.Современные технологии обработки материалов НАНОТЕХНОЛОГИИ
РАЗДЕЛ : ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ, ОБРАБОТКИ, ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
ТЕМА УРОКА : СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ. НАНОТЕХНОЛОГИИ
8 КЛАСС
АВТОР БОРОДУЛИНА Т.А. МАОУ «СШ№30»
Г.ПЕТРОПАВЛОВСК – КАМЧАТСКИЙ
2016
Цели и задачи
1.Познакомиться с современными технологиями обработки материалов.
2.Знакомство с нанотехнологией в современном мире.
3.Выявить преимущества наноматериалов и недостатки.
ЧТО ТАКОЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ?
Сам термин «нанотехнология» ввел японец Норио Танигути в 1974 году. В 1981 году появился первый инструмент для манипуляции атомами – туннельный микроскоп.
Это — область науки и техники , которая занимается новаторскими методами получения новых материалов с заданными нужными свойствами. Особенность заключается в том, что действия происходят в нанометровом масштабе. В этом диапазоне размеров «сырьём» являются атомы и молекулы .
Что такое нано?
- Приставка «н а но» (от греч. nanos – «карлик, гном» ) означает
- миллиардную долю чего — либо
- 1 наном е тр (нм) – это 1 миллиардная часть метра или 1 миллионная часть миллиметра
Науки , появившиеся благодаря нанотехнологиям
- Наномедицина
- Наноэлектроника
- Наноинжене́рия
- Наноионика
- Наноробототехника
- Нанохимия
Что такое нанотехнологии?
- Наномедицина
- Биочипы
- Наноодежда
- Наноавтомобили
- Военные разработки
Применение нанотехнологических разработок
Медицина
Применение нанотехнологий сделает медицину неузнаваемой.
1.Наночастицы будут использоваться для точной доставки лекарств и управления скоростью химических реакций.
2.В ближайшем будущем появятся медицинские устройства размером с почтовую марку.
Нанороботы в кровеносных сосудах
Медицина
Возможно создание нанороботов-врачей , которые способны «жить» внутри человеческого организма, устраняя все возникающие повреждения или предотвращая их появление. Проверяя и, если надо, «исправляя» клетку за клеткой, орган за органом,
наномашины вернут здоровье любому больному, а в дальнейшем не допустят никаких заболеваний и патологий, даже генетических.Наноробот лечит человека
Нанороботы учатся ходить
Ученые из американского университета разработали искусственный глаз, который дает возможность отсылать полученное изображение в мозг слепого человека.
В Соединенных Штатах получила «зеленый свет» к применению первая вакцина от ВИЧ
Искусственный глаз вернёт
слепым зрение
Вакцина от ВИЧ – перспективное направление
Наномашины
В нанотехнологии используются специальные наномашины – ассемблеры . Ассемблеры – это своеобразный сборщик атомов и молекул. Они должны захватывать их , соединять между собой и с базовой поверхностью, а также выполнять другие манипуляции с заданным алгоритмом.
Асс е мблер
Будущее за нанороботами. Робототехника
В настоящее время существуют устройства – прототипы нанороботов. Их использование направлено на лечение различных заболеваний. Сами же нанороботы представляют собой машины, размер которых – с молекулу. Они могут передвигаться, обрабатывать, выполнять заданные программы, а также передавать информацию.
Учёные научились доставлять нанолекарство точечно
Нанотехнологии в пищевой промышленности
Термин наноеда никому не известен. Учитывая то, что непрекращающийся рост населения Земли, наряду с ростом потребления, в последние годы становится одной из наиболее острых глобальных проблем.. На помощь приходят нанотехнологии – БАДы и витамины, заключённые в мицеллы диаметром в несколько десятков нанометров, усваиваются организмом гораздо лучше.
В косметических средствах
В косметических средствах — наносеребро
Новое в медицине на стыке наук : биологии, химии и физики
Искусство
Перспективы развития науки и техники также определяют пути искусства. В 2001 году японские учёные, используя передовые лазерные технологии, создали самую маленькую в мире скульптуру размерами 10 микрон в длину и 7 микрон в высоту. Она изображает разъярённого быка, разворачивающегося для атаки.
Скульптура быка
Нано-Библия
Электроника и компьютерные технологии
С появлением новых средств наноманипулирования возможно создание нанороботов размером всего 1-2 микрон, оснащенных бортовыми механокомпьютерами и источниками энергии, которые будут полностью автономны и смогут выполнять разнообразные функции.
Радиопиемники – от макро до нано
Охранная наносистема
Компьютеры и микроэлектроника
Центральные процессоры
Жёсткие диски
Сканирующий зондовый микроскоп
Квантовый компьютер
Нанотехнологии в строительстве
Использование нанотехнологий в строительстве позволит добавлять к традиционным строительным материалам определенные свойства, достижение которых еще недавно считалось небывалым.
Отель аэроплан
Город будущего
Материаловедение
Нанотехнологии позволят создавать более легкие, тонкие и прочные материалы. Появятся материалы, способные изменять свою структуру в зависимости от окружающей среды. Также появятся материалы сверхпрочные, сверхлегкие и негорючие, которые могут использоваться в аэрокосмической и автомобильной промышленности.
«Умная» футболка
Наноткань
В США разработали плащ — невидимку
На пути к шапке -невидимке
Экология
Нанотехнологии способны также стабилизировать экологическую обстановку.
Новые виды промышленности не будут производить отходов, отравляющих планету, а нанороботы смогут уничтожить последствия старых загрязнений.
Очистительная нанофабрика
Нанотехнологии на службе военных
Военно-промышленный комплекс
Космонавтика
Космический лифт – это трос длиной в несколько десятков тысяч километров, соединяющий орбитальную космическую станцию с платформой, размещенной посреди Тихого океана.
N а s а запустит лифт в открытый космос
Космический лифт
Робот-амеба для освоения планет
Нанотехнологии в животноводстве
В молочном скотоводстве появятся нанотехнологии
Опасны ли нанотехнологии?
Опасности, связанные с нанотехнологиями
Биологическая угроза
Нанотехнологии могут представлять угрозу здоровью человека. Крошечные частички углерода могут попасть в мозг человека через дыхательные пути и оказать на организм разрушительное воздействие. Речь идёт о C60 — одной из трёх основных форм чистого углерода.
