Példák a modern kémiai technológiák alkalmazására. Hagyományos anyagok új tulajdonságokkal
Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot
Azok a hallgatók, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik tanulmányaikban és munkájuk során használják fel a tudásbázist, nagyon hálásak lesznek Önnek.
Házigazda: http://www.allbest.ru/
SZÖVETSÉGI OKTATÁSI ÜGYNÖKSÉG
VOLGOGRÁDI ÁLLAMI MŰSZAKI EGYETEM VOLGA MŰSZAKI INTÉZETE (FIGELÉK)
ÁLTALÁNOS KÉMIAI TECHNOLÓGIA ÉS BIOTECHNOLÓGIA TANÉK.
EGYÉNI MUNKA
Téma: Új anyagok a kémiában és alkalmazásuk lehetőségei
Elkészült:
diák gr. VE-111
Kuznetsova O.V.
Ellenőrizve:
Ivankin. O.M.
Volzsszkij, 2008
Bevezetés
1. Polimer anyagok
2. Szintetikus szövetek
3. Anyagok mentése és cseréje
6. Optikai anyagok
Bibliográfia
Bevezetés
Az anyagok olyan anyagok, amelyekből különféle termékek készülnek: termékek és eszközök, autók és repülőgépek, hidak és épületek, űrhajók és mikroelektronikai áramkörök, részecskegyorsítók és atomreaktorok, ruházat, cipők stb. Minden terméktípushoz saját, jól meghatározott jellemzőkkel rendelkező anyagok szükségesek. Az anyagok tulajdonságaival szemben mindig is magas követelményeket támasztottak.
A modern technológiák sokféle, kiváló minőségű anyag előállítását teszik lehetővé, de a jobb tulajdonságokkal rendelkező új anyagok létrehozásának problémája a mai napig aktuális.
A kívánt tulajdonságokkal rendelkező új anyag keresésekor fontos annak összetételének és szerkezetének megállapítása, valamint kezelésük feltételeinek biztosítása.
Az elmúlt évtizedekben elképesztő tulajdonságokkal rendelkező anyagokat szintetizáltak, például űrhajók hőpajzsaként szolgáló anyagokat, magas hőmérsékletű szupravezetőket stb. Aligha lehet felsorolni minden típusú modern anyagot. Idővel számuk folyamatosan növekszik.
A modern repülőgépek számos szerkezeti eleme kompozit polimer anyagokból készül. Az egyik ilyen anyag - a kevlár egy fontos mutatója - a szilárdság / tömeg arány - szempontjából sok anyagot felülmúl, beleértve a legjobb minőségű acélt is.
1. Polimer anyagok
szintetikus polimer szövet
A műanyagok természetes vagy szintetikus polimereken alapuló anyagok, amelyek nyomás alatti hevítés hatására adott formát tudnak felvenni, és azt lehűlés után is stabilan megtartják. A polimeren kívül a műanyagok töltőanyagokat, stabilizátorokat, pigmenteket és egyéb komponenseket is tartalmazhatnak. A műanyagokra néha más neveket is használnak - műanyagok, műanyagok.
A polimerek makromolekulákból épülnek fel, amelyek számos kis bázismolekulából - monomerekből állnak. Kialakulásuk folyamata számos tényezőtől függ, amelyek variációi és kombinációi sokféle, eltérő tulajdonságú polimer termék előállítását teszik lehetővé. A makromolekulák képződésének fő folyamatai a polimerizáció és a polikondenzáció.
A molekulák szerkezetének és különféle kombinációinak megváltoztatásával lehetséges a kívánt tulajdonságokkal rendelkező műanyagok szintetizálása. Ilyen például a kívánt tulajdonságokkal rendelkező műanyagok szintézise. Ilyen például az ABS polimer. Három fő monomerből áll: akrilnitrátból (A), butadiénből (B) és sztirolból (C). Az első a kémiai ellenállást, a második az ütésállóságot, a harmadik pedig a keménységet és a hőre lágyuló feldolgozás egyszerűségét biztosítja. Ezeknek a polimereknek a fő értéke a fémek cseréje különféle kivitelekben.
A legígéretesebb, magas hőstabilitású anyagok az erős benzolgyűrűs aromás és heteroaromás szerkezetek voltak: polifenilén-szulfid, aromás poliamidok, fluorpolimerek stb. Ezek az anyagok 200-400 fokos hőmérsékleten üzemeltethetők. A hőálló műanyagok fő fogyasztói a légi közlekedés és a rakétatechnika.
2. Szintetikus szövetek
A huszadik század eleje óta. A kémiai technológiák új rostos anyagok létrehozására kezdtek összpontosítani. A mai napig számos mesterséges szálat főként 4 típusú vegyi anyagból készítenek: cellulóz (viszkóz), poliamid, poliakrilnitril és poliészterek.
A ruhagyártó szintetikus anyagok gyártásának volumenét a fogyasztói kereslet határozza meg, amely az elmúlt években csökkenő tendenciát mutat. E tekintetben a vegyészek egyik legfontosabb feladata a tulajdonságok és a minőség közelítése mesterséges anyagok természetesnek.
A mai újítások hatással voltak a szálak geometriájára. A textil alapanyagokat gyártók arra törekszenek, hogy a fonalak minél vékonyabbak legyenek.
Üreges szálak is megjelentek. Jobban ellenállnak a hidegnek. Ha egy ilyen szál nem kerek keresztmetszetű, hanem ovális, akkor a belőle készült szövet könnyebben eltávolítja az izzadságot a bőrről.
A szintetikus anyagok egyik fajtája a Kevlar. Ötször szakadásállóbb, mint az acél, és golyóálló kabátok készítésére használják. A divattervezők kedvenc anyaga - a rugalmas - nemcsak a sportruházatban, hanem a mindennapi öltönyökben is kényelmes. Létezik olyan szövet, amely apró üveggolyókon alapul, amelyek visszaverik a fényt. A belőle készült ruházat jó védelmet nyújt az éjszakai szabadban tartózkodóknak.
Létezik egy eredeti technológia az űrhajós ruházati szövet készítésére, amely képes megvédeni őt a légkörön kívül az űr hűsítő hidegétől és a Nap perzselő melegétől. Az ilyen ruhák titka a szövetbe vagy habszivacsba ágyazott milliónyi mikroszkopikus kapszulában rejlik - a tömegben.
A modern szövetek gyakran több rétegből állnak, például fémfóliából, fonalból és izzadságelvezető szálakból.
A legújabb szövetek megnyitották az utat a modern ruházati technológia előtt.
3. Anyagok helyettesítése
A régi anyagokat újak váltják fel. Ez általában 2 esetben fordul elő: amikor hiány van a régi anyagból, és amikor az új anyag hatékonyabb. A helyettesítő anyagnak a legjobb tulajdonságokkal kell rendelkeznie. Például a műanyagok besorolhatók a helyettesítő anyagok közé, bár aligha tekinthető egyértelműen új anyagnak. A műanyagok helyettesíthetik a fémet, a fát, a bőrt és más anyagokat.
Nem kevésbé nehéz a színesfémek helyettesítésének problémája. Sok ország követi gazdaságos, ésszerű fogyasztása útját. A műanyagok előnyei számos alkalmazásnál nyilvánvalóak: egy tonna műanyag a gépészetben 5-6 tonna fémet takarít meg. Például műanyag csavarok, fogaskerekek stb. gyártásánál a feldolgozási műveletek száma csökken, a munkatermelékenység 300-1000%-kal nő. A fémek feldolgozása során az anyagot 70%, a műanyag termékek gyártásában pedig 90-95% -ban használják fel.
A faanyag pótlása a 20. század első felében kezdődött. Először a rétegelt lemez, majd később - farostlemez és forgácslap jelent meg. Az elmúlt évtizedekben a fát az alumínium és a műanyag váltotta fel. Ilyenek például a játékok, háztartási cikkek, csónakok, épületszerkezetek és hasonlók. Ugyanakkor megfigyelhető a fából készült áruk iránti fogyasztói kereslet növekedésének tendenciája.
A jövőben a műanyagokat felváltják a kompozit anyagok, amelyek fejlesztésére nagy figyelmet fordítanak.
