Добро пожаловать на литературный форум "В вихре времен"!

Здесь вы можете обсудить фантастическую и историческую литературу.
Для начинающих писателей, желающих показать свое произведение критикам и рецензентам, открыт раздел "Конкурс соискателей".
Если Вы хотите стать автором, а не только читателем, обязательно ознакомьтесь с Правилами.
Это поможет вам лучше понять происходящее на форуме и позволит не попадать на первых порах в неловкие ситуации.

В ВИХРЕ ВРЕМЕН

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » В ВИХРЕ ВРЕМЕН » Антиляп » Перспективные промышленные технологии


Перспективные промышленные технологии

Сообщений 1 страница 10 из 283

1

Есть несколько интересных заметок, но как-то темы для них профильной не нашел.

Поэтому создаю новую - здесь предлагаю публиковать и обсуждать статьи/идеи/мысли по перспективным технологиям промышленного производства (не только оружейного).
Понимаю, многим людям не нравится скажем даже простое упоминание о всяких там ГМО, но считаю что и эти новации стоит рассмотреть и обсудить в контексте будущего (возможного) облика человеческой цивилизации.

А то по части промышленных технологий почти то же самое, что и с военными - фантасты порой много чего придумывают эдакого для миров будущего, а то что реально в мире уже сегодня в ходу - очень часто игнорируется.

0

2

Технологию лазерной плавки опробуют на новой ракете

Авиация и космос 
08.11.12, Чт, 11:41, Мск

Ракета нового поколения SLS, разрабатываемая в НАСА, будет изготавливаться с помощью новейшей технологии лазерной плавки.

В Центре космических полетов имени Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, сложные металлические детали для тяжелой ракеты-носителя SLS будут создавать с помощью особенной технологии селективной лазерной плавки (SLM). Это позволит в один прием изготавливать детали сложнейшей формы и сэкономит миллионы долларов.

Технология SLM похожа на 3D-печать, только для изготовления деталей используется не термопластик и нагревательный элемент, а металлический порошок и высокоэнергетический лазер. Мощный лазерный луч плавит порошок и с нуля с высочайшей точностью создает детали самой сложной формы. При этом обеспечивается простая производственная цепочка: трехмерная компьютерная модель – готовая деталь с заданными механическими свойствами и геометрией.

SLM значительно сокращает время производства деталей: с месяцев до недель или в некоторых случаях даже дней. Кроме того, отсутствие сварочных швов существенно повышает прочность изделий и уменьшает количество потенциально опасных слабых мест в конструкции ракеты.

Некоторые детали, "напечатанные" с помощью лазера, будут испытаны уже в этом году во время огневых тестов двигателя J-2X. Если все пройдет успешно, технология SLM будет широко использоваться для изготовления первой ракеты SLS, которая отправится космос в 2017 году.

Скорее всего, технология SLM найдет широкое применение в аэрокосмической индустрии и в других отраслях. По скорости и возможностям производства цельных деталей сложной формы SLM пока вне конкуренции.

http://rnd.cnews.ru/tech/news/line/inde … /08/509033


Превращаем водоросли в топливо за 1 минуту

Энергетика
06.11.12, Вт, 11:49, Мск

Ученые из Университета Мичигана, возможно, совершили прорыв в технологиях производства биотоплива из водорослей. Им удалось создать процесс, который позволяет за одну минуту превратить беспрецедентные 65% водорослевой массы в так называемый biocrude – продукт, аналогичный нефти, обычно получаемый быстрым пиролизом из древесины. Biocrude может использоваться на современных нефтеперерабатывающих заводах, для этого надо лишь предварительно избавиться от дополнительных атомов кислорода и азота, которые изобилуют в живых организмах.

Новый процесс не требует ожидания в миллион лет, пока натуральное сырье превратиться в нефть. В ходе лабораторного эксперимента, ученые наполнили разъемную стальную трубу 1,5 мл мокрых водорослей и поместили трубу в песок, нагретый до температуры почти 600 градусов Цельсия. Небольшой объем водорослей превратился в нефтеподобный продукт всего за минуту.

Ранее ученые нагревали водоросли более продолжительное время: от 10 до 90 минут. Лучшие результаты с превращением половины объема водорослей в biocrude наблюдались при нагреве в течение 10-40 минут при температуре 300 градусов Цельсия.