Фуллерен ( С60)
Польза нанотехнологий
Нанотехнологии помогут создать новое поколение лекарств. Благодаря им появятся новые методы лечения. Многие неизлечимые болезни будут побеждены. На основе нанотехнологий будут созданы новые образцы вооружений, новые системы защиты, что в итоге улучшит существенным образом обороноспособность страны. Благодаря развитию нанотехнологий произойдет революция в компьютерных технологиях. В настоящий момент наноматериалы являются наименее токсичными и наиболее биосовместимыми с живой клеткой (человека, растения, животного). Нанотехнологии позволят решить энергетические проблемы, их внедрение позволит более эффективно использовать традиционные и откроет путь к новым источникам энергии.
Вред нанотехнологий
Нанотехнологии станут причиной новых болезней, от которых не спасут даже новые нанолекарства. Новое вооружение на основе нанотехнологий может попасть в руки террористов, что приведет к хаосу и войне. Разработка наносенсоров, нанодатчиков и прочих систем отображения и передачи информации в итоге поставит крест на неприкосновенности частной жизни. Развитие индустрии производства наноматериалов приведет к еще более серьезному загрязнению окружающей среды.
Вывод
Общество, как изменяющаяся структура не должно стоять на месте. Человечество постоянно должно прогрессировать, развиваться, стремиться к лучшему. Нанотехнологии – это путь к успеху! Они необходимы для улучшения комфорта жизни человечества.
Заключение
- Нанотехнология – это молодая наука, результаты развития которой могут до неузнаваемости изменить окружающий мир .
- Каковы будут эти изменения, полезными, несравненно облегчающими жизнь, или вредными, угрожающими человечеству, зависит от взаимопонимания и разумности людей.
Вопросы для самоконтроля
Это технологии манипулирования веществом на атомном и молекулярном уровне с целью создания наноустройств и материалов со специальными свойствами
1.Что такое нанотехнологии?
2.Какие науки появились благодаря нанотехнологиям
3.Что такое «нано»?
Творческое задание
- 1.С помощью дополнительной литературы или Интернета найдите информацию о том, в каких ещё отраслях науки и техники применяются нанотехнологии
или
- 2.Сообщение «Перспективы развития нанотехнологиий»
Сообщения или кластеры
Всеросийский интеллектуальный форум – олимпиада по нанотехнологиям
Прорыв в будущее! ?
Использованные источники:
- http://ru.wikipedia.org Википедия
- http://images.yandex.ru
- http://www.nanonewsnet.ru Сайт о нанотехнологиях
- http://www.allbest.ru Глобальная сеть рефератов
- http://thesaurus.rusnano.com/ Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов
- http://nano-portal.ru/post/1319 Портал по нанотехнологиям
- http://elport.ru/articles/nanotehnologii_v_stroitelstve Деловая сеть
- Источники информации: http://www.nanostore.com.ua/top7-spher-v- kotoryh-nanotehnologii-uluchshajut-nashu- zhizn-a-54. html http://www.nanostore.com.ua/top7-spher-v- kotoryh-nanotehnologii-uluchshajut-nashu- zhizn-a-54. html http://oko- planet.su/science/sciencecosmos/111528- kosmicheskie-tehnologii-v-bytu.html http://oko- planet.su/science/sciencecosmos/111528- kosmicheskie-tehnologii-v-bytu.html
kopilkaurokov.ru
Обработка металлов по современным технологиям
Несмотря на появление новых инновационных материалов, металл остаётся основой промышленности и строительства. Новые технологии машиностроения позволяют разработать новые способы обработки металлов, что и является главной задачей технологов и конструкторов. Обработка металлов по новым технологиям ведется с целью улучшения качества, повышения точности обработки, производительности и уменьшения количества отходов.
Различают три основных направления обработки металлов:
- Формоизменение при помощи высокоточных методов пластического деформирования.
- Применение традиционных способов обработки металлов, но отличающихся повышенной точностью и производительностью.
- Использование высокоэнергетических методов.
Выбор оптимального метода обработки металлов определяется производственными требованиями и серийностью производства. Например, очень тяжелые конструкции оборудования вызывают повышенный расход энергии, а сниженная точность изготовления отдельных деталей и узлов – низкую производительность техники. Некоторые технологии не могут обеспечить необходимые прочностные свойства и микроструктуру металла, что в итоге сказывается на долговечности и стойкости деталей, пусть даже и изготовленных с минимальными допусками. Новая технология обработки металла основана на использовании нетрадиционных источников энергии, которые обеспечивают его размерное плавление, испарение или формообразование.
Токарно-фрезерная обработка металлов
Механическая обработка металла, связанная со снятием стружки, развивается в направлении изготовления особо высокоточных изделий преимущественно в мелкосерийном производстве. Поэтому традиционные станки уступают место оперативно переналаживаемым металлообрабатывающим комплексам с ЧПУ (Числовое Программное Управление). Числовое Программное Управление — станок, работающий на числовом программном управлении, способен совершать те или иные действия, которые ему задаются при помощи специальной программы. Параметры работы станка задаются посредством цифр и математических формул, после этого он выполняет работу согласно указанным программой требованиям. Программа может задавать такие параметры, как:
- мощность;
- скорость работы;
- ускорение;
- вращение и многое другое.
Сравнительно невысокий коэффициент использования материала (при механической обработке он редко когда превышает 70…80%) компенсируется минимальными допусками и высоким качеством финишной поверхности изделий.
Производители систем с числовым управлением делают основной упор на расширенные технологические возможности рассматриваемого оборудования, использовании современных высокостойких инструментальных сталей и исключении ручного труда оператора. Все подготовительно-заключительные операции на таких комплексах выполняет робототехника.
Энергосберегающие методы пластического деформирования металлов
Технология обработки металлов давлением, кроме повышенного коэффициента использования металла, обладает и другими существенными достоинствами:
- В результате пластического деформирования улучшается макро- и микроструктура изделия;
- Производительность оборудования для штамповки в разы превышает аналогичный показатель для металлорежущих станков;
- После обработки давлением повышается прочность металла, возрастает его стойкость от динамических и ударных нагрузок.
