Челик који сам себе "лечи"&нбсп;
У научнофантастичним филмовима штета на роботима лечи саму себе
Самоисцељујући премази су посебне боје на бази&нбсп; микрокапсула са посебним полимерним материјалом.Са било каквим механичким ударом, на пример, огреботина, капсуле се уништавају и материјал који их прекрива се ослобађа од њих.Она "лечи" штету тако што реагује ивицама нетакнутог премаза и узрокује да се затегне огреботина, као и да се подручје изолује одваздуха , спречавајући металну корозију.
Тешкоћа у производњи челика са таквим премазом лежи како у стварању боје са микрокапсулама, тако иу њеној примени.
Боја је колоидни раствор полимерамодификатори и микрокапсуле величине неколико микрометара. Модификатори, односно везива, су потребни да би се осигурало да су полимери унутар микрокапсула у течном стању. Састав саме смеше је класификован, а њеном производњом се бави само неколико компанија широм света - технологија је нова и још је у пилот фази.
„Самолечиви премази су посебне боје“
Састав у течном стању се примењује на челик, изатим се везива уклањају помоћу сушаре, остављајући континуирани полимерни слој са микрокапсулама. Важно је да је премаз равномерно распоређен и да саме капсуле нису оштећене, иначе ће се својства челика разликовати у различитим областима.
Если рынок оценит свойства материала, его производство станет масштабнее, а цена единицы продукта упадет — тогда можно прогнозировать, что такая сталь получит широкое распространение.
Челик убица бактерија
Сталь с антибактериальным покрытием применяют в лек. Од њега се праве инструменти лекара, елементи болничких зграда попут ограда или панела на зидовима, где се најчешће акумулирају штетни микроорганизми. Штавише, током пандемије, многи произвођачи опреме, посебно паметних телефона и лаптопа, почели су да од ње праве футроле за гаџете.
Постоји неколико варијација о томе како челикстиче антибактеријска својства. Чешће се на површину материјала наноси полимерни премаз, који укључује јоне сребра и бакра. Ови метали су веома ефикасни у борби против микроба: при контакту уништавају своје шкољке, убијајући 99% микроорганизама.
Али постоје и други догађаји, на пример, ако је челик уроњен у решењеелектролит и наносе напон на посебан начин, наноструктуре се формирају на површини: микроскопске јаме, шиљци и игле.Они, као метални јони, оштећују мембране бактерија и убијајуИстовремено , технолошки процес током којег се такав челик добија не разликује се одвећ се користи у обради материјала, на сличан&нбсп;начин, метал се гланца или дајеима антикорозивна својства.
Оба приступа су безбедна за животињске и биљне ћелије: њихова величина увелико премашује величину микроба, особа нема чега да се плаши.
Обећавајуће области примене челика са антибактеријским премазима данас су производња вентилационих и обложних панела - на пример, унутрашња декорација у транспорту и просторијама.
„Металурзи траже начине да створе и јак и лаган челик за прављење лаких делова“
Челик за тешке услове рада - за тешке машине
Металурзи траже начине да стварају истовременојак и лаган челик за израду лаких делова. У производњи аутомобила то ће повећати њихову брзину и сигурност возача. А у производњи специјалне опреме, издржљиви и лагани трупови ће смањити потрошњу горива.
Да би постигли жељене параметре, металурзи формирају металну структуру комбинацијом различитих фаза, од којих неке обезбеђују повећање чврстоће, док су друге одговорне за одржавање дуктилности.
Укупно се у металургији разликује неколико фаза челика:ферит, затим перлит, сорбит, троостит, баинити и мартензит. Ферит се одликује малом чврстоћом, док је дуктилан и лако растегљив. Што је фаза даље од ферита, то је већа њена чврстоћа и нижа дуктилност.
Ако пластичној ферит матрици додате укључења јачих фаза (на пример мартенсите), добијате "колач"који ћеистовремено пластична и издржљива због својстава сваке од фаза.Истовремено , теже је набавити челик који се састоји од комбинације различитих фаза ако су удаљени једни од другихДруги.&нбсп;
Феритно-перлитни челик научио је да се добије давно,данас је то један од стандардних задатака металургије. Много је теже добити ферит-трооститни и ферит-баинитни челик, али велике металуршке компаније су га савладале. Али јак ферит-мартензит је већ резултат сложеног технолошког процеса који захтева посебну опрему и одређени ниво развоја технологије.
Челична "срца" електричних уређаја
Једна од области примене челика као електромагнетног материјала је производња трансформаторских језгара, генератора и електромотора.Гвожђе је јединствен материјал који је у стању да створи сопствено магнетно поље.То је због атомске структуре.&нбсп;
Атом гвожђа има четири отворене структуре у својој структури.3д шкољка и уместо десет електрона има само шест. У случају неких елемената (поред гвожђа, то су, на пример, никл и кобалт), пуњење два електрона у 4с љусци, која је најудаљенија од језгра, постаје енергетски повољнија од пуњења у 3д љусци. Ово оставља неколико електрона чији орбитални и спински магнетни моменти нису компензовани, они ротирају у орбити око језгра и стварају сопствено магнетно поље.&нбсп;
Неки метали (злато, алуминијум) имају електронена шкољкама компензују једни друге, због чега материјали не стварају магнетно поље. Постоје многи други метали са недовршеним д-љускама који се могу магнетизовати, али само гвожђе, никл и кобалт показују ова својства на собној температури, а не само охлађени.
