Контрольная работа: Прикладное и теоретическое материаловедение

Содержание

1. Прикладное и теоретическое материаловедение. Сырье как основа материалов. Сырьевая база России

2. Химические свойства материалов. Каковы методы определения устойчивости материалов к воздействию внешних факторов: влаги, кислот, окислителей, щелочей, излучений?

3. Опишите ассортимент топлива и его применение с целью получения тепловой энергии. Каково происхождение топлива и его значение в производстве товаров?

Список использованной литературы

Материаловедение изучает основные физические процессы, протекающие в материалах при воздействии на них электрического, магнитного или тепловых полей и механических напряжений; зависимость электрических, механических и других свойств материалов от их химического состава и строения; описывает свойства материалов, применяемых в производстве и в быту.

Материаловедение условно разделяют на теоретическое и прикладное. Теоретическое материаловедение изучает общие закономерности взаимосвязи структуры и свойств материалов и процессов, приводящих к изменению их строения и свойств при внешних воздействиях. Оно базируется на интеграции достижений физики, химии, физической химии, электрохимии, металлофизики и других естественных наук.

Прикладное материаловедение изучает частные вопросы изменения и формирования структуры и свойств различных материалов в процессе из получения, обработки и эксплуатации.

История развития общества связана с историей освоения материалов, технологии их получения и обработки (каменный, бронзовый, железный века). Материаловедение, как прикладная наука, сформировалась на рубеже 18-19 веков.

Основу сырья дает нам природа. Человеческий труд превращает в сырье природные богатства (75% из которых полезные ископаемые, а 25% ― продукты сельского, лесного и морского хозяйства).

На практике различают также первичное сырье, которое выделяется из природного состояния и вводится исключительно на первой технологической ступени дальнейшей переработки, и вторичное, которое выделяется на определенной ступени производственного или индивидуального потребления и повторно вводится в производственный процесс.

Переход от полезного ископаемого или другого природного богатства к сырью осуществляется с помощью человеческого труда, который выделяет исходное вещество из природного состояния. На этой ступени оно становится предметом потребления, средством производства. Мы можем сделать вывод, что удовлетворение материальных потребностей людей требует добычи сырья определенным способом, потребность человеческого общества в котором адекватна виду потребностей в материалах. Однако вместе с тем потребности в сырье претерпевают очень длительные, но основательные изменения.

Продукты животного или растительного происхождения для питания были первой и самой низшей, но и самой необходимой формой сырья. Новую ступень представляют уже необработанный камень или древесина в качестве строительного материала для хижин, глина для керамики, первые волокна животного или растительного происхождения для одежды. Однако все изменения природного состояния, связанные с деятельностью людей, были весьма незначительны. Человеческие знания о процессах, изменяющих вещество, также были весьма ограничены.

В течение тысячелетий добываемые полезные ископаемые или другие природные богатства только незначительно обогащались. С возникновением мануфактур, дальнейшим разделением труда, с повышением его производительности и специализацией человек все глубже проникал в секреты применяемого сырья. Удачные, поначалу эмпирически найденные решения должны были стать свободно воспроизводимыми. Это требовало более фундаментальных знаний о веществе, поисков закономерностей. Обобщение эмпирических сведений стало началом естественнонаучных исследований. (Интересно, что раньше всего это произошло в геологии.) На первом этапе они были ориентированы только на изучение полезных ископаемых, на разведку залежей и на способы добычи. Позднее геология из учения о поисках и находках развилась в науку, специализированную на способах переработки сырья. В то время человечество еще удовлетворяло свои потребности в сырье из своего непосредственного окружения.

Развитие капитализма в XVII-XIX веках, влияние промышленного переворота очень быстро повысили интерес ко многим продуктам. Растущее производство нуждалось в большом количестве нового, до сих пор не использовавшегося сырья, а следовательно, и в обширных знаниях о нем. Получение сырья концентрировалось технически обоснованно и поэтому очень скоро было монополизировано. Вместе с концентрацией капитала закономерно усиливалась эксплуатация трудящегося населения в этих областях, а также в чужих «слаборазвитых» странах.

Эксплуатация полезных ископаемых и природных богатств колоний одна из трагических глав истории цивилизации XIX-XX веков. Это нашло выражение в разграблении собственных стран и чужих народов.

