Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Экологические требования к выбору материалов

Материалы влияют на функционирование продукта, его прочность, его внешний вид и ряд других характеристик. При первоначальном проектировании продукта при выборе материала учитываются следующие показатели:

1. Физические свойства материала (прочность, электропроводность, коэффициент отражения и др.);

2. Химические свойства материала (растворимость, химическая агрессивность, т.е. способность вступать в реакцию с другими веществами, изменение химических свойств под действием света и др.);

3. Стоимость материала (издержки);

4. Опасность материала для работников, населения и всех компонентов окружающей среды (степень его токсичности, способность к аккумуляции в организме и др.); Агенством по охране окружающей среды разработана программа «Промышленная токсичность», направленная на сокращение применения в промышленности ряда опасных веществ.

К химическим веществам, применение которых ограничено или полностью запрещено в странах Евросоюза, относятся: бензол, хром и его соединения, дихлорметан, ртуть и ее соединения, кадмий и его соединения, хлороформ, цианиды, свинец и его соединения, ксилолы, трихлорэтан, четыреххлористый углерод и др. Следует ограничивать применение радионуклидов, т.к. они представляют угрозу для здоровья человека. Тем не менее, радионуклиды в небольших количествах широко используются для производства светящихся приборов (например, часов), электроники, детекторах дыма, в медаппаратуре и др.

5. Ограничение предложения материала на рынке (в избытке тот или материал или наблюдается дефицит);

6. Возможность рециклировать отходы, содержащие используемый материал;

7. Возможность легкой замены материала без значительных издержек производства и отрицательных экологических последствий;

8. незначительное количество энергии, затрачиваемой при добыче, переработке материала (т.е. энергоемкость материала).

Найти такой материал, который удовлетворял бы всем требованиям очень трудно. Например, компания SONY длительное время пытаются найти альтернативу тем материалам, которые широко используются для пайки деталей в электронных приборах. Микрочипы, конденсаторы, резисторы и другие электронные детали прикрепляются к месту при помощи припоя – легкого сплава, содержащего по весу примерно 60% олова 40% свинца. Из-за токсичности свинца десять лет велась работа по разработке безсвинцового припоя. В 1999 году специалисты SONY получили такой припой: 93,4% олова, 2% серебра, 4% висмута, 0,5 % меди, 0,1 % германия. Полученный материал хорошо выполняет функцию спаивания, он не токсичен. Однако, в состав нового припоя входят такие компоненты, предложение на рынке которых в ближайшем будущем будет сильно ограничено. Мировое производство сырого олова составляет 200000 тн, около 21% из них используется для изготовления сплава (60Sn|40Pb). Если новый сплав полностью заменил этот сплав, то расход олова на производства сплава увеличился бы до 33%. Использование серебра увеличилось бы на 11%, висмута – на 89%, германия – почти на 100%. Это привело бы к существенному расширению добычи этих элементов. Еще более серьезную проблему представляет то, что период истощения всех компонентов в настоящее время достаточно короток и стал бы еще короче при новых темпах потребления.

Как показывает таблица, серебро, висмут и германий имели бы номинальный период истощения менее 20 лет, что является не очень заманчивой перспективой для новой технологии. Кроме того, есть еще одно обстоятельство, тормозящее широкое внедрение нового припоя. Если олово, серебро, медь получают из собственных руд, то висмут получают из свинцовых руд, т.е. производство висмута, требует добычи еще большего количества свинцовых руд.

Таким образом, несмотря на идеальные свойства нового припоя, его внедрение вряд ли будет реализовано, из-за ограниченности предлагаемых для использования веществ и расширения добычи свинцовых руд.