В. А. Мирбобоев

МАТЕРИАЛШУНОСЛИКДАГИ МУАММОЛАР

Маълумки, хар вак;т янги техника намунасини яратиш учун ишлатиладиган материаллар илм-фаннинг энг охирги юту^ла- рига асосланиб танланади, яъни энг янги материаллар ишла- тилади. Янги яратилган машиналар, албатта кщори ишчи бо- симда ишлатилиши, катта тезликларга эга булиши ^амда кат­та температураларга чидай олиши керак. Бу курсаткичлар эски намуна курсаткичлари билан солиштирилиб, машинанинг солиштирма ^уввати белгиланади. Демак, бу курсаткичларнинг ю^ори даражада булиши материалшунослик фанининг ютуги- дир.
Х,озирги замон машиналари материалларни биринчи навбат- да ю^ори муста^камликка эга булишини тацозо цилади. XX •асрга келиб материалларнинг муста^камлиги царийб 8—10 ба­робар ортди. Х,озирги кундаги энг мустахкам материалларнинг емирилиши учун 10³ МПа зури^иш (кучланиш) керак булади. Баъзи лаборатория ишларида цулланиладиган монокристал- ларнинг емирилиши учун, ^аттоки 10⁴ МПа кучланиш талаб этилади. ^озирги замон фани олдидаги муаммолардан бири амалда ишлатилаётган ю^ори муста^камликка эга булган ма­териалларнинг пухталигини янада ошириш, ицтисодий жихат- дан уларнинг таннархини камайтиришдан иборат.
^аддан тацщари ^аттиц материаллар — борид, карбид, сунъий олмосларни ишлаб чицариш ва уларни цуллаш саноа!- нинг имкониятига ва техник жи.уатдан такомиллашганига бог- ли^ булади. Бундай материаллар жуда катта ^аттицликка зга булиш билан бир цаторда, мурт булганликлари сабабли, улар- ни ^айта ишлаш бирмунча ^ийинчилик турдиради. Шунинг учун бундай материалларни саноат ми^ёсида цайта ишлаш ^амда. кайта ишлашнинг технологик жи^атдан такомиллашган ва са- марали усулларини топиш муаммоси ^ам бор.
Материалнинг самарадорлиги машинасозликда масса улчов- бирлигига турри келадиган машинанинг ^уввати ёки унинг унумдорлиги билан белгиланади. Демак, машинасозликка цу- йилаётган янги талаб машина ва механизмларнинг цувватини, унумдорлигини ошириш ^амда улар учун ишлатиладиган ма- териалларнинг пухта ва енгил булишига эришишдир. Масалан',. кейинги пайтда олинган магний хамда литий котишмалари ана шундай талабларга жавоб беради. Шундай материаллардан яратилган бир хил массали конструкцияларнинг деформацияга каршилиги пулат ёки титандан ясалган конструкцияларнинг царшилигидан устун туради. Газ билан туйинтирилган баъзи материаллар ^озирги замон техникаси булмиш авиация ва космик кемаларда жуда цул келмоцда. Шунинг учун авиация ва космик техника учун бундай материалли ни етказиб бериш мухим муаммолардан биридир.
Техникада баъзи материаллар олдинги геометрик шаклини «эслаб ^олиш» самарадорлигига эга. Масалан, пластик дефор­мация натижасида уз шаклини узгартирган конструкция ва^т утиши билан ^издирилса, яна олдинги шаклига цайтади. Ме- талларнинг бундай хоссалари тиббиётнинг жарро^лик сохаси- да, айни^са космик кемаларда жуда му^им ахамиятга эга. Ма­салан, титан асосидаги ^отишлардан цуёш нури таъсирида ишлайдиган космик антенналар тайёрланади. Металл котишма- ларнинг илгари маълум булмаган хоссаларини кашф этиш тех­ника муаммоларидан биридир.
Реактив двигателларнинг борган сари куп цулланиши мате- риалшунослик фани олдига ю^ори кучланиш ва катта темпе- ратурага чида-й оладиган материалларни яратиш муаммосини ^уймокда. Лекин шундай материаллар яратишнинг кулланиб келинаётган усули, яъни темир, никель, алюминий ва бош^а металлар асосидаги цотишмаларни хосил килиш имкониятлари чегараланиб цолди, чунки двигатель деталларининг ишлаш шароитлари, ана шу элементларнинг суюкланиш температура- сига яцинлашиб цолди. Масалан, купинча пулатнинг ишлаш емператураси 750—800°С, никель ^отишмаларники эса 1100°С дан ошмайдп. Яцин вацтларгача металларнинг юкорп темпера- турага нпсбатан кам мустахкамлиги янги двигатель конструк- цияларини яратишга тусцинлик цилиб келарди, чунки кон­струкция материалининг ишлай олиши турбинадаги газ тем- пературасига богли^. Бу муаммонинг ^ал этилиши материал структурасидаги доначаларнинг майда булишига борлик;. Чунка
лгтруктурадаги доначалар (кристалитлар) жуда майда ва шак­ли ихчам булган материалнинг мустахкамлиги 1,5 баробар катта булиши мумкин. Масалан, материалларнинг кристалла- ниш жараёнияи катта тезликда олиб бориш оркали улчами бур­дой ёки шар шаклига я^ин микротузилишли донача (гранула) олинади. Бу материаллар говори муста^камликка эга булади.
