- •Пояснювальна записка
- •Анотація
- •Annotation
- •Технічне завдання
- •Зміст вступ
- •Розділ 1 основна частина
- •1.1.Вступні положення
- •1.2.Суть специфічного волокноутворення
- •1.3.Нанодобавки
- •1.3.1.Вуглецеві нанотрубки
- •1.3.2.Нанокомпозити і нанонаповнені волокна
- •1.4.Особливості планування експерименту для чотирикомпонентних сумішей
- •1.5.Оптимізація, її методи та застосування
- •1.5.1.Багатокритеріальна оптимізація системи
- •1.5.2.Застосування багатокритеріальної оптимізації
- •1.5.2.1.Скаляризація багатокритеріальної задачі
- •1.5.2.2.Зведення багатокритеріальної задачі до однокритеріальної
- •1.5.3.Однокритеріальна оптимізація системи
- •1.5.3.1.Задача умовної оптимізації.
- •1.5.3.2.Задача безумовної оптимізації.
- •1.5.4.Застосування однокритеріальної оптимізації
- •1.5.4.1.Застосування методу штрафних функцій
- •1.5.4.2.Застосування градієнтного методу із дробленням кроку
- •1.5.4.2.1.Реалізація методу із дробленням кроку
- •1.6.Опис програмного середовища
- •1.7.Опис програми
- •1.8.Демонстрація роботи програми
- •Висновок до розділу 1
- •Розділ 2 охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях вступ
- •2.1.Аналіз шкідливих та небезпечних факторів
- •2.1.1.Параметри мікроклімату
- •2.1.2.Небезпека ураження електричним струмом
- •2.1.3.Електромагнітне випромінювання
- •2.1.4.Освітленість робочого місця
- •2.2.Розрахунок штучного освітлення
- •2.3.Пожежна безпека
- •Висновок до розділу 2
- •Загальні висновки
- •Список використаних джерел
- •Додаток Основні процедури та функції пз
1.3.Нанодобавки
У даний час нанотехнології є однією з найперспективніших та важливих галузей знань. Із ними пов’язують надії на нові напрями й швидкі прориви розвитку у багатьох технологічних і технічних сферах.
Швидкий розвиток нанотехнологій зумовлений тим, що при наноструктуруванні отримують якісно нові характеристики, а також непередбачену поведінку матеріалів. Це здійснюється тому, що властивості речовин пов’язані із критичною чи характеристичною довжиною, що зумовлена природою конкретного явища. Головні хімічні й фізичні властивості змінюються, а розмір твердих тіл стає зрівняним із характеристичними довжинами, більшість з яких лежать у нанометровому діапазоні.
Потенціал практичного застосування наноструктурованих матеріалів без сумнівів є основною причиною підвищеного інтересу до них. На даний час уже існує значна кількість комерційних розробок у даній галузі. Утворення широкомасштабних недорогих методів отримання наноструктурованих матеріалів є однією з найскладніших ключових задач, яка стоїть перед нанонаукою, тому її вирішення потрібне для технологічного застосування отриманих результатів.
У нанотехнологій величезний потенціал для застосування у значній кількості різних практичних галузей – від виготовлення більш легких й міцних конструкційних матеріалів до скорочення часу поставки наноструктурованих лікарських засобів у кровоносну систему, а також збільшення об’єму магнітних носіїв й утворення тригерів для швидкісних комп’ютерів.
У останні кілька років ВНТ розглядають, як системоутворюючий чинник економіки ХХІ століття, заснований на знаннях, а не на застосуванні природних ресурсів або їхній переробці. Окрім цього, нанотехнології прискорюють розвиток сучасної парадигми усієї виробничої діяльності: не «зверху-вниз», яка застосовується у традиційних технологіях, у них виріб отримують шляхом відкидання лишнього матеріалу від більшої заготовки, а «знизу-вгору» – від окремого атома – до виробу.
Вони самі виступають як джерело нового підходу до підвищення якості життя й розв'язання безлічі соціальних проблем в постіндустріальній спільноті. Проблема утворення наноструктур із вказаними властивостями та контрольованими розмірами належить до числа найважливіших проблем ХХІ віку. Її розв'язок принесе революційні зміни в матеріалознавство, хімію, електроніку, механіку, біологію й медицину.
1.3.1.Вуглецеві нанотрубки
Вуглецеві нанотрубки характеризуються комплексом унікальних електричних, теплофізичних й механічних властивостей. Перераховані властивості залежать від способу виготовлення ВНТ. Найбільш цікава характеристика вуглецевих нанотрубок у тому, що вони здатні бути напівпровідниками чи металічними провідниками у залежності від їх структури та діаметра.
Суттєвою характеристикою матеріалів є магнітоопір – це залежність електроопору речовин при накладанні постійного магнітного поля. При низькій температурі вуглецеві нанотрубки показують від’ємний магніторезестивний ефект.
Вуглецеві нанотрубки мають рекордні значення пружності й міцності. Міцність при розтяганні одношарових вуглецевих нанотрубок дорівнює 45 ГПа, а стальні сплави руйнуються при навантаженні в 2 ГПа. Тож, ВНТ близько у 20 разів міцніші за сталь. Багатошарові нанотрубки теж мають кращі, ніж в сталі, механічні властивості, але вони не високі в порівнянні з одношаровими.
Вуглецеві нанотрубки мають дуже високу твердість та корозійну стійкість, вони не розчинні ні у «царській горілці», ні у концентрованих лужних розчинах. Значна питома поверхня нанотрубок (500÷1500) м2/г постачає їм велику адсорбційну здатність. Вони ефективно поглинають діоксид сірки, дисульфіди, сірководень, фтор, аміак, хлор, меркаптани тощо.