Прогрессивные процессы холодной и полугорячей штамповки – дорнование, точная резка, выдавливание, ультразвуковая обработка, штамповка в состоянии сверхпластичности, жидкая штамповка. Многие из них реализуются на автоматизированном оборудовании, оснащаемом компьютерными системами контроля и управления. Точность изготовления штампованных изделий во многих случаях не требует последующей их доводки – правки, шлифования и т.д.
Высокоэнергетические способы формоизменения металлов
Высокоэнергетические технологии обработки металлов применяются в тех случаях, когда традиционными методами изменять форму и размеры металлической заготовки невозможно.
При этом используются четыре вида энергии:
- Гидравлическая — давления жидкости, либо отдельных элементов, приводимых ею в движение.
- Электрическая, при которой все процессы съёма материала выполняются с помощью разряда – дугового или искрового.
- Электромагнитная, реализующая процесс обработки металлов при воздействии на заготовку электромагнитного поля.
- Электрофизическая, действующая на поверхность направленным лучом лазера.
Существуют и успешно развиваются также комбинированные способы воздействия на металл, при которых используются два и более источника энергии.
Также рекомендую посмотреть статью о новой технологии обучения иностранным языкам
Гидроабразивная обработка металлов основана на поверхностном воздействии жидкости высокого давления. Подобные установки применяются, в основном, с целью повышения качества поверхности, снятия микронеровностей, очистки поверхности от ржавчины, окалины и т.п. При этом струя жидкости может воздействовать на изделие как непосредственно, так и через абразивные компоненты, находящиеся в потоке. Абразивный материал, содержащийся в эмульсии, постоянно обновляется, чтобы обеспечить стабильность получаемых результатов.
Электроэрозионная обработка металлов – процесс размерного разрушения (эрозии) поверхности металла при воздействии на него импульсного, искрового или дугового разряда. Высокая плотность объёмной тепловой мощности источника приводит к размерному плавлению микрочастиц металла с последующим выносом их из зоны обработки потоком диэлектрической рабочей среды (масла, эмульсии). Поскольку при обработке металла одновременно происходят процессы локального нагрева поверхности до весьма высоких температур, то в результате твёрдость детали в зоне обработки существенно увеличивается.
Магнитоимпульсная обработка металла заключается в том, что обрабатываемое изделие помещается в мощное электромагнитное поле, силовые линии которого воздействуют на заготовку, помещённую в диэлектрик. Таким способом производят формовку малопластичных сплавов (например, титана или бериллия), а также листовых заготовок из стали. Аналогичным образом на поверхность действуют и ультразвуковые волны, генерируемые магнитострикционными или пьезоэлектрическими преобразователями частоты. Высокочастотные колебания применяются также и для поверхностной термообработки металлов.
Наиболее концентрированным источником тепловой энергии является лазер. Лазерная обработка металла – единственный способ получения в заготовках сверхмалых отверстий повышенной размерной точности. Ввиду направленности теплового действия лазера на металл, последний в прилегающих зонах интенсивно упрочняется. Лазерный луч способен производить размерную прошивку таких тугоплавких химических элементов, как вольфрам или молибден.
Электрохимическая обработка металла– пример комбинированного воздействия на поверхность химическими реакциями, возникающими при прохождении через заготовку электрического тока. В результате происходит насыщение поверхностного слоя соединениями, которые могут образовываться лишь при повышенных температурах: карбидами, нитридами, сульфидами. Подобными технологиями может выполняться поверхностное покрытие другими металлами, что используется для производства биметаллических деталей и узлов (пластин, радиаторов и т.д.).
Современные технологии обработки металлов непрерывно совершенствуются, используя новейшие достижения науки и техники.
Если Вам понравилась эта статья, то расскажите о ней друзьям через социальные сети! Нажмите соответствующую кнопку!
new-technologi.ru
| Почему учителям и воспитателям следует проходить курсы повышения квалификации и профессиональной переподготовки в учебном центре «Инфоурок» ?• Огромный каталог: 677 курсов профессиональной переподготовки и повышения квалификации;• Очень низкая цена, при этом доступна оплата обучения в рассрочку – первый взнос всего 10%, оставшуюся часть необходимо оплатить до конца обучения; • Курсы проходят полностью в дистанционном режиме (форма обучения в документах не указывается); • Возможность оплаты курса за счёт Вашей организации. • Дипломы и Удостоверения от проекта «Инфоурок» соответствуют всем установленным законодательству РФ требованиям. (Согласно ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» от 2012 года). |
Описание слайда: 2 слайд 
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда: 5 слайд 
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда: 9 слайд 
Описание слайда:
Описание слайда: 11 слайд 
Описание слайда: 12 слайд 
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда: 29 слайд 
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда: 41 слайд 
Описание слайда:
infourok.ru
Современные технологии обработки материалов.Нанотехнологии — презентация к уроку Технологии
Презентация на тему: Современные технологии обработки материалов.НанотехнологииСкачать эту презентацию
Скачать эту презентацию
№ слайда 1
Описание слайда: № слайда 2 
Описание слайда:РАЗДЕЛ: ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ, ОБРАБОТКИ, ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ТЕМА УРОКА: СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ. НАНОТЕХНОЛОГИИ 8 КЛАСС
№ слайда 3
Описание слайда:Цели и задачи 1.Познакомиться с современными технологиями обработки материалов. 2.Знакомство с нанотехнологией в современном мире. 3.Выявить преимущества наноматериалов и недостатки.
№ слайда 4
Описание слайда: № слайда 5 
Описание слайда:ЧТО ТАКОЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ? Сам термин «нанотехнология» ввел японец Норио Танигути в 1974 году. В 1981 году появился первый инструмент для манипуляции атомами – туннельный микроскоп. Это — область науки и техники, которая занимается новаторскими методами получения новых материалов с заданными нужными свойствами. Особенность заключается в том, что действия происходят в нанометровом масштабе. В этом диапазоне размеров «сырьём» являются атомы и молекулы.
