Sudėtiniai produktai. Polimerų kompozicinių medžiagų gavimas

1. Sudėtinės arba sudėtinės medžiagos - ateities medžiagos.

Po šiuolaikinių metalų fizika išsamiai paaiškino jų plastiškumo, stiprumo ir padidinimo priežastis, intensyvus sistemingas naujų medžiagų kūrimas prasidėjo. Tai tikriausiai, jau įsivaizduojamą ateitį į medžiagas su ilgaamžiškumu, daugelyje mažėjančių daiktų savo įprastų lydinių šiandien. Tuo pačiu metu daug dėmesio bus skiriama jau žinomiems aliuminio lydinių plieno ir senėjimui, šių gerai žinomų mechanizmų deriniams su formavimo procesais ir daugybe galimybių sukurti kombinuotas medžiagas. Du perspektyvios keliai atviros kombinuotos medžiagos, sustiprintos nei pluoštai arba išsklaidytos kietos dalelės. Užrakinimas į neorganinį metalą arba organinio polimero matricą pristatė geriausius didelio stiprumo pluoštus, pagamintus iš stiklo, anglies, boro, berilio, plieno ar gijinių vienkartinių kristalų. Dėl tokio derinio didžiausia jėga derinama su dideliu elastingumo modulu ir mažu tankiu. Būtent tokios ateities medžiagos yra kompozicinės medžiagos.

Kompozitinė medžiaga - konstrukcinė (metalinė arba nemetalinė) medžiaga, kurioje yra sustiprinant siūlų, pluoštų ar dribsnių injekcijų elementus ilgalaikė medžiaga. Pavyzdžiai. \\ T sudėtinės medžiagos. \\ T: plastikas, sustiprintas borių, anglies, stiklo pluoštų, diržų ar audinių; Aliuminis, sustiprintas plieno, berilio siūlais. Suderinus komponentų kiekį, galima gauti sudėtines medžiagas su stiprumo, šilumos atsparumu, elastingumo modulumu, šlifavimo atsparumu, taip pat sukurti kompozicijas su būtinais magnetiniais, dielektriniais, radijo sugeriančiais ir kitomis specialiomis savybėmis.

2. Sudėtinių medžiagų tipai.

2.1. Sudėtinės medžiagos su metaline matrica.

Sudėtinės medžiagos arba kompozicinės medžiagos susideda iš metalo matricos (dažniau al, mg, NI ir jų lydiniai), sukietėję didelio stiprumo pluoštais (pluoštinėmis medžiagomis) arba smulkiai išsklaidytos ugniai atsparios dalelės, kurios neišsprendžia daugiausia metalo (išsklaidytos kietesnės medžiagos) . Metalinės matricos jungiasi pluoštai (disperguotos dalelės) į vieną sveiką skaičių. Pluoštas (disperguotos dalelės) ir krūva (matrica), kuri sudaro vieną ar kitą kompoziciją, gavo pavadinimą kompozicines medžiagas.

2.2. Sudėtinės medžiagos su nemetaliniu matrica.

Sudėtinės medžiagos su nemetalinėmis matrica buvo plačiai naudojama. Polimerai, anglies ir keraminės medžiagos naudojamos kaip nemetalinės matricos. Nuo polimerų matricų, epoksidų, fenoloformaldehido ir poliamido buvo gauta didžiausią dauginimąsi.
Anglių matricos yra susietos arba pyro-anglies yra gaunami iš sintetinių polimerų, kuriems taikoma pirolizė. Matrica jungia kompoziciją, suteikdama savo eformą. Nuorodos yra pluoštai: stiklas, anglis, boriškas, organinis, remiantis gijinių kristalais (oksidai, karbidai, boridai, nitridai ir kiti), taip pat metalo (vielos) su dideliu stiprumu ir standumu.

Sudėtinių medžiagų savybės priklauso nuo komponentų sudėties, jų derinių, kiekybinių santykių ir santykių santykio ir stiprumo.
Stiprinimo medžiagos gali būti pluoštų, diržų, siūlų, juostų, daugiasluoksnių audinių pavidalu.