4. Szuper erős és hőálló anyagok
A különféle célokra felhasználható anyagok köre folyamatosan bővül. Az elmúlt évtizedben természettudományos alapok jöttek létre a kívánt tulajdonságokkal rendelkező, alapvetően új anyagok kifejlesztéséhez. Például a 18% nikkelt, 8% kobaltot és 3-5% molibdént tartalmazó acél rendkívül tartós – a szilárdság/sűrűség aránya többszöröse, mint egyes alumínium- és titánötvözeteknél. Elsődleges alkalmazási területe a repülés- és rakétatechnika.
Folytatódik az új, nagy szilárdságú alumíniumötvözetek keresése. Sűrűségük viszonylag alacsony, és viszonylag alacsony hőmérsékleten - körülbelül 320 fokig - használják őket. A magas korrózióállóságú titánötvözetek alkalmasak magas hőmérsékleti körülményekre.
A porkohászat tovább fejlődik. A fém és egyéb porok préselése az egyik ígéretes módszer a préselt anyagok szilárdságának növelésére és egyéb tulajdonságainak javítására.
Az elmúlt évtizedben nagy figyelmet fordítottak a kompozit anyagok fejlesztésére, i.e. különböző tulajdonságú alkatrészekből álló anyagok. Az ilyen anyagok tartalmaznak egy alapot, amelyben az erősítő elemek eloszlanak: szálak, részecskék stb. A kompozitok tartalmazhatnak üveget, fémet, fát, mesterséges anyagokat, beleértve a műanyagokat is. Az összetevők nagyszámú lehetséges kombinációja lehetővé teszi különféle kompozit anyagok előállítását.
A poli- és egykristály szálak polimer mátrixokkal (poliészterek, fenol- és epoxigyanták) való kombinálásakor olyan anyagokat kapunk, amelyek szilárdsága nem rosszabb, mint az acél, de 4-5-ször könnyebb.
A jövő anyaga olyan lesz, amely nemcsak nagy teherbírású lesz, hanem ellenáll az agresszív környezetnek való tartós kitettségnek is.
A hőálló anyagok létrehozása a modern kémiai technológiák fejlesztésének egyik legfontosabb feladata.
A mai napig ígéretes módszereket fejlesztettek ki a hőálló anyagok gyártására. Ide tartoznak: ionok beültetése bármilyen felületre; plazmaszintézis; olvadás és kristályosodás gravitáció hiányában; leválasztás polikristályos, amorf és kristályos felületekre molekuláris nyalábok segítségével; kémiai kondenzáció a gázfázisból izzó plazma kisülésben stb.
A modern technológiák alkalmazásával például szilícium-nitrid és volfrám-szilicid, hőálló anyagok a mikroelektronikához kerültek elő. A szilícium-nitrid kiváló elektromos szigetelő tulajdonságokkal rendelkezik még kis, 0,2 mikronnál kisebb rétegvastagság esetén is. A volfrám-szilicid elektromos ellenállása nagyon alacsony. Ezeket az anyagokat vékony film formájában rakják le az integrált áramkörök elemeire. A porlasztást plazma felhordással végzik kevésbé hőálló hordozón anélkül, hogy a tulajdonságai észrevehetően megváltoznának.
Gyakorlatilag érdekes egy eljárás új kerámia anyagok előállítására, például egy belső égésű motor teljes kerámia hengerblokkjának gyártásához. Ez a módszer abból áll, hogy egy szilíciumtartalmú polimert egy adott konfigurációjú formába öntenek, majd melegítik, amely során a polimert hőálló és tartós szilícium-karbiddá vagy szilícium-nitriddé alakítják.
Az új technológiák lehetővé teszik a hőállóbb anyagok szintetizálását.
5. Szokatlan tulajdonságokkal rendelkező anyagok
A nitinol egy nikkel-titán ötvözet, amelynek az a szokatlan tulajdonsága, hogy megtartja eredeti formáját. Ezért néha memóriafémnek, vagy memóriával rendelkező fémnek nevezik. A nitinol hidegalakítás és hőkezelés után is képes megőrizni eredeti alakját. Szuper - és termoelaszticitás, magas korrózió- és erózióállóság jellemzi.
Eleinte a nitinol termékek előnyt jelentettek katonai célokra - különféle csővezetékek összekapcsolására használták őket harci repülőgépeken, amelyekhez korlátozott a hozzáférés.
Az egyedülálló dizájn nitinol tengelykapcsolók segítségével hat éve került összeszerelésre az űrben. Ha egy viszonylag hosszú árbocra szerelik fel a motort hagyományos módszerekkel, akkor az űrhajósoknak hosszú ideig az űrben kell maradniuk, ami túlzott űrsugárzásnak tehetné ki. A nitil tengelykapcsolók lehetővé tették a 14 méteres árboc gyors és egyszerű összeszerelését.
A nitinol tengelykapcsolók alkalmazása nem az egyszeri térbeli és szűk fókuszú katonai feladatok megoldására, hanem nemzetgazdasági célokra hozhatja a legnagyobb hasznot. Ezek gázvezetékek, olajvezetékek, benzinvezetékek, vízvezetékek. A gyúlékony gázzal, olajjal és benzinnel töltött gáz-, olaj- és benzinvezetékek fokozott tűzveszélyt jelentenek, ezért a hegesztés nem használható javításra, és minden helyreállítási munkát menetes csatlakozásokkal és rögzítőelemekkel kell elvégezni. Ezt a feladatot nagyban leegyszerűsíti a korrózióálló nitinol hüvelyek alkalmazása, amelyek akkor működnek, ha viszonylag kis áram halad át rajtuk, és nincs szükség nyílt lángra.
Az orvostudományban nitinol bilincseket, tengelykapcsolókat, spirálokat használnak. A nitinol bilincsek segítségével a csontok törött részeit hatékonyabban kötik össze. Az alakmemóriának köszönhetően a nitilhüvely jobban rögzül az ínyben, védve az ízületeket a túlterheléstől. A nitinol, amely 8-10%-kal rugalmasan deformálódik, simán érzékeli a terhelést, mint egy élő fog, és ennek eredményeként kevésbé sérti az ínyt. A nitinol spirál képes helyreállítani az emberi szervezetben egy adott betegség által érintett ér keresztmetszetét.
A nitinol kétségtelenül ígéretes anyag, és a közeljövőben számos más példa is ismertté válik sikeres alkalmazására.
A folyadékkristályok olyan folyadékok, amelyek a kristályokhoz hasonlóan a molekulák rendezett orientációjához kapcsolódó tulajdonságokkal rendelkeznek. A folyadékkristályok tulajdonságainak a külső hatásoktól való erős függősége miatt a technológiában (hőmérséklet-érzékelőkben, jelzőkészülékekben, fénymodulátorokban stb.) többféle alkalmazást találnak. Ma a kijelzőtechnológiák világpiacán a folyadékkristályos készülékek csak a kineszkópoknál maradnak el, energiahatékonyságukat tekintve pedig a viszonylag kis képernyőfelületű kijelzőkben nincs versenytársuk.
A folyadékkristályos anyag egy vagy két irányban túlnyomórészt rendezett orientációjú szerves molekulákból áll. Az ilyen anyag olyan folyékonyságú, mint a folyadék, és a molekulák kristályos rendeződését optikai tulajdonságai igazolják. A folyadékkristályoknak három fő típusa van: nematikus, szmektikus és koleszterikus.
A folyadékkristályok kémiájának egyik ígéretes iránya ezeknek a szerkezeteknek a megvalósítása a polimerek szintézisében. Nematikus folyadékkristályokra jellemző molekuláris rendeződés. Ezen az elven alapul a kiemelkedően nagy szakítószilárdságú mesterséges szálak gyártása, amelyek helyettesíthetik a repülőgéptörzsek, golyóálló mellények stb. gyártásához szükséges anyagokat.
6. Optikai anyagok
A rézdróton keresztül továbbított elektromos jelet fokozatosan felváltja a fényvezető szálakon terjedő, sokkal informatívabb fényjel.
A kvarcszálak gyártási technológiáinak fejlesztése lehetővé tette a fényáram-veszteség mintegy 100-szoros csökkentését tíz évnél rövidebb idő alatt. Új optikai anyagokból, például fluoridüvegekből még átlátszóbb szálak nyerhetők. A hagyományos üvegektől eltérően, amelyek fém-oxidok keverékéből állnak, a fluorid üvegek fémfluoridok keverékei.