№ слайда 6
Описание слайда:Что такое нано? Приставка «нано» (от греч.nanos – «карлик, гном») означает миллиардную долю чего — либо 1 нанометр (нм) – это 1 миллиардная часть метра или 1 миллионная часть миллиметра
№ слайда 7
Описание слайда:Наномедицина Наноэлектроника Наноинжене рия Наноионика Наноробототехника Нанохимия Науки , появившиеся благодаря нанотехнологиям
№ слайда 8
Описание слайда: № слайда 9 
Описание слайда:Что такое нанотехнологии? Наномедицина Биочипы Наноодежда Наноавтомобили Военные разработки
№ слайда 10
Описание слайда: № слайда 11 
Описание слайда: № слайда 12 
Описание слайда:Применение нанотехнологических разработок Медицина Применение нанотехнологий сделает медицину неузнаваемой. 1.Наночастицы будут использоваться для точной доставки лекарств и управления скоростью химических реакций. 2.В ближайшем будущем появятся медицинские устройства размером с почтовую марку. Нанороботы в кровеносных сосудах
№ слайда 13
Описание слайда:Медицина Возможно создание нанороботов-врачей, которые способны «жить» внутри человеческого организма, устраняя все возникающие повреждения или предотвращая их появление. Проверяя и, если надо, «исправляя» клетку за клеткой, орган за органом, наномашины вернут здоровье любому больному, а в дальнейшем не допустят никаких заболеваний и патологий, даже генетических. Наноробот лечит человека Нанороботы учатся ходить
№ слайда 14
Описание слайда:Искусственный глаз вернёт слепым зрение Вакцина от ВИЧ – перспективное направление В Соединенных Штатах получила «зеленый свет» к применению первая вакцина от ВИЧ Ученые из американского университета разработали искусственный глаз, который дает возможность отсылать полученное изображение в мозг слепого человека.
№ слайда 15
Описание слайда:Наномашины В нанотехнологии используются специальные наномашины – ассемблеры. Ассемблеры – это своеобразный сборщик атомов и молекул. Они должны захватывать их , соединять между собой и с базовой поверхностью, а также выполнять другие манипуляции с заданным алгоритмом. Ассемблер
№ слайда 16
Описание слайда:Будущее за нанороботами. Робототехника В настоящее время существуют устройства – прототипы нанороботов. Их использование направлено на лечение различных заболеваний. Сами же нанороботы представляют собой машины, размер которых – с молекулу. Они могут передвигаться, обрабатывать, выполнять заданные программы, а также передавать информацию. Учёные научились доставлять нанолекарство точечно
№ слайда 17
Описание слайда:Нанотехнологии в пищевой промышленности Термин наноеда никому не известен. Учитывая то, что непрекращающийся рост населения Земли, наряду с ростом потребления, в последние годы становится одной из наиболее острых глобальных проблем.. На помощь приходят нанотехнологии – БАДы и витамины, заключённые в мицеллы диаметром в несколько десятков нанометров, усваиваются организмом гораздо лучше.
№ слайда 18
Описание слайда:В косметических средствах Новое в медицине на стыке наук : биологии, химии и физики В косметических средствах — наносеребро
№ слайда 19
Описание слайда:Искусство Перспективы развития науки и техники также определяют пути искусства. В 2001 году японские учёные, используя передовые лазерные технологии, создали самую маленькую в мире скульптуру размерами 10 микрон в длину и 7 микрон в высоту. Она изображает разъярённого быка, разворачивающегося для атаки. Скульптура быка Нано-Библия
№ слайда 20
Описание слайда:Электроника и компьютерные технологии С появлением новых средств наноманипулирования возможно создание нанороботов размером всего 1-2 микрон, оснащенных бортовыми механокомпьютерами и источниками энергии, которые будут полностью автономны и смогут выполнять разнообразные функции. Охранная наносистема Радиопиемники – от макро до нано
№ слайда 21
Описание слайда:Компьютеры и микроэлектроника Центральные процессоры Жёсткие диски Сканирующий зондовый микроскоп Квантовый компьютер
№ слайда 22
Описание слайда:Нанотехнологии в строительстве Город будущего Отель аэроплан Использование нанотехнологий в строительстве позволит добавлять к традиционным строительным материалам определенные свойства, достижение которых еще недавно считалось небывалым.
№ слайда 23
Описание слайда:Материаловедение Нанотехнологии позволят создавать более легкие, тонкие и прочные материалы. Появятся материалы, способные изменять свою структуру в зависимости от окружающей среды. Также появятся материалы сверхпрочные, сверхлегкие и негорючие, которые могут использоваться в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Наноткань «Умная» футболка
№ слайда 24
Описание слайда:В США разработали плащ — невидимку На пути к шапке -невидимке
№ слайда 25
Описание слайда:Экология Нанотехнологии способны также стабилизировать экологическую обстановку. Новые виды промышленности не будут производить отходов, отравляющих планету, а нанороботы смогут уничтожить последствия старых загрязнений. Очистительная нанофабрика
№ слайда 26
Описание слайда:Нанотехнологии на службе военных Военно-промышленный комплекс
№ слайда 27
Описание слайда:Космический лифт – это трос длиной в несколько десятков тысяч километров, соединяющий орбитальную космическую станцию с платформой, размещенной посреди Тихого океана. Космический лифт Космонавтика Nаsа запустит лифт в открытый космос Робот-амеба для освоения планет
№ слайда 28
Описание слайда: № слайда 29 
Описание слайда:Нанотехнологии в животноводстве В молочном скотоводстве появятся нанотехнологии
№ слайда 30
Описание слайда:Опасны ли нанотехнологии?
№ слайда 31
Описание слайда:Опасности, связанные с нанотехнологиями Биологическая угроза Нанотехнологии могут представлять угрозу здоровью человека. Крошечные частички углерода могут попасть в мозг человека через дыхательные пути и оказать на организм разрушительное воздействие. Речь идёт о C60 — одной из трёх основных форм чистого углерода. Фуллерен ( С60)
№ слайда 32
Описание слайда:Польза нанотехнологий Нанотехнологии помогут создать новое поколение лекарств. Благодаря им появятся новые методы лечения. Многие неизлечимые болезни будут побеждены. На основе нанотехнологий будут созданы новые образцы вооружений, новые системы защиты, что в итоге улучшит существенным образом обороноспособность страны. Благодаря развитию нанотехнологий произойдет революция в компьютерных технологиях. В настоящий момент наноматериалы являются наименее токсичными и наиболее биосовместимыми с живой клеткой (человека, растения, животного). Нанотехнологии позволят решить энергетические проблемы, их внедрение позволит более эффективно использовать традиционные и откроет путь к новым источникам энергии.
