Kiinnitys 

Esimerkkejä nykyaikaisten kemiallisten teknologioiden soveltamisesta. Perinteiset materiaalit uusilla ominaisuuksilla

Lähetä hyvä työsi tietokanta on yksinkertainen. Käytä alla olevaa lomaketta

Opiskelijat, jatko-opiskelijat, nuoret tutkijat, jotka käyttävät tietopohjaa opinnoissaan ja työssään, ovat sinulle erittäin kiitollisia.

Isännöi osoitteessa http://www.allbest.ru/

LIITTOVALTION KOULUTUSVIRASTO

VOLGOGRADIN VALTIONTEKNIIKAN YLIOPISTO VOLGA AMMATTIKORKEAKOULU (SIIRTO)

YLEISEN KEMIALLISEN TEKNOLOGIAN JA BIOTEKNOLOGIAN TUOTTEET.

YKSILÖLLINEN TYÖ

Aihe: Uudet materiaalit kemiassa ja niiden käyttömahdollisuudet

Valmistunut:

opiskelija gr. VE-111

Kuznetsova O.V.

Tarkistettu:

Ivankin. O.M.

Volžski, 2008

Johdanto

1. Polymeerimateriaalit

2. Synteettiset kankaat

3. Materiaalien tallentaminen ja vaihtaminen

6. Optiset materiaalit

Bibliografia

Johdanto

Materiaalit ovat aineita, joista valmistetaan erilaisia ​​tuotteita: tuotteita ja laitteita, autoja ja lentokoneita, siltoja ja rakennuksia, avaruusaluksia ja mikroelektroniikkapiirejä, hiukkaskiihdyttimiä ja ydinreaktoreita, vaatteita, kenkiä jne. Jokainen tuotetyyppi vaatii omat materiaalinsa, joilla on tarkasti määritellyt ominaisuudet. Materiaalien ominaisuuksille on aina asetettu korkeat vaatimukset.

Nykyaikaiset teknologiat mahdollistavat monenlaisten korkealaatuisten materiaalien valmistamisen, mutta uusien, parempien ominaisuuksien omaavien materiaalien luominen on edelleen ajankohtainen ongelma.

Haettaessa uutta materiaalia, jolla on halutut ominaisuudet, on tärkeää selvittää sen koostumus ja rakenne sekä luoda edellytykset niiden hallintaan.

Viime vuosikymmeninä on syntetisoitu materiaaleja, joilla on hämmästyttäviä ominaisuuksia, esimerkiksi materiaaleja avaruusalusten lämpösuojain, korkean lämpötilan suprajohteita jne. On tuskin mahdollista luetella kaikentyyppisiä nykyaikaisia ​​materiaaleja. Ajan myötä niiden määrä kasvaa jatkuvasti.

Monet nykyaikaisten lentokoneiden rakenneosat on valmistettuta. Yksi näistä materiaaleista - Kevlar tärkeän indikaattorin - lujuus/painosuhteen - suhteen ylittää monet materiaalit, mukaan lukien korkealaatuisimman teräksen.

1. Polymeerimateriaalit

synteettinen polymeerikangas

Muovit ovat luonnollisiin tai synteettisiin polymeereihin perustuvia materiaaleja, jotka voivat saada tietyn muodon kuumennettaessa paineen alaisena ja säilyttää sen vakaasti jäähtymisen jälkeen. Polymeerin lisäksi muovit voivat sisältää täyteaineita, stabilointiaineita, pigmenttejä ja muita komponentteja. Muoveille käytetään joskus muita nimiä - muovit, muovit.

Polymeerit rakennetaan makromolekyyleistä, jotka koostuvat lukuisista pienistä perusmolekyyleistä - monomeereistä. Niiden muodostusprosessi riippuu monista tekijöistä, joiden muunnelmat ja yhdistelmät mahdollistavat monien erilaisten ominaisuuksien omaavien polymeerituotteiden valmistamisen. Pääprosessit makromolekyylien muodostuksessa ovat polymerointi ja polykondensaatio.

Molekyylien rakennetta ja niiden erilaisia ​​yhdistelmiä muuttamalla on mahdollista syntetisoida haluttujen ominaisuuksien muoveja. Esimerkkinä on muovien synteesi halutuilla ominaisuuksilla. Esimerkki on ABS-polymeeri. Se koostuu kolmesta päämonomeerista: akryylinitraatista (A), butadieenista (B) ja styreenistä (C). Ensimmäinen niistä tarjoaa kemiallisen kestävyyden, toinen - iskunkestävyyden ja kolmas - kovuuden ja termoplastisen käsittelyn helppouden. Näiden polymeerien tärkein arvo on metallien korvaaminen eri malleissa.

Lupaavimpia materiaaleja, joilla oli korkea lämpöstabiilisuus, olivat aromaattiset ja heteroaromaattiset rakenteet, joissa on vahva bentseenirengas: polyfenyleenisulfidi, aromaattiset polyamidit, fluoripolymeerit jne. Näitä materiaaleja voidaan käyttää 200 - 400 asteen lämpötilassa. Lämmönkestävien muovien pääasialliset kuluttajat ovat lento- ja rakettitekniikka.

2. Synteettiset kankaat

1900-luvun alusta lähtien. kemialliset teknologiat alkoivat keskittyä uusien kuitumateriaalien luomiseen. Tähän mennessä erilaisia ​​tekokuituja valmistetaan pääasiassa neljästä kemiallisesta materiaalista: selluloosasta (viskoosista), polyamidista, polyakryylinitriilistä ja polyestereista.

Vaatevalmistajan synteettisten materiaalien tuotantomäärää ohjaa kulutuskysyntä, joka on viime vuosina osoittanut laskua. Tässä suhteessa yksi kemistien tärkeimmistä tehtävistä on ominaisuuksien ja laadun lähentäminen keinotekoisia materiaaleja luonnolliseksi.

Tämän päivän innovaatiot ovat vaikuttaneet kuitujen geometriaan. Tekstiiliraaka-aineiden valmistajat pyrkivät tekemään langoista mahdollisimman ohuita.

Onttoja kuituja ilmestyi myös. Ne kestävät paremmin kylmää. Jos tällainen kuitu ei ole poikkileikkaukseltaan pyöreä, vaan soikea, sen kangas poistaa hikeä iholta helpommin.

Yksi synteettisten materiaalien lajikkeista on Kevlar. Se on 5 kertaa repäisykestävämpi kuin teräs ja sitä käytetään luodinkestävän takin valmistukseen. Muotisuunnittelijoiden suosikkimateriaali - elastinen - on kätevä paitsi urheiluvaatteissa, myös arjen puvuissa. Siellä on kangas, joka perustuu pieniin lasipalloihin, jotka heijastavat valoa. Siitä tehdyt vaatteet suojaavat hyvin yöllä ulkona oleville.

Astronautien vaatteiden kankaan valmistukseen on olemassa alkuperäinen tekniikka, joka pystyy suojaamaan häntä ilmakehän ulkopuolella avaruuden kylmältä kylmältä ja auringon polttavalta lämmöltä. Tällaisten vaatteiden salaisuus on miljoonissa mikroskooppisissa kapseleissa, jotka on upotettu kankaaseen tai vaahtoon - massaan.

Nykyaikaiset kankaat koostuvat usein useista kerroksista, kuten metallifoliosta, langasta ja hikeä siirtävistä kuiduista.

Uusimmat kankaat ovat tasoittaneet tietä modernille vaateteknologialle.

3. Materiaalien vaihtaminen

Vanhat materiaalit korvataan uusilla. Tämä tapahtuu yleensä kahdessa tapauksessa: kun vanhasta materiaalista on pulaa ja kun uusi materiaali on tehokkaampaa. Korvaavalla materiaalilla tulee olla parhaat ominaisuudet. Esimerkiksi muovit voidaan luokitella korvikemateriaaleiksi, vaikka niitä tuskin voi pitää ehdottomasti uutena materiaalina. Muovit voivat korvata metallia, puuta, nahkaa ja muita materiaaleja.

Ei-rautametallien korvaaminen on yhtä vaikeaa. Monet maat seuraavat taloudellisen, järkevän kulutuksensa polkua. Muovien edut moniin sovelluksiin ovat ilmeiset: yksi tonni muovia koneenrakennuksessa säästää 5-6 tonnia metalleja. Esimerkiksi muoviruuvien, hammaspyörien jne. valmistuksessa prosessointitoimintojen määrä vähenee, työn tuottavuus kasvaa 300-1000 %. Metallien jalostuksessa materiaalia käytetään 70% ja muovituotteiden valmistuksessa - 90-95%.

Puun korvaaminen alkoi 1900-luvun ensimmäisellä puoliskolla. Ensin ilmestyi vaneri ja myöhemmin - kuitulevy ja lastulevy. Viime vuosikymmeninä puu on korvattu alumiinilla ja muovilla. Esimerkkejä ovat lelut, taloustavarat, veneet, rakennusrakenteet ja vastaavat. Samaan aikaan puusta valmistettujen tavaroiden kulutuskysyntä pyrkii lisääntymään.

Tulevaisuudessa muovit korvataan komposiittimateriaaleilla, joiden kehittämiseen kiinnitetään paljon huomiota.

