История развития нанотехнологии.
1905 год. Швейцарский физик Альберт Эйнштейн опубликовал работу, в которой доказывал, что размер молекулы сахара составляет примерно 1 нанометр.
1931 год. Немецкие физики Макс Кнолл и Эрнст Руска создали электронный микроскоп, который впервые позволил исследовать нанообъекты.
1959 год. Американский физик Ричард Фейнман впервые прочел лекцию на годичном собрании Американского физического общества, которая называлась «Полно игрушек на полу комнаты». Он обратил внимание на проблемы миниатюризации, которая в то время была актуальна и в физической электронике, и в машиностроении, и в информатике. Эта работа считается некоторыми основополагающей в нанотехнологии, но некоторые пункты этой лекции противоречат физическим законам.
1968 год. Альфред Чо и Джон Артур, сотрудники научного подразделения американской компании Bell, разработали теоретические основы нанотехнологии при обработке поверхностей.
1974 год. Японский физик Норио Танигучи на международной конференции по промышленному производству в Токио ввел в научный оборот слово "нанотехнологии". Танигучи использовал это слово для описания сверхтонкой обработки материалов с нанометровой точностью, предложил называть ним механизмы, размером менее одного микрона. При этом были рассмотрены не только механическая, но и ультразвуковая обработка, а также пучки различного рода (электронные, ионные и т.п.).
1982 год. Германские физики Герд Бинниг и Генрих Рорер создали специальный микроскоп для изучения объектов наномира. Ему дали обозначение СЗМ (Сканирующий зондовый микроскоп). Это открытие имело огромное значение для развития нанотехнологий, так как это был первый микроскоп, способный показывать отдельные атомы (СЗМ).
1985 год. Американский физики Роберт Керл, Хэрольд Крото и Ричард Смэйли создали технологию, позволяющую точно измерять предметы, диаметром в один нанометр.
1986 год. Нанотехнология стала известна широкой публике. Американский футуролог Эрк Дрекслер, пионер молекулярной нанотехнологии, опубликовал книгу «Двигатели созидания», в которой предсказывал, что нанотехнология в скором времени начнет активно развиваться, постулировал возможность использовать наноразмерные молекулы для синтеза больших молекул, но при этом глубоко отразил все технические проблемы, стоящие сейчас перед нанотехнологией. Чтение этой работы необходимо для ясного понимания того, что могут делать наномашины, как они будут работать и как их построить.
1989 год. Дональд Эйглер, сотрудник компании IBM, выложил название своей фирмы атомами ксенона.
1998 год. Голландский физик Сеез Деккер создал транзистор на основе нанотехнологий.
1999 год. Американские физики Джеймс Тур и Марк Рид определили, что отдельная молекула способна вести себя так же, как молекулярные цепочки.
2000 год. Администрация США поддержала создание Национальной Инициативы в Области Нанотехнологии. Нанотехнологические исследования получили государственное финансирование. Тогда из федерального бюджета было выделено $500 млн.
2001 год. Марк Ратнер считает, что нанотехнологии стали частью жизни человечества именно в 2001 году. Тогда произошли два знаковых события: влиятельный научный журнал Science назвал нанотехнологии - "прорывом года", а влиятельный бизнес-журнал Forbes - "новой многообещающей идеей". Ныне по отношению к нанотехнологиям периодически употребляют выражение "новая промышленная революция".
В Томском государственном университете России разработаны составы и технология получения новых тонкопленочных наноструктурных материалов на основе двойных оксидов циркония и германия, имеющих высокую химическую, термическую стойкость и обладающих хорошей адгезией к различным подложкам (кремния, стекла, поликора и др.). Толщина пленок составляет от 60 до 90 нм, размеры включений - 20-50 нм. Полученные там материалы могут быть использованы как покрытия:
стекол (солнцезащитные – хорошо пропускает видимый свет и отражает до 45-60% тепловое излучение, теплозащитные – отражает до 40% солнечной радиации, селективно пропускающие);
ламп (увеличение световой отдачи на 20-30%);
инструментов (защитно-упрочняющие – увеличение срока службы изделий).
Ведутся работы и в Харьковском национальном университете имени В.Н.Каразина. Направления исследований: поверхностные явления, фазовые превращения и структура конденсированных пленок. Исследования проводятся над пленками металлов и сплавов (1.5 - 100 нм), получаемые методом конденсации в вакууме на различных подложках путем электронной микроскопии (СЗМ), электронографии, а также методов, разработанных в группе (Гладких Н.Т., Крышталь А.П., Богатыренко С.И.).