№ слайда 33
Описание слайда:Вред нанотехнологий Нанотехнологии станут причиной новых болезней, от которых не спасут даже новые нанолекарства. Новое вооружение на основе нанотехнологий может попасть в руки террористов, что приведет к хаосу и войне. Разработка наносенсоров, нанодатчиков и прочих систем отображения и передачи информации в итоге поставит крест на неприкосновенности частной жизни. Развитие индустрии производства наноматериалов приведет к еще более серьезному загрязнению окружающей среды.
№ слайда 34
Описание слайда:Вывод Общество, как изменяющаяся структура не должно стоять на месте. Человечество постоянно должно прогрессировать, развиваться, стремиться к лучшему. Нанотехнологии – это путь к успеху! Они необходимы для улучшения комфорта жизни человечества.
№ слайда 35
Описание слайда:Заключение Нанотехнология – это молодая наука, результаты развития которой могут до неузнаваемости изменить окружающий мир. Каковы будут эти изменения, полезными, несравненно облегчающими жизнь, или вредными, угрожающими человечеству, зависит от взаимопонимания и разумности людей.
№ слайда 36
Описание слайда:Вопросы для самоконтроля 1.Что такое нанотехнологии? 2.Какие науки появились благодаря нанотехнологиям 3.Что такое «нано»? Это технологии манипулирования веществом на атомном и молекулярном уровне с целью создания наноустройств и материалов со специальными свойствами
№ слайда 37
Описание слайда:Творческое задание 1.С помощью дополнительной литературы или Интернета найдите информацию о том, в каких ещё отраслях науки и техники применяются нанотехнологии или 2.Сообщение «Перспективы развития нанотехнологиий»
№ слайда 38
Описание слайда:Сообщения или кластеры
№ слайда 39
Описание слайда:Всеросийский интеллектуальный форум – олимпиада по нанотехнологиям Прорыв в будущее! ?
№ слайда 40
Описание слайда: № слайда 41 
Описание слайда:Использованные источники: http://ru.wikipedia.org Википедия http://images.yandex.ru http://www.nanonewsnet.ru Сайт о нанотехнологиях http://www.allbest.ru Глобальная сеть рефератов http://thesaurus.rusnano.com/ Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов http://nano-portal.ru/post/1319 Портал по нанотехнологиям http://elport.ru/articles/nanotehnologii_v_stroitelstve Деловая сеть Источники информации: http://www.nanostore.com.ua/top7-spher-v- kotoryh-nanotehnologii-uluchshajut-nashu- zhizn-a-54. html http://www.nanostore.com.ua/top7-spher-v- kotoryh-nanotehnologii-uluchshajut-nashu- zhizn-a-54. html http://oko- planet.su/science/sciencecosmos/111528- kosmicheskie-tehnologii-v-bytu.html http://oko- planet.su/science/sciencecosmos/111528- kosmicheskie-tehnologii-v-bytu.html
ppt4web.ru
Новейшие технологии металлообработки — ДСН
Несмотря на все успехи материаловедения, металл был и остаётся основой промышленности и строительства. Главной задачей технологов и конструкторов является разработка способов металлообработки, которые отличались бы наибольшей точностью, производительностью, и обеспечивали бы минимальный расход сырья.
Общая классификация
Различают три основных направления:
- Формоизменение при помощи высокоточных методов пластического деформирования.
- Применение традиционных способов металлообработки, но отличающихся повышенной точностью и производительностью.
- Использование высокоэнергетических методов.
Выбор оптимального метода обработки определяется производственными требованиями и серийностью производства. Например, переутяжелённые конструкции оборудования вызывают повышенный расход энергии, а сниженная точность изготовления отдельных деталей и узлов – низкую производительность техники. Некоторые технологии не могут обеспечить необходимые прочностные свойства и микроструктуру металла, что в итоге сказывается на долговечности и стойкости деталей, пусть даже и изготовленных с минимальными допусками. Новая технология обработки металла основана на использовании нетрадиционных источников энергии, которые обеспечивают его размерное плавление, испарение или формообразование.
Токарно-фрезерная обработка
Мехобработка, связанная со снятием стружки, развивается в направлении изготовления особо высокоточных изделий преимущественно в мелкосерийном производстве. Поэтому традиционные станки уступают место оперативно переналаживаемым металлообрабатывающим комплексам с ЧПУ. Сравнительно невысокий коэффициент использования материала (при мехобработке он редко когда превышает 70…80%) компенсируется минимальными допусками и высоким качеством финишной поверхности изделий.
Производители систем с числовым управлением делают основной упор на расширенные технологические возможности рассматриваемого оборудования, использовании современных высокостойких инструментальных сталей и исключении ручного труда оператора. Все подготовительно-заключительные операции на таких комплексах выполняет робототехника.
Энергосберегающие методы пластического деформирования металлов
Технология обработки металлов давлением, кроме повышенного коэффициента использования металла, обладает и другими существенными достоинствами:
- В результате пластического деформирования улучшается макро- и микроструктура изделия;
- Производительность оборудования для штамповки в разы превышает аналогичный показатель для металлорежущих станков;
- После обработки давлением повышается прочность металла, возрастает его стойкость от динамических и ударных нагрузок.
Прогрессивные процессы холодной и полугорячей штамповки – дорнование, точная резка, выдавливание, ультразвуковая обработка, штамповка в состоянии сверхпластичности, жидкая штамповка. Многие из них реализуются на автоматизированном оборудовании, оснащаемом компьютерными системами контроля и управления. Точность изготовления штампованных изделий во многих случаях не требует последующей их доводки – правки, шлифования и т.д.
