Մի քանի բաղադրիչների վրա հիմնված նյութեր, որոնք որոշում են դրանց գործառնական և տեխնոլոգիական բնութագրերը: Կոմպոզիտները հիմնված են մետաղի, պոլիմերի կամ կերամիկայի վրա հիմնված մատրիցայի վրա: Լրացուցիչ ամրացումն իրականացվում է լցոնիչների միջոցով մանրաթելերի, բեղերի և տարբեր մասնիկների տեսքով:

Արդյո՞ք կոմպոզիտները ապագան են:

Պլաստիկություն, ամրություն, կիրառման լայն շրջանակ՝ ահա թե ինչն է առանձնացնում ժամանակակից կոմպոզիտային նյութերը: Ի՞նչ է դա արտադրության առումով: Այս նյութերը բաղկացած են մետաղական կամ ոչ մետաղական հիմքից: Ավելի մեծ ամրության փաթիլներ օգտագործվում են նյութը ամրապնդելու համար: Դրանցից են պլաստմասսա, որը ամրացված է բորով, ածխածնով, ապակե մանրաթելերով կամ ալյումինով, ամրացված պողպատե կամ բերիլիումի թելերով։ Եթե ​​դուք համատեղում եք բաղադրիչների պարունակությունը, ապա կարող եք ստանալ տարբեր ամրության, առաձգականության, հղկող նյութերի նկատմամբ դիմադրողականության կոմպոզիտներ:

Հիմնական տեսակները

Կոմպոզիտների դասակարգումը հիմնված է դրանց մատրիցի վրա, որը կարող է լինել մետաղական կամ ոչ մետաղական: Ալյումինի, մագնեզիումի, նիկելի և դրանց համաձուլվածքների վրա հիմնված մետաղական մատրիցով նյութերը լրացուցիչ ամրություն են ձեռք բերում թելքավոր նյութերի կամ հրակայուն մասնիկների շնորհիվ, որոնք չեն լուծվում հիմնական մետաղում։

Ոչ մետաղական մատրիցով կոմպոզիտները հիմնված են պոլիմերների, ածխածնի կամ կերամիկայի վրա: Պոլիմերային մատրիցներից առավել տարածված են էպոքսիդը, պոլիամիդը և ֆենոլ-ֆորմալդեհիդը։ Կոմպոզիցիայի ձևը տրվում է մատրիցով, որը հանդես է գալիս որպես մի տեսակ կապող: Նյութերն ամրացնելու համար օգտագործվում են մանրաթելեր, քարշակներ, թելեր, բազմաշերտ գործվածքներ։

Կոմպոզիտային նյութերի արտադրությունը հիմնված է հետևյալ տեխնոլոգիական մեթոդների վրա.

• ամրապնդող մանրաթելերի ներծծում մատրիցային նյութով;
• կաղապարում ամրապնդող ժապավենների և մատրիցայի կաղապարում;
• Բաղադրիչների սառը սեղմում հետագա սինթինգով;
• մանրաթելերի էլեկտրաքիմիական ծածկույթ և հետագա սեղմում;
• մատրիցի նստեցումը պլազմայի ցողման և հետագա սեղմման միջոցով:

Ի՞նչ կարծրացուցիչ:

Կոմպոզիտային նյութերը կիրառել են բազմաթիվ ոլորտներում: Ինչ է դա, մենք արդեն ասել ենք։ Սրանք մի քանի բաղադրիչների վրա հիմնված նյութեր են, որոնք պարտադիր ամրացվում են հատուկ մանրաթելերով կամ բյուրեղներով։ Ինքնին կոմպոզիտների ուժը նույնպես կախված է մանրաթելերի ամրությունից և առաձգականությունից: Կախված կարծրացուցիչի տեսակից, բոլոր կոմպոզիտները կարելի է բաժանել.

• ապակե մանրաթելերի վրա;
• ածխածնային մանրաթելեր ածխածնային մանրաթելերով;
• բորի մանրաթելեր;
• օրգան մանրաթելեր.

Ամրացնող նյութերը կարելի է շարել երկու, երեք, չորս կամ ավելի թելերով, որքան շատ լինեն, այնքան ավելի ամուր և հուսալի կոմպոզիտային նյութերը կգործեն:

փայտի կոմպոզիտներ

Առանձին-առանձին, հարկ է նշել փայտի կոմպոզիտը: Այն ստացվում է հումքի տարբեր տեսակների համադրմամբ, մինչդեռ փայտը հանդես է գալիս որպես հիմնական բաղադրիչ։ Ամեն փայտ-պոլիմերային կոմպոզիտբաղկացած է երեք տարրերից.

• մանրացված փայտի մասնիկներ;
• ջերմապլաստիկ պոլիմեր (PVC, պոլիէթիլեն, պոլիպրոպիլեն);
• քիմիական հավելումների համալիր մոդիֆիկատորների տեսքով - դրանք նյութի բաղադրության մեջ մինչև 5% են:

Փայտի կոմպոզիտների ամենատարածված տեսակը կոմպոզիտային տախտակն է: Նրա յուրահատկությունը կայանում է նրանում, որ այն համատեղում է ինչպես փայտի, այնպես էլ պոլիմերների հատկությունները, ինչը զգալիորեն ընդլայնում է դրա կիրառման շրջանակը: Այսպիսով, տախտակն առանձնանում է իր խտությամբ (դրա ցուցիչի վրա ազդում է բազային խեժը և փայտի մասնիկների խտությունը), լավ դիմադրություն ճկմանը: Միևնույն ժամանակ նյութը էկոլոգիապես մաքուր է, պահպանում է հյուսվածքը, գույնը և բույրը: բնական փայտ. Կոմպոզիտային տախտակների օգտագործումը բացարձակապես անվտանգ է: Պոլիմերային հավելումների շնորհիվ կոմպոզիտային տախտակը ձեռք է բերում մաշվածության և խոնավության դիմադրության բարձր մակարդակ: Այն կարող է օգտագործվել տեռասների, այգիների ուղիների ավարտման համար, նույնիսկ եթե դրանք ունեն մեծ բեռ:

Արտադրության առանձնահատկությունները

Փայտի կոմպոզիտները հատուկ կառուցվածք ունեն՝ շնորհիվ դրանցում պոլիմերային հիմքի և փայտի համադրության։ Այս տեսակի նյութերից կարելի է նշել տարբեր խտության տախտակներ, կողմնորոշված ​​չիպսերից և փայտ-պոլիմերային կոմպոզիտից պատրաստված տախտակներ: Կոմպոզիտային նյութերի արտադրություն այս տեսակիիրականացվում է մի քանի փուլով.

1. Փայտը մանրացված է: Դրա համար օգտագործվում են ջարդիչներ: Մանրացնելուց հետո փայտը զտվում է և բաժանվում է ֆրակցիաների: Եթե ​​հումքի խոնավությունը 15%-ից բարձր է, այն պետք է չորացնել։
2. Հիմնական բաղադրիչները դոզավորված են և խառնվում են որոշակի համամասնություններով:
3. Պատրաստի արտադրանքը սեղմվում և ձևավորվում է շնորհանդես ստանալու համար:

Հիմնական բնութագրերը

Մենք նկարագրել ենք ամենատարածված պոլիմերային կոմպոզիտային նյութերը: Ինչ է դա հիմա պարզ է: Շերտավոր կառուցվածքի շնորհիվ հնարավոր է յուրաքանչյուր շերտ ամրացնել զուգահեռ շարունակական մանրաթելերով։ Առանձին-առանձին հարկ է նշել ժամանակակից կոմպոզիտների բնութագրերը, որոնք տարբերվում են.

• ժամանակավոր դիմադրության և տոկունության սահմանի բարձր արժեքը.
• առաձգականության բարձր մակարդակ;
• ուժ, որը ձեռք է բերվում շերտերի ամրապնդմամբ;
• Կոշտ ամրապնդող մանրաթելերի շնորհիվ կոմպոզիտները բարձր դիմացկուն են առաձգական սթրեսների նկատմամբ:

Մետաղների վրա հիմնված կոմպոզիտները բնութագրվում են բարձր ամրությամբ և ջերմակայունությամբ, մինչդեռ դրանք գործնականում ոչ առաձգական են: Մանրաթելերի կառուցվածքի շնորհիվ կրճատվում է ճաքերի տարածման արագությունը, որոնք երբեմն հայտնվում են մատրիցայում։

Պոլիմերային նյութեր

Պոլիմերային կոմպոզիտները ներկայացված են տարբեր տարբերակներով, ինչը մեծ հնարավորություններ է բացում դրանց օգտագործման տարբեր ոլորտներում՝ ստոմատոլոգիայից մինչև ավիացիոն սարքավորումների արտադրություն: Պոլիմերային հիմքով կոմպոզիտները լցված են տարբեր նյութերով։

Օգտագործման առավել հեռանկարային ոլորտները կարելի է համարել շինարարությունը, նավթագազային արդյունաբերությունը, ավտոմոբիլային և երկաթուղային տրանսպորտի արտադրությունը։ Հենց այս արդյունաբերություններին է բաժին ընկնում պոլիմերային կոմպոզիտային նյութերի օգտագործման մոտ 60%-ը:

Բարձր կայունության շնորհիվ պոլիմերային կոմպոզիտներկոռոզիայից, արտադրանքի հարթ և խիտ մակերեսը, որոնք ստացվում են ձուլման արդյունքում, մեծացնում է վերջնական արտադրանքի շահագործման հուսալիությունը և ամրությունը:

Դիտարկենք հայտնի տեսակները

ապակեպլաստե

Այս կոմպոզիտային նյութերն ամրացնելու համար օգտագործվում են հալված անօրգանական ապակուց ձևավորված ապակե մանրաթելեր: Մատրիցը հիմնված է ջերմակայուն սինթետիկ խեժերի և ջերմապլաստիկ պոլիմերների վրա, որոնք բնութագրվում են բարձր ամրությամբ, ցածր ջերմահաղորդականությամբ, բարձր էլեկտրական մեկուսիչ հատկություններ. Սկզբում դրանք օգտագործվել են գմբեթավոր կառույցների տեսքով ալեհավաքների ռադոմների արտադրության մեջ։ IN ժամանակակից աշխարհապակեպլաստե ապակեպլաստե լայնորեն օգտագործվում է շինարարական արդյունաբերություն, նավաշինություն, կենցաղային տեխնիկայի և սպորտային իրերի արտադրություն, ռադիոէլեկտրոնիկա։

Շատ դեպքերում, ապակեպլաստե արտադրվում է sputtering հիման վրա: Այս մեթոդը հատկապես արդյունավետ է փոքր և միջին արտադրության մեջ, օրինակ՝ նավակների պատյաններ, նավակներ, խցիկներ ավտոմոբիլային տրանսպորտ, երկաթուղային վագոններ։ Թրթռման տեխնոլոգիան հարմար է, քանի որ այն չի պահանջում ապակե նյութի կտրում:

CFRP

Պոլիմերների վրա հիմնված կոմպոզիտային նյութերի հատկությունները հնարավորություն են տալիս դրանք օգտագործել տարբեր ոլորտներում։ Նրանք որպես լցոնիչ օգտագործում են ածխածնի մանրաթելեր, որոնք ստացվում են ցելյուլոզայի հիման վրա սինթետիկ և բնական մանրաթելերից, սկիպիդարներից: Մանրաթելը ջերմային մշակվում է մի քանի փուլով. Համեմատած ապակեպլաստե, ածխածնային մանրաթելն առանձնանում է նյութի ավելի ցածր խտությամբ և ավելի բարձր թեթևությամբ և ամրությամբ: Ածխածնային մանրաթելային պլաստմասսաների եզակի գործառնական հատկությունների շնորհիվ դրանք օգտագործվում են մեքենաշինության և հրթիռաշինության, տիեզերական և բժշկական սարքավորումների, հեծանիվների և սպորտային սարքավորումների արտադրության մեջ:

Բորոպլաստիկա

Սրանք բազմաբաղադրիչ նյութեր են, որոնք հիմնված են ջերմակայուն պոլիմերային մատրիցում ներմուծված բորի մանրաթելերի վրա: Ինքնին մանրաթելերը ներկայացված են մոնաթելերով, կապոցներով, որոնք հյուսված են օժանդակ ապակե թելով։ Թելերի բարձր կարծրությունը ապահովում է նյութի ամրությունը և դիմադրությունը ագրեսիվ գործոններին, բայց միևնույն ժամանակ, բորոպլաստիկները փխրուն են, ինչը բարդացնում է մշակումը։ Բորի մանրաթելերը թանկ են, ուստի բորի պլաստիկի շրջանակը սահմանափակվում է հիմնականում ավիացիոն և տիեզերական արդյունաբերությամբ:

Օրգանոպլաստիկա

Այս կոմպոզիտներում լցանյութերը հիմնականում սինթետիկ մանրաթելեր- ամրագոտիներ, թելեր, գործվածքներ, թուղթ: Այս պոլիմերների առանձնահատուկ հատկություններից կարելի է նշել ցածր խտություն, թեթևություն՝ համեմատած ապակու և ածխածնային մանրաթելերով ամրացված պլաստմասսայի հետ, բարձր առաձգական ուժ և բարձր դիմադրություն հարվածների և դինամիկ բեռների նկատմամբ: Այս կոմպոզիտային նյութը լայնորեն օգտագործվում է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են մեքենաշինությունը, նավաշինությունը, ավտոմոբիլային արդյունաբերությունը, տիեզերական տեխնոլոգիաների արտադրության մեջ և քիմիական ճարտարագիտությունը:

Ո՞րն է արդյունավետությունը:

Կոմպոզիտային նյութերի պատճառով յուրահատուկ կոմպոզիցիակարող է օգտագործվել տարբեր ոլորտներում.

• ավիացիայում՝ ինքնաթիռների և շարժիչի մասերի արտադրության մեջ.
• տիեզերական տեխնոլոգիա՝ տաքացվող տրանսպորտային միջոցների կրող կառուցվածքների արտադրության համար.
• ավտոմոբիլային արդյունաբերություն ստեղծելու թեթև մարմիններ, շրջանակներ, վահանակներ, բամպերներ;
• հանքարդյունաբերություն հորատման գործիքների արտադրության մեջ.
• ինժեներաբարձրահարկ շենքերի վրա կամուրջների, հավաքովի կառույցների տարրեր ստեղծելու համար։

Կոմպոզիտների օգտագործումը թույլ է տալիս բարձրացնել շարժիչների, էլեկտրակայանների հզորությունը՝ միաժամանակ նվազեցնելով մեքենաների և սարքավորումների քաշը։

Ի՞նչ հեռանկարներ կան:

Ռուսական արդյունաբերության ներկայացուցիչների կարծիքով, կոմպոզիտային նյութը պատկանում է նոր սերնդի նյութերին։ Նախատեսվում է, որ մինչև 2020 թվականը կավելանան կոմպոզիտային արդյունաբերության արտադրանքի ներքին արտադրության ծավալները։ Երկրում արդեն իրականացվում են նոր սերնդի կոմպոզիտային նյութերի մշակմանն ուղղված փորձնական ծրագրեր։

Կոմպոզիտների օգտագործումը նպատակահարմար է տարբեր ոլորտներում, բայց առավել արդյունավետ է այն ոլորտներում, որոնք առնչվում են բարձր տեխնոլոգիաներ. Օրինակ, այսօր ոչ մի ինքնաթիռ չի ստեղծվում առանց կոմպոզիտների օգտագործման, և դրանցից ոմանք օգտագործում են պոլիմերային կոմպոզիտների մոտ 60% -ը:

Տարբեր ամրապնդող տարրերի և մատրիցների համակցման հնարավորության շնորհիվ հնարավոր է ձեռք բերել որոշակի բնութագրերի հավաքածու ունեցող կոմպոզիցիա: Իսկ դա իր հերթին հնարավորություն է տալիս օգտագործել այդ նյութերը տարբեր ոլորտներում։

Ես նվիրել եմ կոմպոզիտային նյութերի պատմությանը։ Ես շարունակում եմ իմ ազատ ժամանակը զբաղեցնել այս թեմայով և այսօր ուզում եմ մի փոքր խոսել պոլիմերային կոմպոզիտների միջոցով նախատիպի ձևավորման պայմանների և տեխնոլոգիաների մասին: Եթե ​​երկար ձմեռային երեկոներին անելիք չունեք, ապա միշտ կարող եք ածխածնային մանրաթելից գործվածքից պատրաստել սնոուբորդ, մոտոցիկլետի պատյան կամ սմարթֆոնի պատյան։ Իհարկե, գործընթացը կարող է ավելի թանկ լինել, քան պատրաստի արտադրանք գնելը, բայց հետաքրքիր է ինչ-որ բան պատրաստել սեփական ձեռքերով:

Կտրվածքի տակ - կոմպոզիտային նյութերից արտադրանքի արտադրության մեթոդների ակնարկ: Շնորհակալ կլինեմ, եթե ինձ ավելացնեք մեկնաբանություններում, որպեսզի արդյունքն ավելի ամբողջական գրառում լինի։

Կոմպոզիտային նյութը ստեղծվում է առնվազն երկու բաղադրիչից, որոնց միջև հստակ սահման կա: Կան շերտավոր կոմպոզիտային նյութեր - օրինակ, նրբատախտակ: Բոլոր մյուս կոմպոզիտներում բաղադրիչները կարելի է բաժանել մատրիցայի, կամ կապի, և ամրապնդող տարրերի՝ լցոնիչների: Կոմպոզիտները սովորաբար բաժանվում են ըստ ամրապնդող լցոնիչի կամ մատրիցային նյութի տեսակի: Կոմպոզիտների օգտագործման մասին ավելին կարող եք կարդալ գրառման մեջ, իսկ այս գրառումը կոմպոզիտներից արտադրանք պատրաստելու մեթոդների մասին է:

ձեռքով ձուլում

Միայնակ իրերի արտադրության դեպքում ամենատարածված մեթոդը ձեռքով ձուլումն է: Պատրաստված մատրիցայի վրա կիրառվում է գելային ծածկույթ՝ ամրացված նյութի արտաքին մասում լավ հարդարում ստանալու համար, որը նաև թույլ է տալիս ընտրել արտադրանքի գույնը: Այնուհետև մատրիցայի մեջ տեղադրվում է լցոնիչ, օրինակ, ապակեպլաստե և ներծծվում է կապակցիչով: Մենք հեռացնում ենք օդային փուչիկները, սպասում ենք, մինչև ամեն ինչ սառչի, և այն զտում ենք ֆայլով՝ կտրատել, փորել և այլն։

Այս մեթոդը լայնորեն կիրառվում է մեքենաների, մոտոցիկլետների և մոպեդների մարմնի մասեր ստեղծելու համար։ Այսինքն՝ թյունինգի համար այն դեպքերում, երբ այն չի սահմանափակվում թաղանթ «ածխածնի տակ» կպցնելով։

Սրսկում

Սփրելու համար անհրաժեշտ չէ կտրել ապակե նյութը, փոխարենը պահանջում է հատուկ սարքավորումների օգտագործում: Այս մեթոդը հաճախ օգտագործվում է մեծ առարկաների հետ աշխատելու համար, ինչպիսիք են նավակները, տրանսպորտային միջոցները և այլն: Նույն ձևով, ինչպես ձեռքի ձուլման դեպքում, նախ կիրառվում է գելային ծածկույթը, ապա ապակու նյութը։

RTM (ներարկում)

Փակ կաղապարի մեջ պոլիեսթեր խեժի ներարկման մեթոդով օգտագործվում է գործիքակազմ մատրիցայից և փոխադարձ կաղապար՝ դակիչ։ Ապակե նյութը տեղադրվում է մատրիցայի և փոխադարձ ձևի միջև, այնուհետև ճնշման տակ ձևի մեջ լցնում են կարծրացուցիչ՝ պոլիեսթեր խեժ: Եվ, իհարկե, պնդացումից հետո ֆայլով ավարտելը ճաշակի է:

Վակուումային ինֆուզիոն

Վակուումային ինֆուզիոն մեթոդը պահանջում է տոպրակ, որի մեջ վակուում է ստեղծվում՝ օգտագործելով պոմպ: Փաթեթն ինքնին պարունակում է ամրապնդող նյութ, որի ծակոտիները օդը դուրս մղելուց հետո լցվում են հեղուկ կապող նյութով։

Օրինակ մեթոդ է սքեյթբորդ պատրաստելը:

ոլորուն

Կոմպոզիտների փաթաթման մեթոդը հնարավորություն է տալիս սեղմված գազի համար ծայրահեղ թեթև բալոններ պատրաստել, որոնց համար օգտագործվում է մինչև 2-5 մթնոլորտ պոմպացված PET ներդիր, ինչպես նաև նավթարդյունաբերության, քիմիական արդյունաբերության և կոմունալ արդյունաբերության մեջ օգտագործվող կոմպոզիտային խողովակներ: Անվանումից հեշտ է հասկանալ, որ ապակեպլաստե պտտվում է շարժվող կամ անշարժ առարկայի շուրջ:

Տեսանյութում - փուչիկի վրա ապակեպլաստե ոլորելու գործընթացը:

պուլտրուզիա

Պուլտրուզիան «քաշում» է։ Այս մեթոդով կա կոմպոզիտային նյութը քաշող մեքենայի միջոցով քաշելու շարունակական գործընթաց: Գործընթացի արագությունը րոպեում մինչև 6 մետր է։ Մանրաթելերն անցնում են պոլիմերային բաղնիքով, որտեղ ներծծվում են կապակցիչով, որից հետո անցնում են նախածանցով՝ ստանալով վերջնական տեսք։ Այնուհետև նյութը տաքացվում է կաղապարի մեջ, իսկ ելքի ժամանակ մենք ստանում ենք վերջնական կարծրացած արտադրանքը։

Թիթեղների կույտերի արտադրության գործընթացը պուլտրուզիայի մեթոդով:

ուղղակի սեղմում

Թերմոպլաստիկ արտադրանքները պատրաստվում են կաղապարներում ճնշման տակ: Դրա համար օգտագործվում են բարձր ջերմաստիճանի հիդրավլիկ մամլիչներ 12-ից 100 տոննա ուժով և մոտ 650 աստիճան առավելագույն ջերմաստիճանով։ Այս կերպ, օրինակ, պատրաստվում են պլաստիկ դույլեր։

Ավտոկլավային ձուլում

Ավտոկլավը անհրաժեշտ է տաքացման և մթնոլորտից բարձր ճնշման տակ գործընթացներ իրականացնելու համար՝ ռեակցիան արագացնելու և արտադրանքի բերքատվությունը բարձրացնելու համար։ Կոմպոզիտային նյութերը տեղադրվում են ավտոկլավի ներսում հատուկ ձևաթղթերի վրա:

Կոմպոզիտային արտադրանք

Կոմպոզիտային նյութերը լայնորեն կիրառվում են ինքնաթիռների արդյունաբերության մեջ։ Օրինակ՝ դրանցից կառուցված։

Ավտոարդյունաբերություն

Պրոթեզներ և օրթեզներ.