Челик у електроници мора бити добро магнетизовану спољашњем магнетном пољу и брзо се ремагнетишу при промени смера. За већину индустријских и стамбених мрежа, ово се дешава 50 пута у секунди. Главни захтев у овом процесу је управо лакоћа преокретања магнетизације, што ће обезбедити минималну потрошњу енергије током рада готовог производа.
Гвожђе као материјал је кристалноструктура у којој се атоми налазе на врховима ивица и у центру коцке. Скоро као у Лего. Испоставило се да се појединачна магнетна поља сваког атома сабирају у заједничко поље – због тога делови направљени од гвожђа могу да се ремагнетишу, да буду привучени магнетима или да сами делују у својој улози.
„Гвожђе је јединствен материјал који може да створи сопствено магнетно поље“
Јединствени челик за трансформаторе
Трансформаторски челик је једна од подврстаелектрични челици. Има посебну структуру, где је кристална решетка сваког пресека челика подједнако оријентисана у простору, због чега је могуће постићи минималне губитке енергије током рада електричног апарата.
А сада једноставним речима.Велике запремине челика су хетерогене – састоје се од малих „зрнаца” метала у којима атоми формирају кубну кристалну решетку. Истовремено, у обичном челику, различита "зрна" могу бити различито оријентисана једни према другима - њихова магнетна поља, респективно, такође имају различите правце.
У трансформаторском челику, металурзи успевајуда се постигне одступање између решетки различитих „зрна” од само пар степени. Као резултат ове оријентације, добија се материјал који по структури тежи једном кристалу, као да су апсолутно сви атоми материјала укључени у једну решетку, а не појединачна „зрна“. Таква структура метала са становишта класичне теорије феромагнетизма је енергетски најповољнија, јер магнетно поље пролази кроз сва "зрна" у једном правцу и обезбеђује брзо преокретање магнетизације језгра електричне јединице. са минималним губитком снаге.
Технолошки производни циклусТрансформаторски челик је најсложенији у целој црној металургији. Челик се топи помоћу одређеног хемијског састава: на пример, у њега се додаје силицијум, због чега се повећава електрични отпор и површинске струје не ометају магнетно поље. Следе топло ваљање, кисељење, хладно ваљање, жарење без угљеника, друго хладно ваљање, наношење заштитног премаза, жарење на високој температури, наношење електроизолационог премаза и, у неким случајевима, ласерска површинска обрада.&нбсп;
У свакој технолошкој фази се доносе одлукенеколико задатака, почев од добијања потребне геометрије траке па до формирања спојева у површинским слојевима метала или преко целог пресека траке.
Наноструктурирани челик који изгледа као гума
Наноструктурирано се назива структурночелик, у коме је одабран хемијски састав - додају се манган, угљеник, хром - а параметри обраде чине јединствену структуру. Обезбеђује високу чврстоћу и дуктилност.
Раније су се топили да би добили такав материјалчелик са нестабилном структуром, због чега су током деформације различите фазе метала прелазиле из једне у другу, мењајући своја својства. Другим речима, челик је постао јачи под механичким напрезањем.
А наноструктурирани челик је материјал, ину којој свако „зрно” има близанца оријентисану у супротном смеру. Испоставља се материјал који се не сруши током деформације, већ се протеже - по својствима, више личи на гуму. Наноструктурирани челик може издужити до 50% своје првобитне дужине без лома и још увек издржати оптерећења од 10 тона по квадратном центиметру. Поређења ради, обичан челик је 2,5 пута мање јак и може се издужити само за 20-25%.
Овај материјал, упркос чињеници да је до сада својпроизведен само у тестном режиму и у малим количинама, има велике изгледе у аутомобилској индустрији и машинству: наноструктурирани челик се може користити за добијање јаких делова сложеног облика. Али док се производња не масовно производи због сложености и високих трошкова, због тога је цена сваког листа превисока. Ако потреба за материјалом расте, производња ће попримити потпуно другачији обим, а онда ће цена сваког лима постати прихватљива - ко зна, можда ће у блиској будућности све машине бити направљене од таквог челика.
Металургија у последњих неколико деценијаје направио снажан корак напред: материјали који су се пре пола века сматрали научном фантастиком сада се могу набавити у индустријским размерама. Многи од њих још нису распрострањени, али се не зна како ће се тржиште понашати: можда ћемо врло брзо видети нове врсте челика у паметним телефонима, фрижидерима и микроталасним пећницама.
Опширније:
Испоставило се шта се дешава са људским мозгом након једног сата у шуми
Постало је познато који чај уништава протеине у мозгу
Испоставило се да су чудна морска створења у дубинама океана слична људима