Высокоэнергетические способы формоизменения
Высокоэнергетические технологии применяются в тех случаях, когда традиционными методами изменять форму и размеры металлической заготовки невозможно.
При этом используются четыре вида энергии:
- Гидравлическая — давления жидкости, либо отдельных элементов, приводимых ею в движение.
- Электрическая, при которой все процессы съёма материала выполняются с помощью разряда – дугового или искрового.
- Электромагнитная, реализующая процесс металлообработки при воздействии на заготовку электромагнитного поля.
- Электрофизическая, действующая на поверхность направленным лучом лазера.
Существуют и успешно развиваются также комбинированные способы воздействия на металл, при которых используются два и более источника энергии.
Гидроабразивная металлообработка основана на поверхностном воздействии жидкости высокого давления. Подобные установки применяются, в основном, с целью повышения качества поверхности, снятия микронеровностей, очистки поверхности от ржавчины, окалины и т.п. При этом струя жидкости может воздействовать на изделие как непосредственно, так и через абразивные компоненты, находящиеся в потоке. Абразивный материал, содержащийся в эмульсии, постоянно обновляется, чтобы обеспечить стабильность получаемых результатов.
Электроэрозионная обработка – процесс размерного разрушения (эрозии) поверхности металла при воздействии на него импульсного, искрового или дугового разряда. Высокая плотность объёмной тепловой мощности источника приводит к размерному плавлению микрочастиц металла с последующим выносом их из зоны обработки потоком диэлектрической рабочей среды (масла, эмульсии). Поскольку при металлообработке одновременно происходят процессы локального нагрева поверхности до весьма высоких температур, то в результате твёрдость детали в зоне обработки существенно увеличивается.
Магнитоимпульсная обработка заключается в том, что обрабатываемое изделие помещается в мощное электромагнитное поле, силовые линии которого воздействуют на заготовку, помещённую в диэлектрик. Таким способом производят формовку малопластичных сплавов (например, титана или бериллия), а также листовых заготовок из стали. Аналогичным образом на поверхность действуют и ультразвуковые волны, генерируемые магнитострикционными или пьезоэлектрическими преобразователями частоты. Высокочастотные колебания применяются также и для поверхностной термообработки металлов.
Наиболее концентрированным источником тепловой энергии является лазер. Лазерная обработка – единственный способ получения в заготовках сверхмалых отверстий повышенной размерной точности. Ввиду направленности теплового действия лазера на металл, последний в прилегающих зонах интенсивно упрочняется. Лазерный луч способен производить размерную прошивку таких тугоплавких химических элементов, как вольфрам или молибден.
Электрохимическая обработка – пример комбинированного воздействия на поверхность химическими реакциями, возникающими при прохождении через заготовку электрического тока. В результате происходит насыщение поверхностного слоя соединениями, которые могут образовываться лишь при повышенных температурах: карбидами, нитридами, сульфидами. Подобными технологиями может выполняться поверхностное покрытие другими металлами, что используется для производства биметаллических деталей и узлов (пластин, радиаторов и т.д.).
Современные технологии обработки металлов непрерывно совершенствуются, используя новейшие достижения науки и техники.
www.dsnspb.ru
Новые технологии в обработке металлов
Обработка металла берет начало в доисторический период, когда древние люди научились отливать из меди орудья труда и наконечники стрел. Так началась эпоха металла, ископаемого которое и по сей день остается актуальным. Сегодня новые технологии обработки металла позволяют создавать различные сплавы, изменять технологические свойства, получать сложные формы и конструкции.
В наши дни самым востребованным материалом является железо. На его основе отливают множество сплавов с различным содержанием углерода и легирующих добавок. Кроме стали, в промышленности широко применяют цветные металлы, которые также используются в широком разнообразии сплавов. Каждый сплав характеризуется не только эксплуатационными свойствами, но и технологическими, что и определяет способ его обработки:
- литье;
- термическая обработка;
- механическая обработка резанием;
- холодная или горячая деформация;
- сваривание.
Литейное производство
Литье – это самый первый способ, который стал применять человек. Первой была медь, а выплавлять железо из руды в сыродутной печи начали в XII веке до н. э. Современные технологии позволяют получать различные сплавы, рафинировать и раскислять металл. Например, раскисление меди фосфором делает ее более пластичной, а переплавка в инертной среде повышает электропроводимость.
Последними достижениями в металлургии стали появление новых сплавов. Разработаны новые, более качественные марки нержавеющей высоколегированной стали аустенитного и ферритного класса. Появились более долговечные и устойчивые к коррозии жаростойкие, жаропрочные, кислотостойкие и пищевые стали AISI 300-ой и 400-ой серии. Некоторые сплавы были усовершенствованны и в их состав в качестве стабилизатора введен титан.
В цветной металлургии также были получены сплавы с оптимальными характеристиками для той или иной отрасли. Вторичный алюминий общего назначения 1105, алюминий высокой чистоты А0 для пищевой промышленности, авиалиний, среди которого наиболее востребованы в авиационной промышленности марки АВ, АД31 и АД 35, устойчивый к морской воде корабельный алюминий 1561 и АМг5, свариваемые алюминиевые сплавы легированные магнием или марганцем, жаропрочные алюминии, такие как АК4. Широкий спектр сплавов на основе меди – бронза и латунь также отличаются характерными особенностями и удовлетворяют все потребности народного хозяйства.
Формирование технологических характеристик сплава
На современном рынке металлопроката представлены различные полуфабрикатные изделия из различных сплавов стали и цветмета. При этом одна и та же марка может предлагаться в различном технологическом состоянии.
Термическая обработка
Посредством термической обработки сплав может доводиться до максимально жесткого и прочного состояния или наоборот до более пластичного. Твердое состояние «Т» ‒ термически закаленный, достигается нагревом до определенной температуры и последующим резким охлаждением в воде или масле. Мягкое состояние «М» ‒ термически отожженный, когда после нагрева остывание производится медленно. Для алюминия также существуют термические методы естественного и искусственного старения.
Для каждой марки определены свои режимы термообработки, изучены влияния напряжения на коррозионные свойства, что также позволяет формировать технологические процессы.
