Первые металлы человек начал использовать около 9000 лет назад.

  

Вначале это были самородные металлы – золото, медь, серебро,

Затем научились выплавлять металлы из руды, а также получать сплавы. Вначале сплавы меди с оловом – бронзу, которая была намного прочнее чистых металлов.

Затем около 3500 лет назад некоторые народы научились производить железо. Это сразу дало им преимущество по сравнению с теми народами, которые находились еще в бронзовом веке.

 

  Число металлов, которые использовало человечество, росло непрерывно. В XVIII в. их было – 20, в XIX в. – 50, а в дальнейшем стали использовать все 82 металла из 104 элементов таблицы Менделеева.

 

Другие материалы – новые материалы

 

Объективной необходимостью технического и социального развития общества является

 

Разработка новых материалов и технологий

 

Роль новых материалов с каждым годом возрастает

По прогнозам в ближайшие 20 лет 90% современных материалов

Будут заменены принципиально новыми, что приведет к технической революции практически во всех отраслях техники

 

Наиболее быстро развивающимися секторами науки являются:

 

 Медико – биологические исследования

 

Информационные технологии

 

Новые материалы

 

Научные исследования ведутся в

Академии наук,

Научно-исследовательских учреждениях,

В высших учебных заведениях

 

Некоторые виды новых материалов:

 

НАНОМАТЕРИАЛЫ

 

Нанопорошки

Объемные наноструктурные материалы

Специальные наноматериалы –наноматериалы со специальными свойствами

Фуллерены и нанотрубки

Графены

 

Материалы микро и наноэлектроники

 

Композиционные материалы:

Металлические,

Углерод –углеродные,

Керамические

 

Композиционные материалы

 

Порошковые материалы и изделия

 

Металлы и сплавы со специальными свойствами

 

Жаропрочные сплавы

 

Конструкционные стали и сплавы повышенной надежности

 

Сплавы специального назначения

 

Сверхтвердые материалы

 

Кубический алмаз,

Гексагональный алмаз,

Модификации нитрида бора

 

Магнитные и сверхпроводящие материалы

 

Новые магнитотвердые материалы,

Новые магнитомягкие материалы,

Материалы для магнитной записи

Ферриты,

Сверхпроводящие материалы

 

 

 Роль металлов в развитии стран можно видеть на примере производства стали (сталь как концентрированный показатель уровня развития металлургии) ряда стран

 

Производство стали, млн. т. в год

       1940 – 1950  1970 – 1980 1990 – 2000       2010                    

США   60 – 70         120 – 130  89,7- 101,5       90,0

СССР 18 – 25         116 – 150

                                          (1988-163)

Россия                                               89,6 –            59,9    

 

Япония   (1961- 23,       90 - 110 10,3- 106,4      110,5

             1965 – 41,2) 

Китай                                 30 – 35     56 - 127,         620,1           

В мире                                                                                1060                                                                                                 

 

(Южная Корея: 1990-23,1; 1995 – 36,8; 2000-43,1; 2003-46,2)

 

 

На примере СССР, Японии, Китая и Южной Кореи можно видеть, что когда эти страны вступали в период промышленного развития, они обеспечивали быстрые темпы развития металлургии.

 

 

Краткое описание схемы производства металлов и новых материалов              

 

 

Для металлургии характерны

большие объемы производства.

 Выше были приведены объемы производства стали в ряде развитых стран. Масштабы производства можно видеть на примере крупных металлургических комбинатов в нашей стране, таких, как Магнитогорский, Череповецкий, Новолипецкий. В этих комбинатах выплавляется около 7 - 12 млн. тонн стали в год.

Современная мощная доменная печь дает 10 – 12 тысяч тонн чугуна в сутки.

 И это определяет ряд особенностей организации производства.     

 

Промышленная классификация делит металлы по характеру технологических процессов

на черные и цветные. К черным относятся железо и его сплавы – чугун, сталь, ферросплавы, а также марганец и хром. Все остальные металлы относятся к цветным, которые подразделяются на подгруппы металлов, имеющих сходные свойства или сходные методы производства.

Производство металлов отличается

Многостадийностью,

особенно это характерно для производства цветных металлов.

Укрупненно основные этапы производства металлов можно представить схемой.

 

Исходные материалы (сырье)

                  

Подготовка сырья                             

                                                                                      

 Подготовленное сырье                                                                                          

 

Извлечение металла

 

Черновой металл

             

Доведение металла до заданного качества

 

Готовый продукт

   

 

 

 

 

 

 Принципы совершенствования технологий

 

Новые материалы имеют большое, и все возрастающее значение. Все в большей степени они приходят на смену традиционным материалам.

Но также большое значение имеют технологии, по которым осуществляется получение материалов их обработка и изготовление продукции из этих материалов.

Раньше при получении традиционных и новых материалов особенно не обращалось внимание на материалоемкость технологии их получения, на количество отходов, побочных продуктов, энергозатраты,  экологическую безопасность, природоохранные проблемы. Теперь эти вопросы становятся решающими.

Поэтому в разработку новых технологий закладываются определенные принципы. Рассмотрим некоторые из них:

1. Предотвращение образования отходов и побочных продуктов, чтобы уменьшить затраты на их утилизацию, сохранение, очистку, или уничтожение.

2. Методы производства новых материалов должны разрабатываться таким образом, чтобы в состав конечного продукта входило как можно больше атомов используемых исходных реагентов. (например при получении стали из чугуна около 90% атомов железа переходит в сталь. А при получении меди из руды в конечный продукт переходит только 1 – 5% атомов меди)

3.    Использование в качестве исходных (и промежуточных) веществ, в максимально возможной степени нетоксичных или малотоксичных для человека и окружающей среды.

4. Технологии должны обеспечивать создание новых материалов, обладающих наилучшими функциональными характеристиками и наименьшей токсичностью

5. Энергетические расходы должны быть пересмотрены с точки зрения их экономии и воздействии на окружающую среду и минимизированы

6. Следует минимизировать или отказаться от промежуточных производственных стадий (Например, получение железа прямым путем, исключая стадию получения чугуна).

7.  

Раздел 2 Развитие и совершенствование образования в России

           

2.1.  Принципы и структура системы образования. Основные вехи становления и развития высшего образования в России.

 

 

Прошедшее столетие характеризуют быстрые и радикальные изменения в социально – экономических отношениях, интенсивное развитие общественно – политической, культурной и научной жизни. Неоднократно делались попытки найти некоторый показатель, наиболее интенсивное развитие которого, можно принять за выразительную характеристику этой эпохи. Называли этот период