4. Erittäin vahvat ja lämmönkestävät materiaalit

Materiaalivalikoima eri tarkoituksiin laajenee jatkuvasti. Viimeisen vuosikymmenen aikana on luotu luonnontieteellinen perusta pohjimmiltaan uusien materiaalien kehittämiselle, joilla on halutut ominaisuudet. Esimerkiksi teräs, joka sisältää 18 % nikkeliä, 8 % kobolttia ja 3-5 % molybdeeniä, on erittäin kestävää - sen lujuus-tiheyssuhde on useita kertoja suurempi kuin joidenkin alumiini- ja titaaniseosten. Sen ensisijainen sovellusalue on lento- ja rakettitekniikka.

Uusien lujien alumiiniseosten etsintä jatkuu. Niiden tiheys on suhteellisen pieni ja niitä käytetään suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa - noin 320 asteeseen asti. Korkean korroosionkestävyyden omaavat titaaniseokset sopivat korkeisiin lämpötiloihin.

Jauhemetallurgiaa kehitetään edelleen. Metallin ja muiden jauheiden puristaminen on yksi lupaavista tavoista lisätä puristettujen materiaalien lujuutta ja parantaa muita ominaisuuksia.

Viimeisen vuosikymmenen aikana on kiinnitetty paljon huomiota komposiittimateriaalien kehittämiseen, ts. materiaalit, jotka koostuvat komponenteista, joilla on erilaiset ominaisuudet. Tällaiset materiaalit sisältävät pohjan, johon vahvistuselementit jakautuvat: kuidut, hiukkaset jne. Komposiitit voivat sisältää lasia, metallia, puuta, keinotekoisia materiaaleja, mukaan lukien muovit. Suuri määrä mahdollisia komponenttien yhdistelmiä mahdollistaa monenlaisten komposiittimateriaalien valmistamisen.

Yhdistämällä poly- ja yksikidefilamentteja polymeerimatriiseihin (polyesterit, fenoli- ja epoksihartsit), saadaan materiaaleja, jotka eivät ole vahvuudeltaan huonompia kuin teräs, mutta 4-5 kertaa kevyempiä.

Tulevaisuuden materiaali on sellainen, joka ei ole vain raskasta, vaan myös kestävää pitkäaikaista altistusta aggressiiviselle ympäristölle.

Lämmönkestävien materiaalien luominen on yksi tärkeimmistä tehtävistä nykyaikaisen kemiallisen teknologian kehittämisessä.

Tähän mennessä on kehitetty lupaavia menetelmiä lämmönkestävien materiaalien valmistukseen. Näitä ovat: ionien istuttaminen mille tahansa pinnalle; plasmasynteesi; sulaminen ja kiteytyminen ilman painovoimaa; kerrostaminen monikiteisille, amorfisille ja kiteisille pinnoille käyttämällä molekyylisäteitä; kemiallinen kondensaatio kaasufaasista hehkuplasmapurkauksessa jne.

Modernin tekniikan avulla on saatu esimerkiksi piinitridi- ja volframisilisidiä, lämmönkestäviä materiaaleja mikroelektroniikkaan. Piinitridillä on erinomaiset sähköä eristävät ominaisuudet jopa pienellä kerrospaksuudella alle 0,2 mikronia. Volframisilisidillä on erittäin alhainen sähkövastus. Nämä ohuen kalvon muodossa olevat materiaalit kerrostetaan integroitujen piirien elementteihin. Sputterointi suoritetaan plasmapinnoituksella vähemmän lämmönkestävälle alustalle ilman, että sen ominaisuudet muuttuvat merkittävästi.

Käytännön kiinnostava on menetelmä uusien keraamisten materiaalien saamiseksi esimerkiksi polttomoottorin täyskeraamisen sylinterilohkon valmistukseen. Tämä menetelmä koostuu piitä sisältävän polymeerin valusta tietyn konfiguraation omaavaan muottiin, jota seuraa kuumennus, jonka aikana polymeeri muunnetaan lämmönkestäväksi ja kestäväksi piikarbidiksi tai piinitridiksi.

Uudet tekniikat mahdollistavat lämmönkestävämpien materiaalien syntetisoinnin.

5. Materiaalit, joilla on epätavallisia ominaisuuksia

Nitinoli on nikkeli-titaaniseos, jolla on epätavallinen ominaisuus säilyttää alkuperäinen muotonsa. Siksi sitä joskus kutsutaan muistimetalliksi tai metalliksi muistilla. Nitinol pystyy säilyttämään alkuperäisen muotonsa myös kylmämuovauksen ja lämpökäsittelyn jälkeen. Sille on ominaista super- ja lämpöelastisuus, korkea korroosion- ja eroosionkestävyys.

Aluksi nitinolituotteet olivat etu sotilaallisiin tarkoituksiin - niitä käytettiin erilaisten taistelulentokoneiden putkien yhdistämiseen, joihin pääsy on rajoitettua.

Ainutlaatuinen muotoilu nitinoliliittimien avulla koottiin kuusi vuotta sitten avaruudessa. Suhteellisen pitkän maston asentaminen moottorin kiinnittämiseksi perinteisillä menetelmillä edellyttäisi astronautien pysymistä avaruudessa pitkään, mikä voisi altistaa sen liialliselle avaruussäteilylle. Nityyliliittimet mahdollistivat 14 metrin maston nopean ja helpon kokoamisen.

Nitinolikytkentöjen käyttö voi tuoda suurimman hyödyn ei kertaluonteisten tila- ja ahtaasti kohdistettujen sotilaallisten tehtävien ratkaisemiseen, vaan kansantaloudellisiin tarkoituksiin. Nämä ovat kaasuputket, öljyputket, bensiiniputket, vesiputket. Syttyvällä kaasulla, öljyllä ja bensiinillä täytetyt kaasu-, öljy- ja bensiiniputket aiheuttavat lisääntyneen palovaaran, joten hitsausta ei voida käyttää korjauksiin, ja kaikki kunnostustyöt on suoritettava kierreliitoksilla ja kiinnikkeillä. Tätä tehtävää yksinkertaistaa huomattavasti käyttämällä korroosionkestäviä nitinoliholkkeja, jotka toimivat, kun niiden läpi kulkee suhteellisen pieni virta, eikä avotulta tarvita.

Lääketieteessä käytetään nitinolipuristimia, kytkimiä, spiraaleja. Nitinolipuristimien avulla luiden murtuneet osat yhdistetään tehokkaammin. Muotomuistin ansiosta nityyliholkki kiinnittyy paremmin ikeniin ja suojaa niveliä ylikuormitukselta. Nitinoli, jolla on kyky muuttaa muotoaan elastisesti 8-10%, havaitsee kuormituksen sujuvasti kuin elävä hammas ja vahingoittaa ikeniä vähemmän. Nitinolispiraali pystyy palauttamaan tietyn ihmiskehon sairauden sairastuneen suonen poikkileikkauksen.

Epäilemättä nitinoli on lupaava materiaali, ja monia muita esimerkkejä sen onnistuneesta soveltamisesta tulee tunnetuksi lähitulevaisuudessa.

Nestekiteet ovat nesteitä, joilla on kiteiden tapaan ominaisuuksien anisotropia, joka liittyy molekyylien järjestyneeseen orientaatioon. Nestekideominaisuuksien voimakkaan riippuvuuden ulkoisista vaikutuksista johtuen niille löytyy erilaisia ​​sovelluksia tekniikassa (lämpötila-antureissa, ilmaisinlaitteissa, valomodulaattoreissa jne.). Nykyään näyttöteknologioiden maailmanmarkkinoilla nestekidelaitteet ovat vain huonompia kuin kineskoopit, ja energiatehokkuuden suhteen näytöissä, joissa on suhteellisen pieni näyttöala, niillä ei ole kilpailijoita.

Nestekideaine koostuu orgaanisista molekyyleistä, joiden orientaatio on pääasiallisesti järjestetty yhteen tai kahteen suuntaan. Tällaisella aineella on juoksevuus kuin nesteellä, ja molekyylien kiteinen järjestys vahvistetaan sen optisilla ominaisuuksilla. Nestekiteitä on kolme päätyyppiä: nemaattiset, smektiset ja kolesteriset.

Yksi nestekiteiden kemian lupaavista suunnista on näiden rakenteiden toteuttaminen polymeerien synteesissä. Nemaattisten nestekiteiden molekyylijärjestys. Juuri tällä periaatteella valmistetaan poikkeuksellisen korkealla vetolujuudella varustettuja tekokuituja, jotka voivat korvata materiaaleja lentokoneiden rungon, luodinkestävän liivien jne. valmistukseen.

6. Optiset materiaalit

Kuparilangan kautta lähetetty sähköinen signaali korvataan vähitellen paljon informatiivisemmalla valosignaalilla, joka etenee valoa johtavien kuitujen läpi.

Kvartsifilamenttien valmistusteknologioiden parantuminen on mahdollistanut valovirran häviön pienentämisen noin 100-kertaiseksi alle kymmenessä vuodessa. Vielä läpinäkyvämpiä kuituja voidaan saada uusista optisista materiaaleista, kuten esimerkiksi fluorilaseista. Toisin kuin tavalliset lasit, jotka koostuvat metallioksidien seoksesta, fluoridilasit ovat metallifluoridien seos.

