Zeszyt Prac Naukowych ITWL
advertisement
PRACE NAUKOWE ITWL Zeszyt 36, s. 5÷17, 2015 r. Justyna BARSKA Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Sylwester KŁYSZ Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych w Warszawie Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie 10.1515/afit-2015-0011 MATERIAŁY FUNKCJONALNE WYTWARZANE W SKALI PRZEMYSŁOWEJ W artykule przedstawiono szeroką gamę zastosowań materiałów funkcjonalnych i skalę ich obecnej produkcji przemysłowej. Są to materiały charakteryzujące się specyficznymi właściwościami, dzięki którym stały się wręcz niezbędne w pewnych rozwiązaniach konstrukcyjnych. Opisano ich podstawowe charakterystyki, właściwości, metody wytwarzania i zastosowania jako materiały inteligentne. Słowa kluczowe: materiały funkcjonalne, materiały z pamięcią kształtu, materiały magnetostrykcyjne, ciecze reologiczne, luminofory. 1. Wstęp Materiały funkcjonalne stanowią specyficzną grupę materiałów, gdyż pod wpływem oddziaływania zewnętrznego pola (m.in. elektrycznego, magnetycznego) zmieniają swój kształt i/lub właściwości fizyczne. Zmiana ta opiera się na zasadzie sensor-aktywator, zgodnie z którą materiał, odbierając określony bodziec, przesyła odpowiedni sygnał do aktywatora, wywołując specyficzną akcję. Do grupy materiałów funkcjonalnych należą: • materiały zmieniające kolor (fotochromowe, termochromowe, elektrochromowe), • materiały emitujące światło (elektroluminescencyjne, fluoroscencyjne, fotoluminescencyjne, katodoluminescencyjne, termoluminescencyjne, radioluminescencyjne), • materiały zmieniające kształt i wielkość (polimery przewodzące, elastomery dielektryczne, piezoelektryki, żele polimerowe, materiały z pamięcią kształtu), Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM Justyna Barska, Sylwester Kłysz 6 • • • • materiały zmieniające temperaturę (termoelektryczne), ciecze zmieniające gęstość (magnetoreologiczne, elektroreologiczne), materiały samogrupujące się, materiały samonaprawiające się. 2. Materiały z pamięcią kształtu Efekt pamięci kształtu występuje w dużej grupie tworzyw ceramicznych i metali, a zakres ich zastosowań systematycznie rośnie. Głównymi charakterystykami materiałów z pamięcią kształtu są bezdyfuzyjność i przemieszczeniowy charakter przemiany. Bezdyfuzyjność świadczy o tym, iż podczas przemiany między fazą macierzystą i martenzytyczną nie dochodzi do migracji atomów. Dodatkowo przemieszczeniowy charakter przemiany umożliwia jedynie skoordynowane przemieszczenia atomów. Przemieszczenie tego typu „odbywa się drogą jednorodnego odkształcenia sieci krystalicznej i niewielkich przesunięć w obrębie komórki elementarnej. Jednocześnie zachodzi ścięcie niewielką sztywną rotacją” [1]. Przykładem takiego materiału jest stop Ni-Ti. Ulega on umocnieniu w temperaturze początkowej przemiany martenzytycznej. Materiał ten jest czuły na przebieg przemian fazowych i strukturę stopu [2]. Stop Ni-Ti jest również odporny na utlenianie w wysokich temperaturach (jednak w temperaturze 600–1000°C należy stosować warstwy elektrolitycznego chromu, gdyż w tych granicach odporność spada). Efekt pamięci kształtu dzielimy na trzy charakterystyczne grupy: jednokierunkowy efekt pamięci kształtu, pseudosprężystość oraz dwukierunkowy efekt pamięci kształtu. W przypadku jednokierunkowego efektu pamięci kształtu, w fazie początkowej