3.俄(e)羅(luo)斯在納米領域(yu)的(de)研究 納米工藝(yi)(yi)的(de)有效應(ying)用,可以改善(shan)結構材(cai)(cai)料的(de)性(xing)能。例如,借助納米工藝(yi)(yi)可以保證材(cai)(cai)料表(biao)面(mian)強化效應(ying),能獲得表(biao)面(mian)很強而核心具有韌(ren)性(xing)的(de)材(cai)(cai)料。同時鍍層的(de)厚度(du)能控制(zhi)在很窄(zhai)范圍內。莫斯科(ke)(ke)鋼鐵和合金(jin)學院以E.A.列瓦紹夫教(jiao)授為(wei)首的(de)研究組(zu),別爾哥(ge)羅(luo)德(de)國立大學以Ю、Р、科(ke)(ke)洛博夫教(jiao)授為(wei)首的(de)納米工藝(yi)(yi)科(ke)(ke)學中心集體在這方面(mian)達到(dao)較(jiao)大成(cheng)就。
最近幾年,發現(xian)了碳的(de)(de)新變(bian)體(ti)Фумерены,在(zai)其基礎上(shang)可(ke)以制造(zao)全新的(de)(de)材(cai)料。例如(ru),Фумерен變(bian)體(ti)納米管具有超過金剛石強度幾倍的(de)(de)強度,可(ke)以用(yong)作(zuo)復合材(cai)料加強纖維,以及(ji)作(zuo)為高效(xiao)(xiao)反射鍍層基體(ti)等。這(zhe)個方(fang)面(mian)的(de)(de)進一步發展是獲得硅的(de)(de)類似效(xiao)(xiao)應,研(yan)制納米管合金化(hua)的(de)(de)方(fang)法。據專家的(de)(de)觀點(dian),應用(yong)這(zhe)些納米組份,在(zai)制造(zao)新的(de)(de)結構和功(gong)能材(cai)料中,能保證質量上(shang)的(de)(de)飛躍。
因為組織中(zhong)必須(xu)具(ju)有很小尺(chi)寸(cun)的相位組份:碳化物或(huo)金(jin)屬間(jian)化合物(合金(jin)鋼(gang)),所以(yi)具(ju)有確定(ding)條件的典(dian)型(xing)鋼(gang)可以(yi)列入納米(mi)材料。
馬法航(hang)空工(gong)業大(da)學(xue)在(zai)Р.З.瓦利(li)耶夫(fu)教授(shou)領導下(xia),俄羅斯科學(xue)巴伊(yi)科夫(fu)冶金和(he)金屬(shu)學(xue)研(yan)究(jiu)所在(zai)C.B.多巴特金教授(shou)領導下(xia),進行了引人注目的工(gong)作。用大(da)壓下(xia)量(liang)強塑性(xing)變(bian)形(xing)方法,獲得鋼的納米組織結構以(yi)及(ji)具有極好強度(du)特性(xing)的鈦(tai)、鋁和(he)銅合金。
冶金(jin)生(sheng)產(chan)中已(yi)有實際應用(yong)納米工藝(yi)的例子(zi)。如阿沙(sha)冶金(jin)廠按工業規模生(sheng)產(chan)5NbCuSiB合金(jin),是(shi)巴爾金(jin)中央(yang)黑色冶金(jin)科學研(yan)究所研(yan)制,由(you)非(fei)晶相(20%)和尺寸約5nm~10nm納米晶(80%)組成。合金(jin)具有極好的磁導率,同(tong)樣重要的是(shi)較低的價格。在Г.格良伊德爾教授使“納米”術語(yu)通用(yong)以前,就已(yi)研(yan)制了(le)這(zhe)種(zhong)合金(jin)。如今(jin)這(zhe)種(zhong)產(chan)品廣(guang)泛而成功地用(yong)于生(sheng)產(chan)各工業部(bu)門的電子(zi)設備、繼(ji)電器(qi)、隨動系統組元。
研究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)超細度組織(zhi),可以(yi)認為(wei)是納米(mi)(mi)(mi)工(gong)藝和(he)(he)納米(mi)(mi)(mi)材(cai)料(liao)(liao)領域開拓的(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti),永遠是中(zhong)央黑色(se)冶金(jin)(jin)(jin)(jin)科學(xue)(xue)研究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)所(suo)(suo)(suo)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)學(xue)(xue)和(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)物理研究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)所(suo)(suo)(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)一個主要研究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)方向(xiang)。