Конспект лекцій з дисципліни «Формування структури та властивостей сучасних інстру ментальних матеріалів»

 
 
ТЕМА №8. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ
СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ
ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
НА БАЗЕ НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПОДХОДА 
 
ЛЕКЦИЯ №15,16 
1.
 
Особенности структуры, механических и эксплуатационных 
свойств наноматериалов 
2.
 
Основные группы наноматериалов инструментального назначения 
3.
 
Наноструктурные покрытия 
4.
 
 «Интеллектуальные» материалы 

---

63 
63 
1. 
Разработка новых материалов и технологий их получения и обра-
ботки общепризнанно относится к ключевым или критическим направле-
ниям современного этапа развития цивилизации.
 
Создание материалов с принципиально новым уровнем функциональных 
свойств 
как результата наноразмерности (в т.ч. конструкционных и инстру-
ментальных материалов, покрытий с наноструктурой, «интеллектуальных» 
материалов) 
является приоритетным направлением развития на-
нотехнологий – одной из ведущих инновационных тенденций современной 
науки, техники, технологий
, рис. 10. 
Рисунок 10 – Основные секторы рынка продукции нанотехнологий
(миллиардов долларов в ближайшие годы) 
 
На основе нанотехнологических принципов уже реализованы образцы 
наноструктурированных сверхтвердых, сверхпрочных, сверхлегких, коррози-
онно- и износостойких материалов и покрытий. 
Наноматериалы доминируют на мировом нанотехнологическом рынке: 
их доля в объеме продаж превышает 90 %.
Одним из важнейших направлений создания принципиально нового 
класса инструментальных материалов с заданным уровнем свойств, возмож-
ное решение проблемы свойств-«антагонистов», см. Л.№3, является нанотех-
нологический подход. 
Наноструктурные материалы (и нульмерные – дисперсные, кластерные, 
и одномерные – нанотрубки, нановолокна, и двумерные – нанослойные по-
крытия, и трехмерные или объемные – с размером зерна нанометрического 
диапазона, нанокристаллические покрытия) демонстрируют значительно бо-
лее высокие по сравнению с традиционными аналогами значения многих ха-
рактеристик механичеcких свойств – предела текучести, временного сопро-
тивления, твердости, ударной вязкости, усталостной прочности и т.д., рис.11. 

---

64 
64 
а 
 
 
 
 
б 
Рисунок 11– Прочность современных материалов (
а
); влияние размера зерна на микротвердость ма-
териалов (
б
) 
Поскольку большинство механических свойств являются структурно 
чувствительными,