efekt ten może osiągnąć dwa stany: odwracalnej przemiany martenzytycznej i reorientacji fazy martenzytycznej. Pierwszy stan rozpoczyna się zmianą struktury na martenzytyczną pod wpływem odkształceń materiału w fazie macierzystej. Następnie ogrzewa się go w charakterystycznej temperaturze, co powoduje powrót do stanu macierzystego. Zabieg ten skutkuje powrotem do pierwotnego kształtu próbki. W przypadku reorientacji rozpoczyna się od hartowania próbki w fazie macierzystej. Skutkuje to powstaniem martenzytu, który następnie zostaje odkształcony (następuje przejście do martenzytu odkształconego), a później ogrzany, po czym powraca wstępnie do fazy pierwotnego martenzytu, a następnie do fazy macierzystej, powodując odzysk kształtu. W celu scharakteryzowania tego efektu korzysta się z wykresu naprężenie-odkształcenie-temperatura (rys. 1). Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM Materiały funkcjonalne wytwarzane w skali przemysłowej Rys. 1. Wykres zależności naprężenie-odkształcenie-temperatura (na podstawie [1]) 7 Rys. 2. Schematyczne przedstawienie zjawiska pseudosprężystości dla monokryształu (na podstawie [1]) W przypadku efektu pseudosprężystości również mamy do czynienia z odwracalną przemianą martenzytyczną. Przemiana ta zachodzi jedynie pod wpływem zewnętrznego naprężenia. W celu uzyskania odkształcenia na poziomie kilku do kilkunastu procent sprężyste odkształcenie stopu następuje w wyniku utworzenia martenzytu w temperaturze wyższej od temperatury końcowej przemiany austenitycznej (rys. 2). Po zdjęciu naprężeń próbka również powraca do pierwotnego kształtu. Ostatni z efektów, dwukierunkowy efekt pamięci kształtu, charakteryzuje się nie tylko przemianą wysokotemperaturową fazy macierzystej, ale również niskotemperaturową przemianą fazy martenzytycznej. Procesy te następują cyklicznie, co powoduje zmianę kształtu (brak udziału naprężeń zewnętrznych). W fazie chłodzenia (faza martenzytyczna) zachodzi makroskopowa zmiana kształtu i objętości próbki. Powodem takiego stanu rzeczy jest utworzenie listew martenzytycznych o różnej orientacji. „Uprzywilejowana orientacja zarodków martenzytu wpływa na ograniczenie wariantów orientacji listew powodujących zmiany anizotropowe, makroskopowe zmiany kształtu” [1]. Należy również zaznaczyć, iż po wyżarzaniu próbki w wysokiej temperaturze lub podczas odwracalnej przemiany w fazę macierzystą dochodzi do usunięcia zarodków martenzytu, co skutkuje zatrzymaniem cykliczności zmiany kształtu. Innymi przykładami materiałów wykazujących cechy pamięci kształtu są stopy wysokotemperaturowe oraz materiały z magnetyczną pamięcią kształtu. Pierwsze z nich (Ni-Ti, Fe-Ni, Cu-Zn, In-Ti, Au-Cd, Ag-Cd, Cu-Al) umożliwiają zwiększenie częstotliwości pracy i szybkości chłodzenia materiału, co umożliwia Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM 8 Justyna Barska, Sylwester Kłysz im liczne zastosowania w przemyśle, np. motoryzacyjnym, rafineryjnym czy jako urządzenia zabezpieczające przed spaleniem. W przypadku materiałów z magnetyczną pamięcią kształtu (Fe-Pd, Fe-Ni, Fe-Pr) odkształcenie dochodzi nawet do 8%. Efekt ten występuje, gdy przemiana martenzytyczna ma charakter termosprężysty, a martenzyt ferromagnetyczny cechuje duża anizotropia magnetokrystaliczna. Materiały z pamięcią kształtu najczęściej wykorzystywane są w przemyśle medycznym, samochodowym