DOI 10.24412/2413-046Х-2021-10246

ЭМПИРИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, ИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

EMPERIAL QUALITIES OF CRYSTALLINE MATERIALS, THEIR ECONOMIC ASSESSMENT

Арханова Наталья Николаевна, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» (СФУ)

Гузей Даниил Николаевич, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» (СФУ)

Ковалева Алена Владимировна, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» (СФУ)

Кондрашева Юлия Александровна, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» (СФУ)

Чупрова Екатерина Евгеньевна, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» (СФУ)

Arkhanova Natalia Nikolaevna, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Siberian Federal University» (SFU)

Guzei Daniil Nikolaevich, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Siberian Federal University» (SFU)

Kovaleva Alena, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Siberian Federal University» (SFU)

Kondrasheva Yulia Alexandrovna, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Siberian Federal University» (SFU)

Chuprova Ekaterina Evgenievna, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Siberian Federal University» (SFU)

Аннотация. В статье рассматриваются различные свойства кристаллических материалов, их экономическая оценка. Контроль дефектов в кристаллических материалах лежит в основе материаловедения. Действительно, само определение материаловедения можно сформулировать следующим образом: синтез полезных инженерных материалов и контроль их свойств с помощью контроля состава и микроструктуры. Для кристаллических материалов контроль микроструктуры включает в себя контроль несовершенства кристаллов-тионс. Гипотетические свойства идеальных кристаллов без дефектов в основном не интересны. Важные свойства материалов, такие как легирование и диффузия, прочность и пластичность, магнитная проницаемость ферромагнитных кристаллов, электронные свойства сложных полупроводников и цвет керамических кристаллов, все это критически зависит от наличия и поведения дефектов кристаллов.

Summary. The article discusses various properties of crystalline materials, their economic assessment. Defect control in crystalline materials is at the heart of materials science. Indeed, the very definition of materials science can be formulated as follows: the synthesis of useful engineering materials and control of their properties by controlling the composition and microstructure. For crystalline materials, microstructure control includes control of crystal imperfections-thions. The hypothetical properties of perfect crystals without defects are mostly uninteresting. Important material properties, such as alloying and diffusion, strength and plasticity, magnetic permeability of ferromagnetic crystals, electronic properties of complex semiconductors, and the color of ceramic crystals, all critically depend on the presence and behavior of crystal defects.

Ключевые слова: химия и материалы, органические технологии, строительство, экспертиза и недвижимость, инженерные исследования.

Keywords: сhemistry and materials, organic technologies, construction, expertise and real estate, engineering research.

Введение

 В зависимости от восприятия материалы могут показаться твердыми или мягкими. Например, металлы часто воспринимаются как твердые, даже если их физические свойства говорят об обратном. Алюминий — мягкий металл, но его часто считают твердым. Это связано с личным пристрастием или ассоциациями с определенными материалами. Эти эмоциональные связи не следует недооценивать.

Конечно, эмпирические качества материалов и внутреннего дизайна здания взаимозависимы. Деньги, сэкономленные за счет повсеместного использования гипсокартона, можно направить на приобретение механически обработанных анкерных шпилек и скоб.

Часто новые современные материалы увеличивают затраты на рабочую силу из-за незнакомых процессов установки. Все материалы имеют свою стоимость, и если у вас есть много места, посвященного одному материалу, например, нашим черепичным стенам, вы должны быть осторожны, чтобы не указать дорогостоящий материал, чтобы уложиться в бюджет проекта. Опоясывающий лишай долгое время использовался на побережье штата Мэн, потому что он прочный, устойчивый к гниению, легко доступен и относительно недорогой. Несмотря на то, что материал экономичен, трудозатраты могут быстро увеличиться, поскольку они устанавливаются по одному.