A száloptika rendkívül nagy lehetőségeket kínál nagy mennyiségű információ nagy távolságra történő továbbítására. Már ma is számos telefonközpont, televízió stb. sikeresen használja az optikai kommunikációt.
A modern kémiai technológia nemcsak az új optikai anyagok - az optikai szálak - kifejlesztésében játszott fontos szerepet, hanem az optikai jelek kapcsolására, erősítésére és tárolására szolgáló optikai eszközök létrehozásában is. Az optikai eszközök új időskálán dolgoznak a fényjelek feldolgozására. A modern optikai eszközök lítium-niobátot és gallium-alumínium-arzenidet használnak.
A kísérleti vizsgálatok azt mutatják, hogy a szerves sztereoizomerek, folyadékkristályok és poliacetilének jobb optikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a lítium-niobát, és nagyon ígéretes anyagok új optikai eszközök számára.
7. Elektromos tulajdonságokkal rendelkező anyagok
Kezdetben az ilyen anyagok túlnyomórészt szilícium és germánium egykristályok voltak, amelyek viszonylag alacsony szennyeződéskoncentrációt tartalmaztak. Nem sokkal később az egykristályos indium-foszfid szubsztrátumokon termesztett hélium-arzenid egykristályok kerültek a fejlesztők figyelmének középpontjába. A modern technológia lehetővé teszi több, különböző vastagságú, eltérő szennyezőanyag-tartalmú gallium-arzenid réteg előállítását. A hosszúhullámú optikai kommunikációs vonalakban használt lézerek és lézeres kijelző eszközök munkaegységei gallium-arzenid anyagokból készülnek.
Az új félvezető anyagok fejlesztése során váratlanul felfedezték az amorf (nem kristályos) szilícium félvezető tulajdonságait.
A mai napig teljesen új elektromos vezetőképességű anyagcsoportokat fedeztek fel. Fizikai tulajdonságaik nagymértékben függenek a helyi szerkezettől és a molekuláris kötésektől. Ezen anyagok egy része szervetlen, mások szerves vegyületek.
A polimer vezetőkben a nagy lapos molekulák a vezető oszlop elemeiként szolgálnak, és fém makrociklusokat alkotnak, amelyek kovalens kötésű oxigénatomokon keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Egy ilyen kémiailag módosított molekula elektromos vezetőképességgel rendelkezik, és ez igazi szenzáció. Egy síkbeli makrociklusban egy fém atomjai és az azt körülvevő csoportok többféleképpen helyettesíthetők és módosíthatók. Ennek eredményeként a kívánt elektromosan vezető tulajdonságokkal rendelkező polimert kaphatunk.
A polimer vezetők gyártásának technológiáját már elsajátították, és az ilyen vezetők fajtáinak száma növekszik. Bizonyos regensek hatására a poliparafenilén, parafenilén-szulfid, polipirrol és más polimerek elektromosan vezető tulajdonságokat szereznek.
Egyes ionos mozgékony szerkezetű szilárd anyagokban az ionok mozgékonyságát a folyadékban lévő ionok mozgékonyságához hasonlítják. Hasonló anyagokat használnak memóriaeszközökben, kijelzőkben, érzékelőkben, valamint elektrolitként és elektródákként akkumulátorokban.
A modern mikroelektronikai technológia és a rendkívül érzékeny berendezések megalkotásakor különféle anizotróp elektromos, mágneses és optikai tulajdonságokkal rendelkező anyagokat használnak. Ilyen tulajdonságokkal rendelkeznek az ionos kristályok, a szerves molekuláris kristályok, a félvezetők és sok más anyag.
A modern technológia lehetővé teszi üveg formájú anyag előállítását, de nem dielektromos tulajdonságokkal, hanem fémes vezetőképességgel vagy félvezető tulajdonságokkal. Ez a technológia egy folyadék gyors fagyasztásán, egy gázfázis lecsapódásán, nagyon hideg felületen, vagy ionok szilárd anyag felületére történő beültetésén alapul.
Így a modern technológiák alkalmazásával lehetőség nyílik új, szokatlan tulajdonságkészlettel rendelkező anyagok beszerzésére.
8. Magas hőmérsékletű szupravezetők
A szupravezetők olyan anyagok, amelyek a kritikus hőmérséklet alatti hőmérsékleten szupravezető állapotba kerülnek.
Sok anyag rendelkezik szupravezető tulajdonsággal: a fémek körülbelül fele (például egy nikkel-titán ötvözet, amelynek kritikus hőmérséklete 9,8 K), több száz ötvözet és intermetallikus vegyület.
A szupravezetést polimer anyagokban fedezték fel. Mindez arról tanúskodik, hogy sok ásvány rendelkezik szupravezető tulajdonsággal, de kritikus hőmérséklete sokáig viszonylag alacsony maradt.
1986 végén Fontos felfedezés született: kiderült, hogy egyes réz- és oxigénalapú szilárd vegyületek 90 K feletti hőmérsékleten szupravezető állapotba kerülnek. Ezt a jelenséget magas hőmérsékletű szupravezetésnek nevezik.
A hűtőközegek, például a folyékony xenon használata elkerülhetetlenül a szupravezető anyagokat tartalmazó tervezések bonyolultságához vezet. Ez az egyik oka annak, hogy visszatartják a magas hőmérsékletű szupravezető anyagok széles körű bevezetését.
A több mint tíz éve felfedezett magas hőmérsékletű vezetőképesség sok csábító perspektívát ígért mind az alaptudomány területén, mind a tisztán technikai problémák megoldásában. A világ vezető kutatóinak erőfeszítései új anyagok beszerzésére és szerkezetük tanulmányozására irányultak. A kutatás folytatódik, egyiküknek sem sikerült még általánosságban megoldania a szupravezetés problémáját, de mindegyik segít megérteni. Nagyon sok fontos és érdekes dolgot találtak az anyag kristályszerkezetében.
9. Anyagok fémorganikus vegyületek disszociációjához
A közelmúltban végzett kísérleti vizsgálatok eredményei azt mutatták, hogy számos fémorganikus vegyület termikus disszociációja során különböző szilárd formájú, egyedi tulajdonságokkal rendelkező tiszta fémek keletkeznek. Ezek a szerves fémvegyületek a következők:
Karbonilok - W (CO), Mo (CO), Fe (CO), Ni (CO),
Fém-acetil-acetonátok -
Ródium-dikarbonil-acetonát -
Ezeket a gáz halmazállapotú vegyületeket nagy illékonyság jellemzi. 100-150 C-ra hevítve lebomlanak. A termikus disszociáció eredményeként tiszta fémfázis nyerhető különféle kondenzált formában: finom porok, fém whiskerek, nem porózus vékonyréteg anyagok, cellás fémek, fémszálak és papír.
Az erősen diszpergált porok kis méretű - legfeljebb 1-3 mikronos - részecskékből állnak, és fémkerámia - porkohászattal nyert oxidokat, nitrideket, boridokat tartalmazó fémkompozíciók előállítására használják.
A fémes kanócok 0,5–2,0 µm átmérőjű és 5–50 µm hosszúságú bajuszok. A fém whiskerek gyakorlati jelentőséggel bírnak új, fém vagy műanyag mátrixú kompozit anyagok szintézisénél.
A nem porózus vékonyrétegű anyagokat nagy atomi tömörítési sűrűség jellemzi. Fényvisszaverődés szempontjából ez az anyag az ezüsthöz közelít.
A sejtes fémek a fém lerakódása során keletkeznek, a fémorganikus vegyületek gőzeinek bármely anyag pórusaiba való behatolása következtében. Ily módon sejtes fémszerkezet jön létre.
10. Vékonyrétegű anyagok információtároláshoz
Minden elektronikus számítógép, beleértve a személyi számítógépet is, tartalmaz egy információtároló eszközt - egy olyan tárolóeszközt, amely nagy mennyiségű információt képes felhalmozni és tárolni.
A modern, nagy kapacitású mágneses tárolóeszközök gyártása vékonyfilmes anyagok felhasználásán alapul. Az új mágneses anyagok alkalmazásának és a mágneses tárolóeszközök összes vékonyfilmes elemének gyártástechnológiájának fejlesztése eredményeként az információrögzítés felületsűrűsége viszonylag rövid idő alatt ötszörösére nőtt.