Orientuotų medžiagų užbaigimo turinys yra 60-80. %, į ne orientuotą (su atskirais pluoštais ir gijiniais kristalais) - 20-30. %. Kuo didesnis pluošto elastingumo stiprumas ir modulis, tuo didesnis sudėtinės medžiagos stiprumas ir standumas. Matricos savybės nustato kompozicijos stiprumą, kai keičiantis ir suspaudimas bei atsparumas nuovargio sunaikinimui.

Pagal nuoseklų, kompozitinių medžiagų forma klasifikuoti rūpesčius, anglies pluošto su anglies pluoštais, borough-pluošto Iorgano-pluošto.

Sluoksniuotos pluošto medžiagos, siūlai, juostelės, įmirkytos rišikliu, yra lygiagrečiai vieni kitiems klojimo plokštumoje. Plokščios gniuždos į plokšteles. Savybės gaunamos anizotropinės. Darbo mašinoje produkte svarbu atsižvelgti į esamų krovinių kryptį. Mes galime sukurti medžiagas tiek su izotropinėmis ir anizotropinėmis savybėmis.
Gali padengti pluoštus skirtingi kampai, Kompozicinių medžiagų savybių keitimas. Nuo klojimo sluoksnių tvarka pakuotės storis, išlaikomas medžiagos lenkimas ir sukimo standumas.

Taikoma trijų, keturių ar daugiau temų gaudyklės.
Didžiausias naudojimas turi trijų abipusiai statmenų siūlų struktūrą. Stiprintuvai gali būti esantys ašiniais, radialiniais ir apskritimais.

Trijų dimensijų medžiagos gali būti bet kokio storio blokų, cilindrų pavidalu. Vilmetriniai audiniai padidina atskyrimo ir atsparumo stiprumą lyginant su sluoksniu. Keturių sriegių sistema grindžiama Kubos įstrijų kietinimo skaidymu. Keturių gijų struktūra yra pusiausvyra, padidėjo standumas per pamainą į pagrindines plokštumose.
Tačiau keturių nukreiptų medžiagų kūrimas yra sudėtingesnis nei trys.

3. Kompozitinių medžiagų klasifikavimas.

3.1. Pluoštinės kompozicinės medžiagos.

Dažnai kompozitinė medžiaga yra sluoksniuota struktūra, kurioje kiekvienas sluoksnis sustiprino didelis skaičius Lygiagrečiai nuolatiniai pluoštai. Kiekvienam sluoksniui taip pat gali būti sustiprinta nepertraukiamais pluoštais į audinį, kuris yra originali forma, atitinkamos galutinės medžiagos pločio ir ilgio. Dažnai pluoštai išsiliejo trimatėmis struktūromis.

Sudėtinės medžiagos skiriasi nuo įprastinių lydinių, turinčių didesnį atsparumą ir ištvermės ribas (50-10%), elastingumo, standumo koeficiento ir sumažinto polinkio įtrūkimą modulis. Sudėtinių medžiagų naudojimas padidina konstrukcijos standumą, tuo pačiu sumažinant metalo suvartojimą.

Kompozitinių (pluoštinių) medžiagų stiprumas nustatomas pagal pluoštų savybes; Matrica iš esmės turi perskirstyti įtampą tarp stiprinimo elementų. Todėl pluošto elastingumo stiprumas ir modulis yra daug daugiau nei matricos elastingumo stiprumas ir modulis.
Standžios stiprinimo pluoštai suvokia įtampą, kylančias į pakrovimo metu, suteikia jai stiprumą ir standumą pluošto orientacijos kryptimi.

Dėl grūdinimo aliuminio, magnio ir jų lydinių, borių, taip pat pluoštai, pagaminti iš ugniai atsparių junginių (karbidai, nitridai, boridai ir oksidai), turintys didelį stiprumą ir modulio pupeles. Dažnai naudoja didelio stiprumo plieno vielą kaip pluoštą.

