Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Перспектива будущего керамики.

Изучив керамические материалы: их структуру, свойства, и области применения можно смело сделать вывод, что будущее керамике определенно обеспечено. Так как из вышеуказанных доводов исходит то, что область применения керамики значительно велика, и свойства керамики опережают по своим показателям многие материалы, а где то даже и смело могут их заменить, являясь тем самым - альтернативным материалом, не прибегая к большим затратам и в корне не менять структуру производства. Определенно керамические материалы совершенствуются, это четко видно из сравнения использования керамики в прошлом и настоящем. На мой взгляд будущее этих материалов стоит за нанокерамикой.

Нанокерамика является неорганическим неметаллическим материалом, полученным в ходе высокотемпературного спекания индивидуальных частиц. Структура такого сплошного материала образована контактирующими друг с другом зернами размером от одного до нескольких сотен нанометров.

Нанокерамика имеет нанометровые размеры структурных элементов. Сегодня она является одним из перспективнейших направлений в мире. Многочисленными исследованиями установлено, что наноструктурная керамика обладает уникальными свойствами и эксплуатационными характеристикам. Нанометровые и субмикронные размеры структурных элементов (зёрен, агрегатов) обусловливают повышенную трещиностойкость (ударную вязкость), прочность и твёрдость керамики, композитов и потенциально позволяют достичь параметров "керамической стали" [34].

Нанокерамика обладает рядом преимуществ перед металлами: она легче и в то же время более износостойкая, жаропрочная, не подвержена коррозии. Но главное ее преимущество абсолютная инертность по отношению к живым организмам. Если многие металлы, такие как никель, чистый алюминий, являются канцерогенными и убивают живые клетки, то керамика по своему составу схожа с природной костной тканью. Поэтому изделия из нанокерамики получили широкое применение в биотехнологиях. Их можно использовать как носители лекарств, биофильтры для бактерий и вирусов, «сосуды» для выращивания клеток, а также как биоимплантат [35].

Нанокерамика имеет механические характеристики, практически такие же, как и природная кость. При определенных условиях она может срастаться с костью, но если пойти еще дальше -- можно создать некий симбиоз из керамики и костной ткани. В функциональной нанокерамике (пьезо-, сегнето-, диэлектрической, сверхпроводящей и др.) по сравнению с микрокерамикой улучшены электрофизические, магнитные и другие свойства.

Исследование и получение новых нанокерамических материалов является перспективным направлением разработки новых материалов, новых приборов и устройств с принципиально новыми харакетристиками.

Не иначе как сенсацией стало сообщение, появившееся в октябре 2009 года, когда группа исследователей Технологического института штата Джорджия сообщила о разработке нового твердо-оксидного топливного элемента, представляющего собой керамический материал на основе оксида бария-циркония-иттрия-церия-иттербия. Основное его преимущество над другими топливными элементами в том, что он может вырабатывать энергию без использования дорогостоящих катализаторов, таких как платина, которая обычно используется в водородных топливных элементах. Однако есть ряд проблем, которые необходимо решить перед широким внедрением этого топливного элемента, одна из которых - большое количество выделяемого тепла.

Совершенно ясно, что применяя нанотехнологии в керамике, можно добиться выскокотехнологических результатов в совершенно разных областях. Как отмечают ведущие эксперты «Роснано», особо важно, чтобы именно российский исследователи добивались первенства в освоении высоких технологий. Так ГК «Роснано» подписала договор о соинвестировании с петербургским ООО «Вириал», которое занимается производством износостойких керамических узлов для нефтяной промышленности. Общий объем инвестиций в новое производство составит 1,6 млрд рублей. Использование нанотехнологий в производстве керамики, из которой делают узлы для нефтедобычи, позволяет улучшить технические качества продукции, сделав ее более прочной и долговечной. А значит, в ближайшее время следует ожидать появление целого рынка высокотехнологичной керамики отечественного производства.

Особую признательность стоит выделить керамическим материалам, которые применяются в медицине, ведь наиболее важным было, есть и будет человеческое здоровье, и это не оспоримый факт! Нанокерамика нашла в этой области широкое применение. Огромными шагами, продвигаясь вперед она несет за собой реальные перспективы применения себя в будущем, тем самым дает надежду Российской и заграничной медицине выйти на новый уровень, уровень использования новых технологий в спасении здоровья людей. Доказательством данных рассуждений послужат примеры приведенные ниже:

• Нано Пояс, который состоит более, чем из 15 слоев, среди которых и слой, блокирующий электромагнитные волны, и слой из нано частиц серебра, обладающий антибактерицидными свойствами, и основной (верхний) слой из Нанокерамики. Это уникальный продукт науки будущего, помогающий оздоровить клетки человеческого организма и нормализовать его обменные процессы.