A nagy felületi sűrűségű rögzítés hordozón történik, amelynek munkarétege vékonyrétegű kobalttartalmú anyagból van kialakítva.
Nagy rögzítési sűrűség csak olyan átalakítók segítségével valósítható meg, amelyek vékonyrétegű mágneses maganyagát nagy telítettségű mágneses indukció és nagy mágneses permeabilitás jellemzi. A nagy sűrűségű rögzített információk reprodukálására egy rendkívül érzékeny vékonyfilm elemet használnak, és az elektromos ellenállás megváltozik a mágneses térben. Az ilyen elemet magnetorezisztívnek nevezzük. Erősen áteresztő mágneses anyagból, például permalloyból porlasztották.
Így a vékonyfilmes mágneses anyagok felhasználásával a nagy kapacitású információtároló eszközök gyártása során már meglehetősen nagy információrögzítési sűrűség valósult meg. Az ilyen meghajtók korszerűsítésével és új anyagok bevezetésével az információsűrűség további növekedésére kell számítanunk, ami nagyon fontos a modern technikai eszközökkel információk rögzítése, felhalmozása és tárolása.
Bibliográfia
1. S.Kh. Karpenkov. A modern természettudomány fogalmai. Moszkva. 2001
2. Khomchenko G.P. Kémia az egyetemekre való belépéshez. - Felsőiskola, 1985. - 357 p.
3. Furmer I.E. Általános kémiai technológia. - M.: Felsőiskola, 1987. - 334 p.
4. Lakhtin Yu.M., Leontieva V.P. Anyagtudomány. -- M.: Mashinostroenie, 1990
Az Allbest.ru oldalon található
Hasonló dokumentumok
Új irányok a polimerkémia fejlesztésében, a kívánt tulajdonságú polimerek szintézisében. Rendezett mikrostruktúrák kialakulása blokk- és véletlenszerű szerkezetű kopolimerekben. Kísérleti vizsgálatok eredményei, ipari alkalmazás lehetősége.
absztrakt, hozzáadva: 2011.04.03
A biológiailag lebomló (biológiailag lebomló) polimerek jellemzői - olyan anyagok, amelyek természetes (mikrobiológiai és biokémiai) folyamatok következtében elpusztulnak. A biológiailag lebomló polimerek tulajdonságai, gyártási módjai és felhasználási területei.
absztrakt, hozzáadva: 2011.05.12
A fejlett típusú kompozit anyagok használatának fontossága, bizonyos tulajdonságokkal rendelkező kompozit anyagok öntése. A vas és oxidja erősen diszpergált keverékével módosított polibutilén-tereftalát fizikai és mechanikai tulajdonságai.
cikk, hozzáadva: 2010.03.03
A nanokompozit anyagok általános jellemzői: metafizikai tulajdonságok elemzése, főbb alkalmazási területek. A metaanyagok sajátosságainak figyelembe vétele, az előállítás módjai. Ismerkedés a nanorészecskék fizikai, elektronikus és fotofizikai tulajdonságaival.
absztrakt, hozzáadva: 2013.09.27
Az "ultratiszta anyagok" kifejezésről. Különleges tisztaságú anyagok osztályozási módszerei. Tiszta színesfémek előállítása. Színesfémek műholdai ércekben. ioncsere. A tisztítószerek kémiai módszereinek alkalmazása a fizikaiak helyett.
absztrakt, hozzáadva: 2003.02.27
Szervetlen és szerves eredetű anyagok vegyszerállósága. Szervetlen szerkezeti anyagok fajtái: szilikát, kerámia, kötőanyag. Szerves építőanyagok: műanyag, gumi, gumi, fa.
absztrakt, hozzáadva: 2011.09.04
Szintetikus polimerek alkalmazási területei a gyógyászatban. A beültetéshez használt anyagok. Fiziológiailag aktív vízoldható polimerek. Az orvostudományban használt poliakrilamid gélek (PAAG) szerkezete. A PAAG klinikai alkalmazásának eredményei.
absztrakt, hozzáadva: 2012.09.01
Bazalt műanyagok - a XXI. századi polimer kompozit anyagok. Bazalt és üvegszálak kémiai összetétele. Különféle funkcionális célú polimer antioxidánsok szintézise. hőérzékeny kopolimerek. Kompozit bevonatok beszerzése.
összefoglaló, hozzáadva: 2009.04.05
A grafit kristályszerkezete és a rétegek kölcsönös elrendezésének sémája hatszögletű szerkezetben. A szén-grafit anyagok osztályozása és előállításuk szilárd szénanyagokból (antracit, grafit, koksz) és kötőanyagokból (szurok, gyanta).
absztrakt, hozzáadva: 2011.04.27
A polietilén, a műanyagok, a habszivacs mesterséges (szintetikus) anyagok, amelyeket az ember a kémia tudományának segítségével hozott létre. Műanyagok használata fém elektromos vezetékek védőburkolatának létrehozására. Anyagok védőöltözetek gyártásához.
A szó tágabb értelmében vett technológián bármely iparág termelési módszereinek és eszközeinek tudományos leírását értjük.
Például a fémfeldolgozás módszerei és eszközei a fémtechnológia, a gépek, készülékek gyártási módszerei és eszközei a gépészeti technológia tárgyát képezik.
A mechanikai technológia folyamatai elsősorban változó mechanikai hatáson alapulnak kinézet vagy a feldolgozott anyagok fizikai tulajdonságai, de nem befolyásolják azok kémiai összetételét.
A kémiai technológiai folyamatok közé tartozik a nyersanyagok kémiai feldolgozása, amelyek összetett természetű kémiai és fizikai-kémiai jelenségeken alapulnak.
Kémiai technológia - a tudomány a leggazdaságosabb és legkörnyezetkímélőbb módszerek kémiai feldolgozására a természetes nyersanyagok árukká és termelési eszközökké.
A nagy orosz tudós, Mengyelejev így határozta meg a vegyi és mechanikai technológia közötti különbségeket: „...az utánzással kezdve minden gépészeti gyári vállalkozás a legalapvetőbb elveiben is fejleszthető, ha csak odafigyelés és vágy van rá, de ugyanakkor egy dolog, előzetes tudás nélkül a vegyi üzemek fejlődése elképzelhetetlen, nem létezik és valószínűleg soha nem is fog létezni."
Modern kémiai technológia
A modern kémiai technológia a természet- és műszaki tudományok vívmányait felhasználva tanulmányozza és fejleszti a fizikai és kémiai folyamatok, gépek és készülékek készletét, ezek optimális megvalósítási módjait és szabályozását különféle anyagok, termékek, anyagok ipari gyártása során.
A tudomány és az ipar fejlődése a vegyipar számának jelentős növekedéséhez vezetett. Például jelenleg mintegy 80 000 különféle vegyipari terméket állítanak elő csak olajból.
A vegyipari termelés növekedése egyrészt, másrészt a kémiai-műszaki tudományok fejlődése lehetővé tette a kémiai-technológiai folyamatok elméleti alapjainak kialakítását.
Tűzálló nemfémes és szilikát anyagok technológiája;
Szintetikus biológiailag aktív anyagok kémiai technológiája, vegyi gyógyszerkészítmények és kozmetikumok;
Szerves anyagok kémiai technológiája;
Polimerek technológiája és feldolgozása;
A vegyszergyártás és a kémiai kibernetika alapfolyamatai;
Természetes energiahordozók és szénanyagok kémiai technológiája;
Szervetlen anyagok kémiai technológiája.
A kémiai technológia és a biotechnológia olyan módszerek, módszerek és eszközök összességét foglalja magában, amelyek fizikai, fiziko-kémiai és biológiai folyamatok felhasználásával anyagokat nyernek és anyagokat állítanak elő.