Упрочнение давлением
Этот способ был известен еще нашим предкам. Кузнецы увеличивали плотность материала, куя его на холодную. Это называлось отклепать косу или клинок. Сегодня этот процесс получил название ‒ нагартовка, которая в маркировке проката обозначается «Н». Современные технологии позволяют получать механическое упрочнение любой степени с высокой точностью. Например, «Н2» ‒ полунагартовка, «Н3» ‒ треть нагартовка и т. д.
Метод заключается в максимально возможном механическом обжатии с последующим частичным отожжением до необходимого технологического состояния.
Химическая обработка
Травление поверхности химическими реактивами. Способ применяется для изменения зернистости поверхности и придания ей матового или блестящего оттенка. Обычно методика используется как доработка поверхности проката, произведенного горячей деформацией.
Защита от коррозии
Кроме покрытия защитными лаками или композита с пластиком, в современной металлургии применяют 4 основных способа:
- анодирование – анодная поляризация в растворе электролита с целью получения оксидной пленки, защищающей от коррозии;
- пассивирование – защитный пассивный слой появляется вследствие воздействия окисляющих агентов;
- гальванический метод покрытия одного металла другим. Процесс достигается за счёт электролиза. В частности, покрытие стали никелем, оловом, цинком и другими металлами, устойчивыми к коррозии;
- плакирование – применяется для защиты алюминиевых сплавов, недостаточно устойчивых к коррозии. Методика заключается в механическом покрытии слоем чистого алюминия (прокатом, волочением).
Технология биметаллов
Метод основан на сращивании различных металлов посредством возникновения между ними диффузионной связи. Его суть состоит в необходимости получения материала, обладающего качествами двух элементов. Например, высоковольтные провода должны быть достаточно прочными и характеризоваться высокой электропроводимостью. Для этого сращивают сталь и алюминий. Стальная сердцевина провода принимает на себя механическую нагрузку, а алюминиевая оболочка становится превосходным проводником. В термометрической технике используют биметаллы с различным коэффициентом термического расширения.
В России биметаллы также используются для чеканки монет.
Механическая обработка
Это неотъемлемая часть любого металлообрабатывающего производства, которая выполняется режущим инструментом: резка, рубка, фрезеровка, сверление и др. На современном производстве применяются высокоточные и высокопроизводительные станки и комплексы с ЧПУ. При этом до недавнего времени новые технологии в обработке металлов были недоступны на строительных площадках при сборке металлоконструкций. Механизм выполнения производства работ по месту монтажа предусматривал применение ручных механических и электрических инструментов.
Сегодня разработаны специальные магнитные станки с программным управлением. Оборудование позволяет выполнять сверление на высоте под любым углом. Устройство полностью контролирует процесс, исключая неточности и ошибки, а также позволяет высверливать отверстия большого диаметра, что раннее на высоте было практически невозможно.
Обработка давлением
По способу обработка давлением различается на горячую и холодную деформацию, а по виду ‒ на штамповку, ковку, прокат, вытяжку и высадку. Здесь также внедрена механизация и компьютеризация производства. Это значительно снижает себестоимость продукта, в то же время повышает качество и производительность. Недавним достижением в области холодной деформации стала холодная ковка. Специальное оборудование позволяет с минимальными затратами производить высокохудожественные и одновременно функциональные элементы декора.
Сваривание
Среди ставших уже традиционными методами можно выделить электродуговую, аргонодуговую, точечную, роликовую и газовую сварку. Разделить сварочный процесс можно также на ручной, автоматический и полуавтоматический. При этом для высокоточных процессов сварки применяются новые методы.
Лазерная сварка
Благодаря применению сфокусированного лазера появилась возможность производства сварочных работ на мелких деталях в радиоэлектронике или присоединение твердосплавных режущих элементов к различным фрезам.
В недалеком прошлом технология обходилась достаточно дорого, но с применением современного оборудования, в котором импульсный лазер заменили газовым, методика стала более доступной. Оборудование для лазерной сварки или резки также оснащается программным управлением, а при необходимости производится в вакууме или инертной среде
Плазменная резка
Если по сравнению с лазерной резкой плазменная отличается большей толщиной реза, то по экономичности в разы её превосходит. Это самый распространенный на сегодня метод серийного производства с высокой точностью повторения. Методика заключается в выдувании электрической дуги высокоскоростной струей газа. Уже существуют и ручные плазменные резаки, которые являются превосходящей альтернативой газовой резке.
Новейшие разработки в производстве сложных и малоразмерных деталей
Какая бы совершенная не была механическая обработка у нее есть свой предел по минимальным габаритам производимой детали. В современной радиоэлектронике используются многослойные платы, содержащие сотни микросхем, каждая из которых содержит тысячи микроскопических деталей. Производство таких деталей может показаться волшебством, но это возможно.
Электроэрозионный метод обработки
Технология основана на разрушении и выпаривании микроскопических слоев металла электрической искрой.
Процесс выполняется на роботизированном оборудовании и контролируется компьютером.
Ультразвуковой метод обработки
Этот способ похож на предыдущий, но в нем разрушение материала происходит под воздействием высокочастотных механических колебаний. В основном ультразвуковое оборудование применяют для разделительных процессов. При этом ультразвук используется и в других областях металлообработки ‒ в очистке металла, изготовлении ферритовых матриц и др.
Нанотехнологии
Метод фемтосекундной лазерной абляции остается актуальным способом получения в металле наноотверстий. При этом появляются новые, менее затратные и более эффективные технологии. Изготовление металлических наномембран путем пробивания отверстий методом ионного травления. Отверстия получаются диаметром 28,98 нм с плотностью 23,6х106 на мм2.
К тому же ученые из США разрабатывают новый, более прогрессивный способ получение металлического массива наноотверстий методом испарения металла по шаблону из кремния. В наши дни свойства таких мембран изучаются с перспективой применения в солнечных батареях.
qwizz.ru
Современные способы обработки металлов
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ
Металлообрабатывающее оборудование на сегодняшний день нашло широкое применение в различных промышленных отраслях: железнодорожной отрасли, энергетике, авиа и судостроении, строительстве, машиностроении и так далее.
Выбор станков напрямую зависит от объемов производства (механические, ручные, с ЧПУ, автоматические и так далее), необходимого качества детали и вида обработки.