Եթե ​​ունեք լրացումներ, անպայման գրեք դրանց մասին մեկնաբանություններում։ Շնորհակալություն։

կոմպոզիտային նյութ sudlal, կոմպոզիտային նյութ impex
Կոմպոզիտային նյութ(KM), կոմպոզիտային- արհեստականորեն ստեղծված անհամասեռ պինդ նյութ, որը բաղկացած է երկու կամ ավելի բաղադրիչներից՝ նրանց միջև հստակ միջերեսով. Կոմպոզիտների մեծ մասում (բացառությամբ շերտավորների) բաղադրիչները կարելի է բաժանել մատրիցայի (կամ կապի) և դրանում ներառված ամրապնդող տարրերի (կամ լցոնիչների): Կառուցվածքային կոմպոզիտներում ամրապնդող տարրերը սովորաբար ապահովում են նյութի անհրաժեշտ մեխանիկական բնութագրերը (ուժ, կոշտություն և այլն), իսկ մատրիցը ապահովում է ամրապնդող տարրերի համատեղ աշխատանքը և պաշտպանում դրանք մեխանիկական վնասև ագրեսիվ քիմիական միջավայր:

Կազմի մեխանիկական վարքագիծը որոշվում է ամրապնդող տարրերի և մատրիցայի հատկությունների հարաբերակցությամբ, ինչպես նաև նրանց միջև կապերի ամրությամբ: Ստեղծված արտադրանքի բնութագրերն ու հատկությունները կախված են սկզբնական բաղադրիչների ընտրությունից և դրանց համակցման տեխնոլոգիայից։

Երբ ամրապնդող տարրերը և մատրիցը միավորվում են, ձևավորվում է մի կոմպոզիցիա, որն ունի մի շարք հատկություններ, որոնք արտացոլում են ոչ միայն իր բաղադրիչների սկզբնական բնութագրերը, այլև նոր հատկություններ, որոնք առանձին բաղադրիչներ չունեն: Օրինակ, ամրապնդող տարրերի և մատրիցի միջև միջերեսների առկայությունը զգալիորեն մեծացնում է նյութի ճաքերի դիմադրությունը, իսկ կոմպոզիցիաներում, ի տարբերություն միատարր մետաղների, ստատիկ ուժի աճը չի հանգեցնում նվազման, այլ, որպես կանոն, կոտրվածքի ամրության բնութագրերի բարձրացում:

Կոմպոզիցիա ստեղծելու համար օգտագործվում են մի շարք ամրապնդող լցոնիչներ և մատրիցներ: Սա getinax և textolite ( լամինատներջերմակայուն սոսինձով սոսնձված թղթից կամ գործվածքից), ապակուց և գրաֆիտային պլաստմասից (ապակուց կամ էպոքսիդային սոսինձներով ներծծված գրաֆիտից պատրաստված գործվածք կամ վիրակապ մանրաթել), նրբատախտակ։ Կան նյութեր, որոնցում բարձր ամրության համաձուլվածքներից պատրաստված բարակ մանրաթելը լցված է ալյումինե զանգվածով։ Bulat-ը հնագույն կոմպոզիտային նյութերից է։ այն բարձր ածխածնային պողպատի ամենաբարակ շերտերը (երբեմն թելերը) «սոսնձված» են ցածր ածխածնային փափուկ երկաթով։

Նյութերի գիտնականները փորձարկումներ են անում՝ նպատակ ունենալով ստեղծել ավելի հարմար արտադրության մեջ, հետևաբար ավելին էժան նյութեր. Ուսումնասիրվում են պոլիմերային սոսինձով մեկ զանգվածի մեջ սոսնձված ինքնաբուխ բյուրեղային կառուցվածքներ (ջրում լուծվող սոսինձների հավելումներով ցեմենտներ), կարճ ամրացնող մանրաթելերով ջերմապլաստիկ կոմպոզիցիաներ և այլն։

• 1 Կոմպոզիտների դասակարգում
• 2 Կոմպոզիտային նյութերի առավելությունները
• 3 Կոմպոզիտային նյութերի թերությունները
  • 3.1 Բարձր արժեք
  • 3.2 Հատկությունների անիզոտրոպիա
  • 3.3 Ցածր ազդեցության ուժ
  • 3.4 Բարձր կոնկրետ ծավալ
  • 3.5 Հիգրոսկոպիկություն
  • 3.6 Թունավորություն
  • 3.7 Վատ սպասարկում
• 4 Դիմումներ
  • 4.1 Սպառողական ապրանքներ
  • 4.2 Սպորտային սարքավորումներ
  • 4.3 Բժշկություն
  • 4.4 Մեքենաշինություն
    • 4.4.1 Բնութագիր
    • 4.4.2 Տեխնիկական պայմաններ
    • 4.4.3 Տեխնիկական և տնտեսական առավելությունները
    • 4.4.4 Տեխնոլոգիաների կիրառություններ
  • 4.5 Ավիացիա և տիեզերագնացություն
  • 4.6 Սպառազինություն և ռազմական տեխնիկա
• 5 Տես նաև
• 6 Նշումներ
• 7 Գրականություն
• 8 Հղումներ

Կոմպոզիտների դասակարգում

Կոմպոզիտները սովորաբար դասակարգվում են ըստ ամրապնդող լցանյութի տեսակի.

• թելքավոր (ամրապնդող բաղադրիչ - թելքավոր կառույցներ);
• շերտավոր;
• լցված պլաստմասսա (ամրապնդող բաղադրիչ - մասնիկներ)
  • սորուն (միատարր),
  • կմախք ( սկզբնական կառույցներլցված կապակցիչով):

Նաև կոմպոզիտները երբեմն դասակարգվում են ըստ մատրիցայի նյութի.

• պոլիմերային մատրիցային կոմպոզիտներ,
• կերամիկական մատրիցային կոմպոզիտներ,
• մետաղական մատրիցային կոմպոզիտներ,
• օքսիդ-օքսիդ կոմպոզիտներ.

Կոմպոզիտային նյութերի առավելությունները

CM-ի հիմնական առավելությունն այն է, որ նյութը և կառուցվածքը ստեղծվում են միաժամանակ: Բացառություն են կազմում նախածանցները, որոնք կիսաֆաբրիկատներ են կառուցվածքների արտադրության համար։

Անմիջապես պետք է նշել, որ CM-ները ստեղծվում են այս առաջադրանքների կատարման համար, հետևաբար, դրանք չեն կարող պարունակել բոլոր հնարավոր առավելությունները, բայց նոր կոմպոզիտ նախագծելիս ինժեներն ազատ է նրան սահմանելու բնութագրեր, որոնք զգալիորեն գերազանցում են բնութագրերին: ավանդական նյութերը այս մեխանիզմում այս նպատակն իրականացնելիս, բայց զիջում են դրանց ցանկացած այլ առումներով: Սա նշանակում է, որ KM-ն ավելի լավը չի կարող լինել։ ավանդական նյութամեն ինչում, այսինքն՝ յուրաքանչյուր ապրանքի համար, ինժեներն իրականացնում է բոլոր անհրաժեշտ հաշվարկները և միայն դրանից հետո ընտրում է օպտիմալը արտադրության համար նախատեսված նյութերի միջև։

• բարձր կոնկրետ ուժ (ուժ 3500 ՄՊա)
• բարձր կոշտություն (առաձգականության մոդուլ 130…140 - 240 ԳՊա)
• բարձր մաշվածության դիմադրություն
• բարձր հոգնածության ուժ
• CM-ից հնարավոր է պատրաստել չափային կայուն կառույցներ
• թեթեւացնել

Ավելին, կոմպոզիտների տարբեր դասեր կարող են ունենալ մեկ կամ մի քանի առավելություն: Որոշ օգուտներ հնարավոր չէ ձեռք բերել միաժամանակ:

Կոմպոզիտային նյութերի թերությունները

Կոմպոզիտային նյութերունեն բավականին մեծ թվով թերություններ, որոնք խոչընդոտում են դրանց բաշխմանը։

Բարձր գին

ԿՄ-ի բարձր արժեքը պայմանավորված է արտադրության բարձր գիտական ​​ինտենսիվությամբ, հատուկ թանկարժեք սարքավորումների և հումքի օգտագործման անհրաժեշտությամբ, հետևաբար՝ երկրի զարգացած արդյունաբերական արտադրության և գիտական ​​բազայի հետ։ Այնուամենայնիվ, դա ճիշտ է միայն այն դեպքում, երբ կոմպոզիտները փոխարինում են գունավոր մետաղներից պատրաստված պարզ գլանվածք: Թեթև արտադրանքի դեպքում հաղթող են դառնում բարդ ձևի արտադրանքները, կոռոզիակայուն արտադրանքները, բարձր ամրության դիէլեկտրական արտադրանքները, կոմպոզիտները: Ավելին, կոմպոզիտային արտադրանքի արժեքը հաճախ ավելի ցածր է, քան գունավոր մետաղներից կամ չժանգոտվող պողպատից պատրաստված անալոգները:

Սեփականության անիզոտրոպիա

Անիզոտրոպիան CM հատկությունների կախվածությունն է չափման ուղղության ընտրությունից: Օրինակ, մանրաթելերի երկայնքով միակողմանի ածխածնային մանրաթելի առաձգականության մոդուլը 10-15 անգամ ավելի մեծ է, քան լայնակի ուղղությամբ:

Անիզոտրոպիան փոխհատուցելու համար անվտանգության գործոնը մեծանում է, ինչը կարող է չեզոքացնել CM-ի առավելությունը կոնկրետ ուժով: Նման օրինակ կարող է ծառայել ՄիԳ-29 կործանիչի ուղղահայաց պոչի արտադրության մեջ CM-ի օգտագործման փորձը։ Օգտագործված KM-ի անիզոտրոպիայի պատճառով ուղղահայաց պոչը նախագծվել է անվտանգության գործակիցով, որը 1,5 ավիացիայի ստանդարտ գործոնի բազմապատիկն է, ինչը ի վերջո հանգեցրեց նրան, որ MiG-29-ի կոմպոզիտային ուղղահայաց պոչը պարզվեց. քաշով հավասար լինի դուրալումինից պատրաստված դասական ուղղահայաց պոչի ձևավորմանը:

Այնուամենայնիվ, շատ դեպքերում գույքի անիզոտրոպիան օգտակար է: Օրինակ, ներքին ճնշման տակ աշխատող խողովակները շրջագծային ուղղությամբ երկու անգամ ավելի մեծ լարումներ են կրում առանցքայինի համեմատ: Հետեւաբար, խողովակը պարտադիր չէ, որ բոլոր ուղղություններով ունենա հավասար ուժ: Կոմպոզիտների դեպքում այս պայմանը հեշտությամբ կարելի է ապահովել՝ առանցքայինի համեմատ շրջագծային ուղղությամբ ամրացումը կրկնապատկելով։