VEGYI TECHNOLÓGIA:
A kémiai technológia fejlődésének elemzése és előrejelzése;
Új eljárások a kémiai technológiában;
Szervetlen anyagok és anyagok technológiája;
Nanotechnológiák és nanoanyagok;
Szerves anyagok technológiája;
katalitikus folyamatok;
Petrolkémia és olajfinomítás;
Polimer és kompozit anyagok technológiája;
Érc, technogén és másodlagos nyersanyagok mélyfeldolgozásának vegyi és kohászati folyamatai;
Ritka, szórt és radioaktív elemek kémiája és technológiája;
Kiégett nukleáris üzemanyag feldolgozása, nukleáris hulladék elhelyezése;
Ökológiai problémák. Hulladékszegény és zárt technológiai sémák kialakítása;
Vegytechnológiai eljárások és eszközök;
Gyógyszertechnológia, háztartási vegyszerek;
A természeti és technogén szféra monitorozása;
Szilárd tüzelőanyagok és természetes megújuló nyersanyagok vegyi feldolgozása;
A kémiai technológia gazdasági problémái;
Vegyi kibernetika, vegyszergyártás modellezése és automatizálása;
Toxicitási problémák, a vegyszergyártás biztonságának biztosítása. Munkahelyi biztonság és egészségvédelem;
A vegyszergyártás, a termékminőség és a tanúsítás analitikai ellenőrzése;
Makromolekuláris vegyületek kémiai technológiája
A SUGÁRZÁSKÉMIAI TECHNOLÓGIA (RCT) az általános kémiai technológia olyan területe, amely az ionizáló sugárzás (IR) hatása alatt lezajló folyamatok tanulmányozásával, valamint ez utóbbi biztonságos és költséghatékony nemzetgazdasági felhasználásának módszereinek kidolgozásával foglalkozik. , valamint megfelelő eszközök (készülékek, installációk) létrehozása.
Az RCT-t fogyasztási cikkek és termelőeszközök beszerzésére, az anyagok és késztermékek jobb vagy új működési tulajdonságainak kölcsönzésére, a mezőgazdasági termelés hatékonyságának növelésére, egyes környezeti problémák megoldására stb.
- 1. Bevezetés3
- 2. Vegyipar3
- 3. Kémiai technológia7
- 4. Következtetés8
Irodalom 9
Bevezetés
A vegyipar az elektronika után a második vezető iparág, amely a leggyorsabban biztosítja a tudományos és technológiai haladás vívmányainak bevezetését a gazdaság minden területén, és hozzájárul az egyes országok termelőerők fejlődésének felgyorsításához. A modern vegyipar sajátossága a fő tudományintenzív iparágak (gyógyszer-, polimer anyagok, reagensek és nagy tisztaságú anyagok), valamint az illatszerek és kozmetikai termékek, háztartási vegyszerek stb. hogy biztosítsák az ember napi szükségleteit és egészségét.
A vegyipar fejlődése a nemzetgazdaság vegyszeresedésének folyamatához vezetett. Magában foglalja az ipari termékek széles körű elterjedését, a vegyi eljárások teljes körű bevezetését a gazdaság különböző ágazataiban. Az olyan iparágak, mint az olajfinomítás, a hőenergetika (kivéve az atomerőműveket), a cellulóz- és papírgyártás, a vas- és színesfémkohászat, az építőanyag-gyártás (cement, tégla stb.), valamint számos élelmiszeripar alapul. a felhasználás -vania az eredeti anyag szerkezetének megváltoztatásának kémiai folyamatai. Ugyanakkor sokszor magának a vegyiparnak a termékeire van szükségük, pl. ezzel serkentve felgyorsult fejlődését.
Vegyipar
A vegyipar olyan iparág, amely magában foglalja a szénhidrogénekből, ásványi anyagokból és egyéb nyersanyagokból történő termékek előállítását vegyi feldolgozása révén. A vegyipar bruttó termelése a világon körülbelül 2 billió. Az oroszországi vegyipar és petrolkémiai ipar ipari termelésének volumene 2004-ben 528 156 millió rubelt tett ki.
A vegyipar az ipari forradalom kezdetével külön iparággá vált. Az ember által használt ásványi savak közül a legjelentősebb kénsav, az első gyárak 1740-ben (Nagy-Britannia, Richmond), 1766-ban (Franciaország, Rouen), 1805-ben (Oroszország, Moszkvai régió) épültek. 1810 (Németország, Lipcse). A fejlődő textil- és üvegipar igényeinek kielégítésére szóda gyártása jelent meg. Az első szódanövények 1793-ban (Franciaország, Párizs), 1823-ban (Nagy-Britannia, Liverpool), 1843-ban (Németország, Schönebeck-on-Elbe), 1864-ben (Oroszország, Barnaul) jelentek meg. A fejlődéssel a XIX. század közepén. a műtrágyanövények megjelentek a mezőgazdaságban: 1842-ben Nagy-Britanniában, 1867-ben Németországban, 1892-ben Oroszországban.
A nyersanyag-összeköttetések, az ipar korai megjelenése hozzájárult ahhoz, hogy Nagy-Britannia a 19. század háromnegyedében világelsővé vált a vegyiparban. század végétől Németország vezető szerepet tölt be a vegyiparban a gazdaságok szerves anyagok iránti növekvő keresletével. A termelés gyors koncentrálódási folyamatának, a magas szintű tudományos és technológiai fejlődésnek, az aktív kereskedelempolitikának köszönhetően Németország a XX. század elejére. meghódítja a vegyipari termékek világpiacát. Az Egyesült Államokban a vegyipar később kezdett fejlődni, mint Európában, de 1913-ra a vegyipari termékek előállítását tekintve az Egyesült Államok foglalta el, és azóta is az első helyet foglalja el a világon az államok között. Ezt elősegítik a leggazdagabb ásványkincsek, a fejlett közlekedési hálózat és az erős hazai piac. Az EU-országok vegyipara csak az 1980-as évek végére haladta meg általánosságban az USA termelési volumenét.
Asztal 1
A vegyipar alágazatai
|
alágazat |
|
|
Szervetlen kémia |
Ammóniagyártás, Szódagyártás, Kénsav gyártás |
|
Akrilnitril, fenol, etilén-oxid, karbamid |
|
|
Kerámia |
szilikát gyártás |
|
Petrolkémia |
Benzol, etilén, sztirol |
|
Agrokémia |
Műtrágyák, Növényvédő szerek, Rovarölők, Herbicidek |
|
Polimerek |
Polietilén, bakelit, poliészter |
|
Elasztomerek |
Gumi, neoprén, poliuretán |
|
Robbanóanyagok |
Nitroglicerin, ammónium-nitrát, nitrocellulóz |
|
gyógyszerészeti kémia |
Gyógyszerek: Synthomycin, Taurin, Ranitidin... |
|
Parfümök és kozmetikumok |
Kumarin, vanillin, kámfor |
A vegyipar összes megfigyelt sajátossága jelenleg nagy hatással van az ipar szerkezetére. A vegyiparban növekszik a nagy értékű tudományintenzív termékek aránya. A sokféle, nagy nyersanyag-, energia-, vízráfordítást igénylő, környezetre nem biztonságos tömegtermék gyártása stabilizálódik, sőt csökken. A strukturális alkalmazkodás folyamatai azonban egyes államcsoportokban és régiókban eltérően zajlanak. Ennek érezhető hatása van a világ egyes iparágai csoportjainak földrajzi elhelyezkedésére.
A világgazdaság fejlődésére és az emberi társadalom mindennapi életkörülményeire a legnagyobb hatással a XX. század második fele volt. polimer anyagok, feldolgozásuk termékei.
Polimer anyagok ipara. A világ fejlett országaiban a vegyipar termékeinek költségének 30-45% -a ráesik, és a szintézishez szükséges kezdeti szénhidrogén-típusok előállítása, féltermékek ezekből. Ez az egész iparág alapja, magja, amely szorosan kapcsolódik szinte minden vegyiparhoz. A kezdeti szénhidrogének, féltermékek és maguk a polimerek nyersanyagai főként olaj, kapcsolódó és földgáz. Felhasználásuk e széles termékkör előállításához viszonylag csekély: a világon megtermelt olajnak mindössze 5-6%-a, a földgáznak pedig 5-6%-a.
Műanyag- és műgyantaipar. A műgyantákat főként vegyi szálak előállítására használják, a műanyagok pedig leggyakrabban az építkezés kiindulási anyagai. Ez előre meghatározza felhasználásukat az ipar, az építőipar számos területén, valamint a belőlük készült termékek a mindennapi életben. Sokféle műanyagot, még több márkájukat hoztak létre az elmúlt évtizedekben. Az ipari műanyagok egész osztálya létezik a gépgyártás legkritikusabb termékei számára (fluoroplasztika stb.).