Обсуждение. Затраты и выбор материалов — одни из самых простых вещей, которые нужно взвесить в процессе проектирования. Это одна из причин, по которой они являются целью постоянных усилий по экономии средств. Но, как правило, самой большой движущей силой затрат является общая площадь проекта, а не материальные затраты. Тем не менее, важно быть осторожными, чтобы ограничить использование более роскошных материалов, таких как мыльный камень, в определенных областях. И это области, с которыми будут взаимодействовать ежедневно, например, кухонные столешницы.[1]

Между выбором материала и точностью, простотой обработки и окончательной отделкой существует важная взаимосвязь, которую часто упускают из виду. Эти факторы могут существенно повлиять на качество и стоимость рассматриваемого компонента. Использование неэффективного метода обработки небольших компонентов может вызвать проблемы с некоторыми материалами, особенно если это экзотические или труднообрабатываемые металлы. Эти проблемы включают загрязненную рабочую среду, преждевременный отказ компонентов и эффекты окисления, а иногда являются результатом неправильной обработки и выбора материала. На рис. 1. Продемонстрирована структура кристаллической решетки.

Главный фактор при принятии решения о выборе материалов обычно включает первоначальную стоимость материала, простоту обработки и ремонта, а также доступность материала. Стоимость влияет на баланс между материалами и обработкой в случае сортов материала. Например, если инженер выбирает Inconel в качестве материала для продукта, сорт влияет на стоимость обработки. Поскольку Inconel 600 намного проще обрабатывать, чем Inconel 718, время и стоимость обработки могут значительно измениться в зависимости от того, какой сплав выбран.[2]

В большинстве приложений CPI выбор подходящего материала обычно может предотвратить негативные эффекты, связанные с операционной средой, но некоторые приложения имеют более строгие ограничения. Из-за строгих протоколов рабочей среды проектирование деталей для определенных приложений, таких как ядерная обработка, может быть ограничивающим фактором при выборе материала. Зоны, подверженные риску возгорания или взрыва, такие как нефтегазоперерабатывающие предприятия, также являются ограничительными при рассмотрении материалов оборудования.

Выбор строительных материалов зависит от типа здания. Например, если конструкция является несущей, выбирайте для строительства кирпичи лучшего качества, потому что кирпичи являются основным несущим элементом в несущей конструкции, тогда как для каркасной конструкции кирпичи высокой прочности не нужны, потому что бетонные элементы являются основными несущими элементами.

Климат играет важную роль в определенных областях. Например, в таких местах, как европейские страны, где доступно очень мало солнечного света, мы можем использовать стекло в качестве основного строительного материала, чтобы привлечь больше солнечного света в здание. Но, к сожалению, люди в Индии пытаются копировать запад, используют стеклянную облицовку и вводят больше тепла в свое здание. Таким образом, климат является одним из решающих факторов, влияющих на выбор конкретного строительного материала в определенных местах.

И, наконец, одна вещь, которой мы, люди, до сих пор пренебрегали, но начинаем осознавать важность в последние десятилетия, — это экологические проблемы, связанные с использованием строительных материалов, такими как энергосодержание, использование сырья, истощение природных ресурсов, выбросы и т. д.,

Материалы, подходящие для технического цикла, не могут потребляться или иным образом обрабатываться биологической системой. Металлы и пластмассы являются примерами технических материалов. Их можно разобрать и использовать повторно, либо физически или химически преобразовать после фазы использования.[3]

Материалы, подходящие для биологического цикла, предназначены для возврата в окружающую среду вовремя или после фазы использования. Дерево, хлопковое волокно и бумага являются примерами биологических материалов. Начните с присвоения каждому универсальному материалу соответствующего цикла. Это поможет позже в методе, когда вы подумаете об оптимизации продукта для округлости.

Вывод. Выбор материалов является ключевой частью процесса разработки нового продукта. Однако для того, чтобы продукты были успешными, необходимо выбирать материалы не только для достижения технических характеристик, но и для удовлетворения ориентированных на пользователя потребностей. Это требует полного учета разнообразных требований как технических, так и промышленных образцов, что является сложной задачей. В идеале эти точки зрения должны рассматриваться одновременно, а не изолированно, чтобы гарантировать, что все соответствующие атрибуты материала будут учтены и уменьшена необходимость делать предположения, основанные на неполной и приблизительной информации.[4]

Трудность усугубляется тем фактом, что несколько систематических методов выбора материалов и компьютерных инструментов, а также многочисленные базы данных свойств материалов существуют для технического проектирования, но, к сожалению, не для промышленного дизайна. Это во многом объясняется специальным характером информации о промышленных образцах и зависимостью от интуиции и опыта, что затрудняет классификацию и выбор существенной информации. В промышленном дизайне есть возможности для принятия методов выбора материалов, используемых в техническом дизайне, путем количественной оценки характеристик материалов. Хотя все еще в значительной степени основанный на субъективности,

