(около 20 – 30 кДж/моль),
поэтому радиационно-химические
процессы могут осуществляться
при относительно низких температурах.
В промышленности
применяют многие реакции промышленного
синтеза – галогенирования, сульфирования,
окисления, присоединения по двойной
связи и др. Большое значение
радиационные методы имеют в
технологии высокомолекулярных
соединений, особенно в целях
повышения механической прочности и термической
стойкости полимеров путем «сшивания»
макромолекул. В настоящее время применяется
процесс радиационной вулканизации каучука;
разработаны радиационно-химические методы
производства прочных и термостойких
изделий из полимеров (пленки, трубы, кабельная
изоляция и др.).
Фотохимические
реакции происходят в природе
и сравнительно давно используются
промышленностью. Фотохимическими
называются реакции, вызываемые
и ускоряемые действием света.
Их элементарный механизм состоит
в активации молекул при поглощении
фотонов. Большинство промышленных
фотохимических реакций происходит
по цепному механизму, т. е.
молекулы, поглотившие фотон, диссоциируют,
и активированные атомы или
группы атомов служат инициаторами
вторичных реакций. По такому
типу протекают галогенирование
углеводородов и других веществ,
синтез полистирола, сульфохлорирование
парафинов и т. п. Природный
фотосинтез требует непрерывного
подвода световой энергии. Синтез
углеводородов из диоксида углерода
воздуха совершается под действием
солнечного света, поглощаемого
пигментом растений – хлорофиллом
(аналог гемоглобина крови). Квант
лучистой энергии, поступая в
реакционную смесь при ее облучении,
является
«активной частицей»,
передающей свою энергию для
возбуждения атомов и молекул.
Величина кванта энергии должна
быть соответствующей энергии
активации, это определяется длиной
волны излучения. Так, например,
известно, что фотобумагу проявляют
при красном свете, так как
длина волны красного излучения
большая, и квант энергии недостаточен
для возбуждения реакции разложения
бромида серебра.
Механизм фотохимических
реакций может быть различен.
1. Реакция возможна,
но идет с очень малой скоростью.
Под действием излучения концентрация
активных частиц увеличивается,
реакция переходит в режим
цепных и идет самопроизвольно
с увеличивающейся скоростью.
Например, смесь H 2 и Cl 2 может сохранятся
очень долго, но при ультрафиолетовом
облучении она реагирует со
взрывом. Для реакций этого
типа квантовый выход очень
высокий. Квантовый выход –
это отношение числа полученных
молекул к числу поглощенных
квантов энергии
(.
2. Реакция невозможна
без дополнительного поступления
энергии в систему.
Если эта энергия
поступает в виде излучения,
то квантовый выход близок
или равен единице (фотосинтез
в растениях).
Квантовый выход
может быть и меньше единицы,
если кванты лучистой энергии
расходуются на побочные процессы.
Примером применения фотохимических
процессов в машиностроении и
приборостроении является фототравление,
когда под действием ультрафиолетового
излучения ускоряется процесс растворения
металла или полупроводника в тонком слое
травителя.
При фотокаталитических
процессах фотоны поглощаются
не регентами, а катализаторами,
ускоряющими химическую реакцию,
то есть реакция ускоряется
в результате суммарного действия
катализатора и световой энергии.
Плазмохимические
процессы возможны при сильном
нагревании веществ, в процессе
которого происходит термическая
диссоциация, и молекулы газовой
фазы разлагаются на атомы,
превращающиеся затем в ионы.
Плазма – это ионизированный
газ, содержащий заряженные частицы:
газовые ионы и свободные электроны.
В химической промышленности
используется низкотемпературная
плазма, в которой кроме газовых
ионов и свободных электронов
содержатся недиссоциированные
молекулы. Плазмохимические процессы
интенсифицируют химические реакции,
а потому являются перспективными.
Плазмохимические процессы –
получение ацетилена и технического
водорода из метана природного
газа; этилена и водорода из
углеводородной нефти; синтез
цианистого водорода из азота
и углеводородов; получение пигментного
диоксида титана и др.
Большое будущее
имеет осуществление процесса
прямого синтеза оксида азота
в плазме из атмосферного воздуха.
Этот способ заменит многостадийный
метод синтеза и окисления
аммиака.
Прогрессивные
виды технологий
Необходимость
постоянного обновления продукции
в соответствии с требованиями
рынка, решение экологических
проблем и потребность в высокоэффективном
производстве обусловливают не
только постоянное совершенствование
традиционных технологических процессов,
но и создание новых технологий,
список которых обширен. Возможно
также сочетание в одном технологическом
процессе сразу несколько технологий.
В ряде случаев элементы новых
технологий удачно дополняют
традиционные технологические процессы,
например, комбинированные технологии:
магнитно-абразивная, плазменно-механическая,
лазерно-механическая и другие.
К прогрессивным
и наиболее значимым современным
технологическим процессам относятся:
электронно-лучевая, лазерная, мембранная
технология и порошковая металлургия.
Среди множества
новых технологий лазерная технология
является одной из самых перспективных.
Благодаря направленности и высокой
концентрации лазерного луча
удается выполнять технологические
операции, невыполнимые каким-либо другим
способом. С помощью лазера можно вырезать
из любого материала детали сложнейшей
конфигурации, причем с точностью до сотых
долей миллиметра, раскраивать композитные
и керамические материалы, тугоплавкие
сплавы, которые вообще не поддаются резке
каким-либо другим способом. Лазерный
инструмент все чаще применяют вместо
алмазного, так как он дешевле и во многих
случаях может заменять алмаз.
Весьма эффективным
и экономичным процессом является
лазерная сварка, при которой
прочность швов в несколько
раз выше обычной, что очень
важно для многих отраслей, например,
атомной энергетики, химии и других.