- Введение Важнейшие проблемы народного хозяйства России
- Улучшение качественных характеристик
- Снижение себестоимости производимой промышленной продукции
- 3. Расширение масштабов технического перевооружения промышленных предприятий
- Тема 1. Системный подход в управлении промышленными технологиями и инновациями
- Конкурентные преимущества российской экономики.
- Роль технологии и технологической инфраструктуры в современной экономике. Наукоемкая продукция и макротехнологии. Пути интеграции в мировой рынок наукоемкой продукции.
- 1.2. Промышленные технологии и технический прогресс
- Физический эффект и его модель
- Основные закономерности проявления физических эффектов
- Модель физического эффекта
- 1.3. Конкурентоспособность промышленной продукции и пути ее достижения Потребительские свойства и цена продукции
- Классификация технологий: по функциональному составу – технологии заготовительного, основного и вспомогательного производства
- Классификация технологий по отраслям народного хозяйства
- Тема 2. Конструкторская и технологическая подготовка производства
- 1. Конструкторская подготовка производства на основе cad/cam систем: классификация сапр, технические возможности, критерии выбора
- 2. Технологическая подготовка производства на основе cad/cam систем: классификация сапр, технические возможности, критерии выбора
- Создание системы pdm на предприятии:
- Тема 3. Промышленные технологии в машиностроении
- 3.1. Технологии переработки сырья и производство промышленных материалов Виды природных ресурсов, их запасы
- Топливно-энергетическое сырье
- Металлы
- Понятие промышленных материалов
- Стали, классификация сталей, свойства сталей
- Маркировка стали:
- Чугуны, классификация чугунов, свойства
- Цветные сплавы, область применения и свойства
- Методы и средства определения физико-механических характеристик сталей и сплавов
- Методика выбора материала
- Пластмассы: типы, состав, методы получения
- Керамика, основные виды и область применения
- Технические керамики
- Огнеупоры
- Применение алюминиевых керамик
- Особенности промышленных технологий металлургического комплекса Доменное производство
- Продукты доменной плавки
- Производство стали Сущность процесса
- Способы выплавки стали
- Производство стали в электропечах
- Дуговая плавильная печь.
- Индукционные тигельные плавильные печи
- Разливка стали
- Способы повышения качества стали
- Прокат и его производство
- Способы прокатки
- Технологический процесс прокатки
- Основы порошковой металлургии
- 1. Основные свойства и классификация металлокерамических материалов
- 2. Получение металлических порошков
- 3. Получение неметаллических порошков
- 4. Формообразование заготовок и изделий из порошков
- Проблема переработки промышленных отходов, рециклинг
- 3.2. Технологии механической, электро-физической, электро-химической и др. Видов обработки в машиностроении Машина – как объект производства. Классификация машин
- Качество машин
- Изделие и его элементы
- Производственный процесс изготовления машины
- Технологический процесс, классификация технологических процессов по ес тпп
- Технологическая операция. Структура технологической операции
- Заготовительное производство. Основные технологии получения заготовок: литье, ковка, штамповка Способы изготовления заготовок Выбор метода и способа получения заготовки
- Общие принципы выбора заготовки
- Способы изготовления отливок Изготовление отливок в песчаных формах
- Литье в оболочковые формы
- Литье по выплавляемым моделям
- Литье в металлические формы
- Изготовление отливок центробежным литьем
- Литье под давлением
- Изготовление отливок электрошлаковым литьем
- Изготовление отливок непрерывным литьем
- Способы обработки металлов давлением
- Классификация процессов обработки давлением
- Операции ковки
- Предварительные операции
- Основные операции
- Горячая объемная штамповка
- Формообразование при горячей объемной штамповке
- Механическая обработка металлов и сплавов
- Движения для осуществления процесса резания и схема обработки
- Режим резания и геометрия срезаемого слоя
- Инструмент для формообразования поверхностей деталей машин
- Влияние углов резца на процесс резания
- Физические закономерности (явления) процесса резания
- 1) Стружкообразование и виды стружек.
- 2) Усадка стружки
- 3) Силы резания
- 4) Наростообразование
- 5) Наклеп (упрочнение)
- 6) Тепловыделения в зоне резания
- 7) Трение, износ и стойкость инструмента
- 8) Вибрации при резании металлов
- 9. Точность и качество обработанной поверхности.