Kuituoptiikka tarjoaa erinomaiset mahdollisuudet siirtää suuria tietomääriä pitkiä matkoja. Jo nykyään monet puhelinkeskukset, televisio jne. käyttää onnistuneesti kuituoptista viestintää.

Nykyaikaisella kemiallisella tekniikalla on ollut tärkeä rooli uusien optisten materiaalien - optisten kuitujen - kehittämisessä, mutta myös materiaalien luomisessa optisille laitteille optisten signaalien kytkemiseen, vahvistamiseen ja tallentamiseen. Optiset laitteet toimivat uusilla aika-asteikoilla valosignaalien käsittelyssä. Nykyaikaiset optiset laitteet käyttävät litiumniobaattia ja galliumalumiiniarsenidia.

Kokeelliset tutkimukset osoittavat, että orgaanisilla stereoisomeereillä, nestekiteillä ja polyasetyleeneillä on paremmat optiset ominaisuudet kuin litiumniobaatilla ja ne ovat erittäin lupaavia materiaaleja uusille optisille laitteille.

7. Materiaalit, joilla on sähköisiä ominaisuuksia

Aluksi tällaiset materiaalit olivat pääasiassa piin ja germaniumin yksittäiskiteitä, jotka sisälsivät suhteellisen alhaiset epäpuhtauspitoisuudet. Jonkin aikaa myöhemmin yksikiteisillä indiumfosfidisubstraateilla kasvatetuista heliumarsenidiyksikiteistä tuli kehittäjien huomion keskipiste. Nykyaikainen tekniikka mahdollistaa useiden eripaksuisten galliumarsenidikerrosten saamiseksi eri epäpuhtauspitoisuuksilla. Pitkäaaltoisissa optisissa viestintälinjoissa käytettävien laserien ja lasernäyttölaitteiden työyksiköt on valmistettu galliumarsenidimateriaaleista.

Uusia puolijohdemateriaaleja kehitettäessä havaittiin yllättäen amorfisen (ei-kiteisen) piin puolijohdeominaisuudet.

Tähän mennessä on löydetty täysin uusia sähköä johtavia materiaaliryhmiä. Niiden fysikaaliset ominaisuudet riippuvat suurelta osin paikallisesta rakenteesta ja molekyylisidoksista. Jotkut näistä materiaaleista ovat epäorgaanisia, toiset orgaanisia yhdisteitä.

Polymeerijohtimissa suuret litteät molekyylit toimivat johtavan kolonnin elementteinä ja muodostavat metallimakrosyklejä, jotka ovat yhteydessä toisiinsa kovalenttisesti sitoutuneiden happiatomien kautta. Tällaisella kemiallisesti muokatulla molekyylillä on sähkönjohtavuus, ja tämä on todellinen tunne. Metallin atomeja ja sitä ympäröivää ryhmää tasomaisessa makrosyklissä voidaan korvata ja modifioida eri tavoin. Tuloksena voidaan saada polymeeri, jolla on halutut sähköä johtavat ominaisuudet.

Polymeerijohtimien valmistustekniikka on jo hallittu, ja tällaisten johtimien lajikkeiden määrä kasvaa. Tiettyjen regenttien vaikutuksesta polyparafenyleeni, parafenyleenisulfidi, polypyrroli ja muut polymeerit saavat sähköä johtavia ominaisuuksia.

Joissakin kiinteissä materiaaleissa, joissa on ioninen liikkuva rakenne, ionien liikkuvuutta verrataan ionien liikkuvuuteen nesteessä. Samanlaisia ​​materiaaleja käytetään muistilaitteissa, näytöissä, antureissa sekä akkujen elektrolyytteinä ja elektrodeina.

Nykyaikaisen mikroelektroniikan ja erittäin herkkien laitteiden luomisessa käytetään erilaisia ​​materiaaleja, joilla on anisotrooppisia sähköisiä, magneettisia ja optisia ominaisuuksia. Tällaisia ​​ominaisuuksia ovat ionikiteet, orgaaniset molekyylikiteet, puolijohteet ja monet muut materiaalit.

Nykyaikainen tekniikka mahdollistaa lasin muodossa olevan materiaalin saamisen, mutta ei dielektrisillä ominaisuuksilla, vaan metallinjohtavuudella tai puolijohdeominaisuuksilla. Tämä tekniikka perustuu nesteen nopeaan jäätymiseen, kaasufaasin kondensoitumiseen erittäin kylmälle pinnalle tai ionien istuttamiseen kiinteän aineen pinnalle.

Siten nykyaikaisia ​​teknologioita käyttämällä on mahdollista saada uusia materiaaleja, joilla on epätavallinen ominaisuusjoukko.

8. Korkean lämpötilan suprajohteet

Suprajohteet ovat aineita, jotka menevät suprajohtavaan tilaan kriittisen lämpötilan alapuolella.

Monilla aineilla on suprajohtava ominaisuus: noin puolet metalleista (esimerkiksi nikkeli-titaaniseos, jonka kriittinen lämpötila on 9,8 K), useita satoja seoksia ja metallien välisiä yhdisteitä.

Suprajohtavuus on havaittu polymeerisistä aineista. Kaikki tämä todistaa, että monilla mineraaleilla on suprajohtava ominaisuus, mutta niiden kriittinen lämpötila pysyi suhteellisen alhaisena pitkään.

Vuoden 1986 lopussa Tärkeä löytö tehtiin: havaittiin, että jotkut kupari- ja happipohjaiset kiinteät yhdisteet siirtyvät suprajohtavaan tilaan yli 90 K lämpötiloissa. Tätä ilmiötä kutsutaan korkean lämpötilan suprajohtavuudeksi.

Kylmäaineiden, jopa nestemäisen ksenonin, käyttö johtaa väistämättä suprajohtavia materiaaleja sisältävien suunnitelmien monimutkaisuuteen. Tämä on yksi syistä estää korkean lämpötilan suprajohtavien materiaalien laajaa käyttöönottoa.

Yli kymmenen vuotta sitten löydetty korkean lämpötilan johtavuus lupasi paljon houkuttelevia näkymiä sekä perustieteen alalla että puhtaasti teknisten ongelmien ratkaisemisessa. Maailman johtavien tutkijoiden ponnistelut kohdistuivat uusien materiaalien hankkimiseen ja niiden rakenteen tutkimiseen. Tutkimus jatkuu, yksikään niistä ei ole vielä pystynyt ratkaisemaan suprajohtavuuden ongelmaa yleisesti, mutta jokainen auttaa ymmärtämään sitä. Aineen kiderakenteesta on löydetty paljon tärkeää ja mielenkiintoista.

9. Materiaalit metalliorgaanisten yhdisteiden dissosiaatioon

Viimeaikaisten kokeellisten tutkimusten tulokset ovat osoittaneet, että useiden organometallisten yhdisteiden terminen dissosioituminen tuottaa puhtaita metalleja, joilla on erilaisia ​​kiinteitä muotoja ja joilla on ainutlaatuiset ominaisuudet. Näitä organometallisia yhdisteitä ovat:

Karbonyylit - W (CO), Mo (CO), Fe (CO), Ni (CO),

Metallisetyyliasetonaatit -

Rodiumdikarbonyyliasetonaatti -

Näille kaasumaisessa tilassa oleville yhdisteille on ominaista korkea haihtuvuus. Ne hajoavat kuumennettaessa 100-150 asteeseen. Lämpödissosiaation tuloksena puhdasta metallifaasia voidaan saada erilaisissa kondensoituneissa muodoissa: hienojakoisia jauheita, metalliviskuja, ei-huokoisia ohutkalvomateriaaleja, solumetallia, metallikuituja ja paperia.

Erittäin dispergoidut jauheet koostuvat pienikokoisista - jopa 1 - 3 mikronin - hiukkasista, ja niitä käytetään kermettien - metallikoostumusten valmistukseen, joissa on oksideja, nitridejä, borideja, jotka on saatu jauhemetallurgialla.

Metalliset sydämet ovat viiksiä, joiden halkaisija on 0,5 - 2,0 µm ja pituus 5 - 50 µm. Metalliset viikset ovat käytännön kiinnostavia uusien komposiittimateriaalien synteesiä varten metalli- tai muovimatriisin kanssa.

Ei-huokoisille ohutkalvomateriaaleille on ominaista korkea atomipakkaustiheys. Valonheijastuksen suhteen tämä materiaali lähestyy hopeaa.

Solumetallit muodostuvat metallin laskeutumisen aikana organometalliyhdisteiden höyryjen tunkeutumisen seurauksena minkä tahansa materiaalin huokosiin. Tällä tavalla muodostuu solumainen metallirakenne.

10. Ohutkalvomateriaalit tiedon tallentamiseen

Mikä tahansa elektroninen tietokone, mukaan lukien henkilökohtainen tietokone, sisältää tiedontallennuslaitteen - tallennuslaitteen, joka pystyy keräämään ja tallentamaan suuren määrän tietoa.

Nykyaikaisten suurikapasiteettisten magneettisten tallennuslaitteiden valmistus perustuu ohutkalvomateriaalien käyttöön. Uusien magneettisten materiaalien käytön ja magneettisen tallennuslaitteen kaikkien ohutkalvoelementtien valmistustekniikan parantamisen ansiosta tiedon tallennuksen pintatiheys on viisinkertaistunut suhteellisen lyhyessä ajassa.