Пока ученые не понимают до конца, почему кратковременный нагрев оказался более эффективным. Исследователи полагают, что на самом деле реакции, которые производят искусственную нефть, происходят очень быстро и при медленном нагреве процесс просто замедляется побочными реакциями. Сокращение времени реакции позволяет не только повысить скорость производства искусственной нефти из водорослей, но и уменьшить размеры реактора, что снизит стоимость завода по производству сырья.

Современные коммерческие технологии производства топлива из высушенных водорослей пока очень дороги, и в итоге цена на данное горючее составляет более 5,4 долл. за 1 л. Использование мокрых водорослей более дешево, поскольку не требует затрат на сушку.

Кроме того, одним из преимуществ "мокрого" способа является не только извлечение масла из водорослей, но и разрушение белков и углеводов. То есть всего за минуту удается добиться практически максимально возможной эффективности и преобразовать 90% запасенной водорослями химической энергии в искусственную нефть.

http://rnd.cnews.ru/tech/news/line/inde … /06/508778


Скоро появятся промышленные ГМО-леса

Биология  Сельское хозяйство
04.10.12, Чт, 09:06, Мск

Все слышали о генетически модифицированных овощах и фруктах. Теперь генетики решили взяться и за "дубы-березки" - адаптировать леса к промышленным нуждам.

Ученые из Университета штата Орегон сообщили о последних результатах снижения роста деревьев в высоту с помощью генетической модификации. Исследователи пришли к выводу, что искусственное внедрение в геном растений несколько полезных свойств может совершить переворот в лесном хозяйстве, биоэнергетике и использовании водных ресурсов в более сухом климате будущего.

Новый подход противоречит многовековому опыту лесоводов, которые всегда пытались вырастить высокие деревья с мощными толстыми стволами. Однако сегодня потребность в лесах как строительном и конструкционном материале снизилась, а вот мелкие устойчивые и быстрорастущие деревья могут принести гораздо больше пользы. Например, их можно использовать в качестве зеленых ограждений, целлюлозного сырья для биотоплива и в других ситуациях, где не нужны сложные в транспортировке и обработке тяжелые бревна.

В своем исследовании американские ученые добавили определенные гены в геном тополя, дерева, которое часто используется для генетических экспериментов. Ученые описали 29 генетических признаков, которые были затронуты, в том числе темпы роста, выход биомассы, ветвление, эффективность использования воды, корневая структура. Все изменения были связаны с гибереллинами - группой растительных гормонов, влияющих на рост и развитие растений. Ученых удалось добиться удивительных результатов: на современном уровне технологий можно использовать очень широкий диапазон генетической модификации и выращивать деревья практически любой высоты, с различной мощью корневой системы, варьировать густоту кроны, скорость роста и т.д. Чтобы продемонстрировать возможности современной генетики в этой области, достаточно знать, что уже можно вырастить в цветочном горшке полноценный тополь или ель Дугласа (последняя в не модифицированном виде может достигать высоты в 1 00 м).

Ученые сразу успокаивают противников генных модификаций: поскольку искусственно созданные виды деревьев ниже своих натуральных сородичей, в естественной природе им будет трудно выжить по банальной причине нехватки света. С другой стороны, преимуществ масса. В частности появится возможность выращивать леса в засушливых регионах – для этого достаточно дать деревьям мощную корневую систему. Жители множества регионов, страдающих от выветривания и наступления пустынь, по достоинству оценят усилия генетиков.

http://rnd.cnews.ru/natur_science/news/ … /04/505399

+1

3

Разработана новая высокопрочная сталь для зданий и бронетехники

Транспорт  Строительство
09.11.12, Пт, 10:39, Мск

Исследовательская группа из Wayne State University разработала прочнейшую бейнитную сталь с микроструктурами, состоящими из феррита и стабилизированного углеродного аустенита.

Несмотря на значительный прогресс в создании новых марок высокопрочной стали, различные отрасли промышленности ощущают острую потребность в более легких и прочных конструкциях. Новые металлы должны повысить эффективность использования энергии, сократить загрязнение окружающей среды, повысить безопасность на транспорте и т.д.

Американские ученые работали над созданием новых материалов с высоким пределом текучести, высокими ударной вязкостью и пластичностью. В результате удалось создать новый материал, состоящий из бейнитной стали и высокопрочного чугуна изотермической закалки. Новый материал имеет все желаемые характеристики, в частности, отлично сопротивляется усталостному износу, который может в конечном счете приводить к неожиданным обрушениям конструкций и гибели людей.

Секрет нового металла – в особой технике обработки на основе изотермической закалки с выдержкой в бейнитовой области (аустемперинг). Этот вид термической обработки является более энергоэффективным и не требует последующей дополнительной термобработки, что экономит энергию. Новая сталь имеет чрезвычайно мелкомасштабные микроструктуры, состоящие из феррита и аустенита, а также содержит большое количество кремния.