- 10. Производительность и выбор режима резания
- 11. Инструментальные материалы
- Рассмотрим каждую группу материалов подробнее.
- Металлорежущие станки
- Классификатор металлорежущих станков ( по энимс)
- Обработка заготовок на токарных станках
- 1. Типы станков токарной группы
- Карусельные станки
- Револьверные станки
- Токарные автоматы и полуавтоматы
- 1.Станина. 2. Коробка подач. 3. Передняя бабка.
- 3. Типы токарных резцов
- 4. Принадлежности к токарным станкам
- 5. Способы закрепления заготовок
- 6. Работы, выполняемые на токарных станках
- Обработка заготовок на фрезерных станках
- 1. Особенности процесса фрезерования
- 2. Работы, выполняемые на фрезерных станках.
- 3. Типы фрез.
- 4. Элементы режима резания.
- 5. Машинное время при фрезеровании
- 6. Схемы цилиндрического фрезерования
- 7. Типы фрезерных станков
- 8. Принадлежности к фрезерным станкам
- 9. Делительные головки
- Обработка на сверлильных и расточных станках
- 1. Работы, выполняемые на сверлильных станках
- 2. Конструкции и геометрия осевых инструментов
- 1) Сверла
- 2) Зенкеры
- 3) Развертки.
- 3. Элементы режима резания
- 4. Типы сверлильных расточных станков
- Обработка на строгальных, долбежных и протяжных станках
- 1. Особенности процессов строгания, долбления и протягивания
- 2. Строгание и долбление
- 2) Элементы режима резания
- 3. Протягивание
- 4. Станки строгально-протяжной группы
- Зубонарезание
- 1. Методы нарезания зубчатых колес.
- 2. Схемы обработки методом копирования
- 1) Схема нарезания дисковой модульной фрезой
- 3) Схема нарезания зубодолбежной головкой
- 3. Схемы обработки зубчатых колес методом обкатки
- 1) Схема нарезания червячной фрезой
- 2) Схема нарезания зубодолбяком
- 3) Схема зубострогания
- Шлифование
- 1. Особенности процесса шлифования
- 2. Характеристика и маркировка абразивного инструмента
- 1) Абразивные материалы
- 2) Зернистость абразивных материалов
- 3) Связка абразивных инструментов
- 4) Твердость абразивных инструментов
- 5) Структура абразивного инструмента
- 6) Классы точности и неуравновешенности шлифовальных кругов
- 7) Форма и размеры абразивного инструмента
- 8) Маркировка шлифовальных кругов
- 3. Основные схемы шлифования
- 1) Круглое шлифование
- 2) Плоское шлифование
- 3) Профильное шлифование
- 4. Шлифовальные станки
- Отделочные методы обработки
- 1. Обработка абразивными инструментами
- 2. Методы отделки зубьев зубчатых колес
- 3. Обработка методами пластического деформирования
- Электрохимические и электрофизические методы размерной обработки
- 1. Электрохимические методы
- 2. Электроэрозионные методы
- 3. Ультразвуковая обработка
- 4. Лучевые методы
- 3.3. Автоматизация технологических процессов и производств термины и определения гибких производственных систем
- Классификация гпс
- Гибкость гап
- Cтруктура и уровни асу
- Основные функции эвм в развитых гибких производствах:
- Программное управление оборудованием
- Различают 3 вида dnc - систем
- Оперативное планирование гпс
- Тема 4. Промышленные технологии топливно-энергетического комплекса Перспективы развития топливно-энергетического комплекса
- 1. Нефтяной комплекс
- Нефтедобывающая промышленность
- Нефтеперерабатывающая промышленность
- Развитие транспортной инфраструктуры нефтяного комплекса
- 3. Газовая промышленность
- 5. Электроэнергетика
- 6. Атомная энергетика и ядерно-топливный цикл
- 7. Возобновляемые источники энергии и местные виды топлива
- Тема 5. Наукоемкие промышленные технологии Нанотехнологии
- История развития нанотехнологии.
- Основные достижения нанотехнологии.
- 2. Наночастицы
- 3. Новейшие достижения
- 3. Промышленность и сельское хозяйство. Экология.
- 4. Освоение космоса. Информационные и военные технологии.
- Тема 6. Основы проектирования и управления производственными системами
- 1.1. Организационные технологии проектирования производственных систем
- Формы проектирования в зависимости от типа производства
- Методы организационного проектирования производственной системы (пс)
- Характеристика типов производства
- Характеристики различных типов производства