A vegyi rostipar forradalmasította az egész könnyűipart. A 30-as években. a vegyi szálak szerepe a textíliák szerkezetében elenyésző volt: 30%-a gyapjú, mintegy 70%-a pamut és egyéb növényi eredetű szál. A vegyi szálakat egyre gyakrabban használják műszaki célokra. Alkalmazásuk köre a gazdaságban és a lakossági fogyasztásban folyamatosan bővül.
Szintetikus gumi ipar. A gumitermékek iránti keresletet a világon (csak autógumikat gyártanak évente 1 milliárd darabot) egyre inkább a szintetikus gumi felhasználása biztosítja. A természetes és szintetikus gumik teljes termelésének 2/3-át adja. Utóbbi gyártása számos előnnyel jár (kevesebb költség a gyárak építéséhez, mint az ültetvények létesítéséhez; kisebb a munkaerőköltsége az üzemi termeléshez; alacsonyabb ár a természetes gumihoz képest stb.). Ezért a kiadása több mint 30 államban fejlődött ki.
Ásványi műtrágya ipar. A nitrogén-, foszfor- és káliumműtrágyák használata nagymértékben meghatározza az országok és régiók mezőgazdaságának fejlettségi szintjét. Az ásványi műtrágyák a vegyipar legnagyobb tömegben gyártott termékei.
A gyógyszeripar egyre fontosabb szerepet tölt be a világ növekvő népességének egészségének védelmében. A termékei iránti növekvő kereslet okai:
1) a lakosság gyors öregedése, elsősorban a világ számos ipari országában, ami új komplex gyógyszerek bevezetését teszi szükségessé az orvosi gyakorlatban;
2) a szív- és érrendszeri és onkológiai megbetegedések számának növekedése, valamint új betegségek (AIDS) megjelenése, amelyek leküzdéséhez egyre hatékonyabb gyógyszerekre van szükség;
3) a gyógyszerek új generációinak létrehozása a mikroorganizmusok régi formáihoz való alkalmazkodása miatt.
gumiipar. Ennek az iparágnak a termékei egyre inkább a lakosság igényeinek kielégítésére irányulnak.
Az általános fogyasztási cikkekké vált háztartási gumitermékek (szőnyegek, játékok, tömlők, cipők, labdák stb.) mellett egyre nagyobb igény mutatkozik számos mérnöki termék gumialkatrészei iránt. Ebbe beletartoznak a talaj nélküli szállítóeszközök: autógumik, kerékpárok, traktorok, repülőgép alvázak stb. A gumitermékek, mint például a csővezetékek, tömítések, szigetelők és egyebek, számos termékhez nélkülözhetetlenek. Ez magyarázza a gumitermékek széles választékát (ez meghaladja a 0,5 millió darabot).
Az ipar legnagyobb tömegben gyártott termékei közül kiemelkedik a különféle közlekedési módokhoz való gumiabroncsok (abroncsok) gyártása. Ezeknek a termékeknek a kibocsátását a világon gyártott járművek száma határozza meg, amelyek mindegyikéből sok tízmillió darabra becsülik. A gumiabroncsok gyártása a természetes és szintetikus gumi 3/4-ét, a kordszövet - abroncskarkasz gyártásához felhasznált szintetikus szálak jelentős részét. Ezenkívül a gumi töltőanyagként való előállításához különféle típusú koromra van szükség - szintén a vegyipar egyik ágának termékére - koromra. Mindez meghatározza a gumiipar szoros kapcsolatát a vegyipar többi ágával.
Az ország gazdaságának fejlettségi szintjét a vegyipar fejlettségi foka alapján lehet megítélni. Nyersanyaggal és anyaggal látja el a gazdaságot, lehetővé teszi új technológiai eljárások alkalmazását a gazdaság minden ágazatában. A vegyipar iparágon belüli összetétele nagyon összetett:
1) alapvető kémia,
2) a szerves szintézis kémiája.
A gyógyszeripar, a fotokémia, a háztartási vegyszerek, az illatszerek a finomkémiához tartoznak, szerves és szervetlen alapanyagokat egyaránt felhasználhatnak. A vegyipar ágazatközi kapcsolatai kiterjedtek – nincs a gazdaságnak olyan ágazata, amellyel ne kapcsolódna. Tudományos komplexum, villamosenergia-ipar, kohászat, üzemanyag ipar, könnyűipar - kémia - textilipar, mezőgazdaság, élelmiszeripar, építőipar, gépészet, hadiipari komplexum. A vegyipar sokféle nyersanyagot használhat fel: olajat, gázt, szenet, fát, ásványokat, sőt levegőt is. Ezért a vegyipari vállalkozások mindenhol elhelyezkedhetnek. A vegyipar földrajza kiterjedt: a hamuzsír-műtrágyák gyártása az alapanyag-kitermelési területek felé, a nitrogénműtrágyák gyártása - a fogyasztóhoz, a műanyagok, polimerek, szálak, gumigyártás - a feldolgozási területek felé irányul. olaj nyersanyagok. A vegyipar a tudományos és technológiai forradalom egyik vezető ága, a gépészet mellett a modern ipar legdinamikusabb ága.
Az elhelyezés főbb jellemzői hasonlóak a gépészet elhelyezésének jellemzőihez; A világ vegyiparában 4 fő régió alakult ki. A legnagyobb közülük - Nyugat-Európa. A vegyipar a régió számos országában különösen gyorsan a második világháború után kezdett fejlődni, amikor is a petrolkémia kezdett vezetni az ipar szerkezetében. Ennek eredményeként petrolkémiai és olajfinomító központok találhatók a tengeri kikötőkben és a fő olajvezetékek nyomvonalain.
A második legfontosabb régió az Egyesült Államok, ahol a vegyipart nagy diverzitás jellemzi. A vállalkozások elhelyezkedésének fő tényezője az alapanyagtényező volt, amely nagyban hozzájárult a vegyipari termelés területi koncentrációjához. A harmadik régió Kelet- és Délkelet-Ázsia, Japánnak különösen fontos szerepe van (az import olajon alapuló erőteljes petrolkémiával). Kína és a főként szintetikus termékek és félkész termékek gyártására szakosodott újonnan iparosodott országok jelentősége is nő.
A negyedik régió a FÁK-országok, amelyek sokrétű, nyersanyag- és energiatényezőkre koncentráló vegyiparral rendelkeznek.
Kémiai technológia
A kémiai technológia a nyersanyagok és köztes termékek vegyi feldolgozásának folyamatainak és módszereinek tudománya.
Kiderül, hogy az anyagok feldolgozásával és előállításával kapcsolatos összes folyamatot külső sokféleségük ellenére több rokon, hasonló csoportra osztják, mindegyikben hasonló készülékeket használnak. Összesen 5 ilyen csoport van - ezek a kémiai, hidromechanikai, termikus, tömegtranszfer és mechanikai folyamatok.
Bármilyen vegyipari gyártás során a felsorolt folyamatok mindegyikével vagy szinte mindegyikével egyidejűleg találkozunk. Tekintsünk például egy technológiai sémát, amelyben a C terméket két kiindulási A és B folyékony komponensből nyerjük a reakció szerint: A + B-C.
A kezdeti komponensek áthaladnak a szűrőn, amelyben megtisztítják őket a szilárd részecskéktől. Ezután a reaktorba szivattyúzzák, és a hőcserélőben előmelegítik a reakcióhőmérsékletre. A reakciótermékeket, beleértve a komponenst és az el nem reagált komponensek szennyeződéseit, szétválasztásra egy desztillációs oszlopba küldik. Az oszlop magassága mentén többszörös komponenscsere történik az áramló folyadék és a kazánból felszálló gőz között. Ebben az esetben a gőzöket a terméknél alacsonyabb forráspontú összetevőkkel dúsítják. Az oszlop felső részéből kilépő komponenspárok kondenzálódnak a deflegmátorban. A kondenzátum egy része visszakerül a reaktorba, a másik része (váladék) pedig a desztillációs oszlop öntözésére kerül. A tiszta terméket eltávolítják a kazánból, és a hőcserélőben normál hőmérsékletre hűtik.