i lotniczym (rys. 3). Są to głównie łączniki rur na statkach kosmicznych, systemy regulacji dopływu paliwa i powietrza w gaźnikach samochodowych, podkładki tłumiące drgania mechaniczne, zawory ciśnieniowe, stabilizatory lotu do zmiany geometrii skrzydeł samolotów (materiały piezoelektryczne), łączniki wałów oraz urządzenia klimatyzacyjne czy chłodzące. Rys. 3. Prototyp stabilizatora lotu śmigłowca [http://science24.com/paper/23220] Rys. 4. Złączki rur [http://www.matint.pl/materialy-z-pamiecia-ksztaltu.php] Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM Materiały funkcjonalne wytwarzane w skali przemysłowej 9 Materiały z pamięcią kształtu stosuje się również w budowie maszyn i urządzeń (uproszczenie i zminiaturyzowanie produktów). Pozwala to na znaczne zmniejszenie kosztów produkcji poszczególnych części maszyn. Najczęściej wykorzystuje się siłowniki, czujniki temperatury i przeciwpożarowe, systemy regulacyjne w grzejnikach wodnych, temperaturowe zawory bezpieczeństwa, zabezpieczenia przed spalaniem urządzeń elektrycznych czy ekrany wentylatorów. Tworzy się również trwałe połączenia mechaniczne i elektryczne, układy tłumiące hałas i drgania czy też elementy siłowe w wyłącznikach. W przemyśle medycznym zastosowanie materiałów z pamięcią kształtu obejmuje sprzęt medyczny najczęściej wykonany z tytanu i jego stopów. Obecnie stosowane są: gwoździe kostne, druty łukowe w ortodoncji, rozpórki tkanek, klamry do osteosyntezy, pręty Harringtona, narzędzia chirurgiczne i tulejki dystansowe. Po wprowadzeniu materiałów z pamięcią kształtu, również istniejące już rozwiązania zmieniły swoje możliwości, np. pompy do dializy (miniaturyzacja), sztuczne serca czy endoskopy (dopasowanie do cech anatomicznych pacjentów). W pozostałym zakresie przemysłowym stosuje się m.in. obudowy telefonów komórkowych, oprawy okularów, sprzęt do ściskania rdzeni transformatorów, końcówki piszące rejestratorów, urządzenia do tłumienia drgań w budownictwie, systemy uruchamiania osłon baterii słonecznych czy też samorozkładające się anteny. 3. Materiały magnetostrykcyjne Zasada działania materiałów magnetostrykcyjnych opiera się na zmianie ich liniowych wymiarów pod wpływem przemagnesowania. Dochodzi tu do magnetycznego sprzężenia momentu spinowego i orbitalnego elektronów. W materiałach o dużej anizotropii magnetokrystalicznej proces ten wynika z dodatkowego sprzężenia momentu orbitalnego elektronów z siecią krystaliczną materiału. Wynika z tego, że istotę magnetostrykcji stanowi odkształcenie sieci krystalicznej materiału. Odkształcenie spowodowane jest przesunięciem wektora momentu obrotowego (przesunięcie momentu spinowego elektronów zgodnie z kierunkiem przyłożonego pola magnetycznego). W materiałach magnetostrykcyjnych proces ten występuje z różnym nasileniem, np. w materiałach z magnetostrykcją o war-6 tości ok. 50·10 stosuje się w budowie sensorów odkształceń (nikiel, żelazo, kobalt i ich stopy). W przypadku hybrydowych materiałów wykazujących również pamięć kształtu (Ni2MnGa, Fe70Pd30) odkształcenie jest nawet 50-krotnie większe. Jednak takie połączenie może zmniejszać właściwości dynamiczne materiału. Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM 10 Justyna Barska, Sylwester Kłysz Obecnie obszar zainteresowań badaczy obejmuje stosowanie metali ziem -6 rzadkich Tb i Dy (magnetostrykcja ok. 3600·10 ), które wykazują zaskakujące właściwości, takie jak liniowa magnetostrykcja w wysokości ok. 0,2%, naprężenie robocze sięgające 500÷600 MPa czy czas reakcji podczas namagnesowania -6 wynoszący jedynie 1·10 s. Należy jednak zaznaczyć, że nie są one odporne na korozję, są bardzo drogie w wydobyciu i generują ciepło (przy częstych zmianach magnetycznych). W celu wytworzenia materiałów magnetostrykcyjnych stosuje się metodę kierunkowej krystalizacji (wlewanie ciekłego stopu przez otwór w dnie wcześniej nagrzanej formy, która została wysunięta ze strefy nagrzania pieca), metodę typową dla wytwarzania taśm nanokrystalicznych i amorficznych oraz metodę metalurgii proszków (spiekanie wyprasek uzyskanych z proszku zorientowanego w polu magnetycznym osiągającym wielkość 30–50 nm pod wysokim ciśnieniem w temperaturze 1800 °C). Materiały magnetostrykcyjne stosuje się w różnych typach czujników, m.in. czujnikach drgań, czujnikach siły statycznej i ciśnienia, czujnikach do zastosowań pod wodą (rys. 5) czy w czujnikach momentu skręcającego. Stosuje się je również w konstrukcjach lotniczych, narzędziach chirurgicznych czy akustycznych oraz generatorach ultradźwięków. Wykorzystuje się tutaj ich zdolność do tłumienia i wytwarzania drgań. Rys. 5. Czujnik magnetostrykcyjny do zastosowań pod wodą przy ciśnieniu poniżej 15 bar (Posichron PCST27) [http://automatykab2b.pl/katalog-produktow/produkt/3500czujniki-magnetostrykcyjne-do-zastosowan-pod-woda-przy-cisnieniu-15-barow] 4. Ciecze reologiczne Charakterystyczną cechą cieczy reologicznych jest możliwość zmiany ich właściwości, w sposób odwracalny i ciągły, pod wpływem przyłożonego pola magnetycznego lub elektrycznego. Ciecze te podlegają prawom mechaniki płynów Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM Materiały funkcjonalne wytwarzane w skali przemysłowej 11 (przed przyłożeniem pola), a następnie w trakcie oddziaływania pola zachowują się jak ciała stałe (rys. 6). Ich konsystencja obejmuje zakres od lepkiego oleju po żel (niemal lita postać). Zmiana lepkości uzależniona jest od szybkości ścinania, temperatury i natężenia oddziałującego pola. Ciecze elektroreologiczne mogą być jedno- i dwufazowe, zaś magnetoreologiczne jedynie dwufazowe. Ciecze jednoi dwufazowe znacznie różnią się od siebie składem. Rys. 6. Ferromagnetyk pod działaniem pola magnetycznego [http://pl.wikipedia.org/wiki/Ferrofluid] Ciecze jednofazowe są jednorodne (ciecze homogeniczne), a wzrost ich lepkości tłumaczy się zmianą kierunku ustawienia się cząstek polimeru (kształt dysku) pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego. W przypadku cieczy dwufazowych każda z faz (stała i ciekła) charakteryzuje się odmiennymi właściwościami (tab. 1). Do ich klasyfikacji korzysta się ze współczynników określających udział objętościowy i udział masowy cząstek stałych w cieczy bazowej. Oba te współczynniki określają lepkość, gęstość, ciepło właściwe, rozszerzalność cieplną, współczynnik objętościowej rozszerzalności cieplnej. W przypadku zmian lepkości dochodzi do oddziaływania pola na cząstki stałe cieczy, które łączą się w łańcuchy, co powoduje zwiększenie oporu przepływu fazy ciekłej. Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM Justyna Barska, Sylwester Kłysz 12 Tabela 1 Właściwości cieczy elektroreologicznych [3] Właściwości Wartości parametrów Ciecze jednofazowe Temperatura pracy 10÷120 ºC Czas reakcji na obecność pola elektrycznego 10÷80 ms Lepkość dynamiczna przy braku pola elektrycznego 1÷100 Pa·s Max. naprężenie styczne 1,5÷5 kPa Max. natężenie pola elektrycznego 4 kV/mm Ciecze dwufazowe Temperatura pracy -30÷120 ºC Wymiary cząstek 0,1÷100 μm Zawartość fazy stałej φ0 = 0,05÷0,5; φw = 0,2÷0,8 Czas reakcji na obecność pola elektrycznego 2÷5 ms Lepkość dynamiczna przy braku pola elektrycznego 0,1÷10 Pa·s Gęstość 1000÷2000 kg/m Max. naprężenie styczne <2 kPa Max. natężenie pola elektrycznego 6 kV/mm 3 Ciecze elektroreologiczne jednofazowe stanowią zazwyczaj polimerowe ciekłe kryształy i mieszaniny polimerowe, a dwufazowe – materiały organiczne naturalne i wytworzone (skrobia, celuloza, polianilina, polipirol) oraz nieorganiczne (tlenki metali, szkło, krzemionka, zeolity). W celu zwiększenia efektywności oddziaływania pola elektrycznego w procesie produkcyjnym stosowane są dodatki, które mogą stanowić do 3% ich objętości. Ogranicza to również możliwość aglomeracji i sedymentacji. Ciecze magnetoreologiczne natomiast stanowią zawiesiny (ciecze magnetyczne) lub koloidy (ciecze ferromagnetyczne) (tab. 2). W produkcji tych materiałów w fazie ciekłej, w obu przypadkach, stosuje się olej silnikowy bądź wodę. W fazie stałej stosuje się cząstki kobaltu, żelaza bądź ich stopów (magnetyki) lub tlenki żelaza (ferromagnetyki). Również tutaj stosuje się dodatki, które zapobiegają aglomeracji, sedymentacji i korozji. Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM Materiały funkcjonalne wytwarzane w skali przemysłowej 13 Tabela 2 Charakterystyka cieczy magnetoreologicznych [3] Typ cieczy magnetoreologicznej Ferromagnetyczna Magnetyczna Faza stała Fe3O4 żelazo, kobalt Faza ciekła woda, gliceryna, olej woda, olej Średnica cząstek 3÷15 nm 0,5÷10 μm Magnetyzacja nasycenia do 0,15 T do 1,3 T 3 Gęstość 850÷1600 kg/m 1500÷3500 kg/m Naprężenie styczne 1÷5 kPa 10÷100 kPa Temperatura pracy -20÷150 ºC -20÷150 ºC Zawartość cząstek stałych φ0 = 0,1÷0,3; φw = 0,3÷0,5 φ0 = 0,2÷0,4; φw = 0,6÷0,85 Natężenie pola magnetycznego 100÷250 kA/m 100÷250 kA/m Czas reakcji 5 ms 10 ms Odporność na zanieczyszczenia mała duża 3 W celu scharakteryzowania cieczy reologicznych korzysta się z określenia ich lepkości, lepkosprężystości oraz lepkoplastyczności. Ciecze lepkie i lepkoplastyczne stosowane są w sprzęgłach, hamulcach, amortyzatorach czy tłumikach obrotowych. W przypadku cieczy lepkosprężystych zastosowanie obejmuje tłumiki przeznaczone do tłumienia drgań o małej amplitudzie i wysokiej częstotliwości. Inne zastosowania obejmują m.in. systemy ochrony mostów wiszących przed podmuchami wiatru, absorbery i dyssypatory energii, systemy lądowania samolotów, prasy automatyczne, zawory dławiące, systemy ochrony wysokich budynków przed trzęsieniami ziemi czy urządzenia medyczne i sportowe. 