Tallennus suurella pintatiheydellä suoritetaan alustalle, jonka työkerros on muodostettu ohutkalvokobolttipitoisesta materiaalista.

Suuri tallennustiheys voidaan toteuttaa vain sellaisten muuntimien avulla, joiden ohutkalvoiselle magneettisydänmateriaalille on ominaista korkea saturaatiomagneettinen induktio ja korkea magneettinen permeabiliteetti. Erittäin herkkää ohutkalvoelementtiä käytetään toistamaan tiheästi tallennettua tietoa, ja sähkövastus muuttuu magneettikentässä. Tällaista elementtiä kutsutaan magnetoresistiiviseksi. Se on sputteroitu erittäin läpäisevästä magneettisesta materiaalista, kuten permalloysta.

Siten käyttämällä ohutkalvomagneettisia materiaaleja suurikapasiteettisten tiedontallennuslaitteiden valmistuksessa on jo saavutettu melko suuri tiedon tallennustiheys. Tällaisten taajuusmuuttajien modernisoinnin ja uusien materiaalien käyttöönoton myötä meidän pitäisi odottaa tietotiheyden lisääntyvän entisestään, mikä on erittäin tärkeää nykyaikaisten laitteiden kehittämisen kannalta. teknisiä keinoja tietojen tallentaminen, kerääminen ja tallentaminen.

Bibliografia

1. S.Kh. Karpenkov. Modernin luonnontieteen käsitteet. Moskova. 2001

2. Khomchenko G.P. Kemia yliopistoihin pääsyä varten. - Higher School, 1985. - 357 s.

3. Furmer I.E. Yleinen kemiallinen tekniikka. - M.: Korkeakoulu, 1987. - 334 s.

4. Lakhtin Yu.M., Leontieva V.P. Materiaalitieteen. -- M.: Mashinostroenie, 1990

Isännöi osoitteessa Allbest.ru

Samanlaisia ​​asiakirjoja

    Uudet suunnat polymeerikemian kehityksessä, haluttujen ominaisuuksien omaavien polymeerien synteesissä. Järjestettyjen mikrorakenteiden muodostuminen lohko- ja satunnaisrakenteen kopolymeereissä. Kokeellisten tutkimusten tulokset, teollisen soveltamisen mahdollisuus.

    tiivistelmä, lisätty 3.4.2011

    Biohajoavien (biohajoavien) polymeerien ominaisuudet - materiaalit, jotka tuhoutuvat luonnollisten (mikrobiologisten ja biokemiallisten) prosessien seurauksena. Biohajoavien polymeerien ominaisuudet, valmistusmenetelmät ja käyttöalueet.

    tiivistelmä, lisätty 12.5.2011

    Kehittyneiden komposiittimateriaalien käytön tärkeys, komposiittimateriaalien muovaus tietyillä ominaisuuksilla. Polybuteenitereftalaatin fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet modifioituna erittäin dispergoituneella raudan ja sen oksidin seoksella.

    artikkeli, lisätty 3.3.2010

    Nanokomposiittimateriaalien yleiset ominaisuudet: metafyysisten ominaisuuksien analyysi, pääkäyttöalueet. Metamateriaalien ominaisuuksien huomioiminen, luomismenetelmät. Nanohiukkasten fysikaalisiin, elektronisiin ja fotofysikaalisiin ominaisuuksiin tutustuminen.

    tiivistelmä, lisätty 27.9.2013

    Tietoja termistä "ultrapuhtaat materiaalit". Menetelmät erityisen puhtaiden materiaalien luokitteluun. Puhtaiden ei-rautametallien saaminen. Ei-rautametallien satelliitit malmeissa. ioninvaihto. Kemiallisten menetelmien käyttö materiaalien puhdistamisessa fysikaalisten menetelmien sijaan.

    tiivistelmä, lisätty 27.2.2003

    Epäorgaanista ja orgaanista alkuperää olevien materiaalien kemiallinen kestävyys. Epäorgaanisten rakennemateriaalien tyypit: silikaatti, keraami, sideainemateriaalit. Orgaaniset rakennusmateriaalit: muovi, kumi, kumi, puu.

    tiivistelmä, lisätty 9.4.2011

    Synteettisten polymeerien käyttöalueet lääketieteessä. Implantaatiossa käytetyt materiaalit. Fysiologisesti aktiiviset vesiliukoiset polymeerit. Lääketieteessä käytettyjen polyakryyliamidigeelien (PAAG) rakenne. PAAG:n kliinisen käytön tulokset.

    tiivistelmä, lisätty 1.9.2012

    Basaltimuovit - XXI-luvun polymeerikomposiittimateriaalit. Basaltti- ja lasilankojen kemiallinen koostumus. Polymeerisen antioksidantin synteesi erilaisiin toiminnallisiin tarkoituksiin. lämpöherkät kopolymeerit. Komposiittipinnoitteiden saaminen.

    yhteenveto, lisätty 5.4.2009

    Grafiitin kiderakenne ja kerrosten keskinäisen järjestelyn kaavio kuusikulmaisessa rakenteessa. Hiili-grafiittimateriaalien luokittelu ja niiden valmistus kiinteistä hiilimateriaaleista (antrasiitti, grafiitti, koksi) ja sideaineista (piki, hartsi).

    tiivistelmä, lisätty 27.4.2011

    Polyeteeni, muovit, vaahtokumi ovat keinotekoisia (synteettisiä) materiaaleja, jotka ihminen on luonut kemian tieteen avulla. Muovien käyttö suojakuoren luomiseen metallisiin sähköjohtoihin. Materiaalit suojapukujen valmistukseen.

Teknologia sanan laajassa merkityksessä ymmärretään tieteelliseksi kuvaukseksi minkä tahansa teollisuuden tuotantomenetelmistä ja -välineistä.

Esimerkiksi metallinkäsittelyn menetelmät ja välineet ovat metallitekniikan aihetta, koneiden ja laitteiden valmistusmenetelmät ja -välineet koneenrakennustekniikan aiheena.

Mekaanisen tekniikan prosessit perustuvat ensisijaisesti mekaaniseen toimintaan, joka muuttuu ulkomuoto tai käsiteltyjen aineiden fysikaaliset ominaisuudet, mutta eivät vaikuta niiden kemialliseen koostumukseen.

Kemianteknologian prosesseihin kuuluu raaka-aineiden kemiallinen käsittely, joka perustuu luonteeltaan monimutkaisiin kemiallisiin ja fysikaalis-kemiallisiin ilmiöihin.

Kemiallinen teknologia - tiede taloudellisimmista ja ympäristöystävällisimmistä menetelmistä raaka-aineiden kemiallisessa käsittelyssä hyödykkeiksi ja tuotantovälineiksi.

Suuri venäläinen tiedemies Mendelejev määritteli kemian ja mekaanisen tekniikan erot näin: "... jäljittelemisestä alkaen mitä tahansa mekaanisten tehdasyritysten perusperiaatteita voidaan parantaa, jos vain on tarkkaavaisuutta ja halua, mutta Samalla yksi asia, ilman ennakkotietoa, kemiantehtaiden kehitys on mahdotonta kuvitella, sitä ei ole olemassa eikä luultavasti tule koskaan olemaan."

Nykyaikainen kemiallinen tekniikka

Nykyaikainen kemiallinen teknologia hyödyntää luonnon- ja teknisten tieteiden saavutuksia, tutkii ja kehittää sarjaa fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja, koneita ja laitteita, optimaalisia tapoja toteuttaa näitä prosesseja ja ohjata niitä erilaisten aineiden, tuotteiden, materiaalien teollisessa tuotannossa.

Tieteen ja teollisuuden kehitys on johtanut kemianteollisuuden määrän merkittävään kasvuun. Esimerkiksi pelkästään öljystä valmistetaan tällä hetkellä noin 80 000 erilaista kemiallista tuotetta.

Yhtäältä kemian tuotannon kasvu ja toisaalta kemian ja teknisten tieteiden kehitys mahdollisti kemiallisteknisten prosessien teoreettisten perusteiden kehittämisen.

Tulenkestävien ei-metallisten ja silikaattimateriaalien teknologia;

Synteettisten biologisesti aktiivisten aineiden kemiallinen teknologia, kemialliset lääkkeet ja kosmetiikka;

Orgaanisten aineiden kemiallinen teknologia;

Polymeerien teknologia ja käsittely;

Kemiallisen tuotannon perusprosessit ja kemiallinen kybernetiikka;

Luonnollisten energiankantajien ja hiilimateriaalien kemiallinen teknologia;

Epäorgaanisten aineiden kemiallinen tekniikka.

Kemiallinen teknologia ja biotekniikka sisältää joukon menetelmiä, menetelmiä ja keinoja aineiden saamiseksi ja materiaalien luomiseksi fysikaalisia, fysikaalis-kemiallisia ja biologisia prosesseja käyttäen.