A vegyipari folyamatok egyes csoportjainak mintázatának megállapítása zöld utat nyitott a vegyipar számára. Hiszen ma már bármely, a legújabb vegyszergyártás számítása jól ismert módszerekkel történik, és szinte mindig lehetőség van sorozatgyártású eszközök használatára.
A vegyipari technológia rohamos fejlődése hazánk nemzetgazdaságának vegyszeresedésének alapja lett. A vegyipari termelés új ágai jönnek létre, és ami a legfontosabb, a vegyipari technológia folyamatai és apparátusai széles körben bekerülnek a nemzetgazdaság más ágaiba és a mindennapi életbe. Ezek a műtrágyák, építőanyagok, benzin és szintetikus szálak gyártása mögött állnak. Bármely modern gyártás, függetlenül attól, hogy mit gyárt – autókat, repülőgépeket vagy gyerekjátékokat – nem teljes a vegyi technológia nélkül.
A kémiai technológia segítségével a közeljövőben megoldható egyik legérdekesebb probléma a Világóceán erőforrásainak felhasználása. Az óceánvíz szinte az összes ember számára szükséges elemet tartalmazza. 5,5 millió tonna aranyat és 4 milliárd tonna uránt, hatalmas mennyiségű vasat, mangánt, magnéziumot, ónt, ólmot, ezüstöt és egyéb elemeket tartalmaz, amelyek készletei a szárazföldön kimerülnek. Ehhez azonban teljesen új kémiai technológiai eljárásokat és berendezéseket kell létrehozni.
Következtetés
A vegyipar a gépiparhoz hasonlóan szerkezetét tekintve az egyik legösszetettebb iparág. Egyértelműen megkülönbözteti a féltermék ipart (alapvető kémia, szerves kémia), bázis (polimer anyagok - műanyagok és műgyanták, vegyi szálak, szintetikus gumi, ásványi műtrágyák), feldolgozást (szintetikus lakk- és festékfestékek, gyógyszeripar, fotokémiai, reagensek, háztartási vegyszerek, gumitermékek). Termékkínálata mintegy 1 millió darab, típus, típus, márkájú termék.
A kémiai technológia a leggazdaságosabb és környezetkímélőbb módszerek és eszközök tudománya a természetes nyersanyagok fogyasztási cikkekké és köztes termékekké történő feldolgozására.
Szervetlen anyagok technológiájára (savak, lúgok, szóda, szilikát anyagok, ásványi műtrágyák, sók stb. gyártása) és szerves anyagok technológiájára (szintetikus gumi, műanyagok, színezékek, alkoholok, szerves savak stb.) oszlik;
Bibliográfia
- 1. Doronin A. A. Az amerikai kémikusok új felfedezése. / Kommerszant, 2004. 56. sz
- 2. Kilimnik A. B. Fizikai kémia: Tankönyv. Tambov: Tambov Kiadó. állapot tech. un-ta, 2005. 80 p.
- 3. Kim A.M., Szerves kémia, 2004
- 4. Perepelkin K. E. Kémiai szálakon alapuló polimer kompozitok, főbb típusaik, tulajdonságaik és felhasználási területeik / Műszaki textil 2006. 13. sz.
- 5. Traven V.F. Szerves kémia: Tankönyv egyetemek számára 2 kötetben. - M.: Akademkniga, 2004. - V.1. - 727 p., 2. köt. - 582 p.
Minden tanár azt szeretné, ha tantárgya mély érdeklődést váltana ki az iskolások körében, hogy a tanulók ne csak kémiai képleteket, reakcióegyenleteket írjanak, hanem megértsék a világ kémiai képét, tudjanak logikusan gondolkodni, hogy minden óra ünnep legyen, kis előadás, amely örömet okoz a diákoknak és a tanároknak. Megszoktuk, hogy az órán a tanár mesél, a diák pedig hallgat és tanul. A kész információk meghallgatása a tanítás egyik leghatékonyabb módja. A tudás mechanikusan (hallott - tanult) nem adható át fejről fejre. Sokak számára úgy tűnik, hogy csak rá kell venni a hallgatót, hogy meghallgassa, és a dolgok azonnal simán mennek. A tanuló azonban, mint minden ember, szabad akarattal van felruházva, amit nem lehet figyelmen kívül hagyni. Ezért lehetetlen ezt a természeti törvényt megszegni, és még jó célból is leigázni őket. A kívánt eredményt így nem lehet elérni.
Ebből következik, hogy a tanulót az oktatási folyamat aktív résztvevőjévé kell tenni. A tanuló csak saját tevékenységében, a tantárgy iránt érdeklődve tanulhat meg információkat. Ezért a tanárnak el kell felejtenie az adatközlő szerepét, a tanuló kognitív tevékenységének szervezőjét kell betöltenie.
Különböző típusú tevékenységeket különböztethetünk meg a tanuló által új anyag kidolgozására: tárgyi, materializált és szellemi. Az anyagi tevékenység alatt a vizsgálat tárgyával végzett tevékenységet értjük. A kémia számára az ilyen tárgy egy anyag, azaz. tárgyi tevékenység a kémia órákon a kísérletek lefolytatása. A kísérleteket a tanulók végezhetik, vagy a tanár demonstrálhatja.
A materializált tevékenység tárgyi modellekkel, képletekkel, táblázatos, digitális, grafikus anyagokkal stb. végzett tevékenység. A kémiában ez a tevékenység molekulák anyagmodelljeivel, kristályrácsokkal, kémiai képletekkel, kémiai feladatok megoldásával, a vizsgált anyagokat jellemző fizikai mennyiségek összehasonlításával. Bármilyen külső tevékenység (kézzel végzett tevékenység) tükröződik az agyban, pl. átmegy a belső síkra, az intellektuális tevékenységbe. Kísérletek végzése, kémiai képletek és egyenletek összeállítása, digitális anyagok összehasonlítása során a tanuló következtetéseket von le, tényeket rendszerez, összefüggéseket állapít meg, analógiákat von stb.
Tehát a tanárnak mindenféle oktatási és kognitív tevékenységet kell szerveznie a leckében a diák számára. Szükséges, hogy a tanuló oktatási és kognitív tevékenysége megfeleljen az elsajátítandó oktatási anyagnak. Szükséges, hogy a tevékenység eredményeként a tanuló önállóan jusson valamilyen következtetésre, hogy tudást hozzon létre magának.
A didaktika legfontosabb alapelve az önálló tudásteremtés elve, amely abban rejlik, hogy a tudást a tanuló nem kész formában szerzi meg, hanem egy, a tanár által szervezett kognitív tevékenység eredményeként hozza létre. .
A legkisebb tudásszemcse önfelfedezése a tanuló számára nagy örömet okoz, lehetővé teszi számára, hogy érezze képességeit, felemeli őt a saját szemében. A tanuló személyként érvényesíti magát. A tanuló ezt a pozitív érzelmi tartományt megőrzi emlékezetében, igyekszik újra és újra átélni. Tehát nemcsak a téma iránt van érdeklődés, hanem ami értékesebb - a megismerési folyamatban - a kognitív érdeklődés. A tanulók kognitív és kreatív érdeklődésének kibontakoztatását különféle technológiák segítik: számítástechnika, probléma- és kutató tanulási technológia, játéktanulási technológia, tesztek alkalmazása.
1. Számítástechnika
A számítógép és a multimédiás technológiák használata pozitív eredményeket ad az új anyagok magyarázatában, a különféle helyzetek modellezésében, a szükséges információk összegyűjtésében, a ZUN értékelésében stb., valamint lehetővé teszi olyan oktatási módszerek gyakorlatba ültetését, mint: üzleti játékok, problémamegoldás gyakorlatok, prezentációk és egyebek. A számítástechnika olyan mennyiségű információ birtoklását teszi lehetővé, amellyel a hagyományos tanítási módszereket alkalmazó tanárok nem rendelkeznek. A multimédiás képzési programok animációkat és hangkíséretet alkalmaznak, amelyek a hallgató több információs csatornájára egyszerre hatva fokozzák az észlelést, megkönnyítik az anyag asszimilációját és memorizálását. Tanóráim során CD-n különféle programokat használok, amelyek segítségével új, vagy régi témák megismétlését, a megszerzett ismeretek megszilárdítását, rendszerezését segítik. Példa egy leckére. Téma: „Oxigén alcsoport, jellemző. Oxigén beszerzése. A tanórán multimédiás kivetítőt használtak, ahol az iskolai laboratóriumban nem demonstrálható kísérleteket mutattak be a képernyőn. Több asztalt is a képernyőre terveztek. A gyerekeket arra kérték, hogy elemezzenek, hasonlítsák össze és vonjanak le következtetéseket. A fentiekből arra következtethetünk, hogy a számítástechnika emeli az oktatás színvonalát és felkelti a hallgatók érdeklődését a tantárgy iránt.