Токарно-фрезерная обработка
Механическая обработка используется для того, чтобы производить новые поверхности. Работа состоит в разрушении слоя определенной области: при этом режущий инструмент осуществляет контроль степени деформации. Основным оборудованием для механической обработки металлов являются токарные и фрезерные станки, а также универсальные токарно-фрезерные обрабатывающие центры.
Токарная обработка — это процесс резания металла, осуществляемый при линейной подаче режущего инструментом при одновременном вращении заготовки.
Точение осуществляется срезанием с поверхности заготовки определенного слоя металла с помощью резцов, сверл или других режущих инструментов.
Главным движением при точении является вращение заготовки.
Движением подачи при точении является поступательное перемещение резца, которое может совершаться вдоль или поперек изделия, а также под постоянным или изменяющимся углом к оси вращения изделия.
Фрезерная обработка — это процесс резания металла, осуществляемый вращающимся режущим инструментом при одновременной линейной подаче заготовки.
Материал с заготовки снимают на определенную глубину фрезой, работающей либо торцовой стороной, либо периферией.
Главным движением при фрезеровании является вращение фрезы.
Движением подачи при фрезеровании является поступательное перемещение обрабатываемой детали.
Токарно-фрезерная обработка металлов выполняется с помощью универсальных обрабатывающих центров с числовым программным управлением (ЧПУ), позволяющих выполнять сложнейшую высокоточную обработку без учета человеческого фактора. ЧПУ предполагает, что каждым этапом выполняемых работ управляет компьютер, которому задается определенная программа. Обработка детали на станке с ЧПУ обеспечивает максимально точные размеры готового изделия, т.к. все операции выполняются с одной установки обрабатываемой заготовки.
Электроэрозионная обработка
Суть метода электроэрозионной обработки (резки) заключается в полезном использовании электрического пробоя при обработке поверхности.
При сближении электродов, находящихся под током, происходит разряд, разрушительное воздействие которого проявляется на аноде, которым служит обрабатываемый материал.
Межэлектродное пространство заполняется диэлектриком (керосином, дистиллированной водой или специальной рабочей жидкостью), в котором разрушающее воздействие на анод значительно более действенно, чем в воздухе. Диэлектрик также играет роль катализатора процесса распада материала, т. к. он — при разряде в зоне эрозии — превращается в пар. При этом происходит «микровзрыв» пара, который также разрушает материал.
Важнейшим преимуществом проволочно-вырезных станков является малый радиус эффективного сечения инструмента (проволоки), а также возможность точного пространственного ориентирования режущего инструмента. В силу этого возникают уникальные возможности для изготовления точных деталей в широком диапазоне размеров с достаточно сложной геометрией.
Для некоторых изготавливаемых деталей применение электроэрозионной обработки является предпочтительным, в сравнении с другими видами обработки.
Электроэрозионные проволочно-вырезные станки позволяет рационально осуществить операции по:
изготовлению деталей со сложной пространственной формой и повышенными требованиями к точности и чистоте обработки, в том числе деталей из металла с повышенной твердостью и хрупкостью;
изготовлению фасонных резцов, матриц, пуансонов, вырубных штампов, лекал, копиров и сложных пресс-форм в инструментальном производстве.
Гидроабразивная обработка
Гидроабразивная обработка металла – это один из наиболее высокотехнологических процессов, обладающий высокими показателями точности и экологичности производства. Процесс гидроабразивной резки заключается в обработке заготовки тонкой струей воды под большим давлением с добавлением абразивного материала (например, мельчайший кварцевый песок). Технологический процесс гидроабразивной резки является очень точным и качественным способом обработки металла.
В процессе гидроабразивной обработки вода смешивается в специальной камере с абразивом и проходит через очень узкое сопло режущей головки под высоким давлением (до 4000 бар). Гидроабразивная смесь выходит из режущей головки со скоростью, превышающей скорость звука (часто более чем в 3 раза).
Наиболее производительное и универсальное оборудование – это системы консольного и портального типа. Такое оборудование идеально подходит, например, для аэрокосмической и автомобильной промышленности; оно может широко использоваться в любых других отраслях.
Гидроабразивный раскрой является безопасным способом обработки. Резка водой не производит вредных выделений и (за счет возможности получения узкого реза) экономично расходует обрабатываемый материал. Hет зон термического воздействия, закаливания. Небольшая механическая нагрузка на материал облегчает обработку сложных деталей, особенно с тонкими стенками.
Одним из важнейших преимуществ водоструйной технологии является возможность обработки практически любых материалов. Данное свойство делает технологию гидроабразивной резки незаменимой в ряде технологических производств и делает ее применимой практически в каждом производстве.
Лазерная обработка
Лазерная обработка материалов включает в себя резку и раскрой листа, сварку, закалку, наплавку, гравировку, маркировку и другие технологические операции.
Использование лазерной технологии обработки материалов обеспечивает высокую производительность и точность, экономит энергию и материалы, позволяет реализовать принципиально новые технологические решения и использовать труднообрабатываемые материалы, повышает экологическую безопасность предприятия.
Лазерная резка осуществляется путём сквозного прожига листовых металлов лучом лазера. В процессе резки, под воздействием лазерного луча материал разрезаемого участка плавится, возгорается, испаряется или выдувается струей газа. При этом можно получить узкие резы с минимальной зоной термического влияния.
Такая технология имеет ряд очевидных преимуществ перед многими другими способами раскроя:
Для резки металлов применяют технологические установки на основе твердотельных, волоконных лазеров и газовых CO2-лазеров, работающих как в непрерывном, так и в импульсно-периодическом режимах излучения. Сфокусированный лазерный луч, обычно управляемый компьютером, обеспечивает высокую концентрацию энергии и позволяет разрезать практически любые материалы независимо от их теплофизических свойств.
Благодаря высокой мощности лазерного излучения обеспечивается высокая производительность процесса в сочетании с высоким качеством поверхностей реза. Легкое и сравнительно простое управление лазерным излучением позволяет осуществлять лазерную резку по сложному контуру плоских и объемных деталей и заготовок с высокой степенью автоматизации процесса.
infourok.ru