Новый металл изготавливается из традиционного сырья и может обрабатываться широко распространенными способами. При этом он обладает отличными характеристиками и может использоваться в самых различных областях. Так, во время баллистических испытаний в Канаде новая сталь продемонстрировала отличные броневые качества по защите от воздействия взрывной волны и осколков. Таким образом, прочность и долговечность новой стали позволяет использовать ее для изготовления бронетехники и укрепления зданий.

http://rnd.cnews.ru/tech/news/line/inde … /09/509216


Интересно, сколько еще можно выжать из железо-углеродного сплава? Коллеги в Мехсолдате вон даже нитроборные нановолокна туда засунули, но ведь должен же быть какой-то физический предел улучшения ...или нет?

0

4

Отшельник написал(а):

Интересно, сколько еще можно выжать из железо-углеродного сплава?

Можно много выжать, если перейти к использованию бездефектных монокристаллических нитей.
Научиться бы их еще получать... :)

0

5

Кадфаэль написал(а):

Можно много выжать, если перейти к использованию бездефектных монокристаллических нитей.
Научиться бы их еще получать... :)

Не, это не вариант. Насколько я знаю, перед промышленностью и не стоит задача делать что-то идеальное (бездефектное), стоит задача делать что-либо со строго заданными, гарантированно повторяющимися параметрами в пределах как можно меньшей погрешности. Но погрешность есть всегда.

Если еще можно допустить атомарную точность в искусственных структурах нанометрового масштаба, то ожидать тоже самое в макромасштабах будет мягко говоря наивным. Закон больших чисел потому что :)

Да и вообще, какие именно монокристалические нити вы подразумеваете? Может как-то и без бездефектности можно обойтись? :)

0

6

НИТЕВИДНЫЕ КРИСТАЛЛЫ

("усы", виcкерсы), монокристаллы в виде игл или волокон. Размеры Н. к. в одном направлении во много раз больше, чем в остальных: типичная длина от 0,5 мм до неск. мм, диаметр 0,5-50 мкм. Форма поперечного сечения Н, к. зависит от типа кристаллич. ячейки данного соед. и м. б. треугольной, квадратной, шестиугольной и др. Иногда Н. к. имеют вид тонких трубок, лент, пластинок иди спирально свернутдго "рулета". Наиб. изучены Н. к. кремния, углерода (графит), металлов, оксидов Аl и Zr, карбидов Si, В, Hf и W, нитридов Аl и В (см. табл.).

Н. к. характеризуются высокой однородностью и совершенством структуры и пов-сти. В очень тонких (диаметр < 1 мкм) Н. к., как правило, нет дислокаций, у них высокосовершенная пов-сть. С увеличением размеров кристаллов в процессе роста могут образовываться дислокации, на пов-сти кристаллов часто наблюдаются ступени роста и ДР-дефекты (см.  Дефекты  в кристаллах).
Бездислокационные Н. к. существенно отличаются по своим мех. и физ. св-вам от обычных монокристаллов и поликристаллич. материалов. Так, макс. прочность Н. к. обычно составляет не менее 20-30% от теоретической, модуль упругости достигает теоретич. значений для монокристаллов c идеальной структурой. Кроме обычной статич. прочности Н. к. (особенно очень тонкие) отличаются большой усталостной прочностью, способностью выдерживать упругие деформации до ~ 3% и сохранять свою прочность при т-рах, близких к т-рам плавления.

Особые тепловые, электрич. и магн. св-ва металлических Н. к. также объясняются высоким совершенством их пов-сти. Так, они обладают более высокой теплопроводностью и электрич. проводимостью, чем обычные монокристаллы. Коэрцитивная сила тонких ферромагнитных Н. к. также значительно выше-для Fe она достигает 40 кА/м. У относительно толстых Н. к. вблизи поверхностных дефектов часто зарождаются домены, что вызывает уменьшение коэрцитивной силы.

НИТЕВИДНЫЕ КРИСТАЛЛЫ
Фокус в том, что благодаря малой толщине кристалла дефекты при его росте не зарождаются. То есть, реальные кристаллы такого вида неплохое приближение к идеальным. Вот только коротковаты они пока еще

Отредактировано Кадфаэль (11-11-2012 00:00:50)

0

7

Вот архиперспективная технология. Все-таки иллюминаторы на космических линкорах могут и появиться, причем без ущерба для структурной прочности :)

Как превратить любой материал в стекло? Новая технология

Инновации
13.11.12, Вт, 11:38, Мск

Ученые из университетов Бристоля и Дюссельдорфа обнаружили новый способ изготовления стекла с помощью контроля расположения атомов в структуре материала.