Ички ёнув двигателларининг ^увватини ошириш ишчи тем- пературанинг ошишига олиб келади, Ишчи температурани ошириш эса конструкция материалининг юцори температурага чидамлилигига боглиц. Шунинг учун ички ёнув двигателларда -сополдан фойдаланиш муаммоси пайдо булмокда. Аммо хамма муаммо материалнинг юцори температурада ишлай олишида лам эмас. Техникада баъзи жабхалар борки, технологик жара- ён жуда паст температурада боради. Материаллар эса паст температурада жуда мурт булади. Масалан, криоген техникада жараён—150'С дан паст температурада боради. Шунинг учун газлар, масалан, кислород ва азотни ажратиб олиш ^амда улар- нп суюк фазага келтириш каби жараёнлар хам муаммодир. Бундам материалларни яратиш энергетика саноати ва ярим утказгич материаллар тарак^иётига боглик. Энергетикада ута утказувчан соленоидлар, электр машиналарнинг урамлари электс утказувчан материаллардан тайёрланади. Бу соханинг келажак материалларидан ута утказувчан трансформаторлар, электр тармоклари ва термоядро реакцияларидаги ёруглик дастасини (плазмани) ушлаб цола оладиган кучли магнитлар тайёрланади.
йехнпкада тоза металлдан кура унинг мураккаб цотишма- лари мухим ахамиятга эга. Шунинг учун «техник тоза» ёки «кимёвий тоза» металлар купрок махсус изланишларни олиб бориш мацсадида лабораторияларда ишлатилади. Лекин ке­йинги пайтда техниканинг баъзи сохаларида металларнинг то- залилиги жуда катта ахамиятга эга булиб колди. Масалан, кимёвий тозаликка эга булган темир ёки рух элементларнинг коррозияга чидамлилиги юкори эканлиги маълум булиб ^олди. Кейинги вацтда атом ёцилгининг тозалиги талаб цилинадиган б^улди. Масалан, уран таркибидаги к^шилма элементларнинг ми^дори 10~⁵⁰/о дан ошмаслиги керак. Ярим утказгичлар тех- никасида хам материалларнинг тозалигига катта ахамият бе- рилмскда. Электроника саноатининг баъзи сохалари ва космос техникасида хам материалнинг тозалиги жуда ю^ори даражада булиши керак. Илмий-техниканинг кейинги тарардаётига ^у- йиладиган техник талаблар яна хам ортиб боради. Техник ^амда ицтисодий талабларнинг ортиб бориши .^амда ер юзи ва ер ости хсмашёларнинг чегараланганлиги туфайли мустахкам- лиги говори булган янги-янги материалларни ишлаб чнкариш технологиясини топиш ва уни узгартириш вазифаси пайдо бу­лади. Бунинг учун биринчи навбатда мавжуд материал..!арса jtara цушимчаларни к;ушиш ^амда асосий материал элементини у билан хеч цандай богланишда булмаган зурицтирувчи эле- ментлар билан бойитиш, яъни композицион материалларни синтез ^илиш каби мухим а^амиятга эта булган ишларни ба- жариш лозим. Композицион материаллар машина ва меха- низмларнинг узо^ ишлаши ^амда техник-экономик курсаткич- ларини оширибгина цолмай, балки ишлаб чицариш ?караёнини хам такомиллаштириши мумкин. Аммо композицион материал- ларнинг куплаб ишлаб чицарилиши му^им муаммоларни ^ам тугдириши мумкин. Масалан, баъзи композицион материаллар­ни ишлаб чи^ариш инсон сапоматлигига катта зарар келтира- ди, атроф-мух;итни за^арлайди, яъни янги экологик муаммо­ларни келтириб чи^аради. «Пекин композицион материаллар- дан осилена фойдаланиб, улардан энг катта фойда олиш материалшунослик фанининг му^им вазифаларидан биридир.
Материалларни емирйлишдан, айни^са коррозия таъсирида емирилишдан ^имоя цилиш асосий муаммо булиб цолмоцда. Ишлаб чи^аришнинг кенгайиб бориши натижасида атроф-му- ^итнинг кимёвий таъсири жуда ортиб кетди. Емирилган машц- на цисмларини тиклаш учун катта маблаг сарф этилмоцда. Материалларнинг ишлаш жараёнидаги тузилиш (структура) узгариши ^онуниятлари ^амда унинг оции«.т.>гш урганиш хос- саларнинг тургунлигига эришиш имкониятини Ссради. Демак,, ишлаш муддатини аницро^ белгилаш имконияти яратилади.
Ю^орида келтирилган цис^а маълумотлардан куриниб ту- рибдики, материалшунослик фанининг ютуцлари олдида турган муаммолар илмий-техника тарацциёти учун му^им а^а- миятга эгадир.
2-б о б. МАТЕРИАЛЛАРНИНГ ТАРКИБИ ВА ТУЗИЛИШИ
Моддаларнинг таркиби ва тузилиши кенг маънодаги тушун- ча булиб, материалларнинг хоссаларини белгилайди. Материал­ларнинг таркиби ва тузилиши ^ацидаги билим уларни ишла- тишда ва ^айта ишлашда руй бераётган жараёнларни тушунишга ва о^ибат натижада материалларни техникада цуллашнинг илмий асосларини яратишга олиб келади. Мате­риал таркибининг тузилиши материалда содир булаётган ходи- са ва жараёнларнинг барцарорлиги, яъни атом ва молекула тузилиши ёки атомлар орасидаги богланишларнинг тури каби тушунчаларни хам уз ичига олади.
Д. И. Менделеев даврий жадвалидаги купчилик элементлар металлардир. Шунинг учун ^ам материалшунослик фанида металларга катта урин ажратилган.
Умуман олганда металл ва металл булмаган элементлар орасидаги принципиал фар^ни ани^лаш анча цийин. Бир эле- ментнинг бир модификацияси металл булса, иккинчи модифи- кацияси металл булмаслиги мумкин (масалан, оц ^амда кул- ранг цалай). Лекин шуни айтиш керакки, металл бирикмаларв