KEMIALLINEN TEKNOLOGIA:

Kemiallisen teknologian kehityksen analysointi ja ennusteet;

Uudet prosessit kemian teknologiassa;

Epäorgaanisten aineiden ja materiaalien teknologia;

Nanoteknologia ja nanomateriaalit;

Orgaanisten aineiden teknologia;

katalyyttiset prosessit;

Petrokemia ja öljynjalostus;

Polymeeri- ja komposiittimateriaalien teknologia;

Kemialliset ja metallurgiset prosessit malmin, teknogeenisten ja uusioraaka-aineiden syväkäsittelyssä;

Harvinaisten, hajallaan olevien ja radioaktiivisten alkuaineiden kemia ja teknologia;

Käytetyn ydinpolttoaineen käsittely, ydinjätteen loppusijoitus;

Ekologiset ongelmat. Vähäjäteisten ja suljettujen teknisten järjestelmien luominen;

Kemiallisen teknologian prosessit ja laitteet;

Teknologia lääkkeiden, kotitalouksien kemikaalit;

Luonnon- ja teknogeenisen alueen seuranta;

Kiinteiden polttoaineiden ja luonnollisten uusiutuvien raaka-aineiden kemiallinen käsittely;

Kemiantekniikan taloudelliset ongelmat;

Kemiallinen kybernetiikka, kemian tuotannon mallinnus ja automatisointi;

Myrkyllisyysongelmat, kemikaalituotannon turvallisuuden varmistaminen. Työsuojelu ja terveys;

Kemikaalien tuotannon, tuotteiden laadun ja sertifioinnin analyyttinen valvonta;

Makromolekyyliyhdisteiden kemiallinen tekniikka

RADIATION-CEMICAL TECHNOLOGY (RCT) on yleisen kemian tekniikan ala, joka on omistettu ionisoivan säteilyn (IR) vaikutuksen alaisena tapahtuvien prosessien tutkimiseen ja menetelmien kehittämiseen säteilyn turvalliseen ja kustannustehokkaaseen käyttöön kansantaloudessa. , sekä sopivien laitteiden (laitteet, asennukset) luominen.

RCT:tä käytetään kulutushyödykkeiden ja tuotantovälineiden hankkimiseen, parempien tai uusien käyttöominaisuuksien antamiseen materiaaleille ja valmiille tuotteille, maataloustuotannon tehostamiseen, tiettyjen ympäristöongelmien ratkaisemiseen jne.

  1. 1. Johdanto3
  2. 2. Kemianteollisuus3
  3. 3. Kemiallinen tekniikka7
  4. 4. Johtopäätös8

Viitteet9

Johdanto

Kemianteollisuus on elektroniikan jälkeen toiseksi johtava teollisuudenala, joka varmistaa nopeimmin tieteellisen ja teknologisen kehityksen saavutusten käyttöönoton kaikilla talouden aloilla ja edistää tuotantovoimien kehityksen nopeuttamista kussakin maassa. Nykyaikaisen kemianteollisuuden piirre on tärkeimpien tiedeintensiivisten teollisuudenalojen (lääketeollisuus, polymeerimateriaalit, reagenssit ja erittäin puhtaat aineet) suuntautuminen sekä hajuvesi- ja kosmetiikkatuotteet, kotitalouskemikaalit jne. varmistaakseen ihmisen päivittäiset tarpeet ja hänen terveytensä.

Kemianteollisuuden kehitys johti kansantalouden kemisoitumiseen. Se sisältää teollisuuden tuotteiden laajan käytön, kemiallisten prosessien täydellisen käyttöönoton talouden eri sektoreilla. Sellaiset teollisuudenalat kuten öljynjalostus, lämpövoimatekniikka (paitsi ydinvoimaloita), sellu- ja paperiteollisuus, rauta- ja ei-rautametallien metallurgia, rakennusmateriaalien tuotanto (sementti, tiili jne.) sekä monet elintarviketeollisuus perustuvat käyttö -vania kemiallisia prosesseja muuttaa alkuperäisen aineen rakenteita. Samalla he tarvitsevat usein itse kemianteollisuuden tuotteita, ts. stimuloimalla sen nopeutettua kehitystä.

Kemianteollisuus

Kemianteollisuus on toimiala, joka sisältää tuotteiden valmistuksen hiilivedyistä, mineraaleista ja muista raaka-aineista kemiallisen käsittelynsä kautta. Kemianteollisuuden bruttotuotanto maailmassa on noin 2 biljoonaa. Kemian- ja petrokemianteollisuuden teollisen tuotannon volyymi Venäjällä vuonna 2004 oli 528 156 miljoonaa ruplaa.

Kemianteollisuudesta tuli erillinen toimiala teollisen vallankumouksen alkaessa. Ensimmäiset tehtaat rikkihapon, tärkeimmän ihmisen käyttämistä mineraalihapoista, tuotantoa varten rakennettiin vuonna 1740 (Iso-Britannia, Richmond), vuonna 1766 (Ranska, Rouen), vuonna 1805 (Venäjä, Moskovan alue), v. 1810 (Saksa, Leipzig). Kehittyvän tekstiili- ja lasiteollisuuden tarpeisiin nousi kalsinoidun soodan tuotanto. Ensimmäiset soodakasvit ilmestyivät vuonna 1793 (Ranska, Pariisi), vuonna 1823 (Iso-Britannia, Liverpool), vuonna 1843 (Saksa, Schönebeck-on-Elbe), vuonna 1864 (Venäjä, Barnaul). Kehityksen myötä XIX vuosisadan puolivälissä. keinolannoitekasveja ilmestyi maataloudessa: vuonna 1842 Iso-Britanniassa, vuonna 1867 Saksassa, vuonna 1892 Venäjällä.

Raaka-aineyhteydet, teollisuuden varhainen ilmaantuminen vaikutti Ison-Britannian syntymiseen kemianteollisuuden johtavaksi asemaksi maailmassa 1800-luvun kolmen neljänneksen aikana. 1800-luvun lopusta Saksasta on tulossa kemianteollisuuden johtava asema orgaanisten aineiden talouden kasvavan kysynnän myötä. Tuotannon nopean keskittymisprosessin, korkean tieteellisen ja teknologisen kehityksen, aktiivisen kauppapolitiikan ansiosta Saksa 1900-luvun alkuun mennessä. valloittaa kemiallisten tuotteiden maailmanmarkkinat. Yhdysvalloissa kemianteollisuus alkoi kehittyä myöhemmin kuin Euroopassa, mutta vuoteen 1913 mennessä Yhdysvallat miehitti kemiallisten tuotteiden valmistuksen ja on siitä lähtien ollut maailman ensimmäisellä sijalla osavaltioiden joukossa. Tätä edistävät rikkaimmat mineraalivarat, kehittynyt liikenneverkko ja vahvat kotimarkkinat. Vasta 1980-luvun lopulla EU-maiden kemianteollisuus ylitti yleisesti ottaen USA:n tuotannon.

pöytä 1

Kemianteollisuuden alasektorit

Alasektori

Epäorgaaninen kemia

Ammoniakin tuotanto, soodan tuotanto, rikkihapon tuotanto

Orgaaninen kemia

Akryylinitriili, fenoli, etyleenioksidi, karbamidi

Keramiikka

silikaatin tuotanto

Petrokemia

Bentseeni, Eteeni, Styreeni

Agrokemia

Lannoitteet, torjunta-aineet, hyönteismyrkyt, rikkakasvien torjunta-aineet

Polymeerit

Polyeteeni, bakeliitti, polyesteri

Elastomeerit

Kumi, neopreeni, polyuretaani

Räjähteet

Nitroglyseriini, ammoniumnitraatti, nitroselluloosa

farmaseuttinen kemia

Lääkkeet: Synthomycin, Taurine, Ranitidine...

Hajuvedet ja kosmetiikka

Kumariini, vanilliini, kamferi

Kaikilla havaituilla kemianteollisuuden erityispiirteillä on tällä hetkellä suuri vaikutus alan rakenteeseen. Kemianteollisuudessa arvokkaiden tiedeintensiivisten tuotteiden osuus kasvaa. Monentyyppisten, suuria raaka-aine-, energia-, vesikuluja vaativien ja ympäristölle vaarallisten massatuotteiden tuotanto on vakiintumassa tai jopa vähennetty. Rakennemuutosprosessit etenevät kuitenkin eri tavalla tietyissä valtio- ja alueryhmissä. Tällä on huomattava vaikutus tiettyjen toimialaryhmien maantieteeseen maailmassa.

Suurin vaikutus maailmantalouden kehitykseen ja ihmisyhteiskunnan arkielämän olosuhteisiin oli 1900-luvun jälkipuoliskolla. polymeerimateriaalit, niiden jalostustuotteet.

Polymeerimateriaalien teollisuus. 30–45% kemianteollisuuden tuotteiden kustannuksista maailman kehittyneissä maissa kuuluu siihen ja synteesiin tarkoitettujen hiilivetyjen alkuperäisten tyyppien tuotantoon, niistä valmistetaan puolituotteita. Tämä on koko teollisuuden perusta, sen ydin, joka liittyy läheisesti lähes kaikkiin kemianteollisuuteen. Raaka-aineet alkuhiilivetyjen, puolituotteiden ja itse polymeerien saamiseksi ovat pääasiassa öljyä, assosioitunutta ja maakaasua. Niiden kulutus tämän laajan tuotevalikoiman tuotantoon on suhteellisen pieni: vain 5-6 % maailmassa tuotetusta öljystä ja 5-6 % maakaasusta.