Ցածր ազդեցության ուժ

Անվտանգության սահմանը մեծացնելու անհրաժեշտության պատճառը նաև ազդեցության ցածր ուժն է: Բացի այդ, ազդեցության ցածր ուժը մեծ վնաս է հասցնում CM արտադրանքներին, թաքնված թերությունների առաջացման մեծ հավանականություն, որը կարող է հայտնաբերվել միայն գործիքային կառավարման մեթոդներով:

Բարձր կոնկրետ ծավալ

Բարձր կոնկրետ ծավալը զգալի թերություն է CM-ն օգտագործելիս զբաղեցրած ծավալի խիստ սահմանափակումներով տարածքներում: Սա վերաբերում է, օրինակ, գերձայնային ավիացիայի ոլորտին, որտեղ օդանավի ծավալի նույնիսկ աննշան աճը հանգեցնում է ալիքների աերոդինամիկ դիմադրության զգալի աճի:

Հիգրոսկոպիկություն

Կոմպոզիտային նյութերը հիգրոսկոպիկ են, այսինքն՝ հակված են ներծծելու խոնավությունը, ինչը պայմանավորված է ԿՄ-ի ներքին կառուցվածքի դադարով։ Երկարատև շահագործման և ջերմաստիճանի կրկնվող անցումների ժամանակ 0 Ցելսիուսի միջով, CM կառուցվածք ներթափանցող ջուրը ոչնչացնում է CM արտադրանքը ներսից (էֆեկտը իր բնույթով նման է ճանապարհների ոչնչացմանը ոչ սեզոնային պայմաններում): Արդարության համար պետք է նշել, որ նշված թերությունըվերաբերում է առաջին սերունդների կոմպոզիտներին, որոնք ունեին կապող նյութի անբավարար արդյունավետ կպչունություն լցանյութին, ինչպես նաև կապակցող մատրիցայի խոռոչների մեծ ծավալ: Ժամանակակից տեսակներԿոմպոզիտները, որոնք կապակցիչի բարձր կպչունություն ունեն լցանյութին (հասվում է հատուկ քսանյութերի օգտագործմամբ), որոնք ստացվում են վակուումային ձուլման միջոցով նվազագույն քանակությամբ մնացորդային գազի քարանձավներով, ենթակա չեն այս թերությանը, ինչը հնարավորություն է տալիս, մասնավորապես, կառուցել. կոմպոզիտային նավեր, արտադրում են կոմպոզիտային ամրացումներ և կոմպոզիտային հենարաններ օդային գծերէլեկտրահաղորդման գծեր.

Այնուամենայնիվ, CM-ները կարող են կլանել այլ բարձր ներթափանցող հեղուկներ, ինչպիսիք են ավիացիոն կերոսինը կամ այլ նավթամթերքները:

Թունավորություն

Գործողության ընթացքում CM-ները կարող են արտանետել գոլորշիներ, որոնք հաճախ թունավոր են: Եթե ​​արտադրանքը պատրաստված է CM-ից, որը կգտնվի մարդու մոտ (այդպիսի օրինակ կարող է լինել Boeing 787 Dreamliner ինքնաթիռի կոմպոզիտային ֆյուզելյաժը), ապա նյութերը հաստատելու համար պահանջվում են լրացուցիչ ուսումնասիրություններ CM բաղադրիչների ազդեցության վերաբերյալ մարդկանց վրա: օգտագործվում է CM-ի արտադրության մեջ:

Սպասարկման ցածր արտադրություն

Կոմպոզիտային նյութերը կարող են ունենալ ցածր գործառնական արտադրություն, ցածր պահպանման և բարձր արժեքշահագործման. Դա պայմանավորված է հատուկ աշխատատար մեթոդների (և երբեմն ձեռքի աշխատանքի), հատուկ գործիքների օգտագործման անհրաժեշտությամբ՝ CM-ից օբյեկտները վերջնական տեսքի բերելու և վերանորոգելու համար: Հաճախ KM-ի արտադրանքը ընդհանրապես չի ենթարկվում զտման և վերանորոգման:

Օգտագործման ոլորտները

Սպառողական ապրանքներ

• Երկաթբետոնը ամենահին և ամենապարզ կոմպոզիտային նյութերից մեկն է:
• Ձողեր համար ձկնորսությունապակեպլաստե և ածխածնային մանրաթել
• ապակեպլաստե նավակներ
• Ավտոմեքենայի անվադողեր
• Մետաղական կոմպոզիտներ

Սպորտային սարքավորումներ

Կոմպոզիտները ամուր հաստատվել են սպորտում. բարձր նվաճումների համար անհրաժեշտ են բարձր ուժ և ցածր քաշ, իսկ գինը առանձնահատուկ դեր չի խաղում:

• Հեծանիվներ
• Դահուկային տեխնիկա՝ ձողեր և դահուկներ
• Հոկեյի ձողիկներ և չմուշկներ
• Կայակներ, կանոներ և թիակներ
• Մարմնի մասեր մրցարշավային մեքենաների և մոտոցիկլետների համար
• Սաղավարտներ

Բժշկությունը

Ատամների լցոնման նյութ. Պլաստիկ մատրիցը ծառայում է լավ լցունակության համար, ապակու մասնիկների լցոնիչը մեծացնում է մաշվածության դիմադրությունը:

մեքենաշինություն

Մեքենաշինության մեջ կոմպոզիտային նյութերը լայնորեն օգտագործվում են ստեղծելու համար պաշտպանիչ ծածկույթներ շփման մակերեսների վրա, ինչպես նաև ներքին այրման շարժիչների տարբեր մասերի (մխոցներ, միացնող ձողեր) արտադրության համար։

Բնութագրական

Տեխնոլոգիան օգտագործվում է մակերեսների վրա պողպատ-ռետին շփման զույգերով լրացուցիչ պաշտպանիչ ծածկույթներ ձևավորելու համար: Տեխնոլոգիայի կիրառումը հնարավորություն է տալիս մեծացնել ջրային միջավայրում գործող արդյունաբերական սարքավորումների կնիքների և լիսեռների աշխատանքային ցիկլը:

Կոմպոզիտային նյութերը կազմված են մի քանի ֆունկցիոնալ տարբեր նյութերից: Անօրգանական նյութերի հիմքը մագնեզիումի, երկաթի և ալյումինի սիլիկատներն են՝ փոփոխված տարբեր հավելումներով։ Այս նյութերի փուլային անցումները տեղի են ունենում բավականաչափ բարձր տեղական բեռների դեպքում, որոնք մոտ են մետաղի վերջնական ամրությանը: Միաժամանակ բարձր լոկալ բեռների գոտում մակերեսի վրա ձևավորվում է բարձր ամրության կերամիկական շերտ, որի շնորհիվ հնարավոր է փոխել մետաղի մակերեսի կառուցվածքը։

Պոլիտետրաֆտորէթիլենների վրա հիմնված պոլիմերային նյութերը ձևափոխվում են պայթուցիկ նյութերից ստացված գերցրված ադամանդ-գրաֆիտ փոշիներով, ինչպես նաև փափուկ մետաղների գերցրված փոշիներով: Նյութի պլաստիկացումը կատարվում է համեմատաբար ցածր (300 °C-ից պակաս) ջերմաստիճանում։

Բնական ճարպաթթուներից ստացված օրգանոմետաղական նյութերը պարունակում են զգալի քանակությամբ թթվային ֆունկցիոնալ խմբեր։ Դրա շնորհիվ մակերեսային մետաղի ատոմների հետ փոխազդեցությունը կարող է իրականացվել հանգստի ռեժիմում: Շփման էներգիան արագացնում է գործընթացը և խթանում խաչաձեւ կապերի տեսքը:

Տեխնիկական պայմաններ

Պաշտպանիչ ծածկույթը, կախված կոմպոզիտային նյութի բաղադրությունից, կարող է բնութագրվել հետևյալ հատկություններով.

• հաստությունը մինչև 100 մկմ;
• լիսեռի մակերեսի մաքրության դաս (մինչև 9);
• ունեն ծակոտիներ 1-3 մկմ չափերով;
• շփման գործակիցը մինչև 0,01;
• բարձր կպչունություն մետաղի և ռետինի մակերեսին:

Տեխնիկական և տնտեսական առավելությունները

• Տեղական բարձր բեռների գոտում մակերեսի վրա ձևավորվում է բարձր ամրության կերամիկական շերտ.
• Պոլիտետրաֆտորէթիլենների մակերեսի վրա ձևավորված շերտն ունի շփման ցածր գործակից և ցածր դիմադրություն հղկող մաշվածությանը.
• Մետաղաօրգանական ծածկույթները փափուկ են, ունեն շփման ցածր գործակից, ծակոտկեն մակերես, լրացուցիչ շերտի հաստությունը մի քանի միկրոն է։

Տեխնոլոգիայի կիրառման ոլորտները

• նկարելով աշխատանքային մակերեսկնիքներ՝ շփումը նվազեցնելու և բաժանարար շերտ ստեղծելու համար, որը թույլ չի տալիս ռետինին կպչել լիսեռին հանգստի ընթացքում:
• բարձր արագությամբ ներքին այրման շարժիչներ մեքենաների և ինքնաթիռների կառուցման համար:

Ավիացիա և տիեզերագնացություն

1960-ականներից ի վեր ավիացիայի և օդատիեզերական ոլորտում հրատապ անհրաժեշտություն է առաջացել ամուր, թեթև և մաշվածության դիմացկուն կառույցների արտադրության համար: Կոմպոզիտային նյութերը օգտագործվում են կրող կառույցների արտադրության համար Ինքնաթիռ, արհեստական ​​արբանյակներ, մաքոքների ջերմամեկուսիչ ծածկույթներ, տիեզերական զոնդեր։ Ավելի ու ավելի շատ կոմպոզիտներ են օգտագործվում օդի համար կաշիների արտադրության համար և տիեզերանավ, և ամենածանրաբեռնված ուժային տարրերը:

Սպառազինություն և ռազմական տեխնիկա

Իրենց բնութագրերի (ուժ և թեթևություն) շնորհիվ CM-ները օգտագործվում են ռազմական գործերում տարբեր տեսակի զրահների արտադրության համար.