Лазерные технологии
более производительны и благодаря
поверхностному упрочнению деталей
позволяют увеличить срок службы
деталей в 3-10 раз.
Применение лазерной
технологии дает большой эффект
при изготовлении деталей с
особо высокими требованиями
к качеству и точности и
с особыми характеристиками.
Если раньше
доминировали методы холодной
обработки металлов резанием, то
сейчас можно использовать химический
и электрохимический процессы, применяемые
к металлическим материалам и
позволяющие получать изделия
высокой точности размеров и
качества поверхности. Это такие
методы обработки, как: электрохимическая
и анодно-механическая, электроконтактная,
электроимпульсная и ультразвуковая,
плазменно- механическая, которая
является одним из новых методов
обдирки слитков и поковок
весом до 50т и заключающаяся
в обработке резанием материалов,
предварительно разупрочненных
плазменной дугой в активных
средах.
Применение новых
технологий дает возможность
получить значительный экономический
эффект. Так, применение лазера
для сверления и резки металла
позволит повысить производительность
труда.
Для обработки
сверхтвердых, изностойких и труднообрабатываемых
материалов можно применять высокопроизводительный
метод – электроконтактная обработка,
сущность которого заключается
в том, что инструмент и обрабатываемая
заготовка включаются последовательно
в электрическую цепь.
В настоящее
время еще продолжается процесс
совершенствования инструмента
для традиционных способов обработки
металлов резанием как за счет
внедрения новых материалов режущей
части инструмента (синтетические
алмазы, эльбор, керметы) так и
путем совершенствования геометрии
режущего лезвия. Особенно широко
применяются физико-химические процессы
обработки металлов и других
материалов в приборостроении
для создания миниатюрных и
микроминиатюрных схем, которые
другими способами не могут
быть изготовлены. Более совершенными
стали и такие классические
методы обработки металлов, как
прокатка, штамповка, ковка, литье.
При сохранении традиционного
технологического процесса получения
песчано-глинистых форм с уплотнением
применяются импульсный и взрывной методы
уплотнения смеси, которые являются малоэнергоемкими
и бесшумными. Применение полимерных охлаждающих
сред при высокочастотной поверхностной
закалке дает почти полное отсутствие
коррозии стальных деталей. Нагрев детали
в кипящем слое является безокислительным
нагревом, увеличивает производительность
труда и сокращает время нагрева.
В современной
технике широко применяются металлические
материалы, полученные методом
порошковой металлургии. При изготовлении
различных деталей машин методом
порошковой металлургии получают
значительный экономический эффект,
выражающийся в резком сокращении
удельного расхода материала,
себестоимости и трудоемкости
по сравнению с традиционными
методами изготовления. Это - новая
технология, которая практически
не дает отходов. При такой
технологии оказалось возможным
получать материалы, которые нельзя
произвести методами плавления,
например, спекать порошки металлов
с труднорастворимыми в них
легирующими добавками. При производстве
изделий с использованием порошковой
металлургии у технолога появляются
огромные возможности управлять
свойствами материала и конечного
продукта.
Рыночные аспекты
технологического развития
В условиях
рынка конкуренция вынуждает
фирмы использовать последние
научно-технические достижения в
процессе производства продукции,
проводить политику инноваций.
Это способствует наращиванию
выпуска конкурентоспособных изделий
на основе наукоемких, ресурсосберегающих
и экологически безопасных технологий.
Роль технологий служит определяющим
фактором и в достижении максимальных
размеров прибыли, поэтому каждое
предприятие или фирма стремятся
участвовать в процессе мировой
торговле технологиями. Конкурентные
фирмы используют наиболее эффективную
из известных технологий и
получают прибыль как результат
сокращения затрат на техническое
усовершенствование.
Проведение глубоких
качественных преобразований в
экономике возможно лишь на
базе широкого использования
современной технологии, так как
роль технологий является определяющей
в обеспечении качества и конкурентоспособности
продукции. В новых рыночных
условиях качество как потребительская
характеристика товара формируется
в процессе непосредственных
взаимоотношений потребителя и
производителя или через посреднические
структуры. Без стимулирования
нововведений и технологического
обновления производства, создания
условий для быстрого роста
требований к качеству труда
невозможны высокие темпы технологического
развития.
Необходима концентрация
материальных ресурсов для выпуска
изделий, конкурентоспособных на
мировом рынке, функционирование
фирм, реализующих полностью инновационный
цикл создания такой продукции
в целях предложения ее на
мировом рынке. Инновационные
организации предлагают весь комплекс
научно-технической и проектной документации
для сооружения предприятия по выпуску
наукоемкой продукции. В последние годы
появился спрос на инновационный товар,
имеющий программный характер. Это касается
потребности производства в комплексной
его реконструкции.
Заключение
Для процветания
и конкурентоспособности предприятий
важную роль играет своевременная
смена технологий на более
новые усовершенствованные в
соответствиии с требованиями
рынка. Развивая научно-технический
прогресс, предприятия совершенствуют
средства производства, вследствие
чего повышают производительность
и качество производимой продукции.
Стимулирование
научно-технического прогресса -
создание преимуществ в удовлетворении
экономических и социальных интересов
организаций и предприятий, разрабатывающих
и осваивающих новую высокоэффективную
технику.В настоящее время большое
внимание уделяется вложению
денежного капитала в инновацию.
Хотя это довольно рискованно,
для многих предприятий это
может быть единственной возможностью
завоевать место на рынке, используя
новейшее оборудование, последние
достижения науки и техники,
творческий потенциал талантливых
инженеров, применяя достаточное
знание современных технологических
процессов. Итак, при изучении
и своевременном применении всех
этих и многих других факторов,
предприятия и организации могут
достичь конкурентоспособности,
процветания и получение прибыли.