Пример РГР-converted. Технологии современных материалов
 Скачать 92.17 Kb.
|
Зарождение материаловедения как наукиПервые шаги на пути к реальному пониманию свойств материалов были сделаны с наступлением XIX века. Материаловедение является поистине интернациональной наукой, ее тео- ретические основы были заложены трудами разных стран. Начало этому поло- жила химия, затем физика. Большой вклад в развитие науки о материалах был внесен гениальными русскими учеными М. В. Ломоносовым и Д. И. Менделеевым. М. В. Ломоносов (1711 – 1765 гг.) заложил основы передовой русской фи- лософии и науки, особенно в области химии, физики, геологии. Он явился осно- воположником курса физической химии и химической атомистики, обосновы- вающей атомно-молекулярное строение вещества. Кроме того, в 1763 г. вышла книга «Первые основания металлургии или рудных дел» М. В. Ломоносова, ко- торая является выдающимся трудом по металлургии (в частности чугуна, и гор- ному делу), разработал составы цветных стекол и способ изготовления мозаич- ных панно из них, высказал гипотезу о происхождении янтаря и др. Д. И. Менделеев (1834 – 1907 гг.) открыл важнейшую закономерность природы – периодический закон, в соответствии с которым свойства элементов находятся в периодической зависимости от величины их атомной массы. Он опубликовал книгу «Основы химии»; в ней описано, в частности, атомно- молекулярное строение вещества. Д. И. Менделеев также немалое внимание уделял проблеме производства стекла. Достижения науки о материалах в нашей стране исходят от основополож- ников крупнейших научных школ Ф. Ю. Левинсона-Лессинга, Е. С. Федорова, В. А. Обручева, А. И. Ферсмана, Н. А. Белелюбского, занимавшихся исследова- нием минералов и месторождений природных каменных материалов (горных пород). Начинают производиться новые материалы: портландцемент, новые гипсы, цементные бетоны, полимерные материалы и т. д. В машиностроении широкое применение получили металлы и сплавы ме- таллов, именно поэтому металловедение является важной частью материалове- дения. Известный физик Майкл Фаррадей (1791 – 1867 гг.) использовал химиче- ский анализ при изучении свойств булатной стали. Из последующих работ по материаловедению особо следует отметить труды выдающегося русского металлурга горного инженера генерал-майора П. П. Аносова (1799 – 1839 гг.). Он в 1831 г. впервые использовал микроскоп для изучения структуры металлов при исследовании строения высококачественной стали – булата, проблему изготовления которой П. П. Аносов блестяще разре- шил на Златоустовском заводе (1837 г.). Им была установлена связь между строением стали и ее свойствами. Аносов, по существу, явился зачинателем производства высококачественных сталей, играющих важнейшую роль в совре- менной технике. В своих работах П. П. Аносов изучил также влияние углерода на структуру и свойства стали, оценил роль ряда других элементов. Анализ структуры металлов и различных минералов с помощью оптиче- ского микроскопа в дальнейшем нашел широкое распространение в трудах анг- лийского геолога Генри Сорби (1826 – 1908 гг.). Он впервые применил методы петрографии к исследованию стали, рассматривая под микроскопом травленые шлифы и фотографируя структуры. В дальнейших исследованиях Сорби ис- пользовал большое увеличение, что позволило ему впервые наблюдать перлит. Сорби открыл, что перлит образуется при распаде гомогенной высокотемпера- турной фазы, причем его образование может подавляться при закалке. Таким образом, он установил существование структурных превращений в стали. Серьезного внимания заслуживают работы А. С. Лаврова и Н. В. Калакуц- кого, открывших в 1867 г. явление ликвации стали. Важную роль сыграли рабо- ты Н. В. Калакуцкого по изучению внутренних напряжений. Он разработал ме- ры по их устранению. Эти первые наблюдения изменений, происходящих с внутренней структу- рой металла, а также новые сведения о составе вещества, полученные с помо- щью химии, существенно изменили представления о возможности проникнове- ния в природу материалов. В последней четверти XIX века химия и физика уже играли ключевую роль в развитии многих сложившихся к тому времени отраслей, связанных с производством материалов. Здесь уместно отметить роль выдающегося русско- го ученого-металлурга Д. К. Чернова (1839 – 1921 гг.). В 1868 г. он сделал круп- нейшее и исключительное по своим последствиям открытие. Он установил кри- тические точки – температуры, при которых происходит изменение структуры и свойств охлажденной стали. Этим открытием Чернов разрешил основной во- прос об условиях термообработки и ковки стали. А в 1878 г. изложил основы современной теории кристаллизации металлов. Эти и последующие работы Чернова послужили фундаментом для создания современного материаловеде- ния и термической обработки стали. За свои работы Чернов Д. К. в литературе был назван «отцом металлографии». Современные русские металлурги и металловеды являются последовате- лями Д. К. Чернова. Они создали советские школы металлургии, занявшие вы- дающееся место в советской и мировой науке. В области металлургии чугуна – это школа академика М. А. Павлова, который разработал стройную теорию до- менной плавки чугуна и методику металл расчетов, на которых сейчас базиру- ется вся теория и практика доменного дела; в области металлургии стали – шко- ла академика А. А. Байкова, разработавшего теорию металлургических процес- сов стали. Его идеи получили дальнейшее развитие в работах школы академика Н.С. Курнакова. |