Muovi- ja synteettinen hartsiteollisuus. Synteettisiä hartseja käytetään pääasiassa kemiallisten kuitujen valmistukseen, ja muovit ovat useimmiten rakentamisen lähtöaineita. Tämä määrää niiden käytön monilla teollisuuden, rakentamisen aloilla sekä niistä valmistettujen tuotteiden arkielämässä. Viime vuosikymmeninä on luotu monenlaisia ​​muoveja, jopa enemmän niiden merkkejä. Konetekniikan kriittisimmille tuotteille (fluoroplastit jne.) on olemassa kokonainen teollisuusmuovien luokka.

Kemikaalikuituteollisuus mullisti koko kevyen teollisuuden. 30-luvulla. kemiallisten kuitujen rooli tekstiilien rakenteessa oli mitätön: 30 % niistä oli villaa, noin 70 % puuvillaa ja muita kasviperäisiä kuituja. Kemiallisia kuituja käytetään yhä enemmän teknisiin tarkoituksiin. Niiden käyttöalue taloudessa ja kotitalouksien kulutuksessa kasvaa jatkuvasti.

Synteettisen kumin teollisuus. Kumituotteiden kysyntä maailmassa (vain autonrenkaita valmistetaan 1 miljardi vuodessa) saadaan yhä enemmän synteettisen kumin käytöllä. Sen osuus luonnonkumien ja synteettisten kumien kokonaistuotannosta on 2/3. Jälkimmäisen tuotannossa on useita etuja (vähemmän kustannuksia tehtaiden rakentamiseen kuin istutusten perustamiseen; vähemmän työvoimakustannuksia sen tehdastuotannossa; alhaisempi hinta verrattuna luonnonkumiin jne.). Siksi sen julkaisu on kehittynyt yli 30 osavaltiossa.

Mineraalilannoiteteollisuus. Typpi-, fosfori- ja kaliumlannoitteiden käyttö määrää suuresti maiden ja alueiden maatalouden kehitystason. Mineraalilannoitteet ovat kemianteollisuuden massatuotetuimpia tuotteita.

Lääketeollisuudesta on tulossa yhä tärkeämpi asema maailman kasvavan väestön terveyden suojelemisessa. Sen tuotteiden kasvava kysyntä johtuu seuraavista syistä:

1) väestön nopea ikääntyminen, pääasiassa monissa maailman teollisuusmaissa, mikä edellyttää uusien monimutkaisten lääkkeiden käyttöönottoa lääketieteellisessä käytännössä;

2) sydän- ja verisuonitautien sekä onkologisten sairauksien lisääntyminen sekä uusien sairauksien (AIDS) ilmaantuminen, joiden torjuntaan tarvitaan yhä tehokkaampia lääkkeitä;

3) uusien lääkesukupolvien luominen mikro-organismien mukautumisesta vanhoihin muotoihinsa.

kumiteollisuus. Alan tuotteet keskittyvät yhä enemmän väestön tarpeiden tyydyttämiseen.

Useiden kotitalouksien kumituotteiden (matot, lelut, letkut, kengät, pallot jne.) lisäksi, joista on tullut yleisiä kulutushyödykkeitä, on kasvava kysyntä kumikomponenteille monenlaisiin konepajatuotteisiin. Tämä sisältää perusteettomia kuljetusvälineitä: autojen renkaat, polkupyörät, traktorit, lentokoneiden alustat jne. Kumituotteet, kuten putkistot, tiivisteet, eristimet ja muut, ovat välttämättömiä monen tyyppisille tuotteille. Tämä selittää kumituotteiden laajan valikoiman (yli 0,5 miljoonaa tuotetta).

Alan massatuotetuimmista tuotteista erottuu renkaiden (renkaiden) valmistus erityyppisiin kuljetuksiin. Näiden tuotteiden tuotanto määräytyy maailmassa valmistettujen ajoneuvojen lukumäärän mukaan, joka on arviolta useita kymmeniä miljoonia kappaleita kutakin. Renkaiden valmistukseen kuluu 3/4 luonnon- ja synteettisestä kumista, merkittävä osa synteettisistä kuiduista, joita käytetään cord-kankaan - rengasrungon - valmistukseen. Lisäksi kumin saamiseksi täyteaineena tarvitaan erityyppistä nokea - myös yhden kemianteollisuuden haaran tuotetta - nokea. Kaikki tämä määrittää kumiteollisuuden läheiset suhteet muihin kemianteollisuuden aloihin.

Maan talouden kehitystaso voidaan arvioida kemianteollisuuden kehitystason perusteella. Se toimittaa taloudelle raaka-aineita ja materiaaleja, mahdollistaa uusien teknisten prosessien soveltamisen kaikilla talouden sektoreilla. Kemianteollisuuden toimialan sisäinen koostumus on hyvin monimutkainen:

1) peruskemian

2) orgaanisen synteesin kemia.

Farmaseutiikka, fotokemia, kotitalouskemikaalit, hajuvedet kuuluvat hienokemiaan ja voivat käyttää sekä orgaanisia että epäorgaanisia raaka-aineita. Kemianteollisuuden sektorien väliset siteet ovat laajat - ei ole sellaista talouden alaa, johon se ei olisi yhteydessä. Tieteellinen kompleksi, sähkövoimateollisuus, metallurgia, polttoaineteollisuus, kevyt teollisuus - kemia - tekstiiliteollisuus, maatalous, elintarviketeollisuus, rakentaminen, konepajateollisuus, sotilas-teollinen kompleksi. Kemianteollisuus voi käyttää erilaisia ​​raaka-aineita: öljyä, kaasua, hiiltä, ​​puuta, mineraaleja, jopa ilmaa. Siksi kemian yrityksiä voidaan sijoittaa kaikkialle. Kemianteollisuuden maantiede on laaja: kaliumlannoitteiden tuotanto painottuu raaka-aineiden talteenottoalueille, typpilannoitteiden tuotanto - kuluttajalle, muovien, polymeerien, kuitujen, kumin tuotanto - jalostusalueille. öljyn raaka-aineista. Kemianteollisuus on yksi tieteellisen ja teknologisen vallankumouksen johtavista aloista, ja konetekniikan ohella tämä on modernin teollisuuden dynaamisin ala.

Sijoittelun pääominaisuudet ovat samankaltaisia ​​​​kuin koneenrakennuksen sijoituksen piirteet; Maailman kemianteollisuudessa on kehittynyt 4 pääaluetta. Suurin niistä - Länsi-Eurooppa. Erityisen nopeasti monissa alueen maissa kemianteollisuus alkoi kehittyä toisen maailmansodan jälkeen, kun petrokemia alkoi johtaa teollisuuden rakennetta. Tämän seurauksena petrokemian ja öljynjalostuskeskukset sijaitsevat merisatamissa ja pääöljyputkien reiteillä.

Toiseksi tärkein alue on Yhdysvallat, jossa kemianteollisuudelle on ominaista suuri monimuotoisuus. Pääasiallinen tekijä yritysten sijoittamisessa oli raaka-ainetekijä, joka vaikutti suurelta osin kemian tuotannon alueelliseen keskittymiseen. Kolmas alue on Itä- ja Kaakkois-Aasia, ja Japanilla on erityisen tärkeä rooli (voimakkaalla tuontiöljyyn perustuvalla petrokemialla). Myös Kiinan ja lähinnä synteettisten tuotteiden ja puolivalmisteiden tuotantoon erikoistuneiden uusien teollisuusmaiden merkitys kasvaa.

Neljäs alue on IVY-maat, joissa on monipuolinen kemianteollisuus, joka keskittyy sekä raaka-aineisiin että energiatekijöihin.

Kemiallinen tekniikka

Kemiallinen teknologia on tiedettä raaka-aineiden ja välituotteiden kemiallisen käsittelyn prosesseista ja menetelmistä.

Osoittautuu, että kaikki aineiden käsittelyyn ja tuotantoon liittyvät prosessit, niiden ulkoisesta monimuotoisuudesta huolimatta, on jaettu useisiin toisiinsa liittyviin, samankaltaisiin ryhmiin, joista jokaisessa käytetään samanlaisia ​​laitteita. Tällaisia ​​ryhmiä on yhteensä 5 - nämä ovat kemiallisia, hydromekaanisia, lämpö-, massasiirto- ja mekaanisia prosesseja.

Kaikissa kemikaalien tuotannossa kohtaamme samanaikaisesti kaikki tai lähes kaikki luetellut prosessit. Tarkastellaan esimerkiksi teknistä kaaviota, jossa tuote C saadaan kahdesta alkuperäisestä nestekomponentista A ja B reaktion mukaisesti: A + B-C.

