Функциональные материалы

Амальга́ма (ср.-век. лат. amalgama – сплав), сплав ртути с другими металлами. Получают амальгаму путём взаимодействия металла с ртутью (при смачивании ртутью поверхности металла) при обычных температурах или подогреве, электролитическим выделением металла на ртутном катоде и другими способами. Амальгаму используют, например, при золочении металлических изделий, изготовлении зеркал. В металлургии амальгама является промежуточным продуктом, получаемым в процессе амальгамации при производстве благородных и некоторых редких (In, Ga, Tl) металлов. Амальгама имеет ограниченное применение из-за токсичности ртути.

Антифрикцио́нные материа́лы, материалы, обладающие низким коэффициентом трения. Применяются для изготовления деталей, работающих главным образом в условиях трения скольжения (подшипники, втулки и др.). Из них изготовляют подшипники скольжения для турбин, двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей, компрессоров и других механизмов. К антифрикционным материалам относят также твёрдые смазки, изготовляемые из органических и неорганических материалов. Используются в виде порошка или плёнки для покрытия узлов трения машин и механизмов.

Ма́гниевые спла́вы, сплавы на основе магния, наиболее лёгкие металлические конструкционные материалы. Имеют малую плотность; характеризуются высокими удельными прочностью и жёсткостью при изгибе и кручении, способностью к поглощению ударных и вибрационных нагрузок, удовлетворительной выносливостью и надёжностью деталей, работающих на продольный и поперечный изгиб, а также отличной обрабатываемостью резанием. Могут использоваться при криогенных температурах.

Чугу́н, сплав железа с углеродом (2,14–6,67 %, обычно 3–4,5 %), содержащий постоянные примеси (кремний, марганец, фосфор, сера), а иногда и легирующие элементы (хром, никель, ванадий, алюминий и др.). Чугун получают из железорудных материалов в доменных печах. В чугуне углерод может находиться в связанном состоянии в виде цементита (белый чугун, имеет в изломе белый цвет и металлический блеск) либо в свободном состоянии в виде графита (серый чугун, в изломе имеет серый цвет). Высокопрочный чугун характеризуется шаровидной формой включений графита, ковкий чугун – их хлопьевидной формой. Свыше 95 % чугуна перерабатывается в сталь (передельный чугун), остальной чугун применяется для производства фасонного литья (литейный чугун) и ферросплавов.

Спла́вы мета́ллов, металлические материалы, состоящие из двух или более химических элементов (преимущественно металлов, реже металлов и неметаллов). Подавляющее большинство металлических материалов являются сплавами, т. к. даже «чистые металлы» содержат примеси (0,01–0,001 % по массе), которые существенно влияют на их свойства. Сплавы состоят из основы (металла, преобладающего по количеству), одного или нескольких легирующих элементов, а также технологических примесей. Сплавы называют по металлу основы, например сплавы железа (сталь, чугун), сплавы меди (бронза, латунь и др.). Сплавы обычно получают путём расплавления компонентов и последующей кристаллизации или компактированием порошков.

Ме́дно-ни́келевые спла́вы, сплавы на основе меди, содержащие никель в качестве определяющего свойства легирующего элемента. Характеризуются хорошими механическими свойствами, высокой коррозионной стойкостью и особыми электрическими свойствами, технологичностью. Широко используются в приборостроении, электротехнике, химической промышленности, медицине, а также для производства посуды, столовых приборов, художественных изделий и др.

Антифрикцио́нные материа́лы, материалы, обладающие низким коэффициентом трения. Применяются для изготовления деталей, работающих главным образом в условиях трения скольжения (подшипники, втулки и др.). Из них изготовляют подшипники скольжения для турбин, двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей, компрессоров и других механизмов. К антифрикционным материалам относят также твёрдые смазки, изготовляемые из органических и неорганических материалов. Используются в виде порошка или плёнки для покрытия узлов трения машин и механизмов.

Мельхио́р, сплав меди главным образом с никелем (5–30 % по массе), иногда с добавлением железа и марганца. Представляет собой твёрдый раствор на основе меди. Мельхиор имеет однофазную структуру, легко обрабатывается давлением в горячем и холодном состоянии. Характеризуются хорошими прочностными свойствами, которые можно существенно повысить нагартовкой (см. Обработка металлов давлением). Мельхиор не охрупчивается при отрицательных температурах. Главное достоинство мельхиора – высокая коррозионная стойкость в атмосферных условиях, пресной и морской воде, а также при повышенных температурах.

Полупроводники́, вещества, характеризующиеся электрической проводимостью , промежуточной между проводимостью хороших проводников, например металлов ( Ом–1·см–1), и хороших диэлектриков ( Ом–1·см–1, проводимость указана при комнатной температуре). Основным свойством полупроводников является увеличение их проводимости с ростом температуры или при освещении. Полупроводники классифицируются: по агрегатному состоянию (твёрдые и жидкие), по внутренней структуре (кристаллические и аморфные), по химическому составу (неорганические и органические), по степени чистоты (собственные и примесные). Последовательное описание движения носителей заряда в полупроводниковом кристалле выполняется в рамках зонной теории. В начале 21 в. начал активно исследоваться класс полупроводников, получивших название топологические изоляторы. Возможность в широких пределах управлять физическими свойствами полупроводников приводит к их многочисленным применениям. Наиболее хорошо изучены кристаллические неорганические полупроводники и полупроводниковые гетеро- и наноструктуры. Они используются в полупроводниковой электронике (в том числе в оптоэлектронике) и рассматриваются как перспективные материалы для создания приборов спинтроники и вычислительной техники нового поколения.

Сма́зочные материа́лы, вещества, обладающие смазочной способностью и используемые для смазывания трущихся поверхностей. Применяются для снижения износа, предотвращения заедания и задира поверхностей трения деталей, удаления продуктов износа и отложений из зоны трения, защиты от коррозии, герметизации зазоров и др.

Замедли́тель нейтро́нов, вещество, используемое для уменьшения кинетической энергии быстрых нейтронов в ядерных реакторах до энергии тепловых нейтронов, которые вызывают в активной зоне ядерного реактора деление ядер и . Замедлитель нейтронов должен обладать малой атомной массой, малым сечением поглощения и большим сечением рассеяния нейтронов.

Хладаге́нт (холодильный агент), рабочее вещество холодильной машины, которое при кипении или в процессе расширения отнимает теплоту от охлаждаемого объекта и затем после сжатия передаёт её охлаждающей среде (воде, воздуху и т. п.). В качестве хладагента в паровых компрессионных машинах используются хладоны, аммиак, углеводороды (пропан, этан, этилен) и другие вещества, в абсорбционных – водные растворы аммиака и бромида лития, в пароэжекторных – водяной пар. Применяются также сжиженные газы – воздух, азот, водород, гелий. Например, жидкий He служит хладагентом для охлаждения сверхпроводящих магнитов. Хладагенты должны иметь низкую температуру кипения при атмосферном давлении, низкое давление конденсации, высокий коэффициент теплопроводности и теплопередачи, высокую объёмную холодопроизводительность и др. В зависимости от температуры кипения при атмосферном давлении хладагенты подразделяют на высокотемпературные (выше –10 °C), умеренные (ниже –10 °C) и низкотемпературные (ниже –5 °C).