Перспективы использования новых материалов в энергетике

Энергетики всегда были озабочены более надежной работой металла оборудования, особенно для атомных электростанций. В последнее время в материаловедении появились новые виды более прочных материалов. Во многих странах разрабатываются, так называемые, интеллектуальные материалы. Философское понятие интеллектуального материала определяется тремя встроенными функциями:

- сенсорной (он обнаруживает нарушения и показывает их);

- процессорной (вырабатывается свое суждение и делается вывод);

- исполнительной (сам себе дает инструкции и выполняет их).

Таким образом, интеллектуальный материал – материал выражающий функции, позволяющие ему разумно реагировать на окружающие условия.

Интеллектуальные материалы имеют также вспомогательные функции:

- систематической передачи информации;

- превращения и пополнения энергии;

- физическую и химическую функции и структуры.

Историческая эволюция развития материалов:

1 этап. Конструкционные материалы (механические функции).

2 этап. Композиционные материалы.

3 этап. Функциональные материалы (электрические, оптические и другие функции).

4 этап. Интеллектуальные материалы.

5 этап. Неопределенные материалы.

Существуют и другая классификация материалов:

1. Тривиальные материалы, которые выполняют простые функции (механические, электрические, тепловые, оптические, магнитные и др.)

2. Остроумные материалы, которые реагируют на воздействие одного типа появлением другого (пироэлектрические создают электрическое поле при нагревании; пьезоэлектрические, реагирующие на изменение давления). Основная функция таких материалов – датчики.

3. Интеллектуальные материалы, когда помимо функций контроля появляются функции воздействия.

4. Мудрые материалы, в которых проявляется моральный фактор (материал останавливает свое действие, когда «считает», что это действие может повредить людям или привести к ухудшению состояния окружающей среды.

Интеллектуальные материалы должны анализировать обстановку и давать ответствующий сигнал. Например, «остановить немедленно» или «можно работать в течение … времени», т.е. материал проводит самодиагноз и дает информацию о вероятном периоде эксплуатации конструкции. Сенсорная функция осуществляет контроль по изменению температур и деформации материала и конструкции.

Работы по созданию таких новых материалов ведутся в двух направлениях.

1. Концептуальное, в значительной степени философское построение, подводящее базу под принципиально новые области знаний о материалах.

2. Фундаментальные исследования структуры и свойств соединений и материалов различных классов, пригодных к каким либо конкретным, новым задачам.

Так, например, в области авиации, космоса, энергетики (особенно атомной) происходит поиск возможности создания высоконадежных материалов для работы в жестких условиях эксплуатации. Причем, понятие надежности отличается от традиционной, так как новые интеллектуальные материалы должны быть способны к самодиагностике любого дефекта и его самоустранению или уведомлению о вероятном сроке службы материала для предотвращения аварий.

Глава 5. РАСЧЁТ НА ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ

Дата добавления: 2013-12-13