0,1 нм) – каждый раз создает новую ситуацию и влечет за собой новые причины дальнейшего нарастания отличий от макроскопических образцов того же самого вещества.
Вэтом кроются большие резервы модификации известных материалов и создание совершенно новых из фактически хорошо известного и доступного сырья. В результате материаловедение превращается из эпической суммы знания, технической дисциплины во все более фундаментальную науку, которая добивается наивысших достижений тогда, когда использует в качестве базиса классическую и квантовую физику, химию, биохимию, молекулярную биологию.
Оперирование нанообъектами, создание наноструктурных материалов и изделий, их аттестация и контроль вызвали к жизни специфические подходы, приемы, технические решения, которые получили обобщающее название «нанотехнологий» (НТ). Общая тенденция такова, что чем меньше объект, тем большую роль играют диффузионные и миграционные процессы, самоорганизация структуры, самосборка [6].
Преимущества использования наноматериалов и нанотехнологий многообразны и многоплановы и не всегда могут быть спрогнозированы. Так, удается из обычного и вполне доступного сырья создавать принципиально новые продукты, добиваться от них свойств и эффектов, не доступных в традиционном материаловедении и технологиях. Причем, эти изделия могут революционировать не только многие отрасли индустрии (электроника, вычислительная техника, телекоммуникационные системы), но и медицины, экологическую безопасность, оборонную сферу, образование и т.д.
Глобально в области физического материаловедения от НТ ожидают создания принципиально новых материалов, способных сформулировать новые потребности и обеспечить их удовлетворение (рис. 19). Двумя главными техническими причинами аварий являются различные виды усталостей и коррозией. Отсюда можно сделать заключение о первоочередных задачах борьбы за надежность транспортных средств.
100
Рис. 19. Основные типы наноматериалов
НТ могут предложить ряд перспективных решений: объемное и поверхностное упрочнение за счет перевода традиционных материалов в наноструктурное состояние, разработка новых нанокомпозиционных материалов и покрытий. Испытания показывают, что введение нанотрубок в размере 5 % от массовой доли увеличивает прочность некоторых алюминиевых сплавов вдвое, а специальные антикоррозионные износостойкие покрытия и смазочные средства – сопротивляемость коррозии и износу в несколько раз. В частности, разрабатываются специальные покрытия для снижения: трения в газообразных и жидких средах; коэффициента теплопередачи; льдообразования.
Следует также заметить, что несмотря на громадное значение металлов и сплавов для современной цивилизации (особенно сталей), их роль и доля в производстве материалов неуклонно падает, а доля полимерных, композиционных, керамических и биоматериалов возрас-
101
тает. Это приводит к снижению производства черных металлов при некотором росте производства цветных, особенно алюминиевых сплавов на фоне увеличения совокупного мирового продукта.
В«донанотехнологическую» эпоху для обозначения наноструктурных сред использовали термины «субмикронные» и «ультрадисперсные». Для ориентира весьма приблизительно под первыми понимали структуры с характерными морфологическими единицами в диапазоне R от 300…500 нм до 1 мкм, а под вторыми – от десятков до сотен нанометров.
Вфизическом материаловедении частицы с размерами 1 нм и менее часто называют кластерами, а материалы с такими морфологическими единицами – кластерными. Наиболее типичны и интересны сейчас наноструктуры с характерными размерами от единиц до десятков, редко до сотен нанометров.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Глава 1 1. Какие основные факторы боевой подготовки?
2 . Назовите основные средства тактики и оперативной подвижности войск.
3.Назвать пять принципов при разработке требований армейской автомобильной техники.
4.Какие существуют семейства машин многоцелевых автомоби-
лей?
5.Как достичь технического уровня при изготовлении машин?
6.Какие новшиства применяются в конструкции машин?
7.Какие модернизации проводятся в существующих машинах в гидромеханической трансмиссии?
8.Какие достоинства ГМГ?
9.Как достигается защищенность экипажей?
10.Как обеспечить техническое перевооружение?
11.Назвать назначение высокотехнологичных автомобильных компонентов.
12.Какова периодичность технического обслуживания автомоби-
лей?
102
Глава 2
1.Какие основные средства подвижности наземных объектов
ВВТ?
2.Какие цели развития ВАТ?
3.Основные структуры оборонно-промышленного комплекса и какова их ориентация.
Глава 3
1.Назовите основные принципы совместной работы предприятий автопрома и Минобороны.
2.Модельный ряд Ульяновского автозавода.
3.Развитие семейства автомобилей на Горьковском АЗ.
4.Назовите марки Урал для армии.
5.Назовите марки КамАз для армии?
6.Предназначения бронеавтомобиля КамАз-43269?
7.Цели ближайших планов БаЗа?
Глава 4
1.Какие основные механизмы гусеничных и колесных машин?
2.С чего начинаются разработки эскизного проекта?
3.Что предопределяет унификация?
4.В чём заключаются разработки типовых технологических процессов?
5.Главные пути ускорения выпуска гусеничных и колесных ма-
шин.
6.Основные направления автоматизации.
Глава 5
1.Расскажите определяющие факторы гусеничного движителя.
2.Определение ресурса гусеничного движителя.
3.Достижение повышения износостойкости шарнирного соеди-
нения.
4.Дать определение надежности.
Глава 6
1.Назовите показатели безотказности.
2.Основные комплексные показатели надежности.
3.Требование технологического рельефа для поверхностного
слоя.
4.Важнейшие схемы при разработки надежности.
103
5.Уровни долговечности.
6.Основные задачи надежности машин в эксплуатации.
7.Пути повышения машин при эксплуатации.
8.Какую роль играют смазочные материалы для надежности?
Глава 7
1.Требуемые параметры разработки технологической подготовки производства.
2.Что включает в себя изготовление корпусов специзделий?
Глава 8
1.Назовите характерные дефекты деталей.
2.Контроль скрытых дефектов.
3.Наплавка стальных деталей.
4.Ремонт деталей металлизацией.
Глава 9
1.Назовите параметры повышения качества и эффективности производства.
2.Дать определение наноматериала.
3.Преимущество использования наноматериалов и нанотехно-
логий.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Данное учебное пособие в первую очередь предназначено для обучения студентов-курсантов Военного учебного центра СибАДИ. Оно также может быть полезно студентам специальностей «Автомобили и автомобильное хозяйство», «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования» «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» «Автомобиле- и тракторостроение» и направлений «Технологические машины и оборудование», «Эксплуатация транспортных средств».
Впервые в учебном материале изложены перспективы развития автомобильной техники на ближайшие годы, рассматривается современное состояние вопроса и пути решения технических проблем в ближайшем будущем.
104