Несмотря на сокращение количества рассматриваемых материалов, выбор материалов на более поздних этапах процесса проектирования затруднен, поскольку информация становится более точной и подробной. Это делает еще более требовательными адаптировать или комбинировать существующие методы выбора материалов для технического проектирования для использования в промышленном дизайне.[5]

Кристаллические материалы имеют свои атомы, расположенные в периодическом упорядоченном трехмерном массиве. Обычно все металлы, многие керамические материалы и некоторые полимеры являются кристаллическими. В некристаллических материалах атомы не имеют периодического расположения, т. Е. Имеют случайный порядок. Некристаллический материал может образоваться, когда у вас сложная структура или вы быстро охлаждаетесь из жидкого состояния в твердое состояние. Итак, для металлов упорядоченные структуры имеют тенденцию быть ближе к минимуму энергии и более стабильны. Кроме того, поскольку металлические связи ненаправленные, атомам металла гораздо проще плотно упаковываться, чем керамике и полимерам.

Необходимо сказать, что экономическая оценка качества материалов сильно связана с возможностями цифровых технологий, которые в свою очередь опосредованы системой правовых актов и предписаний [7-16].

Выводы. В то время как идеальная кристаллическая структура отражает дальнодействующий порядок, существующий в кристаллах, было бы ошибкой думать о реальном кристалле как о наборе атомов, расположенных точно в соответствии с идеальной кристаллической структурой. Отклонения от идеальной структуры, то есть несовершенства, жизненно важны для физических, химических и электронных свойств кристалла. Чтобы подчеркнуть несовершенство реальных кристаллов, Дж. Френкель в первой главе своей классической книги «Кинетическая теория жидкостей» утверждает, что кристаллические твердые тела на самом деле имеют много общего с жидкостями [6]/

В целом, эти препятствия можно отнести к категории технических , например доступность процедур испытаний и данных о свойствах, технологии обработки и производства, а также чувствительность к дефектам в материалах и процессах; нормативно-правовые , такие как политика государственных закупок, права интеллектуальной собственности, охрана окружающей среды, здоровье и безопасность; и экономические, такие как затраты на НИОКР, размер рынка, процентные ставки, стоимость основных средств и цели по прибыли.

Межмолекулярные силы и тепловая энергия — два фактора, от которых зависят физические состояния вещества. В то время как межмолекулярные силы притяжения стремятся удерживать частицы ближе; тепловая энергия удерживает частицы друг от друга, заставляя их двигаться быстрее.

Когда суммарный результат этих двух противодействующих сил, то есть межмолекулярных сил и тепловой энергии, заставляет частицы слипаться и заставляет их занимать фиксированные положения, материя существует в твердом состоянии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Новиков И.И., Розин К.М. Кристаллография и дефекты кристаллическойрешетки. – М.: Металлургия, 2019. 553 с.
2. Келли А., Гровс Г. Кристаллография и дефекты в кристаллах. – М.: Мир,1974. 496 с.
3. Орлов А.Н. Введение в теорию дефектов в кристаллах. – М.: Высшаяшкола, 1983. 144 с.
4. Шаскольская М.П. Кристаллография. − М.: Высшая школа, 2014. 392 с.
5. Шаскольская М.П. Очерки о свойствах кристаллов. – М.: Наука, 2017. 216с.
6. Грачев С.В., Бараз В.Р., Богатов А.А., Швейкин В.П. Физическое металловедение. − Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2001. 534 с.
7. Begishev I.R., Khisamova Z.I., Mazitova G.I. Criminal legal ensuring of security of critical information infrastructure of the Russian Federation // Revista Gênero e Direito. – 2019. – Vol. 8. – No 6. – P. 283-292.
8. Begishev I.R., Khisamova Z.I., Mazitova G.I. Information Infrastructure of Safe Computer Attack // Helix. – 2019. – Vol. 9. – No 5. – P. 5639-5642.
9. Bokovnya A.Yu., Khisamova Z.I., Begishev I.R. Study of Russian and the UK Legislations in Combating Digital Crimes // Helix. – 2019. – Vol. 9. – No 5. – P. 5458-5461.
10. Бегишев И.Р. Ответственность за нарушение правил эксплуатации средств хранения, обработки или передачи компьютерной информации и информационно-телекоммуникационных сетей // Вестник УрФО. Безопасность в информационной сфере. – 2012. – № 1(3). – С. 15-18.
11. Бегишев И.Р. Уголовная ответственность за приобретение или сбыт цифровой и документированной информации, заведомо добытой преступным путем // Актуальные проблемы экономики и права. – 2010. – № 1. – С. 123-126.
12. Бегишев И.Р. Проблемы уголовной ответственности за обращение со специальными техническими средствами, предназначенными для негласного получения информации // Следователь. – 2010. – № 5. – С. 2-4.
13. Бегишев И.Р. Изготовление, сбыт или приобретение специальных технических средств, предназначенных для нарушения систем защиты цифровой информации: правовой аспект // Информация и безопасность. – 2010. – Т. 13. – № 2. – С. 255-258.
14. Бегишев И.Р. Правовые аспекты безопасности информационного общества // Информационное общество. – 2011. – № 4. – С. 54-59.
15. Бегишев И.Р. Проблемы ответственности за незаконные действия с информацией, заведомо добытой преступным путем // Безопасность информационных технологий. – 2010. – Т. 17. – № 1. – С. 43-44.
16. Бегишев И.Р. Создание, использование и распространение вредоносных компьютерных программ // Проблемы права. – 2012. – № 3(34). – С. 218-221.