• Компания NANO HIGHTECH (Нано Хайтек) разработала уникальную технологию производства Нанокерамики, синтезирую-щую 3 основных материала: Вулканические породы, камень Кым-Ган и природный Германий, фармацевтическая ценность каждого из которых доказана современной наукой Вулканические породы, которые используются при изготовлении Нанокерамики представляю"' собой перво-зданный, природный материал застывшую магму. В вулканических породах содержатся практически все химические элементы таблицы Менделеева, среди которых: кремний, алюминий, железо, кальций, калий, магний, титан и др. Вулканические породы обладают массой ценных и полезных для человека свойств и являются источником Инфракрасных лучей. Камень Кым-Ган в переводе с корейского языка означает «Золотой Камень». Добывается он только в Северной Корее. Согласно статистике, население, проживающее вблизи залежей этого камня живет на 15-20 лет дольше, а урожайность в этих районах на 30% выше. Камень Кым -Ган способствует повышению сопротивляемости организма к вирусам, тем самым, укрепляя иммунную систему; нормализует работу нервной системы. Германий (лат.Germanium), Ge, твердое вещество серобелого цвета с металлическим блеском. Среди свойств германия можно отметить следующие его особенности: обеспечивает перенос кислорода в тканях организма; улучшает проводимость нервных импульсов; повышает иммунный статус организма; проявляет противоопухолевую активность. В результате опытов было также установлено, что германий способствует индукции гамма интерферонов, которые подавляют процессы размножения быстро делящихся клеток, активируют специфические клетки (Т-киплеры). Основными направлениями действия интерферонов на уровне организма является антивирусная и противоопухолевая защита, иммуномодулирующие и радиозащитные функции лимфатической системы.

• Ученые из Воронежского государственного университета создали серию нанокрксталлических керамических материалов на основе гидроксиапатита, з том числе плотные и пористые керамик, и разработали методы нанесения покрытий из этих керамических материалов с помощью ионно-лучевого распыления. Полученные образцы обладали необходимыми прочностными свойствами (прочность на изгиб 80-100и МПа, на сжатие -210-355 МПа), а доклинические испытания показали их хорошую биосовместимость. производство материалов по новой технологии позволит в разы сократить затраты на покупку аналогов за рубежом. Сейчас цена подобного материала составляет от 5 до 30 у.е. за один грамм.

• Керамика, по большей части, биологически инертна и не вызывает побочных клинических проявлений (например, воспаления или отторжения имплантата), поэтому ее часто используют в качестве покрытий имплантируемых материалов. Благодаря своей твёрдости она существенно улучшает износостойкость имплантов. минимизирует их деградацию и образование иммуногенных микрочастиц и продуктов коррозии. Гидроксиапатит и различные фосфаты кальция представляют некоторое исключение среди керамик с точки зрения биосовместимости. Эти материалы биологически активны, за счет чего способствуют взаимодействию костной ткани с имплантатом и улучшают регенерацию кости.

На самом целе, применения керамики можно перечислять, и перечислять. Важным и понятным для всех останется одно, что у керамики блестящее будущее. При оазработках новый технологий всегда и у всех стоял остро вопрос о меньших затратах, о доступности ресурсов, и об актуальности применения. На мой взгляд керамика подходит под эти параметры, и подтверждением тому, служит исследование, которое отражается в моей работе. Прогресс не стоит на месте, а активно продвигается вперед, и мы должны шагать в ногу со временем применение керамических материалов дает нам такую возможность, возможность развиваться и находить более легкие способы решения тех или иных проблем [36].

 

Вывод по главе I.

Итак, подведем итог. Мы заглянули в прошлое керамики и увидели, что под этим словом понимали всего лишь спекание глин, результатом которого являлись не более чем горшки, тарелки и т.д. Со временем прогресс исследование керамических материалов далеко шагнул вперед, у керамики появилось очень и очень много свойств и функций, о которых не знали ранее. В настоящее время керамика это - любые поликристаллические материалы, получаемые спеканием неметаллических порошков природного или искусственного происхождения Керамические материалы используют в производстве техники, машиностроении и медицине. Керамика способна пропускать через себя высокочастотные токи, и химические вещества, лечить людей и многое, многое другое. Заметили разницу, я думаю, она очевидна. Что же нас ждет в будущем, а будущее нам в этой области будет диктовать нанокерамика - неорганический неметаллический материал, полученный в ходе высокотемпературного спекания индивидуальных частиц. Как указано в моей дипломной работе нанокеармику можно производить черпая материал из природных ресурсов, не загрязняя при этом окружающую среду и не нанося вред всем живым существам в природе.

 

Глава //. Педагогическая сторона дипломной работы.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-10; Просмотров: 49; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.085 с.) Главная | Обратная связь