• զրահաբաճկոն (տես նաև կևլար)
• զրահատեխնիկայի համար

Մինչև 4-րդ դ մ.թ.ա ե. լայնորեն օգտագործվում էին որպես աղեղների մաս՝ որպես զենք։

տես նաեւ

• Կոմպոզիտ ամրան
• հիբրիդային նյութ

Նշումներ

1. Ջ.Լյուբին. 1.2 Տերմիններ և սահմանումներ // Կոմպոզիտային նյութերի ձեռնարկ՝ 2 գիրք = Կոմպոզիտների ձեռնարկ. - M.: Mashinostroenie, 1988. - T. 1. - 448 p. - ISBN 5-217-00225-5։

գրականություն

• Kerber ML, Պոլիմերային կոմպոզիտային նյութեր: Կառուցվածք. Հատկություններ. Տեխնոլոգիա. - Սանկտ Պետերբուրգ: Մասնագիտություն, 2008. - 560 p.
• Վասիլև Վ.Վ., Կոմպոզիտային նյութերից պատրաստված կառույցների մեխանիկա. - M.: Mashinostroenie, 1988. - 272 p.
• Karpinos D. M., Կոմպոզիտային նյութեր. տեղեկատու. - Կիև, Նաուկովա Դումկա

Հղումներ

• Կոմպոզիտային նյութերի և կառուցվածքների մեխանիկայի ամսագիր
• «Կոմպոզիտներ գիտության քաղաքից»
• «Սև թևերի տեխնոլոգիա»

կոմպոզիտային նյութ իմպեքս, կոմպոզիտային նյութ սուդլալ, կոմպոզիտային մատերիալիզմ, կոմպոզիտային նյութագիտություն

Կոմպոզիտային նյութի մասին տեղեկություններ

Կոմպոզիտային նյութեր - արհեստականորեն ստեղծված նյութեր, որոնք բաղկացած են երկու կամ ավելի բաղադրիչներից, որոնք տարբերվում են բաղադրությամբ և առանձնացված են ընդգծված սահմանով, և որոնք ունեն նախապես մշակված նոր հատկություններ.

Կոմպոզիտային նյութի բաղադրիչները երկրաչափորեն տարբեր են։ Այն բաղադրիչը, որը շարունակական է կոմպոզիտային նյութի ողջ ծավալով, կոչվում է մատրիցա. Կոմպոզիտային նյութի ծավալով առանձնացված ընդհատվող բաղադրիչը կոչվում է կցամասեր. Մատրիցը տալիս է արտադրանքին ցանկալի ձև, ազդում է կոմպոզիտային նյութի հատկությունների ստեղծման վրա, պաշտպանում է ամրացումը մեխանիկական վնասներից և շրջակա միջավայրի այլ ազդեցություններից:

Օրգանական և անօրգանական պոլիմերները, կերամիկական, ածխածնային և այլ նյութերը կարող են օգտագործվել որպես կոմպոզիտային նյութերի մատրիցներ: Մատրիցայի հատկությունները որոշում են կազմի ստացման գործընթացի տեխնոլոգիական պարամետրերը և դրա հատկությունները. Ամրապնդող կամ ամրապնդող բաղադրիչները հավասարաչափ բաշխված են մատրիցայում: Նրանք, որպես կանոն, ունեն բարձր , և այդ ցուցանիշներով զգալիորեն գերազանցում են մատրիցը։ Ամրապնդող բաղադրիչ տերմինի փոխարեն կարող է օգտագործվել լցոնիչ տերմինը:

Կոմպոզիտային նյութերի դասակարգում

Ըստ լցոնիչի երկրաչափության՝ կոմպոզիտային նյութերը բաժանվում են երեք խմբի.

• զրոյական չափսերով լցոնիչներով, որոնց չափերը երեք հարթություններում նույն կարգի են.
• միաչափ լցոնիչներով, որոնց չափսերից մեկը զգալիորեն գերազանցում է մյուս երկուսին.
• երկչափ լցոնիչներով, որոնց երկու չափերը զգալիորեն մեծ են երրորդից։

Ըստ լցոնիչների դասավորվածության՝ առանձնանում են կոմպոզիտային նյութերի երեք խումբ.

• լցանյութի միակողմանի (գծային) դասավորությամբ՝ միմյանց զուգահեռ մատրիցայում մանրաթելերի, թելերի, բեղերի տեսքով.
• ամրապնդող լցավորիչի, բեղի գորգերի, փայլաթիթեղի երկակի (հարթ) դասավորությամբ մատրիցում զուգահեռ հարթություններում.
• ամրապնդող լցավորիչի եռակողմ (ծավալային) դասավորությամբ և դրա գտնվելու վայրում գերակշռող ուղղության բացակայությամբ:

Կախված բաղադրիչների բնույթից, կոմպոզիտային նյութերը բաժանվում են չորս խմբի.

• կոմպոզիտային նյութեր, որոնք պարունակում են մետաղների կամ համաձուլվածքների բաղադրիչ.
• կոմպոզիտային նյութեր, որոնք պարունակում են օքսիդների, կարբիդների, նիտրիդների և այլնի անօրգանական միացությունների բաղադրիչ.
• կոմպոզիտային նյութեր, որոնք պարունակում են ոչ մետաղական տարրերի բաղադրիչ, ածխածին, բոր և այլն;
• կոմպոզիտային նյութեր, որոնք պարունակում են էպոքսիդային, պոլիեսթեր, ֆենոլային և այլն օրգանական միացությունների բաղադրիչ:

Կոմպոզիտային նյութերի հատկությունները կախված են ոչ միայն բաղադրիչների ֆիզիկաքիմիական հատկություններից, այլև դրանց միջև կապի ուժից: Առավելագույն ամրությունը ձեռք է բերվում, եթե կամ տեղի է ունենում մատրիցայի և ամրացման միջև:

Կոմպոզիտային նյութերի հետ զրոյական չափի լցոնիչամենաշատ օգտագործվող մետաղական մատրիցը: Մետաղների վրա հիմնված կոմպոզիցիաներն ամրացվում են միատեսակ բաշխված տարբեր նուրբ մասնիկներով: Այս նյութերը տարբեր են.

Նման նյութերում մատրիցը ընկալում է ամբողջ բեռը, իսկ լցանյութի ցրված մասնիկները կանխում են պլաստիկ դեֆորմացիայի զարգացումը։ Արդյունավետ կարծրացում է ձեռք բերվում 5...10% լցանյութի մասնիկների պարունակությամբ: Ամրապնդող լցոնիչները հրակայուն օքսիդների, նիտրիդների, բորիդների, կարբիդների մասնիկներ են: Դիսպերսիայով ամրացված կոմպոզիտային նյութերը ձեռք են բերվում փոշու մետալուրգիայի մեթոդներով կամ ամրապնդող փոշի մասնիկները ներմուծվում են հեղուկ մետաղի կամ համաձուլվածքի հալվածքի մեջ։

Ալյումինի օքսիդի մասնիկներով (Al 2 O 3) վրա հիմնված կոմպոզիտային նյութերը գտել են արդյունաբերական կիրառություն: Դրանք ստացվում են ալյումինի փոշի սեղմելով, որին հաջորդում է սինթրումը (SAP): SAP-ի առավելությունները հայտնվում են 300 o C-ից բարձր ջերմաստիճանում, երբ ալյումինի համաձուլվածքները փափկվում են: Դիսպերսիայով կարծրացած համաձուլվածքները պահպանում են կարծրացման ազդեցությունը մինչև 0,8 Տ ջերմաստիճան pl.

SAP համաձուլվածքները բավականաչափ դեֆորմացված են, հեշտությամբ մշակվում, եռակցվում և. SAP-ից կիսաֆաբրիկատներ են արտադրվում թիթեղների, պրոֆիլների, խողովակների, փայլաթիթեղի տեսքով։ Դրանցից պատրաստվում են կոմպրեսորների, օդափոխիչների և տուրբինների շեղբեր, մխոցաձողեր։

Կոմպոզիտային նյութերի հետ միաչափ լցոնիչներկարծրացուցիչները բեղերի, մանրաթելերի, մետաղալարերի տեսքով միաչափ տարրեր են, որոնք մատրիցով միացված են մեկ մոնոլիտի մեջ: Կարևոր է, որ ամուր մանրաթելերը հավասարաչափ բաշխված լինեն պլաստիկ մատրիցով: Կոմպոզիտային նյութերի ամրապնդման համար շարունակական դիսկրետ մանրաթելեր՝ չափսերով խաչաձեւ հատվածըկոտորակներից մինչև հարյուրավոր միկրոմետրեր:

Բեղերով ամրացված նյութերը ստեղծվել են յոթանասունականների սկզբին ավիացիայի և տիեզերական կառույցների համար։ Բեղերի աճեցման հիմնական միջոցը դրանք գերհագեցած գոլորշու աճեցումն է (PC գործընթաց): Օքսիդների և այլ միացությունների հատկապես բարձր ամրության բեղերի արտադրության համար աճն իրականացվում է P-L-C մեխանիզմի համաձայն. բյուրեղների ուղղորդված աճը տեղի է ունենում գոլորշի վիճակից միջանկյալ հեղուկ փուլով:

Թելային բյուրեղները ստեղծվում են պտտաձողերի միջով հեղուկ քաշելով: Բյուրեղների ուժը կախված է խաչմերուկից և մակերեսի հարթությունից:

Այս տեսակի կոմպոզիտային նյութերը խոստումնալից են, քանի որ. Ջերմային մեքենաների արդյունավետությունը բարձրացնելու համար սայրերը գազատուրբիններպատրաստված է նիկելի համաձուլվածքներից, որոնք ամրացված են շափյուղայի թելերով (Al 2 O 3), սա թույլ է տալիս զգալիորեն բարձրացնել ջերմաստիճանը տուրբինի մուտքի մոտ (1680 o C ջերմաստիճանում շափյուղայի բյուրեղների առաձգական ուժը 700 ՄՊա-ից բարձր է):

Վոլֆրամի և մոլիբդենի փոշուց հրթիռային վարդակների ամրացումը արտադրվում է շափյուղայի բյուրեղներով և՛ ֆետրի, և՛ առանձին մանրաթելերի տեսքով, ինչի արդյունքում նյութը հնարավոր է եղել կրկնապատկել 1650 o C ջերմաստիճանում: Ներծծող պոլիմերի ամրացում թելավոր մանրաթելերով ապակե-տեքստոլիտները մեծացնում են դրանց ամրությունը: Ձուլված մետաղական ամրացումը նվազեցնում է այն կառույցներում: Խոստումնալից է ապակին ամրացնել չկողմնորոշված ​​բեղերով։

Կոմպոզիտային նյութերի ամրապնդման համար օգտագործվում է մետաղալար տարբեր մետաղներից՝ պողպատից տարբեր կազմ, վոլֆրամ, նիոբիում, - կախված աշխատանքային պայմաններից։ Պողպատե մետաղալարը մշակվում է հյուսված ցանցերի մեջ, որոնք օգտագործվում են երկու ուղղություններով ամրացվող կոմպոզիտային նյութեր արտադրելու համար:

Թեթև մետաղների ամրացման համար օգտագործվում են բորի մանրաթելեր և սիլիցիումի կարբիդ։ Հատկապես արժեքավոր հատկություններունեն ածխածնային մանրաթելեր, դրանք օգտագործվում են մետաղական, կերամիկական և պոլիմերային կոմպոզիտային նյութերը ամրացնելու համար:

Էվեկտիկական կոմպոզիտային նյութեր- էվեկտիկական կամ էվեկտիկական բաղադրության մոտ համաձուլվածքներ, որոնցում ամրացման փուլը կողմնորոշված ​​է բյուրեղները, որոնք առաջացել են ուղղորդված բյուրեղացման գործընթացում: Ի տարբերություն սովորական կոմպոզիտային նյութերի, էվեկտիկական նյութերը ձեռք են բերվում մեկ գործողությամբ։ Ուղղորդված կառուցվածքը կարելի է ձեռք բերել արդեն պատրաստի արտադրանքի վրա: Ստացված բյուրեղների ձևը կարող է լինել մանրաթելերի կամ թիթեղների տեսքով: Ուղղորդված բյուրեղացման մեթոդները արտադրում են կոմպոզիտային նյութեր, որոնք հիմնված են կոբալտի, նիոբիումի և այլ տարրերի վրա, ուստի դրանք օգտագործվում են ջերմաստիճանի լայն տիրույթում:

1. Կոմպոզիտային կամ կոմպոզիտային նյութերը ապագայի նյութերն են։

Այն բանից հետո, երբ մետաղների ժամանակակից ֆիզիկան մեզ մանրամասն բացատրեց դրանց պլաստիկության, ամրության և դրա բարձրացման պատճառները, սկսվեց նոր նյութերի ինտենսիվ համակարգված զարգացումը։ Սա, հավանաբար, երևակայելի ապագայում կհանգեցնի այն նյութերի ստեղծմանը, որոնց ուժը շատ անգամ ավելի մեծ է, քան այսօրվա սովորական համաձուլվածքները: Այս դեպքում մեծ ուշադրություն կդարձվի պողպատի կարծրացման և ալյումինի համաձուլվածքների հնացման արդեն հայտնի մեխանիզմներին, դրանց համակցություններին. հայտնի մեխանիզմներձևավորման գործընթացներով և կոմպոզիտային նյութեր ստեղծելու բազմաթիվ հնարավորություններով։ Երկու խոստումնալից ուղիներ են բացվում կոմպոզիտային նյութերով, որոնք ամրացված են կամ մանրաթելերով կամ ցրված պինդ նյութերով: Առաջին անգամ ապակուց, ածխածնի, բորից, բերիլիումի, պողպատից կամ բեղի միաբյուրեղներից պատրաստված ամենաբարակ բարձր ամրության մանրաթելերը ներմուծվում են անօրգանական մետաղի կամ օրգանական պոլիմերային մատրիցայի մեջ: Այս համադրության արդյունքում առավելագույն ամրությունը զուգորդվում է առաձգականության բարձր մոդուլի և ցածր խտության հետ: Կոմպոզիտային նյութերը ապագայի այդպիսի նյութեր են։

Կոմպոզիտային նյութ՝ կառուցվածքային (մետաղական կամ ոչ մետաղական) նյութ, որի մեջ կան ամրապնդող տարրեր՝ թելերի, մանրաթելերի կամ ավելի շատ փաթիլների տեսքով. դիմացկուն նյութ. Կոմպոզիտային նյութերի օրինակներ. պլաստմասսա ամրացված բորով, ածխածնի, ապակե մանրաթելերով, քարշակներով կամ դրանց վրա հիմնված գործվածքներով. ալյումին` ամրացված պողպատե թելերով, բերիլիում: Համատեղելով բաղադրիչների ծավալային պարունակությունը՝ հնարավոր է ձեռք բերել կոմպոզիտային նյութեր՝ ուժի, ջերմակայունության, առաձգականության մոդուլի, քայքայման դիմադրության պահանջվող արժեքներով, ինչպես նաև ստեղծել անհրաժեշտ մագնիսական, դիէլեկտրիկ, ռադիոկլանող և պարունակող կոմպոզիցիաներ։ այլ հատուկ հատկություններ:

2. Կոմպոզիտային նյութերի տեսակները.

2.1. Մետաղական մատրիցով կոմպոզիտային նյութեր.

Կոմպոզիտային նյութերը կամ կոմպոզիտային նյութերը բաղկացած են մետաղական մատրիցից (սովորաբար Al, Mg, Ni և դրանց համաձուլվածքները), որոնք ամրացված են բարձր ամրության մանրաթելերով (մանրաթելային նյութեր) կամ նուրբ ցրված հրակայուն մասնիկներով, որոնք չեն լուծվում հիմնական մետաղում (ցրվածությամբ ամրացված նյութեր) . Մետաղական մատրիցը կապում է մանրաթելերը (ցրված մասնիկները) մեկ ամբողջության մեջ: Մանրաթել (ցրված մասնիկներ) գումարած կապող (մատրիցան), որը կազմում է որոշակի բաղադրություն, կոչվում են կոմպոզիտային նյութեր:

2.2. Կոմպոզիտային նյութեր ոչ մետաղական մատրիցով:

Ոչ մետաղական մատրիցով կոմպոզիտային նյութերը լայն կիրառություն են գտել։ Որպես ոչ մետաղական մատրիցներ, պոլիմեր, ածխածին և կերամիկական նյութեր. Պոլիմերային մատրիցներից առավել լայնորեն կիրառվում են էպոքսիդը, ֆենոլ-ֆորմալդեհիդը և պոլիամիդը։
Ածխածնային մատրիցներ՝ կոքսված կամ պիրոլիզի ենթարկված սինթետիկ պոլիմերներից ստացված պիրոածխածին։ Մատրիցը կապում է կազմը, տալով նրան ձև: Ամրացուցիչներ են մանրաթելերը՝ ապակի, ածխածին, բոր, օրգանական՝ հիմնված բեղերի (օքսիդներ, կարբիդներ, բորիդներ, նիտրիդներ և այլն), ինչպես նաև մետաղական (լարերը), որոնք ունեն բարձր ամրություն և կոշտություն։

Կոմպոզիտային նյութերի հատկությունները կախված են բաղադրիչների բաղադրությունից, դրանց համակցությունից, քանակական հարաբերակցությունից և նրանց միջև կապի ամրությունից:
Ամրապնդող նյութերը կարող են լինել մանրաթելերի, քարշակների, թելերի, ժապավենների, բազմաշերտ գործվածքների տեսքով։

Կողմնորոշված ​​նյութերում կարծրացուցիչի պարունակությունը 60-80 հատ է: %, ոչ կողմնորոշված ​​(դիսկրետ մանրաթելերով և բեղերով)՝ 20-30 հատ. %: Որքան մեծ է մանրաթելերի ամրությունը և առաձգականության մոդուլը, այնքան բարձր է կոմպոզիտային նյութի ուժն ու կոշտությունը: Մատրիցայի հատկությունները որոշում են բաղադրության ուժը կտրվածքի և սեղմման մեջ և դիմադրությունը հոգնածության ձախողմանը:

Ըստ կարծրացուցիչի տեսակի՝ կոմպոզիտային նյութերը դասակարգվում են որպես ապակե մանրաթելեր, ածխածնային մանրաթելեր՝ ածխածնային մանրաթելերով, բորի մանրաթելեր և օրգանական մանրաթելեր։

Լամինացված նյութերում երեսարկման հարթությունում միմյանց զուգահեռ դրվում են մանրաթելեր, թելեր, կապակցիչով ներծծված ժապավեններ։ Հարթ շերտերը հավաքվում են թիթեղների մեջ: Հատկությունները անիզոտրոպ են։ Արտադրանքի մեջ նյութի աշխատանքի համար կարևոր է հաշվի առնել գործող բեռների ուղղությունը: Դուք կարող եք նյութեր ստեղծել ինչպես իզոտրոպ, այնպես էլ անիզոտրոպ հատկություններով:
Հնարավոր է մանրաթելերի տակ դնել տարբեր անկյուններկոմպոզիտային նյութերի հատկությունների փոփոխությամբ: Նյութի ճկման և ոլորման կոշտությունը կախված է փաթեթի հաստությամբ շերտերի տեղադրման կարգից:

Օգտագործվում է երեք, չորս կամ ավելի թելերի ամրապնդող տարրերի տեղադրում:
Առավելագույն կիրառություն ունի երեք միմյանց ուղղահայաց թելերի կառուցվածքը։ Կարծրացուցիչները կարող են տեղակայվել առանցքային, ճառագայթային և շրջագծային ուղղություններով:

Եռաչափ նյութերը կարող են լինել ցանկացած հաստության՝ բլոկների, բալոնների տեսքով։ Մեծածավալ գործվածքներբարձրացնել առաձգական ուժը և կտրող դիմադրությունը շերտավորների համեմատ: Չորս թելերի համակարգ է կառուցվում՝ խորանարդի անկյունագծերի երկայնքով ամրապնդող նյութը ընդլայնելով: Չորս թելերի կառուցվածքը հավասարակշռված է, հիմնական հարթություններում ավելացել է կտրվածքային կոշտություն:
Այնուամենայնիվ, չորս ուղղությամբ նյութեր ստեղծելն ավելի դժվար է, քան եռակողմ նյութերը:

3. Կոմպոզիտային նյութերի դասակարգում.

3.1. Մանրաթելային կոմպոզիտային նյութեր.

Հաճախ կոմպոզիտային նյութը շերտավոր կառուցվածք է, որի մեջ յուրաքանչյուր շերտ ամրացված է մեծ թվովզուգահեռ շարունակական մանրաթելեր: Յուրաքանչյուր շերտ կարող է նաև ամրապնդվել շարունակական մանրաթելերով, որոնք հյուսված են գործվածքի մեջ, որն իր սկզբնական ձևն է, որը համապատասխանում է վերջնական նյութին լայնությամբ և երկարությամբ: Հազվադեպ չէ, երբ մանրաթելերը հյուսվում են եռաչափ կառուցվածքների մեջ:

Կոմպոզիտային նյութերը սովորական համաձուլվածքներից տարբերվում են առաձգական ուժի և դիմացկունության սահմանի ավելի բարձր արժեքներով (50–10%), առաձգականության մոդուլով, կոշտության գործակցով և ճաքերի ավելի ցածր զգայունությամբ: Կոմպոզիտային նյութերի օգտագործումը մեծացնում է կառուցվածքի կոշտությունը՝ միաժամանակ նվազեցնելով դրա մետաղի սպառումը:

Կոմպոզիտային (թելքավոր) նյութերի ուժը որոշվում է մանրաթելերի հատկություններով. մատրիցը պետք է հիմնականում վերաբաշխի սթրեսները ամրապնդող տարրերի միջև: Հետևաբար, մանրաթելերի առաձգականության ուժն ու մոդուլը պետք է զգալիորեն ավելի մեծ լինեն, քան մատրիցայի ուժն ու առաձգականության մոդուլը:
Կոշտ ամրապնդող մանրաթելերը ընկալում են կոմպոզիցիայի մեջ առաջացող սթրեսները բեռնվածության տակ, տալիս են նրան ամրություն և կոշտություն մանրաթելերի կողմնորոշման ուղղությամբ:

Ալյումինի, մագնեզիումի և դրանց համաձուլվածքների ամրապնդման համար օգտագործվում են բորի մանրաթելեր, ինչպես նաև հրակայուն միացություններից (կարբիդներ, նիտրիդներ, բորիդներ և օքսիդներ) մանրաթելեր, որոնք ունեն բարձր ուժ և առաձգականության մոդուլ: Հաճախ որպես մանրաթելեր օգտագործվում են բարձր ամրության պողպատե մետաղալարեր:

Տիտանի և նրա համաձուլվածքների ամրապնդման համար օգտագործվում են մոլիբդենի մետաղալարեր, շափյուղա մանրաթելեր, սիլիցիումի կարբիդ և տիտանի բորիդ։

