Чтение онлайн

Вместе с тем именно химия ставит перед производством, культурой, бытом человека еще одну кардинальную задачу - замену старых материалов и старых методов их получения и обработки на новые. Эта задача лаконично и четко сформулирована в Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года:

"Улучшить структуру и качество конструкционных материалов, исходя из задач создания новой прогрессивной техники и реализации ресурсосберегающего направления в развитии экономики. Ускоренно развивать производство экономических видов металлопродукции, синтетических и других прогрессивных материалов; расширить номенклатуру, улучшить технико-эконолшческие и повысить прочностные и антикоррозийные характеристики конструкционных материалов".

И миновать эту проблему, обойти ее каким-то окольным путем невозможно. Взять хотя бы то же машиностроение. Задачи, стоящие сейчас перед ним, общеизвестны - не только достичь уровня мировых стандартов, но и превзойти их. А что это означает?

Прежде всего создание машин, обладающих высочайшей надежностью. Проблема, как очевидно всем, не из простых. Но и не из неразрешимых, потому что складывается она из нескольких составных, каждая из которых по плечу и нашей науке и отечественной индустрии.

Первая из этих составных - материалоемкость. Конструктор, достигавший прежде наибольшей надежности машины за счет традиционного увеличения массивности, сегодня все чаще должен ее обеспечивать, используя дешевые и легкие конструкционные материалы. Кто же их даст конструктору?

Конечно же, химия. Достаточно привести всего один пример из истории Великой Отечественной войны, чтобы убедиться в правомочности такого утверждения. Вспомните тегендарный танк Т-34. Его создатели М. И. Кошкин, А. А. Морозов и Н. А. Кучеренко оснастили свое детище двигателем из... алюминиевых сплавов. Т-34, легкий, подвижный, маневренный, получил всеобщее признание как лучший танк второй мировой войны.

Вторая проблема, которую предстоит решить для достижения наибольшей степени надежности, это трение.

Здесь надо все переиначить, перевернуть, как говорят, с головы на ноги. И если сегодня именно с трением связаны серьезные тревоги машиностроителей, то завтра извечное зло может и должно превратиться в благо.

Есть, например, материалы, которые не нужно смазывать. Они и так способны побеждать трение. Их немного, пока что всего два - графит и дисульфид молибдена, но, как говорится, лиха беда - начало. Кому же по силам такое чудо из чудес?

Опять же химии.

И, наконец, третья ступень, ведущая к пьедесталу надежности, вибрация. Оказывается и ее грозную разрушающую силу можно заставить трудиться на "здоровье" машины. Опять же не без помощи химии.

В общем, решение проблемы из проблем машиностроения - высокой надежности - вполне реально, если, конечно, ему поможет химия.

И более того, достижения отечественной науки открывают перед создателями новых конструкций невиданную прежде возможность: используя современные методы расчета, заставить материалы не растрачивать в процессе работы свои прочностные качества, а становиться все более и более прочными. А это немыслимо без знания их физико-химических свойств, без конструирования деталей на молекулярном уровне. Машину сегодня, если использовать все достижения техники, можно и должно создавать супернадежную, легкую, не знающую износа.

Примеров тому немало. Взять хотя бы авиационную технику. Она и легка, и удивительно надежна. Или всем известный велосипед. Каких только конструкций его не бывает! И все в достаточной степени надежны. А вот вес у них разный. Прогулочный, например, в пять раз тяжелее трековых. В чем же дело? В том, что конструктор при создании последнего использовал мало металла и много полимерных и композиционных материалов. Но если кто-то думает, что цель применения их только в замене металлических деталей, в облегчении машины, то ошибается. Потому что с помощью новых материалов, создаваемых химией, сегодня решается прямо-таки фантастическая задача: деталь упрочняется именно в том направлении, в котором при работе она будет испытывать максимальную нагрузку.

Способ изготовления композитов для таких нужд избирается тоже соответствующий: армирующие волокна укладываются в наиболее выгодном для данной детали направлении, а матрицей служат металлы, полимеры и другие вещества и соединения. Производство материалов таким способом практически безотходно. А это чрезвычайно важно, ибо комплексное использование сырья одна из главных задач современной индустрии.

В качестве армирующих материалов в настоящее время применяются прочные волокна графита, бора, саифира, а матрицей служат легкие металлы и полимеры, карбиды и нитриды легких элементов. Над созданием таких материалов трудятся многие научные коллективы страны, а в практическом их внедрении заинтересованы все предприятия, избравшие для себя курс ускорения.

Все чаще используется в машиностроении и композит металл-резина, слоистая конструкция которого представляет собой "пирог" из тонких листов металла или проволоки и резины и прекрасно "гасит" шум и вибрацию.

Но как ни значимы, как ни важны для создания надежных машин композиты, металл все еще остается основой основ машиностроения, хотя и все чаще приобретает новые, не свойственные ему прежде свойства. В Институте машиноведения имени А. А. Благонравова АН СССР разработан, например, вибрационный способ закалки стали, резко повысивший ее прочность и пластичность.

Все чаще в металл, составляющий конструкционную основу машины, включают еще и другой низкоплавкий металл, который в случае необходимости, плавясь, заполнит образовавшуюся трещину в детали. А в результате произойдет нечто вроде самозалечивания машины.

Но еще более перспективны многослойные материалы, в которых чередуются металл и неметалл. Их теперь все чаще называют материалами Сандвичевой конструкции.

Детали и узлы, изготовленные из них, гораздо легче металлических и способны значительно смягчить динамические нагрузки.

Но не только материалы для узлов и деталей поставляет сегодня машиностроителям химия. Экономичное топливо, смазочные материалы - все это ее продукты. Если учесть, что практически все детали машины, совершающие . вращательное движение, закрепляются на подшипниках, станет очевидным, какой масштабности эта проблема. А если подшипник не подмажешь, то и с машины хорошей работы не спросишь. В общем, без смазки обойтись очень трудно.

Трудно, но все-таки нужно! И опять же этот сюрприз машиностроителям преподнесла химия, подсказав им, где именно следует искать управу на трение. Сегодня фторопластовые подшипники (а именно фторопласт-4 рекомендовала химия) почти вдвое увеличили долговечность узлов трения в мощных БелАЗах, и они же достойно представили химию в текстильной и пищевой промышленности.

Да, химия трудится в поте лица. И не только на машиностроение. Поверьте уж на слово: она действительно, как говорил М. В. Ломоносов, "широко простирает руки свои в дела человеческие". Чем глубже проникает наука в природу вещей и явлений, тем сильнее, могущественней она становится. И тем труднее, крупномасштабнее задачи приходится ей решать. А это значит, что к традиционно химическим специальностям все прибавляются новые. И нет конца этому обновлению. Вот почему призыв "мы вас ждем" и не исчезает с повестки дня.