Николай Жаворонков - Создано человеком

Была, конечно, и еще одна серьезная причина столь широкомасштабного промышленного выпуска полимеров:

использование пластмасс значительно снижало производственные издержки. Одна-единственная деталь машины, выполненная из пластмассы путем точного литья, успешно заменяла, например, несколько металлических штамповок при меньших издержках и меньшей стоимости рабочей силы.

Нужно сказать, что столь стремительно начавшееся "завоевание" пластмассами различных отраслей промышленности особенно наглядно и убедительно проявилось в автомобилестроении. Пластмассы очень быстро заменили в типичном американском легковом автомобиле многие металлические детали, составив свыше 907 килограммов от его веса, а в моделях 1985 года они еще больше вытеснили металл.

Впрочем, замена пластмассой металлических деталей - повсеместная тенденция. Автомобиль от этого только выигрывает. Он становится легче, подвижней, а себестоимость его производства значительно снижается.

Но развитие производства полимеров поставило на повестку дня вопрос о рациональном использовании нефти. Это уникальное углеводородное сырье было, есть и еще долгие десятилетия будет основным материалом, из которого получаются полимеры. Правда нефть еще используется во всем мире крайне расточительно - как топливо. О недопустимости такого отношения к невосполнимому природному сырью говорил, как всем известно, еще Д. И. Менделеев, считавший, что применять нефть в качестве топлива и горючего все равно, что топить печь ассигнациями.

По объемам материалов и готовых изделий, потребляемых современным обществом, первое место занимают неорганические материалы и неметаллы. Они же, безусловно, будут лидировать и в будущем. А наиболее типичным представителем их останется керамика, под которой (в широком смысле слова) надо понимать все неорганические неметаллические материалы, получаемые под воздействием высоких температур.

Исходное керамическое сырье - это разнородные комбинации природных силикатов, соединений кремния и кислорода с различными металлами, и окислов, сплавляющихся или спекающихся в общую массу. Цемент и кирпич, плитка облицовочная и сантехнические изделия, фарфор и посуда из него, стекло разных видов и глазурь, эмаль по металлу, абразивы и .огнеупоры все это керамика.

Но среди великого множества проблем, связанных с улучшением свойств и эффективности производственных процессов, будущее, несомненно, за разработкой и широким внедрением в практику кремнекерамических материалов.

Кремнекерамические материалы - это карбид кремния и сиалоны (названия соединений кремния, алюминия, кислорода и азота по первым буквам английских наименований этих элементов) - неорганические материалы, не встречающиеся в природе, хотя химический состав и свойства нитридов кремния очень близки по своим свойствам и составу соединениям природного кремния, что открывает заманчивейшую перспективу синтезировать большой ряд соединений типа нитрида кремния с уникальными свойствами путем замены некоторых атомов кремния и азота на атомы алюминия и кислорода.

Возможности их использования могли бы быть самыми разнообразными. И прежде всего в качестве жаропрочных конструкционных материалов, огнеупоров в оптических и электронных устройствах.

Все рабочие профессии нового материала определяются его свойствами: керамические изделия из карбида и нитрида кремния при обычных температурах прочнее и устойчивее, чем изделия из обычного типа оксидной керамики. Они исключительно стойко противостоят коррозии, эрозии и тепловым ударам.

Карбидокремниевая и нитридокремниевая керамика в недалеком будущем сможет заменить жаропрочные сплавы на основе никеля и кобальта при производстве некоторых деталей, работающих при очень высоких температурах (например, в газовых турбинах), и быть использованной в керамических теплообменниках. Такая керамика обеспечит еще более высокие температурные режимы работы, чем металлы.

Более высокие температурные режимы работы, в которых трудятся такие материалы, например, в процессах превращения энергии, позволяют добиваться высокого КПД и значительной экономии топлива. Разработка нового поколения газовых турбин тоже связана с возможностями нитридов и карбидокремниевой керамики. Представьте себе керамическую турбину, которая применяется, скажем, в качестве двигателя автомобиля. Заманчивая идея, не правда ли?