原(yuan)先金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)學(xue)(xue)和(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)物理研究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)所(suo)(suo)(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)創始(shi)人,Г、В、庫爾久莫(mo)夫院士(shi)對彌散硬化(hua)理念做出(chu)了(le)巨大(da)貢獻(xian)。實際上,建立了(le)獲得高強(qiang)馬(ma)氏(shi)體(ti)納米(mi)(mi)(mi)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)(xue)基(ji)礎。金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)學(xue)(xue)和(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)物理研究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)所(suo)(suo)(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)專家繼續這(zhe)些研究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu),研制了(le)強(qiang)度超過3500MPa馬(ma)氏(shi)體(ti)時效鋼(gang),成(cheng)(cheng)功(gong)地用于(yu)航天(tian)器的(de)(de)(de)(de)(de)能量機械(xie)儲存器結構(gou)中(zhong),依(yi)靠(kao)析(xi)出(chu)尺寸幾十納米(mi)(mi)(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)間化(hua)合(he)物,加強(qiang)馬(ma)氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)化(hua)效應。這(zhe)種材(cai)料(liao)(liao)達(da)到了(le)工(gong)業應用。與傳統方向(xiang)一樣,研究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)所(suo)(suo)(suo)進(jin)(jin)行(xing)了(le)熔體(ti)超速淬火,獲得非晶態和(he)(he)納米(mi)(mi)(mi)晶材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)。這(zhe)些材(cai)料(liao)(liao)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)改進(jin)(jin)型態,具有(you)(you)高的(de)(de)(de)(de)(de)機械(xie)性和(he)(he)磁性。除淬火外采用強(qiang)度變形方法(fa)(fa),以(yi)及在(zai)低溫條件下低溫變形的(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)方法(fa)(fa),從而獲得具有(you)(you)納米(mi)(mi)(mi)馬(ma)氏(shi)體(ti)組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang),強(qiang)度提(ti)高4倍(bei)(bei)~5倍(bei)(bei)。中(zhong)央黑色(se)冶金(jin)(jin)(jin)(jin)科學(xue)(xue)研究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)所(suo)(suo)(suo)粉(fen)末冶金(jin)(jin)(jin)(jin)研究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)所(suo)(suo)(suo),成(cheng)(cheng)功(gong)地進(jin)(jin)行(xing)了(le)獲得納米(mi)(mi)(mi)組織(zhi)粉(fen)末的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作。
最(zui)新(xin)的(de)(de)研究(jiu)有(you)中央(yang)黑色冶金(jin)(jin)科學研究(jiu)所、中央(yang)金(jin)(jin)屬(shu)結構(gou)科學研究(jiu)所“Прометей”和(he)謝韋爾鋼(gang)(gang)(gang)切(qie)列波維(wei)茨鋼(gang)(gang)(gang)鐵公(gong)司(si),聯合(he)研制(zhi)(zhi)大口徑鋼(gang)(gang)(gang)管用(yong)強(qiang)(qiang)度級達X100新(xin)耐寒(han)微合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)。以前通常借助(zhu)昂(ang)貴的(de)(de)合(he)金(jin)(jin)化達到(dao)這些鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)強(qiang)(qiang)化效應(ying)和(he)使(shi)用(yong)壽命。