5. Luminofory Materiały luminescencyjne emitują światło, które jest określane jako nadmiar -10 promieniowania nad promieniowaniem temperaturowym (trwa dłużej niż 10 s). Proces ten odbywa się tylko wtedy, gdy substancje są odpowiednio przygotowane i dobrane. Do tworzenia materiałów luminescencyjnych wykorzystuje się trzy składniki: substancję podstawową, topnik i aktywator. Na substancję podstawową składają się najczęściej sole krystaliczne, które są zmieszane w odpowiednim stosunku wagowym, a następnie spiekane w temperaturze 1000÷1500 K. Topnik Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM 14 Justyna Barska, Sylwester Kłysz i aktywator po wprowadzeniu do centrum luminescencyjnego oddziałują na barwę emitowanego światła (podczas absorpcji kwantów energii). Materiały luminescencyjne można podzielić ze względu na rodzaj luminescencji [4, 5]: 1) fotoluminescencja – wzbudzana promieniowaniem widzialnym lub nadfioletowym, 2) elektroluminescencja – wzbudzana różnicą potencjałów, 3) luminescencja wzbudzana przez szybkie cząsteczki – w zależności od rodzaju cząstek rozróżnia się katodoluminescencję, radioluminescencję oraz rentgenoluminescencję, 4) luminescencja wzbudzana termicznie lub optycznie, 5) chemiluminescencja i bioluminescencja – wzbudzana reakcją chemiczną w materii nieorganicznej lub organizmach żywych, 6) tryboluminescencja – wzbudzana mechanicznie, 7) sonoluminescencja – wzbudzana ultradźwiękami. Na skalę przemysłową najczęściej produkowane są materiały foto- i elektroluminescencyjne. W przypadku materiałów fotoluminescencyjnych następuje fluoro- i fosforescencja. O fluorescencji mówimy wtedy, gdy emisja występuje przy jednym lub kilku przejściach spontanicznych, jak i po zaprzestaniu absorpcji kwantów energii. W tej formie świecenie występuje jedynie ułamki sekundy. Jednak zjawisko to znalazło zastosowanie m.in. w mikroskopach fluorescencyjnych, ekranach oscyloskopowych i rentgenowskich, licznikach scyntylacyjnych, elektronicznych maszynach liczących oraz w lampach fluorescencyjnych. Fosforescencja następuje wtedy, gdy układ przechodzi przez stan nietrwały, po czym powraca do stanu wzbudzonego, pobierając energię z otaczającego go ośrodka. Długość emisji światła jest tu o wiele dłuższa – od kilku minut do tygodni. Jest to uzależnione od temperatury i rodzaju substancji oraz technologii jej wytwarzania i spiekania. Substancje te stosuje się m.in. w przyrządach pomiarowych, cyferblatach czy na powierzchni znaków drogowych. Elektroluminescencja jest procesem zachodzącym „na skutek relaksacji układu fizycznego ze stanu o większej energii do stanu o mniejszej energii” [6]. Promieniowanie to występuje w postaci charakterystycznego widma liniowego, dzięki różnicy energii, która jest ściśle określona. Do wzbudzenia układu stosuje się bezpośredni przepływ prądu elektrycznego. Najczęściej stosowanymi obiektami wykorzystującymi efekt elektroluminescencji są diody, które montuje się w sygnalizacjach świetlnych, lampach ulicznych, podświetleniu mostów i budynków, oświetleniu domowym, ekranach LED, jak i w wielu urządzeniach stosowanych w medycynie i motoryzacji. Przynależność do klas energetycznych różnych źródeł światła przedstawia rys. 7. Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM Materiały funkcjonalne wytwarzane w skali przemysłowej 15 Rys. 7. Przynależność do klas energetycznych różnych źródeł światła [http://www.elektroonline.pl/a/4603,Efektywnosc-energetyczna-w-elektroniceuzytkowej] 6. Pozostałe zastosowania Poza wymienionymi wcześniej materiałami coraz częściej w przemyśle wykorzystuje się materiały ceramiczne. Opcja ta wiąże się z eliminacją potrzeby stosowania układów kontrolnych i wykonawczych. Pod wpływem zewnętrznej stymulacji zachodzi samoistna reakcja złożonej wielkości w pożądanym, wąskim zakresie. Zastosowanie inteligentnych materiałów