Նիկելի համաձուլվածքների ջերմակայունության բարձրացումը ձեռք է բերվում դրանք վոլֆրամի կամ մոլիբդենային մետաղալարով ամրապնդելու միջոցով: Մետաղական մանրաթելերը օգտագործվում են նաև այն դեպքերում, երբ պահանջվում է բարձր ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակություն։ Բարձր ամրության և բարձր մոդուլային թելքավոր կոմպոզիտային նյութերի համար խոստումնալից կարծրացուցիչներն են ալյումինի օքսիդից և նիտրիդից պատրաստված բեղերը, սիլիցիումի կարբիդը և նիտրիդը, կարբիդաբորը և այլն:

Մետաղի վրա հիմնված կոմպոզիտային նյութերն ունեն բարձր ամրություն և ջերմակայունություն, միևնույն ժամանակ ունեն ցածր պլաստիկություն։ Այնուամենայնիվ, կոմպոզիտային նյութերի մանրաթելերը նվազեցնում են մատրիցում առաջացող ճաքերի տարածման արագությունը, և հանկարծակի փխրուն կոտրվածքը գրեթե ամբողջությամբ անհետանում է: Տարբերակիչ հատկանիշթելքավոր միակողմանի կոմպոզիտային նյութերը անիզոտրոպ են մեխանիկական հատկություններմանրաթելերի երկայնքով և միջով և ցածր զգայունություն սթրեսի խտացուցիչների նկատմամբ:

Թելքավոր կոմպոզիտային նյութերի հատկությունների անիզոտրոպիան հաշվի է առնվում հատկությունների օպտիմալացման համար մասեր նախագծելիս՝ դիմադրողական դաշտը սթրեսային դաշտերի հետ համապատասխանեցնելու միջոցով:

Ալյումինի, մագնեզիումի և տիտանի համաձուլվածքների ամրացումը բորի, սիլիցիումի կարբիդի, տիտանի դոբորիդի և ալյումինի օքսիդի շարունակական հրակայուն մանրաթելերով զգալիորեն մեծացնում է ջերմակայունությունը: Կոմպոզիտային նյութերի առանձնահատկությունը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ժամանակի ընթացքում փափկման ցածր արագությունն է:

Միակողմանի և երկչափ ամրացումով կոմպոզիտային նյութերի հիմնական թերությունը միջշերտավոր կտրվածքի և լայնակի կտրվածքի նկատմամբ ցածր դիմադրությունն է: Սրանից զրկված են ծավալային ամրացում ունեցող նյութերը։

3.2. Դիսպերսիայով ամրացված կոմպոզիտային նյութեր.

Ի տարբերություն թելքավոր կոմպոզիտային նյութերի, դիսպերսիայով ուժեղացված կոմպոզիտային նյութերում մատրիցը հիմնական կրող տարրն է, և ցրված մասնիկները դանդաղեցնում են տեղահանումների շարժումը դրանում:
Բարձր ամրությունը ձեռք է բերվում 10-500 նմ մասնիկների չափով, որոնց միջև միջին հեռավորությունը 100-500 նմ է և դրանց միասնական բաշխումը մատրիցայում:
Ուժը և ջերմային դիմադրությունը, կախված կարծրացման փուլերի ծավալային պարունակությունից, չեն ենթարկվում հավելումների օրենքին: Երկրորդ փուլի օպտիմալ պարունակությունը տարբեր մետաղների համար նույնը չէ, բայց սովորաբար չի գերազանցում 5-10 հատ. %:

Կայուն հրակայուն միացությունների (թորիումի, հաֆնիումի, իտրիումի օքսիդներ, օքսիդների և հազվագյուտ հողային մետաղների բարդ միացություններ), որոնք անլուծելի են մատրիցային մետաղում որպես ամրացման փուլեր, թույլ է տալիս պահպանել նյութի բարձր ամրությունը մինչև 0,9-0,95 T: Դրա հետ կապված, նման նյութերը հաճախ օգտագործվում են որպես ջերմակայուն: Դիսպերսիայով ամրացված կոմպոզիտային նյութեր կարելի է ձեռք բերել ճարտարագիտության մեջ օգտագործվող մետաղների և համաձուլվածքների մեծ մասի հիման վրա:

Ալյումինի վրա հիմնված ամենաշատ օգտագործվող համաձուլվածքները՝ SAP (սինտերված ալյումինի փոշի):

Այս նյութերի խտությունը հավասար է ալյումինի խտությանը, դրանք չեն զիջում նրան կոռոզիոն դիմադրությամբ և նույնիսկ կարող են փոխարինել տիտանին և կոռոզիակայուն պողպատներին, երբ աշխատում են 250-500 °C ջերմաստիճանի միջակայքում: Երկարատև ամրության առումով դրանք գերազանցում են ալյումինե ալյումինի համաձուլվածքները: SAP-1 և SAP-2 համաձուլվածքների երկարաժամկետ ուժը 500°C ջերմաստիճանում 45-55 ՄՊա է:

Նիկելի դիսպերսիայով ամրապնդված նյութերի մեծ հեռանկարներ:
Նիկելի հիմքով համաձուլվածքներ 2-3 հատ. % թորիումի երկօքսիդ կամ հաֆնիումի երկօքսիդ։ Այս համաձուլվածքների մատրիցը սովորաբար Ni + 20% Cr, Ni + 15% Mo, Ni + 20% Cr և Mo-ի պինդ լուծույթ է: Համաձուլվածքներ VDU-1 (նիկել կարծրացած թորիումի երկօքսիդով), VDU-2 (նիկել կարծրացած հաֆնիումի երկօքսիդով) և VD-3 (Ni + 20% Cr մատրիցա՝ կարծրացված թորիումի օքսիդով) ստացել են լայն կիրառություն։ Այս համաձուլվածքները ունեն բարձր ջերմակայունություն: Դիսպերսիայով ամրացված կոմպոզիտային նյութերը, ինչպես նաև թելքավորները, դիմացկուն են ջերմաստիճանի բարձրացման հետ կապված փափկման և տվյալ ջերմաստիճանում պահելու ժամանակի նկատմամբ:

3.3. Ապակեպլաստե.

Ապակեպլաստե բաղադրությունը կազմված է սինթետիկ խեժից, որը կապող նյութ է, և ապակե մանրաթելային լցոնիչից: Որպես լցոնիչ, օգտագործվում է շարունակական կամ կարճ ապակե մանրաթել: Ապակե մանրաթելի ամրությունը կտրուկ մեծանում է տրամագծի նվազմամբ (հաստ հատվածներում առաջացող անհամասեռությունների և ճաքերի ազդեցության պատճառով): Ապակե մանրաթելերի հատկությունները նույնպես կախված են դրա բաղադրության մեջ ալկալիի պարունակությունից. ալյումինոբորոսիլիկ բաղադրությամբ ալկալիներից զերծ բաժակների լավագույն կատարումը:

Ոչ կողմնորոշված ​​ապակե մանրաթելերը պարունակում են կարճ մանրաթել որպես լցոնիչ: Սա թույլ է տալիս սեղմել բարդ ձևի մասերը մետաղական կցամասերով: Նյութը ստացվում է իզոտոպային ուժի բնութագրիչներով, որոնք շատ ավելի բարձր են, քան մամլիչի փոշիները և նույնիսկ մանրաթելերը: Նման նյութի ներկայացուցիչներն են AG-4V ապակե մանրաթելերը, ինչպես նաև DSV-ը (հաշվառված ապակե մանրաթելեր), որոնք օգտագործվում են հոսանքի էլեկտրական մասերի, մեքենաշինական մասերի (կծիկներ, պոմպի կնիքներ և այլն) արտադրության համար: Չհագեցած պոլիեսթերները որպես կապակցիչ օգտագործելիս ստացվում են PSK պրեմիքսներ (մածուկ) և նախածանցներ AP և PPM (ապակե գորգի վրա հիմնված): Prepregs-ը կարող է օգտագործվել պարզ ձևի մեծ չափսերի արտադրանքի համար (մեքենայի թափք, նավակներ, գործիքների պատյաններ և այլն):

Կողմնորոշված ​​ապակեպլաստե ապակեպլաստե լցոնիչ ունի երկար մանրաթելերի տեսքով, որոնք դասավորված են կողմնորոշված ​​առանձին թելերով և զգուշորեն սոսնձված կապակցիչով: Սա ապահովում է ավելի բարձր ամրություն ապակեպլաստե:

Ապակեպլաստե ապակեպլաստեը կարող է աշխատել -60-ից մինչև 200 ° C ջերմաստիճանում, ինչպես նաև ներսում արևադարձային պայմաններ, դիմակայել մեծ իներցիոն ծանրաբեռնվածություններին։
Երկու տարով ծերացման ժամանակ ծերացման գործակիցը K = 0,5-0,7:
Իոնացնող ճառագայթումը քիչ ազդեցություն ունի դրանց մեխանիկական և էլեկտրական հատկությունների վրա: Դրանք օգտագործվում են բարձր ամրության մասերի արտադրության համար՝ կցամասերով և թելերով։

3.4. Ածխածնային մանրաթելեր.

Ածխածնային մանրաթելերը (ածխածնային պլաստմասսա) կոմպոզիցիաներ են, որոնք բաղկացած են պոլիմերային կապակցիչից (մատրիցան) և ածխածնային մանրաթելերի (ածխածնային մանրաթելեր) տեսքով ամրապնդող նյութերից։

Ածխածնային մանրաթելերի C-C կապի բարձր էներգիան թույլ է տալիս նրանց պահպանել ուժը շատ մակարդակում բարձր ջերմաստիճաններ(մինչև 2200 °C չեզոք և նվազեցնող միջավայրերում), ինչպես նաև ցածր ջերմաստիճաններում։ Պաշտպանում է մանրաթելերը օքսիդացումից պաշտպանիչ ծածկույթներ(պիրոլիտիկ): Ի տարբերություն ապակե մանրաթելերի, ածխածնային մանրաթելերը վատ են թրջվում կապակցիչով:
(ցածր մակերեսային էներգիա), ուստի դրանք փորագրված են։ Սա մեծացնում է ածխածնային մանրաթելերի ակտիվացման աստիճանը դրանց մակերեսի վրա կարբոքսիլ խմբի պարունակությամբ: Ածխածնային մանրաթելի միջշերտային կտրվածքային ուժը մեծանում է 1,6-2,5 անգամ։ Օգտագործվում է TiO, AlN և SiN բեղի բյուրեղների բեղացում, որը տալիս է միջշերտային կոշտության 2 անգամ և ամրությունը՝ 2,8 անգամ։ Օգտագործվում են տարածական ամրացված կառույցներ։

Կապակցիչները սինթետիկ պոլիմերներ են (պոլիմերային ածխածնային մանրաթելեր); սինթետիկ պոլիմերներ, որոնք ենթարկվում են պիրոլիզի (կոքսված ածխածնի մանրաթելեր); պիրոլիտիկ ածխածին (պիրոածխածնային ածխածնային մանրաթելեր):

Էպօքսիֆենոլային ածխածնային մանրաթելերը KMU-1l, ամրացված ածխածնային ժապավենով, և KMU-1u-ը քարշակի վրա, բեղի բյուրեղներով ներթափանցված, կարող են երկար ժամանակ աշխատել մինչև 200 °C ջերմաստիճանում:

Carbofibers KMU-3 և KMU-2l ստացվում են էպոքսիանիլին-ֆորմալդեհիդային կապող նյութի վրա, դրանք կարող են շահագործվել մինչև 100 ° C ջերմաստիճանում, դրանք տեխնոլոգիապես ամենաառաջադեմն են: Ածխածնային մանրաթելեր KMU-2 և
Պոլիմիդային կապի վրա հիմնված KMU-2l-ը կարող է օգտագործվել մինչև
300 °C.