С ростом индустриализации получение сырья стало объектом капиталистической политики. Империализм пытался осуществить свои цели в грабительских войнах. Все это привело в наше время к глубочайшим последствиям, которые нашли свое выражение в так называемом сырьевом кризисе.

Опираясь на историю развития сырья, мы можем показать принципиально важное различие между нерегулируемым решением сырьевой проблемы при капитализме и планомерным ее решением в социалистическом обществе. Для обеих общественных систем вопрос обеспечения сырьем одинаково важен. В то время как в капиталистических условиях решение этой проблемы приводит к серьезным нарушениям в развитии производительных сил отдельных стран, социалистическое сообщество решает свои сырьевые проблемы ― при непростых обстоятельствах ― на основе общей позиции. Решающая основа для этого была создана еще в июле 1971 г. на XXV заседании СЭВ в Бухаресте принятием комплексной программы дальнейшего углубления и расширения сотрудничества и развития социалистической интеграции. Непрерывно и планомерно создаются предпосылки для стабильного обеспечения сырьем народных хозяйств всех стран-участниц СЭВ. В настоящее время прогнозируются, планируются и реализуются формы оптимального сырьевого хозяйства, с тем, чтобы удовлетворить материальные потребности при оптимальном использовании полезных ископаемых в качестве основы стабильного и непрерывного гуманистического развития общества. Надежность совместной работы подтверждена уже рядом важных объектов, будь то создание единой энергосистемы «Мир» или строительство нефтепровода «Дружба». Они обеспечивают улучшение сырьевой и топливной базы других многочисленных общих инвестиционных объектов социалистических государств.

Последовательное продолжение интеграционных мероприятий требует долговременного планирования и разработки перспективных планов социалистических стран.

В 1983 г. на XXXIII заседании СЭВ было решено разработать целевые программы, определяющие задачи обеспечения топливных и сырьевых потребностей и повышения объема сельскохозяйственного производства. Мероприятия, предусмотренные комплексной программой, направлены на всестороннюю консолидацию стран социализма. Целевая программа представляет в некоторой степени основу материально-технического обеспечения постоянно расширяющегося производства социалистических стран. Для хозяйства каждой отдельной страны она становится ключевой программой динамического развития.

С1952 по 1977 г. в мире было добыто около 40 млрд. т нефти, что составляет 80% разведанных запасов.

Угля за тот же период добыто 60 млрд. т (это около 40%) и железной руды 12 млрд. т. соответственно около 60% разведанных мировых запасов. При росте населения в мире в 1,6 раза за это время производство таких важных видов сырья как уголь и железная руда удвоилось, нефти увеличилось в 5 раз, природного газа в 4 раза.

В период с 1971 по 1975 г. получение минерального сырья в капиталистических и развивающихся странах удвоилось по сравнению с равным периодом времени с 1966 по 1970 г. Необходимость интенсификации добычи предъявляет одновременно новые требования к количеству и качеству эксплуатируемых месторождений. С одной стороны, следует продолжать поиски новых залежей, с другой, необходимо внедрение новой технологии извлечения и переработки сырья с низким содержанием полезного вещества. Тогда разведанные запасы возрастут: бокситов в 6,5 раз, молибдена и калийных солей в 3 раза, свинца и никеля в 2,5 раза, меди и цинка в 2 раза, природного газа в 1,7 раз, нефти, марганцевых руд, а также фосфоритов в 1,5 раз.

Потребности в сырье проживавших на Земле в 1975 г. 3,8 млрд. человек определяли два решающих фактора:

1) потребность на душу населения в сырье для производства энергии и основных материалов (железо, алюминий, силикатные материалы, полимеры, древесина), а также для индивидуального потребления;

2) доля людей, проживающих в индустриально развитых странах.

Около 80% сырья потребляет 20% населения мира, в то же время оставшиеся 80% мирового населения должны удовлетворять свои элементарные жизненные потребности 20% мирового потребления сырья. В индустриально развитых странах сырья на душу населения потребляется в 2-3 раза больше по сравнению со средним мировым уровнем, а в развивающихся странах только около 10% от среднего мирового.