Dėl titano ir jo lydinių, molibdeno vielos, safyro pluošto, silicio karbido ir borino titano armatūros.

Nikelio lydinių šilumos atsparumo padidėjimas pasiekiamas jų volframo arba molibdeno vielos stiprinimu. Metaliniai pluoštai naudojami tais atvejais, kai reikalingi aukštas šilumos laidumas ir elektros laidumas. Perspektyvinis konsultacinis kietumas dėl didelio stiprumo ir oksido pluoštinės kompozicinės medžiagos yra gijinės oksido ir aliuminio nitrido, karbido ir silicio nitrido, karbidato ir kt.

Kompozitinės medžiagos ant metalo pagrindo turi didelį skubumą ir atsparus karščiui, tuo pačiu metu jie yra mažos. Tačiau kompozicinių medžiagų pluoštai mažina matricoje atsirandančių įtrūkimų sklidimo greitį, o beveik visiškai išnyksta staigus trapus sunaikinimas. Skiriamasis bruožas Pluoštinės unikalaus kompozicinės medžiagos yra mechaninių savybių anizotropija kartu ir per pluoštus bei mažą įtampos kaukontratorių jautrumą.

Papildomų kompozitinių medžiagų savybių anizotropija atsižvelgiama rengiant dalis, kad būtų optimizuojant savybes, koordinuojant atsparumo laukus su įtampos laukais.

Aliuminio, magnio ir titano lydinių stiprinimas nuolat ugniai atspariuose boro, silicio karbido pluoštuose, titano dobrade ir aliuminio okside žymiai padidina atsparumą karščiui. Sudėtinių medžiagų savybė yra maža minkštinimo greitis su temperatūros padidėjimu.

Pagrindinis kompozitinių medžiagų trūkumas su vienu ir dvimatėmis sustiprinimu yra maža atsparumas tarpsluoksnio pamainos ir skersinės uolos. Tai netenka medžiagų su didelėmis sutvirtinimu.

3.2. Išsklaidytos kietos kompozitinės medžiagos.

Skirtingai nuo pluoštinių kompozicinių medžiagų disperguotoje kietose kompozicinėse medžiagose, matrica yra pagrindinis apkrovos elementas, o disperguotos dalelės slopina jo dislokacijas.
Didelis stiprumas pasiekiamas su 10-500 nm dalelių dydžiu, kurio vidutinis atstumas tarp jų yra 100-500 Nm ir vienodas jų pasiskirstymas matricoje.
Stiprumas ir atsparumas karščiui, priklausomai nuo stiprinimo etapų apimties kiekio, neklauso priedo įstatymo. Optimalus daugelio metalų etapo kiekis nėra tas pats, bet paprastai neviršija 5-10 t. %.

Stabilių ugniai atsparių junginių naudojimas kaip sukietėjantys etapai (torio oksidai, hafnium, YTTRIA, sudėtingi desiccomic metalų oksidų junginiai), kurie nepakenčia matricos metalo, maksimaliai padidina medžiagos stiprumą iki 0,9-0,95 tonų. Atsižvelgiant į šias medžiagas, dažniau naudojamas kaip atsparus karščiui. Išsklaidytos kietos medžiagos gali būti gaunamos remiantis dauguma metalų ir lydinių, naudojamų technikoje.

Aliuminio pagrindu lydiniai yra plačiausiai naudojami - SAP (sukepinto aliuminio milteliai).

Šių medžiagų tankis yra lygus aliuminio tankiui, jie nesilaiko su sintezės pasipriešinimu ir netgi gali pakeisti titano ir atsparus korozijai, veikiant 250-500 ° C temperatūroje. Dėl ilgalaikio stiprumo jie viršija deformuojamus aliuminio lydinius. Ilgas stiprumas SAP-1 ir SAP-2 lydiniams 500 ° C temperatūroje yra 45-55 MPa.