LIST OF REFERENCES

1. Novikov I. I., Rozin K. M. Crystallography and defects of the crystal lattice. — M.: Metallurgy, 2019. 553 p.
2. Kelly A., Groves G. Crystallography and defects in crystals. — M.: Mir,1974. 496 p.
3. Orlov A. N. Introduction to the theory of defects in crystals. — M.: Higher School, 1983. 144 p.
4. Shaskolskaya M. P. Kristallografiya. − M.: Vysshaya shkola, 2014. 392 p.
5. Shaskolskaya M. P. Essays on the properties of crystals. — M.: Nauka, 2017. 216s.
6. Grachev S. V., Baraz V. R., Bogatov A. A., Shveykin V. P. Physical metallology. — Yekaterinburg: Publishing house of USTU-UPI, 2001. 534 p.
7. Begishev I.R., Khisamova Z.I., Mazitova G.I. Criminal legal ensuring of security of critical information infrastructure of the Russian Federation // Revista Gênero e Direito. – 2019. – Vol. 8. – No 6. – P. 283-292.
8. Begishev I.R., Khisamova Z.I., Mazitova G.I. Information Infrastructure of Safe Computer Attack // Helix. – 2019. – Vol. 9. – No 5. – P. 5639-5642.
9. Bokovnya A.Yu., Khisamova Z.I., Begishev I.R. Study of Russian and the UK Legislations in Combating Digital Crimes // Helix. – 2019. – Vol. 9. – No 5. – P. 5458-5461.
10. Begishev I. R. Responsibility for violation of the rules of operation of means of storage, processing or transmission of computer information and information and telecommunications networks // Bulletin of the Ural Federal District. Security in the information sphere. – 2012. – № 1(3). – P. 15-18.
11. Begishev I. R. Criminal liability for the acquisition or sale of digital and documented information, knowingly obtained by criminal means / / Actual problems of economics and law. — 2010. — No. 1. — p. 123-126.
12. Begishev I. R. Problems of criminal liability for handling special technical means intended for secret receipt of information / / Investigator. – 2010. – No. 5. — p. 2-4.
13. Begishev I. R. Production, sale or purchase of special technical means intended for violation of digital information protection systems: a legal aspect / / Information and security. — 2010. — Vol. 13. — no. 2. — p. 255-258.
14. Begishev I. R. Legal aspects of the security of the information society / / Information Society. — 2011. — no. 4. — P. 54-59.
15. Begishev I. R. Problems of responsibility for illegal actions with information deliberately obtained by criminal means / / Security of information technologies. — 2010. — Vol. 17. — No. 1. — p. 43-44.
16. Begishev I. R. Creation, use and distribution of malicious computer programs / / Problems of Law. – 2012. – № 3(34). – Pp. 218-221.