По обеспеченности России запасами минерально-сырьевыми ресурсами выделяются следующие четыре группы полезных ископаемых:

–  газ, алмазы, никель, платина, бериллий, калийные соли, хризотил-асбест, которых хватит на длительный период;

–  нефть, свинец, цинк, сурьма, олово, вольфрам, молибден, ниобий, интенсивный уровень добычи которых обеспечен на 5-7 лет;

–  марганец, титан, рудное золото, бокситы, каолиновые и бентонитовые глины, плавиковый шпат, добыча которых пока достаточна, уровень запасов которых явно недостаточен;

–  уран, вольфрам, цирконий, рений, стронций, разведанные запасы которых следует считать ограниченными, но имеется возможность их расширить в течение 5-12 лет.

Анализ показывает, что резко обострилась проблема восполнения запасов на добывающих предприятиях в основных горнопромышленных районах страны. А это, как известно, не может не повлиять на базовые отрасли экономики страны и ее экономическую безопасность.

По данным Минприроды РФ, за период с 1994-го по 1999 год восполнение извлекаемых из недр запасов МСР их приростами составило по нефти 73%, газу – 47%, меди – 33%, цинку – 57%, свинцу – 41%.

Так как минерально-сырьевой потенциал по указанным видам сырья сосредоточен в основном в северных широтах и на Дальнем Востоке, то геологический риск в подготовке новых нефтегазоносных провинций и рудных районов должно брать на себя государство, а разведку и освоение новых месторождений обязаны взять на себя компании. При этом следует разобраться как и каким образом следует обеспечить развитие минерально-сырьевой базы страны с возложением части затрат на заинтересованные компании. Тем более что обстановка к этому подталкивает. Ведь за период с 1991-го по 1999 год капитальные вложения в ТЭК сократились в три раза, с 1994 г. прирост запасов нефти и газа не компенсирует их добычу, за годы реформ энергоемкость России возросла в 1,5 раза, наблюдается высокий износ основных фондов во всех отраслях ТЭК.

Следует заметить, структура топливно-энергетического баланса России резко отличается от структур других стран, что не может не сказаться на будущей перспективе. При этом необходимо учитывать, что в соответствии с государственной энергетической политикой общая потребность России в первичных энергоресурсах будет расти медленно и только к 2010 г. достигнет уровня 1995 г., а к 2020 г. повысится еще на 5%. При этом прогнозируется снижение удельной энергоемкости ВВП. Но не следует забывать о переходе основных месторождений газа в режим падающей добычи, что требует предпринимать необходимые меры по поиску новых месторождений. Большие разведанные запасы природного газа (35% от мировых), сконцентрированные в основном в крупных и уникальных месторождениях, позволяют совершенно обоснованно рассчитывать на преимущественное развитие газовой промышленности с доведением добычи газа к 2010 г. до 740-860 млрд. кубометров.

Положение в нефтедобывающей промышленности является более сложным. Свыше 70% запасов нефтяных компаний находится на грани рентабельности. Если десять лет назад доля вовлеченных в разработку запасов нефти с дебитом скважин 25 т/сутки составляла 55%, то сейчас такую долю составляют запасы с дебитами скважин до 10 т/сутки, а запасы нефти высокопродуктивных месторождений, дающих около 60% добычи, выработаны более чем на 50%. Доля запасов с выработанностью свыше 80% превышает 25%, а доля с обводненностью в 70% составляет свыше трети разрабатываемых запасов. Продолжают расти трудноизвлекаемые запасы, доля которых уже достигла 55-60% от разрабатываемых.

Освоение угольных сырьевых ресурсов осуществляется темпами, не соответствующими их потенциалу. Развитие добычи и рост потребления угля должны происходить в рациональном сочетании с производством и потреблением других энергоносителей, с учетом запасов каждого из них, распределения их по территории страны, стоимостных затрат на добычу и транспортировку к потребителю и т.д. Очевидно, что вклад угольной промышленности в повышение энерговооруженности страны должен быть более масштабным, чем в настоящее время. Имеющиеся разведанные запасы углей являются надежным потенциалом стабилизации и развития угольной промышленности, удовлетворения (наряду с использованием других энергоносителей) энергетических нужд страны, в том числе электроэнергетики, а также потребностей металлургии и других отраслей промышленности. Следует признать, что нынешние проблемы угольной отрасли порождены определенной недооценкой ее роли в народно-хозяйственном комплексе страны. К тому же с началом новых экономических реформ ни разу не разрабатывался топливно-энергетический баланс страны на перспективу.

Страницы: 1, 2