Alkukomponentit kulkevat suodattimen läpi, jossa ne puhdistetaan kiinteistä hiukkasista. Sitten ne pumpataan reaktoriin, esilämmitetään lämmönvaihtimessa olevaan reaktiolämpötilaan. Reaktiotuotteet, mukaan lukien komponentti ja reagoimattomien komponenttien epäpuhtaudet, lähetetään erotettaviksi tislauskolonniin. Kolonnin korkeutta pitkin tapahtuu moninkertainen komponenttien vaihto virtaavan nesteen ja kattilasta nousevan höyryn välillä. Tässä tapauksessa höyryt rikastetaan komponenteilla, joiden kiehumispiste on alhaisempi kuin tuotteen. Kolonnin yläosasta ulos tulevat komponenttiparit tiivistyvät deflegmaattorissa. Osa lauhteesta palautetaan reaktoriin ja toinen osa (flegma) lähetetään kastelemaan tislauskolonnia. Puhdas tuote poistetaan kattilasta ja jäähdytetään normaalilämpötilaan lämmönvaihtimessa.

Kunkin kemiantekniikan prosessiryhmän mallien luominen avasi vihreää valoa kemianteollisuudelle. Loppujen lopuksi nyt minkä tahansa, uusimman kemian tuotannon laskeminen tapahtuu tunnettujen menetelmien mukaan ja lähes aina on mahdollista käyttää massatuotettuja laitteita.

Kemiantekniikan nopeasta kehityksestä on tullut perusta maamme kansantalouden kemialisoinnille. Uusia kemian tuotannon aloja syntyy, ja mikä tärkeintä, kemiantekniikan prosesseja ja laitteita tuodaan laajalti muille kansantalouden aloille ja arkeen. Ne ovat lannoitteiden, rakennusmateriaalien, bensiinin ja synteettisten kuitujen tuotannon taustalla. Mikä tahansa moderni tuotanto, riippumatta siitä, mitä se tuottaa - autoja, lentokoneita tai lasten leluja, ei ole täydellinen ilman kemiallista teknologiaa.

Yksi mielenkiintoisimmista ongelmista, jotka lähitulevaisuudessa voidaan ratkaista kemiallisen teknologian avulla, on maailman valtameren luonnonvarojen käyttö. Merivesi sisältää lähes kaikki ihmiselle välttämättömät alkuaineet. Se sisältää 5,5 miljoonaa tonnia kultaa ja 4 miljardia tonnia uraania, valtavia määriä rautaa, mangaania, magnesiumia, tinaa, lyijyä, hopeaa ja muita alkuaineita, joiden varannot ovat lopussa maalla. Mutta tätä varten on tarpeen luoda täysin uusia kemiallisen tekniikan prosesseja ja laitteita.

Johtopäätös

Kemianteollisuus, kuten konepajateollisuus, on rakenteeltaan yksi monimutkaisimmista teollisuudenaloista. Siinä erotetaan selkeästi puolituoteteollisuus (peruskemia, orgaaninen kemia), perusteollisuus (polymeerimateriaalit - muovit ja synteettiset hartsit, kemialliset kuidut, synteettinen kumi, mineraalilannoitteet), prosessointi (lakkojen ja maalien synteettiset väriaineet, lääketeollisuus, fotokemia, reagenssit, kotitalouskemikaalit, kumituotteet). Sen tuotevalikoima on noin miljoona tuotetta, tyyppiä, tyyppiä, tuotemerkkiä.

Kemiallinen teknologia on tiedettä edullisimmista ja ympäristöystävällisimmistä menetelmistä ja keinoista jalostaa luonnon raaka-aineita kulutus- ja välituotteiksi.

Se on jaettu epäorgaanisten aineiden teknologiaan (happojen, emästen, soodan, silikaattimateriaalien, mineraalilannoitteiden, suolojen jne. tuotanto) ja orgaanisten aineiden teknologiaan (synteettinen kumi, muovit, värit, alkoholit, orgaaniset hapot jne.);

Bibliografia

  1. 1. Doronin A. A. Amerikkalaisten kemistien uusi löytö. / Kommersant, nro 56, 2004
    1. 2. Kilimnik A. B. Fysikaalinen kemia: Oppikirja. Tambov: Tambov Publishing House. osavaltio tekniikka. un-ta, 2005. 80 s.
    2. 3. Kim A.M., Organic Chemistry, 2004
      1. 4. Perepelkin K. E. Kemiallisiin kuituihin perustuvat polymeerikomposiitit, niiden päätyypit, ominaisuudet ja sovellukset / Tekninen tekstiili nro 13, 2006
    3. 5. Traven V.F. Orgaaninen kemia: Oppikirja yliopistoille 2 osana. - M.: Akademkniga, 2004. - V.1. - 727 s., osa 2. - 582 s.

Jokainen opettaja haluaa oppiaineensa herättävän syvää kiinnostusta koululaisten keskuudessa, jotta opiskelijat eivät voi vain kirjoittaa kemiallisia kaavoja ja reaktioyhtälöitä, vaan myös ymmärtää maailman kemiallisen kuvan, osata ajatella loogisesti, jotta jokainen oppitunti olisi loma, pieni esitys, joka tuo iloa oppilaille ja opettajalle. Olemme tottuneet siihen, että tunnilla opettaja kertoo ja oppilas kuuntelee ja oppii. Valmiin tiedon kuunteleminen on yksi tehottomimmista tavoista opettaa. Tietoa ei voi siirtää päästä päähän mekaanisesti (kuullut - opittu). Monille näyttää siltä, ​​että sinun tarvitsee vain saada opiskelija kuuntelemaan ja asiat sujuu välittömästi. Opiskelijalla, kuten kaikilla ihmisillä, on kuitenkin vapaa tahto, jota ei voida sivuuttaa. Siksi on mahdotonta rikkoa tätä luonnonlakia ja alistaa niitä edes hyviä tarkoituksia varten. Haluttua tulosta ei voida saavuttaa tällä tavalla.

Tästä seuraa, että opiskelijasta on tehtävä aktiivinen osallistuja koulutusprosessiin. Opiskelija voi oppia tietoa vain omassa toiminnassaan aiheesta kiinnostuneena. Siksi opettajan on unohdettava informantin rooli, hänen on näytettävä opiskelijan kognitiivisen toiminnan järjestäjän roolia.

Opiskelijan uuden materiaalin kehittämiseksi on mahdollista erottaa erilaisia ​​aktiviteetteja: aineellista, materialisoitua ja henkistä. Aineellinen toiminta ymmärretään toiminnaksi tutkimuksen kohteen kanssa. Kemialle tällainen esine on aine, ts. materiaalitoiminta kemian tunneilla on kokeiden suorittamista. Kokeet voivat olla oppilaiden tekemiä tai opettaja voi osoittaa ne.

Materialisoitu toiminta on toimintaa materiaalimalleilla, kaavoilla, taulukkomuodolla, digitaalisella, graafisella materiaalilla jne. Kemiassa tämä on toimintaa molekyylien materiaalimalleilla, kidehiloilla, kemiallisilla kaavoilla, kemiallisten ongelmien ratkaisemista, tutkittavia aineita kuvaavien fysikaalisten suureiden vertailua. Kaikki ulkoinen toiminta (toiminta käsillä) heijastuu aivoihin, ts. siirtyy sisäiseen tasoon, älylliseen toimintaan. Suorittamalla kokeita, laatimalla kemiallisia kaavoja ja yhtälöitä, vertailemalla digitaalista aineistoa opiskelija tekee johtopäätöksiä, systematisoi faktoja, määrittää tiettyjä suhteita, piirtää analogioita jne.

Joten opettajan tulisi järjestää oppilaalle kaikenlaisia ​​​​opetus- ja kognitiivisia toimintoja oppitunnilla. On välttämätöntä, että opiskelijan koulutus- ja kognitiivinen toiminta vastaa opittavaa opetusmateriaalia. On välttämätöntä, että toiminnan tuloksena opiskelija tekee itsenäisesti joitain johtopäätöksiä, jotta hän luo tietoa itselleen.

Didaktiikan tärkein periaate on tiedon itsenäisen luomisen periaate, joka piilee siinä, että opiskelija ei saa tietoa valmiissa muodossa, vaan hän luo sitä tietyn opettajan järjestämän kognitiivisen toiminnan tuloksena. .

Opiskelijan itsensä löytäminen pienimmistä tiedonjyväistä tuottaa hänelle suurta iloa, antaa hänelle mahdollisuuden tuntea kykynsä, kohottaa häntä omissa silmissään. Opiskelija vakuuttaa itsensä ihmisenä. Opiskelija säilyttää tämän positiivisen tunnealueen muistissaan, pyrkii kokemaan sen yhä uudelleen ja uudelleen. Kiinnostus ei siis ole pelkästään aihetta kohtaan, vaan arvokkaampaa - kognitiivisessa prosessissa - kognitiivinen kiinnostus. Opiskelijoiden kognitiivisten ja luovien kiinnostusten kehittymistä helpottavat erilaiset tekniikat: tietotekniikka, ongelma- ja tutkimusoppimisteknologia, pelioppimistekniikka sekä testien käyttö.

