На Обнинском научно-производственном предприятии «Технология» из пластика на основе углеродных волокон изготавливают конструкции, основное свойство которых — высокая стабильность размеров. Этого удалось добиться благодаря достаточно большой жёсткости материала и, главное, практически нулевому коэффициенту температурного расширения (менее 10-6 К-1). Максимальное смещение элементов фермы размером около 2 м всего 50 мкм.
Такие конструкции применяют при изготовлении высокоточного оборудования. На фото, предоставленном НПП «Технология», изображена опора детектора переходных излучений ATLAS Большого адронного коллайдера в Европейском центре ядерных исследований (CERN) — она изготовлена из обнинских углепластиков.
ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ И КРАСОК
Предлагаемые на рынке многочисленные жидкие смазки в аэрозольных упаковках, по сути, таковыми не являются. Как правило, это жидкости для удаления ржавчины. С их помощью удаётся разобрать резьбовое соединение с «прикипевшими» винтом и гайкой. Но попытка применить их для «смазки» подвижных соединений, например дверных петель, приведёт к негативным последствиям. На время петли действительно перестанут скрипеть, но зазор между валом и втулкой увеличится, появится люфт, который приведёт к быстрому износу деталей.
На выставке Международной химической ассамблеи ICA-2008, проходившей в Экспоцентре на Красной Пресне, была представлена аэрозольная смазка «Флуралит», основу которой составляют микрочастицы фторопласта размером около 1 мкм. При нанесении аэрозоля в зазор соединения частицы оседают на стенках и в несколько раз снижают коэффициент трения, не вызывая появления люфта. Более того, износостойкость трущихся поверхностей только увеличивается.
Особенности технологии производства микродисперсного фторопласта позволяют получать порошок с аморфной структурой и использовать его во многих областях в качестве модификатора. Так, добавление порошка в вододисперсные краски делает их гидрофобными (эффект «лотоса») и грязестойкими (эффект «антиграффити»).
Фторопластовое покрытие можно наносить при нарезании резьбы. Нанесённое на инструмент, оно сохраняет свои антифрикционные свойства в течение 8—10 операций.
ЕЩЁ ОДНА ПРОФЕССИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
На выставке «Чипэкспо-2008» в Экспоцентре на Красной Пресне демонстрировался необычный материал — пьезорезистор, сопротивление которого меняется при приложении механической нагрузки.
Пьезорезистивные свойства у этого материала обнаружили совершенно случайно. На одном из костромских предприятий шла работа над созданием токопроводящего полимера для электрообогревателей. В качестве наполнителя сначала использовали графитовый порошок, а потом решили попробовать углеродные нанотрубки, благо их теперь изготавливают в промышленных объёмах.
В разгар испытаний кто-то случайно коснулся образца пальцем, и вдруг ток в цепи изменился. Дальнейшие эксперименты показали, что сопротивление образцов и из других материалов с наполнением из углеродных трубок зависит от деформации.
Интересно, что закон изменения сопротивления оказался нелинейным, и изобретатели, не сумев до конца разобраться в природе явления, всё же поняли, что основную роль играют поверхностные слои образцов.
Довольно сложный характер экспериментальной кривой (см. рисунок на с. 19 вверху) пока не позволяет применять пьезорезисторы в качестве датчиков измерительных приборов, но они вполне подходят для индикаторов, то есть устройств, работающих в режиме «да—нет».
Благодаря несложной технологии изготовления пьезорезисторы, возможно, вскоре появятся в самых разных видах автоматического оборудования.
ОТКРЫЛ КРАН — ПОШЛА ВОДА
Появление в наших жилищах умных автоматов уже перестало быть экзотикой. Теперь в этой компании может появиться устройство «ВиСтан» для управления вибрационными насосами, подающими воду на дачные участки.
Аппарат работает следующим образом: при открывании крана умывальника или душа, включении стиральной машины давление в трубопроводе падает, срабатывает датчик давления в корпусе автомата и на насос подаётся напряжение. Когда кран закроют или выключат машину, насос, продолжая работать, повысит давление в трубах, и автомат отключит напряжение на насосе. Давление будет поддерживаться благодаря обратному клапану, который установлен на трубе между насосом и автоматом.
Устройство предельно просто установить, и после этого можно «забыть» о нём. Оно не требует к себе внимания потому, что разработчики преду- смотрели практически все случаи, которые могут привести к аварии, и снабдили микропроцессор соответствующими программами. Так, если в скважине или колодце, где установлен насос, понизился уровень воды, система это обнаружит и отменит команду на включение насоса. После этого она периодически будет проверять наличие воды и сама автоматически включит насос, когда условия станут благоприятными. То же касается напряжения сети: если оно пропадёт или, напротив, в сети произойдёт скачок, система выключится, а включится вновь лишь после восстановления в сети нормального напряжения.
САМОСОЖЖЕНИЕ ОТХОДОВ
Проблема отходов не теряет остроты и заставляет инженеров создавать всё новые устройства для их утилизации. В подмосковной Электростали разработали печь непрерывного действия для сжигания твёрдых органических отходов. По принципу действия она несколько напоминает дачную печь «Буллерьян» (см. «Наука и жизнь № 11, 2003 г.) или газогенератор.
Процесс сжигания проходит в две стадии. Вначале дизельной горелкой отходы нагревают в термореакторе без доступа воздуха — под действием высокой температуры они разлагаются с выделением горючих газов. Затем эти газы сжигаются, и через пламя пропускаются оставшиеся твёрдые компоненты. Образующиеся дымовые газы направляются в каталитический фильтр — там происходит низкотемпературное окисление несгоревших остатков органических соединений. После охлаждения в теплообменнике и очистки в циклоне и скруббере газы выбрасываются в атмосферу. Зольный остаток непрерывно удаляют шнеком без остановки печи.
Производительность экспериментальной печи 20 кг мусора в час. Масса зольного остатка в 7 раз меньше, чем первичных отходов.
В печи можно уничтожать резину, ветошь, органические отходы, негодные продукты питания.