Didelės nikelio išsklaidytos medžiagos perspektyvos.
Didžiausias šilumos atsparumas yra lydiniai, pagrįsti nikeliu nuo 2-3. % torio ar hafnio thexide. Šių lydinių matrica paprastai yra kieta NI + 20% CR, NI + 15% mo, Ni + 20% CR ir MO. Plačiai paplitusios BD-1 lydinių panaudojimas (nikelio, stiprinamas Toriya dioksido), Blov-2 (nikelio, sustiprinto hafnio dioksido) ir VD-3 (matrica Ni + 20% CR, sustiprintas torium oksidas). Šie lydiniai turi didelį atsparumą karščiui. Išsklaidytos kietesnės kompozicinės medžiagos, taip pat pluoštinės, lentynos, skirtos minkštinti didėjančią temperatūrą ir temperatūrą šioje temperatūroje.

3.3. Stiklo pluoštas.

Stiklo pluoštas yra kompozicija, susidedanti iš sintetinės dervos, kuri yra rišiklis ir stiklo pluošto užpildas. Klimarizatoriuje naudojamas nuolatinis arba trumpas stiklo pluoštas. Stiklo pluošto stiprumas smarkiai padidėja su jo skersmens sumažėjimu (dėl nehomogeniškumo ir įtrūkimų, kylančių storuose skyriuose). Stiklo pluošto savybės priklauso nuo turinio jo sudėties šarmuose; Geriausi indikatoriai patalpų stiklai aliuminio rūgštiesilikatros.

Nenaudojamas stiklo pluoštas yra trumpas pluoštas kaip užpildas. Tai leidžia jums paspausti detales sudėtinga forma, grietinės armatūra. Medžiaga gaunama su izotopinių stiprumo charakteristikomis, daug didesnis nei spaudos milteliai ir drovoti. Tokios medžiagos atstovai yra stiklo pluoštai AG-4B, taip pat DSV (matavimo stiklo pluoštai), kurie naudojami elektros energijos dalims, mechaninės inžinerijos dalys (ritės, siurblio sandarikliai ir kt.). Naudojant aukštos kokybės nenumatytų poliesterių, PSK premikses (pastos) ir prepregs AP ir PPM (pagal stiklo kilimėlis) gaunami. Prepregs galima naudoti dideliems produktams. paprastos formos (Automobilių, valčių, korpuso ir kt. Kūnas ir kt.).

Orientuoti stiklo pluoštai turi užpildą ilgų pluoštų pavidalu, esančiu orientuotomis su atskiromis kryptimis ir kruopščiai tiksliais rišikliais. Tai užtikrina didesnį stiklo pluošto stiprumą.

Stiklo pluoštas gali veikti esant temperatūrai nuo -60 iki 200 ° C, užpuolė tropinėmis sąlygomis, atlaikyti dideles inercines perkrovos.
Senėjant dvejus metus, senėjimo koeficientas k \u003d 0,5-0,7.
Jonizuojančioji spinduliuotė mažai veikia jų mechanines ir elektrines savybes. Iš jų dalys yra pagamintos iš didelio stiprumo, su armatūros ir drožinių.

3.4. Karboliniai.

"Karbovolokrokes" (rojiški) yra kompozicijos, susidedančios iš polimero rišiklio (matricos) ir pjaustymo susmulkintų pluoštų (karbovolocone).

Aukšta energija c-s ryšys Anglies pluoštai leidžia jiems išlaikyti jėgą labai aukštoje temperatūroje (neutraliuose ir atkuriamuose iki 2200 ° C), taip pat Žemos temperatūros. Nuo pluošto paviršiaus oksidacijos yra apsaugota apsauginėmis dangomis (piroliza). Skirtingai nuo stiklo pluošto, karbovoche yra prastai sudrėkinta rišikliu
(Maža paviršiaus energija), todėl jie yra ėsdinami. Tuo pačiu metu anglies pluoštų aktyvinimo laipsnis ant karbovės grupės priežiūros ant jų paviršiaus didėja. Interlayer stiprumas anglies kitu būdu atleistas 1,6-2,5 karto. Naudojami viscistizizuojami kaip tio, aln ir nuodėmės kristalai, kurie padidina 2 kartus ir stiprumo standumą 2,8 karto. Taikomos erdvinės sustiprintos konstrukcijos.