2. Probléma alapú tanulási technológia
A probléma alapú tanulás technológiája magában foglalja a tanári irányítás melletti problémahelyzetek kialakítását és a tanulók aktív önálló tevékenységét azok megoldására, melynek eredményeként a tudás, készségek, képességek kreatív elsajátítása és a tudás fejlesztése történik. mentális képességek. Az osztálytermi problémahelyzetek a legváratlanabb módokon adódhatnak. Például a 8. osztályban, amikor az „Elektronegativitás” témát tanulmányozta, egy diák feltette a kérdést: „A hidrogén ad-e elektronokat a lítiumnak, vagy fordítva?” Az osztálytársak azt válaszolták, hogy a lítium elektronokat ad, mivel nagyobb az atomsugár. Egy másik diák azonnal megkérdezte: „Mivé lesz akkor a hidrogén?” Megoszlottak a vélemények: egyesek úgy vélték, hogy a hidrogénatom egy elektron hozzáadásával héliumatommá alakult, mivel két elektronja volt, míg mások nem értettek egyet ezzel, azzal érvelve, hogy a hélium magtöltése +2, ennek a részecskének pedig +1. . Szóval mi ez a részecske? Problémás helyzet állt elő, amely az ionok fogalmának megismerésével megoldható. Az osztálytermi problémahelyzetet a tanár maga is megteremtheti. lecke példa. Téma: "Egyszerű és összetett anyagok." A tanár széles tevékenységi területet biztosít a tanulónak: problémás kérdéseket tesz fel, javasolja az egyszerű és összetett anyagok külön kiírását a különféle anyagok listájából, és magát a tanulót arra készteti, hogy élettapasztalatát, korábbi leckék ismereteit felhasználva próbálja meg megfogalmazni az egyszerű és összetett szubsztanciák fogalmát. A tanuló tudást teremt magának, így nemcsak a tantárgy, hanem a megismerés folyamata iránt is van érdeklődés.
3. Tanulási technológia kutatása
Az iskolások kutatási tevékenysége keresési jellegű cselekvések összessége, amelyek ismeretlen tények, elméleti ismeretek és tevékenységi módszerek felfedezéséhez vezetnek. Ezáltal a hallgatók megismerkednek a kémia főbb kutatási módszereivel, elsajátítják az önálló új ismeretek megszerzésének képességét, folyamatosan hivatkozva az elméletre. Az alapismeretek bevonása a problémahelyzetek megoldására magában foglalja a tanulók általános műveltségi és speciális készségeinek kialakítását és fejlesztését (kémiai kísérletek elvégzése, a megfigyelt jelenségek összefüggésbe hozása a molekulák, atomok, ionok állapotának változásával, gondolati kémiai kísérlet elvégzése, folyamatok lényege stb.) . Kutatás végezhető új ismeretek megszerzése, általánosítás, készségek elsajátítása, a megszerzett ismeretek alkalmazása, konkrét anyagok, jelenségek, folyamatok tanulmányozása céljából. Tehát a „Salétromsav sói” témakör 9. osztályos tanulmányozásakor a kutatómunka elemeit használom. A tanulmány a következőket tartalmazza: elméleti elemzés elvégzése; előrejelzési módszerek az anyagok és tulajdonságaik megszerzésére; a kísérleti ellenőrzés tervének elkészítése és végrehajtása; a következtetés megfogalmazása. Kiderül egy logikai lánc: elméleti elemzés - előrejelzés - kísérlet. Michael Faraday azt mondta: „Egy tudománynak sincs szüksége annyira a kísérletekre, mint a kémiára. Alaptörvényei, elméletei és következtetései tényeken alapulnak. Ezért folyamatos tapasztalati kontrollra van szükség.” A megszerzett ismeretek rendszerezéséhez a tanulók kitöltik a táblázatot:
Salétromsav sói
A tanulók kutatómunkája több időt vesz igénybe az órán, mint a modell szerinti feladatok végrehajtása. A ráfordított időt azonban utólag kompenzálja az a tény, hogy a tanulók gyorsan és helyesen végzik el a feladatokat, önállóan tanulhatnak új anyagot. Emellett növekszik tudásuk tudatossága, ereje, megjelenik a téma iránti folyamatos érdeklődés.
4. Játék tanulási technológia
Az intellektuális és kreatív játékok (ITG-k) serkentik a tanulók kognitív érdeklődésének fejlődését, hozzájárulnak intellektuális és kreatív képességeik fejlesztéséhez, lehetővé teszik a gyermekek számára, hogy a játékon keresztül érvényesüljenek és megvalósítsák magukat az intellektuális és kreatív szférában, segítik a hiánypótlást. a kommunikáció. Az ITI nem csak a tanórán kívüli és tanórán kívüli foglalkozásokon, hanem a tanórán is alkalmazható (új tananyag tanulásakor, a tanultak ismétlésekor, a tanulók tudásának ellenőrzésekor stb.)
A legösszetettebb és legidőigényesebb üzleti és szerepjátékok. Az ilyen játékok lebonyolítása lehetővé teszi a következő célok elérését: megtanítani a diákokat, hogy emeljék ki a legfontosabb dolgot az oktatási anyagok tartalmában, mutassák be rövid formában; fejleszti a szövegelemzési készségeket, az asszociatív gondolkodást, az ítélőképesség függetlenségét, elősegíti a tanulók önrendelkezését, fejleszti a kommunikációs készségeket, bővíti látókörüket, ismételgeti, általánosítja a tanult anyagot. Gyakorlatomban szisztematikusan alkalmazom a tudáskontroll szervezésének játékformáit, és folyamatosan észreveszem, hogy ez hogyan növeli a tanulók érdeklődését a tanult anyag és a tantárgy egésze iránt, ahogy az utóbbi időben oly keveset olvasó diákok hirtelen elkezdenek lapozgatni a könyveket, referenciákat. könyvek, enciklopédiák. Tehát az osztályteremben, amikor ökológiával kapcsolatos témákat tanulok, például a „Szénhidrogének természetes forrásai és feldolgozásuk” témakörben, szakértői csoportok segítségével szerepjátékokat használok. Az osztály két csoportra oszlik: „szakemberekre” és „újságírókra”. Először válassza ki az anyagot, és készítsen egy szemléltetőeszközt. A második olyan kérdéseket készít fel, amelyeket fel kell tenniük a játék során.
A 8-9. osztályos anyagok összevonására didaktikus játékokat használok: „Vegyi kockák”, „Vegyi lottó”, „Tic-Tac-Toe”, „Találd meg a hibát”, „Vegyi csata”. A tanórán kívüli tevékenységekben is látványos szellemi és kreatív játékokat töltök: „KVN”, „Mi, hol, mikor”, „Dicsőség órája”.
5. Tesztek használata kémia órán
Az új technológiák bevezetésének folyamatában is kiemelkedő a tesztek alkalmazása a kémiaórákon. Ez lehetővé teszi a tanulók tudásának tömeges tesztelését. A tesztelési módszertan a tudás és készségek tesztelésének univerzális eszköze. A tesztek gazdaságos célzott és egyéni ellenőrzési formák. Az ismeretek szisztematikus tesztelése tesztek formájában hozzájárul a tantárgy erős asszimilációjához, tudatos tanulási attitűdöt alakít ki, pontosságot, szorgalmat, céltudatosságot formál, aktivizálja a figyelmet, fejleszti az elemzési képességet. A tesztellenőrzés során minden tanuló számára egyenlő tesztelési feltételek biztosítottak, vagyis nő a tudásvizsgálat objektivitása. Ez a módszer változatossá teszi a nevelő-oktató munkát, növeli a tárgy iránti érdeklődést. A 8-10. évfolyamon a záróvizsgák teszt formájában zajlanak.