ceramicznych obejmuje przemysł oświetleniowy (diody, ogniwa fotoelektryczne), chłodniczy (chłodziarka termoelektryczna) czy też niekonwencjonalnych źródeł energii (termoelektryczny generator prądu, wysokotemperaturowe ogniwo paliwowe). Materiały te stosuje się również w układach mikroelektromechanicznych MEMS, w których elementy mechaniczne i elektroniczne są zintegrowane na wspólnym podłożu (rys. 8). Kolejną grupę materiałów funkcjonalnych stanowią polimery. W tym przypadku właściwości funkcjonalne opierają się na upodobnieniu do właściwości diod świecących LED (diody polimerowe i wyświetlacze polimerowe). Zakres zastosowania tego materiału obejmuje sensory i aktywatory, a należą do nich m.in. podwodne przekaźniki akustyczne, monitory sejsmiczne, sztuczne mięśnie i organy, mikrofony, pompy, wysokociśnieniowe wtryskiwacze, inteligentna skóra oraz przyrządy do monitorowania przepływu krwi i obrazowania medycznego. Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM 16 Justyna Barska, Sylwester Kłysz Rys. 8. Czujnik pomiarowy MEMS [http://sbanalyzer.pl/dobor-czujnikow-pomiarowych/] W przypadku materiałów kompozytowych najczęściej dodatkowy składnik stanowią nanorurki węglowe. Dzięki ich zastosowaniu materiały zostają wzmocnione, a ich właściwości wielokrotnie zwiększone. Do szczególnych właściwości inteligentnych materiałów kompozytowych wzmacnianych nanorurkami węglowymi należą: 1) zwiększona przewodność elektryczna, 2) ognioodporność i ograniczenie ryzyka eksplozji w środowisku łatwopalnym, 3) zapobieganie odchylaniu się ładunków, 4) zapobieganie interferencji promieniowania magnetycznego, 5) wysoka ciągliwość, 6) wysoka przewodność cieplna, 7) duża stabilność cieplna. 7. Podsumowanie Każda z wymienionych grup materiałów funkcjonalnych ma szeroki zakres zastosowań. Dzięki nim nastąpił postęp w rozwoju technologii. Stykamy się z nimi na każdym kroku, a należy zaznaczyć, że wciąż prowadzone są nad nimi badania. Wraz z rozwijającą się technologią i możliwościami obliczeniowymi odkryte zostaną najprawdopodobniej jeszcze liczne zastosowania tych charakterystycznych materiałów. Należy mieć tylko nadzieję, że naukowcy i producenci nie będą Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM Materiały funkcjonalne wytwarzane w skali przemysłowej 17 podchodzić do tych badań sceptycznie, jak czyniono to w przeszłości, niekiedy hamując rozwój i kwestionując znaczenie materiałów funkcjonalnych. Literatura 1. Bojarski Z., Morawiec H.: Metale z pamięcią kształtu. Wydawnictwo PWN, Warszawa 1989. 2. Kuś K., Kłysz S.: Investigation of thermal transformation properties under different annealing conditions of Ni-Ti shape memory alloy. Biuletyn WAT, s. 245-255, Warszawa 2012. 3. Dudziński M., Kiljański T., Sęk J.: Podstawy reologii i reometrii płynów. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 2009. 4. Dobrzański L.A.: Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe. Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2006. 5. Firszt F.: Luminescencja mieszanych kryształów Zn1-xMgxSe. Wydawnictwo Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń 1999. 6. Gooch C.H.: Przyrządy elektroluminescencyjne ze złączem p-n. Wydawnictwo WNT, Warszawa 1977. Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM 18 Justyna Barska, Sylwester Kłysz Unauthenticated Download Date | 7/19/17 12:04 AM