Стекло является особым состоянием материи: оно имеет механические свойства твердого тела и аморфную структуру жидкости. Еще в 1952 году сэр Чарльз Франк из Университета Бристоля утверждал, что структура стекла не является полностью неупорядоченной как жидкость, а скорее всего, она должна быть заполнена структурными особенностями, такими как квадратные антипризмы.

Хотя такие структурные особенности и были недавно обнаружены в экспериментах с компьютерным моделированием стеклообразных материалов, до сих пор не было понятно, какую роль они играют в превращении жидкости в стекло.

Работая с виртуальной моделью, английские и немецкие ученые создали новый тип стекла: заставили атомы никель-фосфорного сплава формировать особые многогранники, которые в итоге лишили жидкость текучести и превратили ее в стекло. Другими словами, ученые нашли способ создавать стекло не путем охлаждения расплава, а изменением структуры материала. Таким образом, манипулируя структурами различной формы, можно превращать жидкость или расплав в твердое стекло с заданными свойствами.

Новая технология позволяет контролировать вещество, поддерживая его в жидком состоянии или превращая в стекло с запрограммированными свойствами. Это позволяет создавать совершенно новые изделия, например, очки с металлическими стеклами – легкими и очень прочными. Кроме того, открываются возможности по производству халькогенидных стекол, которые могут служить очень надежным и долговечным накопителем информации.

http://rnd.cnews.ru/tech/news/line/inde … /13/509553

+1

8

Кадфаэль написал(а):

Фокус в том, что благодаря малой толщине кристалла дефекты при его росте не зарождаются. То есть, реальные кристаллы такого вида неплохое приближение к идеальным. Вот только коротковаты они пока еще

В том-то и фокус, что невозможно (надеюсь пока) выращивание всяческих больших идеальных кристалов и тех же нанотрубок именно потому, что образуется дефект и кирдык - уже не идеальный кристалл. Просто по закону больших чисел - рано или поздно дефект вклинится. Именно поэтому и неполучается вить безконечно графеновое полотно и всякие моно-нити. Кроме того, даже в идеальной структуре, если/когда она будет создана таки может появиться дефект уже в процессе эксплуатации. Вот скажем тот же графен, которому пророчат, что если из него свить простыню, то она и слона выдержит - такая мол высокая прочность. Но кто задавался вопросом, а что будет при привышении этого предела прочности? Или при электрохимическом воздействии на полотно? А скорей всего, т.к. это структура одноатомной толщины, образовавшийся дефект/прореха начнет распространяться/расти со скоростью звука в материале, т.е. просто лопнет - потому что нету у такой тонкой структуры демпфирующего эффекта за счет массива вещества. Короче говоря покамест очень туманно выглядят перспективы именно нано-нитей/волокон/пленок в плане применения их механических свойств на макроразмерных масштабах.

0

9

Raider написал(а):

Вы спрашивали про физический предел улучшений. Это и есть прочность монокристалла.

А какого именно монокристалла? ;)
Есть например упоминания о таком себе супер-сплаве берилия со скандием, который только потому не применяется, потому что слишком дорог. И никаких подробностей о его свойствах кроме того, что "Так, например, бериллид скандия (1 атом скандия и 13 атомов бериллия) обладает наивысшим благоприятным сочетанием плотности, прочности и высокой температуры плавления, и может явится лучшим материалом для строительства аэрокосмической техники, превосходя в этом отношении лучшие сплавы из известных человечеству на основе титана, и ряд композиционных материалов (в том числе ряд материалов на основе нитей углерода и бора)."

Raider написал(а):

Но интересно, что же это значит

Я когда-то пытался разобраться в тонкостях всех этих мартенситов, аустенитов, карбидов и пр. Точнее именно в практическом смысле и значении этих структурр. Фиг там - это надо конкретно университетский курс металлургии и сопромата прослушать - многовато факторов и нюансов для охвата аматором...

Отредактировано Отшельник (14-11-2012 23:23:38)

0

10

Отшельник написал(а):

А какого именно монокристалла?

А любого. Если речь о пределе прочности железа - монокристалл железа. Если об углероде - алмаз...

0


Вы здесь » В ВИХРЕ ВРЕМЕН » Антиляп » Перспективные промышленные технологии