1. Tietotekniikka

Tietokoneen ja multimediateknologioiden käyttö antaa positiivisia tuloksia uuden materiaalin selittämisessä, erilaisten tilanteiden mallintamisessa, tarvittavan tiedon keräämisessä, ZUN:n arvioinnissa jne. sekä mahdollistaa myös opetusmenetelmien soveltamisen käytännössä: bisnespelit, ongelmanratkaisu. harjoituksia, esityksiä ja paljon muuta. Tietotekniikka mahdollistaa sellaisen tiedon määrän, jota perinteisiin opetusmenetelmiin tukeutuvilla opettajilla ei ole. Multimediakoulutusohjelmissa käytetään animaatioita ja äänisäestystä, jotka vaikuttavat opiskelijan useisiin tietokanaviin kerralla tehostavat havaintoa, helpottavat aineiston omaksumista ja muistamista. Käytän tunneillani erilaisia ​​CD-levyillä olevia ohjelmia, jotka auttavat selittämään uusia tai toistamaan vanhoja aiheita, lujittamaan ja systematisoimaan hankittua tietoa. Esimerkki yhdestä oppitunnista. Aihe: "Hapen alaryhmä, ominaisuus. Hapen saaminen. Tunnilla käytettiin multimediaprojektoria, jossa näytöllä esiteltiin kokeita, joita ei voida osoittaa koulun laboratoriossa. Näytölle suunniteltiin myös useita pöytiä. Lapsia pyydettiin analysoimaan, vertailemaan ja tekemään johtopäätöksiä. Edellä esitetystä päätämme, että tietotekniikka nostaa koulutustasoa ja herättää opiskelijoiden kiinnostusta aihetta kohtaan.

2. Ongelmalähtöinen oppimisteknologia

Ongelmaperustaisen oppimisen teknologiaan kuuluu ongelmatilanteiden luominen opettajan ohjauksessa ja opiskelijoiden aktiivinen itsenäinen toiminta niiden ratkaisemiseksi, jonka seurauksena syntyy luova tiedon, taitojen, kykyjen hallinta ja osaamisen kehittäminen. henkisiä kykyjä. Ongelmatilanteet luokkahuoneessa voivat syntyä mitä odottamattomimmilla tavoilla. Esimerkiksi 8. luokalla, kun hän opiskeli aihetta "Elektronegatiivisuus", opiskelija kysyi: "Luovuttaako vety elektroneja litiumille vai päinvastoin?" Luokkatoverit vastasivat, että litium antaa elektroneja, koska sillä on suurempi atomisäde. Heti eräs toinen opiskelija kysyi: "Miksi vety sitten muuttuu?" Mielipiteet jakautuivat: jotkut katsoivat, että vetyatomi, lisäämällä elektronin, muuttui heliumatomiksi, koska siinä oli kaksi elektronia, kun taas toiset olivat eri mieltä tästä väittäen, että heliumin ydinvaraus on +2 ja tällä hiukkasella on +1 . Joten mikä tämä hiukkanen on? On syntynyt ongelmallinen tilanne, joka voidaan ratkaista tutustumalla ionien käsitteeseen. Luokan ongelmatilanteen voi luoda opettaja itse. Esimerkki oppitunnista. Aihe: "Yksinkertaiset ja monimutkaiset aineet." Opettaja tarjoaa opiskelijalle laajan toimintakentän: kysyy ongelmallisia kysymyksiä, ehdottaa yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden kirjoittamista erilleen eri aineiden luettelosta ja ohjaa opiskelijan itsensä yrittämään elämänkokemustaan, aiempien oppituntien tietojaan hyödyntäen. muotoilla yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden käsite. Opiskelija luo tietoa itselleen, joten kiinnostusta ei vain aihetta kohtaan, vaan itse kognitioprosessia kohtaan.

3. Tutki oppimisteknologiaa

Koululaisten tutkimustoiminta on joukko hakuluonteisia toimia, jotka johtavat tuntemattomien tosiasioiden, teoreettisen tiedon ja toimintamenetelmien löytämiseen. Tällä tavoin opiskelija tutustuu kemian tutkimuksen päämenetelmiin, hallitsee kyvyn hankkia itsenäisesti uutta tietoa jatkuvasti teoriaan viitaten. Perustiedon houkutteleminen ongelmatilanteiden ratkaisemiseen edellyttää opiskelijoiden sekä yleissivistysten että erityistaitojen muodostumista ja parantamista (suorittaa kemiallisia kokeita, korreloida havaittuja ilmiöitä molekyylien, atomien, ionien tilan muutoksiin, suorittaa ajatuskemiallinen koe, simuloida prosessien olemus jne.). Tutkimusta voidaan tehdä uuden tiedon hankkimiseksi, yleistämiseksi, taitojen hankkimiseksi, hankitun tiedon soveltamiseksi, tiettyjen aineiden, ilmiöiden, prosessien tutkimiseksi. Joten, kun opiskelen aihetta "Typpihapon suolat" 9. luokalla, käytän tutkimustyön elementtejä. Tutkimus sisältää: teoreettisen analyysin suorittamisen; ennustemenetelmät aineiden ja niiden ominaisuuksien saamiseksi; kokeellisen todentamisen suunnitelman laatiminen ja sen toteuttaminen; johtopäätöksen muotoilu. Osoittautuu looginen ketju: teoreettinen analyysi - ennustaminen - kokeilu. Michael Faraday sanoi: "Mikään tiede ei tarvitse kokeita niin paljon kuin kemia. Sen peruslait, teoriat ja johtopäätökset perustuvat tosiasioihin. Siksi jatkuva kokemuksen valvonta on välttämätöntä." Opiskelijat täyttävät taulukon systematisoidakseen saamansa tiedon:

Typpihapon suolat

Opiskelijoiden tutkimustyö vie tunnilla enemmän aikaa kuin tehtävien suorittaminen mallin mukaisesti. Vietetty aika kuitenkin kompensoituu myöhemmin sillä, että opiskelijat suorittavat tehtävät nopeasti ja oikein, voivat itsenäisesti opiskella uutta materiaalia. Lisäksi heidän tietämyksensä tietoisuus ja vahvuus lisääntyvät ja kiinnostus aihetta kohtaan ilmaantuu tasaisesti.

4. Pelin oppimistekniikka

Älylliset ja luovat pelit (ITG:t) stimuloivat opiskelijoiden kognitiivisten kiinnostusten kehittymistä, edistävät heidän älyllisten ja luovien kykyjensä kehitystä, antavat lapsille mahdollisuuden puolustaa itseään ja toteuttaa itseään älyllisellä ja luovalla alueella pelin avulla, auttaa täyttämään puutteen. viestinnästä. ITI:tä voidaan käyttää paitsi koulun ulkopuolisissa toimissa, myös luokkahuoneessa (kun opitaan uutta materiaalia, toistetaan opittua, valvotaan oppilaiden tietoja jne.)

Monimutkaisimmat ja aikaa vievimmat bisnes- ja roolipelit. Tällaisten pelien suorittaminen antaa sinun saavuttaa seuraavat tavoitteet: opettaa opiskelijoita korostamaan opetusmateriaalin sisällössä tärkeintä, esittämään se lyhyessä muodossa; kehittää tekstin analysointitaitoja, assosiatiivista ajattelua, harkintakykyä, edistää opiskelijoiden itsemääräämiskykyä, kehittää kommunikaatiotaitoja, laajentaa näköaloja, toistaa ja yleistää opiskelua. Käytän käytännössäni systemaattisesti pelimuotoja tiedonhallinnan organisoinnissa ja huomaan jatkuvasti, kuinka tämä lisää opiskelijoiden kiinnostusta opiskeltavaa materiaalia ja aihetta kohtaan kokonaisuutena, kun viime aikoina niin vähän lukeneet opiskelijat alkavat yhtäkkiä selata kirjoja, viittauksia kirjoja, tietosanakirjoja. Joten luokkahuoneessa, kun opiskelen ekologiaan liittyviä aiheita, esimerkiksi aiheesta "Hiilivetyjen luonnolliset lähteet ja niiden käsittely", käytän roolipelejä asiantuntijaryhmien avulla. Luokka on jaettu kahteen ryhmään: "asiantuntijat" ja "toimittajat". Valitse ensin materiaali ja valmistele visuaalinen apuväline. Toinen valmistaa kysymyksiä, jotka heidän tulee kysyä pelin aikana.

Luokkien 8-9 materiaalien yhdistämiseen käytän didaktisia pelejä: "Chemical Cubes", "Chemical Lotto", "Tic-Tac-Toe", "Find the Mistake", "Chemical Battle". Myös koulun ulkopuolisissa toimissa vietän näyttäviä älyllisiä ja luovia pelejä: "KVN", "Mitä, missä, milloin", "Hour of Glor".

5. Testien käyttö kemian tunneilla

Testien käyttö kemian tunneilla on myös näkyvästi esillä uusien teknologioiden käyttöönotossa. Tämä mahdollistaa opiskelijoiden tiedon massatestauksen. Testausmetodologia on yleinen tapa testata tietoja ja taitoja. Testit ovat taloudellinen kohdennettu ja yksilöllinen valvontamuoto. Tietojen systemaattinen testaus testien muodossa edistää aiheen vahvaa omaksumista, kehittää tietoista asennetta oppimiseen, muodostaa tarkkuutta, ahkeruutta, määrätietoisuutta, aktivoi huomiokykyä ja kehittää analysointikykyä. Testin hallinnassa tarjotaan kaikille opiskelijoille yhtäläiset testausolosuhteet, eli tiedon testauksen objektiivisuutta lisätään. Tämä menetelmä tuo vaihtelua opetustyöhön, lisää kiinnostusta aihetta kohtaan. Loppukokeet luokilla 8-10 suoritetaan kokeen muodossa.