在(zai)(zai)現在(zai)(zai)的(de)(de)“Метам”設計(ji)中,研究(jiu)所的(de)(de)科學家(jia)在(zai)(zai)Ю、Д、莫羅(luo)佐夫領導下(xia),依靠析出鉬(mu)、釩、鉻的(de)(de)碳氮化物(wu)納米相,選(xuan)擇形變熱處理的(de)(de)最(zui)佳(jia)溫度制(zhi)(zhi)度,達到(dao)增強(qiang)(qiang)強(qiang)(qiang)化的(de)(de)效應(ying)。推薦小費(fei)用(yong)的(de)(de)工(gong)(gong)業(ye)煉鋼(gang)(gang)(gang)工(gong)(gong)藝,按照國(guo)際(ji)標準已(yi)通過(guo)(guo)了鑒定試驗。維(wei)克薩冶金(jin)(jin)廠用(yong)這些工(gong)(gong)藝制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)(de)工(gong)(gong)業(ye)批(pi)量(liang)鋼(gang)(gang)(gang)管,在(zai)(zai)實際(ji)使(shi)用(yong)條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)試驗成功(gong)。耐寒(han)鋼(gang)(gang)(gang)也(ye)(ye)能(neng)用(yong)于造(zao)船、海洋(yang)平臺、貯(zhu)油罐(guan)、海洋(yang)碼頭等(deng)。在(zai)(zai)溫度達零(ling)下(xia)40℃,可能(neng)地震、風暴(bao)和(he)積冰(bing)影響條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia),有(you)靜態(tai)、周期(qi)性和(he)動態(tai)負荷條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia),這些材(cai)料(liao)保證在(zai)(zai)北極大陸架上的(de)(de)安裝和(he)使(shi)用(yong)。石(shi)油運輸公(gong)司(si)的(de)(de)專家(jia)確(que)認(ren),在(zai)(zai)經(jing)濟(ji)指標完全合(he)格條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia),這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)動態(tai)負荷條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)強(qiang)(qiang)度、韌性和(he)抗裂(lie)性超過(guo)(guo)了所有(you)俄羅(luo)斯和(he)國(guo)外有(you)名的(de)(de)同類(lei)產品。因此,甚至在(zai)(zai)現在(zai)(zai)特殊(shu)的(de)(de)經(jing)濟(ji)環境下(xia),中央(yang)黑色冶金(jin)(jin)科學研究(jiu)所的(de)(de)研制(zhi)(zhi)產品也(ye)(ye)有(you)用(yong)戶。
研(yan)究所成功研(yan)制了所謂的(de)梯度(du)納(na)米(mi)材(cai)料(liao)(liao)。它們(men)在規定的(de)工藝(yi)制度(du)條件下(xia)可以目標明確地(di)改變(bian)制品不(bu)同(tong)部分的(de)性能(neng)。例如,電動(dong)機的(de)電樞利(li)用(yong)了這個性能(neng)。用(yong)專門(men)的(de)納(na)米(mi)組(zu)織處理方(fang)法,可以改變(bian)材(cai)料(liao)(liao)的(de)磁性,產生可調整性能(neng)的(de)“納(na)米(mi)區”。
總(zong)之,巴爾金(jin)中央(yang)黑(hei)色冶(ye)金(jin)科(ke)學研(yan)究所(suo)在E、X、沙赫帕佐(zuo)夫領(ling)導下,保(bao)持了在物理材料學領(ling)域重(zhong)要(yao)中心的(de)(de)地位,是推廣冶(ye)金(jin)納米工藝的(de)(de)主要(yao)研(yan)究所(suo),是該題目所(suo)有科(ke)學論壇(tan)和(he)會議的(de)(de)參加者。
從科(ke)學(xue)工(gong)藝(yi)的新穎性和內容上看(kan),俄(e)羅斯的科(ke)學(xue)家至少不遜色,而且(qie)在許多方(fang)面甚(shen)至超(chao)過了西方(fang)競爭者。例如(ru),在納米(mi)粉末題目的典型(xing)研究中,我們的科(ke)學(xue)家毫無(wu)疑問占居第一(yi)位。這(zhe)既屬于強塑性變(bian)形領(ling)域(yu),又屬于熔體淬火(huo)的研制(例如(ru),5NbCuSiB冶金生產工(gong)藝(yi))。
俄(e)羅斯許(xu)多科研(yan)單位都在(zai)進行納米工藝的研(yan)究,實施(shi)不同水平、規(gui)模和重(zhong)要(yao)性的數百(bai)個規(gui)劃(hua)。這(zhe)些規(gui)劃(hua)彼此不可分割,相(xiang)互配合,總體定(ding)位在(zai)科學(xue)、組織(zhi)和金融方面。