Ածխածնային մանրաթելերն առանձնանում են բարձր ստատիկ և դինամիկ հոգնածության դիմադրությամբ, պահպանում են այս հատկությունը նորմալ և շատ ցածր ջերմաստիճաններում (մանրաթելի բարձր ջերմային հաղորդունակությունը կանխում է նյութի ինքնատաքացումը ներքին շփման պատճառով): Նրանք ջրի և քիմիական նյութերի դիմացկուն են։ Օդի ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցությունից հետո E և E գրեթե չեն փոխվում:

Ածխածնային մանրաթելի ջերմային հաղորդունակությունը 1,5-2 անգամ ավելի բարձր է, քան ապակեպլաստե ջերմային հաղորդունակությունը: Նրանք ունեն հետևյալ էլեկտրական հատկությունները. = 0,0024-0,0034 Օմ սմ (մանրաթելերի երկայնքով); ? \u003d 10 և tg \u003d 0,001 (10 Հց ընթացիկ հաճախականությամբ):

Carboglass մանրաթելերը պարունակում են ածխածնային ապակե մանրաթելեր, ինչը նվազեցնում է նյութի արժեքը:

3.5. Ածխածնային մանրաթել ածխածնային մատրիցով:

Կոքսացնող նյութերը ստացվում են սովորական պոլիմերային ածխածնային մանրաթելերից, որոնք ենթարկվում են պիրոլիզի իներտ կամ նվազեցնող մթնոլորտում: 800-1500 °C ջերմաստիճանի դեպքում առաջանում են կարբոնացված կարբոնացվածները, 2500-3000 °C՝ գրաֆիտացված ածխածնային մանրաթելեր։ Պիրոկածխածնային նյութեր ստանալու համար կարծրացուցիչը դրվում է ըստ արտադրանքի ձևի և տեղադրվում է ջեռոցում, որի մեջ անցնում է գազային ածխաջրածին (մեթան): Որոշակի ռեժիմի պայմաններում (ջերմաստիճանը 1100 °C և մնացորդային ճնշումը 2660 Պա) մեթանը քայքայվում է, և ստացված պիրոլիտիկ ածխածինը նստում է ամրացնող նյութի մանրաթելերի վրա՝ կապելով դրանք։

Կապակցիչի պիրոլիզի ընթացքում ձևավորված կոքսը ունի բարձր կպչուն ուժ ածխածնային մանրաթել. Այս առումով կոմպոզիտային նյութն ունի բարձր մեխանիկական և աբլատիվ հատկություններ, դիմադրություն ջերմային ցնցումների:

KUP-VM տիպի ածխածնային մատրիցով ածխածնային մանրաթելն ուժի և ազդեցության ուժով 5-10 անգամ գերազանցում է հատուկ գրաֆիտներին, իներտ մթնոլորտում և վակուումում տաքացնելիս այն պահպանում է ուժը մինչև 2200:
°C, օդում օքսիդանում է 450 °C ջերմաստիճանում և պահանջում է պաշտպանիչ ծածկույթ։
Մեկ ածխածնային մանրաթելի շփման գործակիցը ածխածնային մատրիցով հակառակ դեպքում բարձր է (0,35-0,45), իսկ մաշվածությունը ցածր է (արգելակման համար 0,7-1 մկմ):

3.6. Բորի մանրաթելեր.

Բորային մանրաթելերը պոլիմերային կապի և ամրապնդող նյութի` բորի մանրաթելերի բաղադրություն են:

Բորային մանրաթելերն առանձնանում են բարձր սեղմման ուժով, կտրվածքի կտրվածքով, ցածր սողունով, բարձր կարծրությամբ և առաձգականության մոդուլով, ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակությամբ: Բորային մանրաթելերի բջջային միկրոկառուցվածքը ապահովում է բարձր կտրվածքային ուժ մատրիցայի հետ միջերեսում:

Բացի շարունակական բորի մանրաթելից, օգտագործվում են բարդ բորային ապակիներ, որոնցում մի քանի զուգահեռ բորի մանրաթելեր հյուսված են ապակե մանրաթելով, ինչը ապահովում է ծավալային կայունություն։ Բորային ապակու օգտագործումը հեշտացնում է տեխնոլոգիական գործընթացնյութերի արտադրություն.

Փոփոխված էպոքսիդային և պոլիիմիդային կապակցիչներ օգտագործվում են որպես մատրիցա՝ բորի մանրաթել ստանալու համար։ Բորային մանրաթելեր KMB-1 և
KMB-1k-ը նախատեսված է երկար աշխատանք 200 °C ջերմաստիճանում; KMB-3-ը և KMB-3k-ը մշակման ընթացքում չեն պահանջում բարձր ճնշում և կարող են գործել 100 °C-ից ոչ ավելի ջերմաստիճանում; KMB-2k-ը գործում է 300 °C ջերմաստիճանում:

Բորային մանրաթելերն ունեն բարձր հոգնածության դիմադրություն, դիմացկուն են ճառագայթման, ջրի, օրգանական լուծիչներև այրվող նյութեր:

3.7. Օրգանական մանրաթելեր.

Օրգանական մանրաթելերը կոմպոզիտային նյութեր են, որոնք բաղկացած են պոլիմերային կապակցիչից և ամրապնդող նյութերից (լցիչներ)՝ սինթետիկ մանրաթելերի տեսքով: Նման նյութերն ունեն ցածր քաշ, համեմատաբար բարձր հատուկ ուժ և կոշտություն և կայուն են փոփոխվող բեռների և ջերմաստիճանի կտրուկ փոփոխության ներքո: Սինթետիկ մանրաթելերի համար տեքստիլի վերամշակման ընթացքում ուժի կորուստը փոքր է. նրանք ավելի քիչ զգայուն են վնասների նկատմամբ:

Օրգան մանրաթելերի համար առաձգականության մոդուլի և կարծրացուցիչի և կապակցիչի գծային ընդլայնման ջերմաստիճանի գործակիցների արժեքները մոտ են:
Կա կապող բաղադրիչների դիֆուզիոն մանրաթելի մեջ և դրանց միջև քիմիական փոխազդեցություն: Նյութի կառուցվածքը անթերի է։ Ծակոտկենությունը չի գերազանցում 1-3%-ը (այլ նյութերում՝ 10-20%)։ Այստեղից էլ օրգանոմանրաթելերի մեխանիկական հատկությունների կայունությունը ջերմաստիճանի կտրուկ անկման, ցնցումների և ցիկլային բեռների ազդեցությամբ։ Հարվածության ուժը բարձր է (400-700 կՋ/մ²): Այս նյութերի թերությունը համեմատաբար ցածր սեղմման ուժն է և բարձր սողունը (հատկապես առաձգական մանրաթելերի համար):

Օրգանական մանրաթելերը կայուն են ագրեսիվ միջավայրերում և խոնավ արևադարձային կլիմայական պայմաններում. դիէլեկտրական հատկությունները բարձր են, իսկ ջերմային հաղորդունակությունը՝ ցածր: Օրգանական մանրաթելերի մեծ մասը կարող է երկար ժամանակ աշխատել 100-150 °C ջերմաստիճանում, իսկ պոլիիմիդ կապող նյութի և պոլիօքսադիազոլային մանրաթելերի հիման վրա՝ 200-300 °C ջերմաստիճանում:

Համակցված նյութերում, սինթետիկ մանրաթելերի հետ մեկտեղ, օգտագործվում են հանքային մանրաթելեր (ապակե, ածխածնային մանրաթելեր և բորի մանրաթելեր): Նման նյութերն ունեն ավելի մեծ ուժ և կոշտություն:

4. Կոմպոզիտային նյութերի օգտագործման տնտեսական արդյունավետությունը.

Կոմպոզիտային նյութերի կիրառման ոլորտները սահմանափակված չեն։ Դրանք օգտագործվում են ավիացիայում՝ օդանավերի բարձր բեռնված մասերի (մաշկ, ցցիկներ, կողիկներ, պանելներ և այլն) և շարժիչների (կոմպրեսորային շեղբեր և տուրբիններ և այլն), տիեզերական տեխնոլոգիայում՝ տաքացման ենթակա տրանսպորտային միջոցների կրող կառուցվածքների միավորների համար։ տարրերը, պանելները, ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ մարմինները, աղբյուրները, շրջանակները, թափքի վահանակները, բամպերը և այլն լուսավորելու համար, հանքարդյունաբերության մեջ (հորատման գործիքներ, կոմբայնի մասեր և այլն), ինժեներական ճարտարագիտության մեջ (կամուրջների բացվածքներ, բարձրահարկ շենքերի հավաքովի կառույցների տարրեր և այլն) և այլն) և ժողովրդական տնտեսության այլ ոլորտներում։

Կոմպոզիտային նյութերի օգտագործումը նոր որակական թռիչք է ապահովում շարժիչների, ուժային և տրանսպորտային կայանքների հզորության բարձրացման, մեքենաների և սարքերի քաշի նվազեցման գործում:

Լավ զարգացած է կոմպոզիտային նյութերից կիսաֆաբրիկատների և արտադրանքի ստացման տեխնոլոգիան։

Ոչ մետաղական մատրիցով կոմպոզիտային նյութեր, մասնավորապես, պոլիմերային ածխածնային մանրաթելեր, օգտագործվում են նավաշինության և ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ (մարմնի մեքենաներ, շասսիներ, պտուտակներ). Դրանցից պատրաստվում են առանցքակալներ, ջեռուցման պանելներ, սպորտային սարքավորումներ, համակարգչային մասեր։ Բարձր մոդուլային ածխածնային մանրաթելերը օգտագործվում են ինքնաթիռների մասերի, քիմիական արդյունաբերության սարքավորումների, ռենտգեն սարքավորումների և այլնի արտադրության համար։

Ածխածնի մատրիցով ածխածնային մանրաթելը փոխարինում է գրաֆիտի տարբեր տեսակների: Դրանք օգտագործվում են ջերմային պաշտպանության, օդանավերի արգելակման սկավառակների, քիմիական դիմացկուն սարքավորումների համար։

Բորի մանրաթելից պատրաստված արտադրանքն օգտագործվում է ավիացիոն և տիեզերական տեխնոլոգիաներում (պրոֆիլներ, վահանակներ, ռոտորներ և կոմպրեսորային շեղբեր, պտուտակների շեղբեր և ուղղաթիռների փոխանցման լիսեռներ և այլն):

Օրգանաթելերն օգտագործվում են որպես մեկուսիչ կառուցվածքային նյութ էլեկտրական և ռադիոարդյունաբերության, ավիացիոն տեխնոլոգիաների և ավտոմոբիլաշինության մեջ. Դրանցից պատրաստվում են խողովակներ, ռեակտիվների համար նախատեսված տարաներ, նավի կորպուսի ծածկույթներ և այլն:

Սարքավորումների առքուվաճառքի մասին հայտարարությունները կարելի է դիտել հ

Դուք կարող եք քննարկել պոլիմերային դասարանների առավելությունները և դրանց հատկությունները այստեղ

Գրանցեք ձեր ընկերությունը Բիզնես գրացուցակում