Rinkai yra sintetiniai polimerai (polimerų angliavandeniai); Sintetiniai polimerai, kuriems taikoma pirolizė (suvirškinta angliavandenių sijų); Pyrolizinė anglis (pyro-anglies anglies kaučiukas).

Epoksifenolio KMU-1L-1L anglies rubs, sustiprintas karbonaktyvus, ir KMU-1U ant gijinių kristalų gali dirbti ilgą laiką temperatūroje iki 200 ° C.

KMU-3 ir CMU-2L karbų suolai gaunami pagal naeopoxyanilino-formaldehido rišiklį, jie gali būti valdomi pipiruoti iki 100 ° C, jie yra labiausiai technologiškai. KMU-2 karbovoloknitis ir
CMU 2L pagal poliimido rišiklį galima naudoti esant temperatūrai
300 ° C.

Carbovolokrokai pasižymi dideliu statistiniu ir dinamiškai atsparumu nuovargio, išsaugoti šį turtą normalioje ir gerai pritvirtintoje temperatūroje (didelis šilumos laidumas pluošto išvengti medžiagos į medžiagą iš vidinės trinties). Jie yra vanduo ir chemija. Po rentgeno spinduliuotės ir epochti oro poveikio nesikeičia.

Anglies dioksido kuro šiluminis laidumas yra 1,5-2 kartus didesnis, stiklo pluošto koplyčia. Jie turi tokią elektros energiją: \u003d 0,0024-0.0034 000 · cm (palei pluoštus); ? \\ T \u003d 10 ir tg \u003d 0,001 (esant 10 Hz dažniui).

Carboostech-stiklo pluošto yra kartu su anglies stiklo pluoštu, kuris sumažina mišinį.

3.5. Karbinė guma su anglies matrica.

COCATED medžiagos gaunamos iš įprastinių polimeriboklastų, kurie patiria pirolizę inertiniame arba atkuriamame patalpoje. 800-1500 ° C temperatūroje, karbonizuoti, esant 2500-3000 ° C grafizuotos anglies sijos yra suformuota. Norėdami gauti piroparbon medžiagą, papildymas yra išdėstytas ant produkto formos ir yra įdėta į krosnį, į kurią dujinis angliavandenilis yra perduotas (metanas). Nustatant (1100 ° C ir 2660 PA liekamasis slėgis), metanas ir formavimas pirolizinė anglis yra deponuojamos ant pluošto, susiejant juos.

Pirolizei suformuotas rišiklio koksas turi didelių stipriąsias puses su anglies pluoštu. Ryšium su šia kompozitu pabrėžiamas aukštos mechaninės ir abliacinės savybės, taktinio poveikio atsparumas.

KARBOVOLOKNIT su anglies matrica vožtuvo ir smūgio klampumo košės dydžio 5-10 kartų viršija specialius grafikus; kai šildomas inertinėje atmosferoje ir vakuume, jis išlaiko stiprumą iki 2200
° С, ore yra oksiduojamas 450 ° C temperatūroje ir reikia apsauginės dangos.
Vieno anglies pluošto trinties koeficientas su anglies matrica kita (0,35-0,45) ir nusidėvėjimas yra mažas (0,7-1 μm prekybai).

3.6. Borovolokniti.

Borovoloknitis yra polimerų surišimo ir kietesnio - borių pluoštų kompozicijos.

Borovoloknitis pasižymi dideliu suspaudžiamu stiprumu, pjovimo pamainomis, mažu šliaužimu, dideliu kietumu ir elastingumo kietumu, šiluminio laidumo ir elektrinio laidumo moduliu. Boricocon Cellular mikrostruktūra suteikia didelę jėgą, kai perkeliant sąsajos skyrių.

Be nuolatinio Borogo pluošto, naudojami kompleksiniai kolektoriai, kuriuose keli lygiagrečiai boriniai pluoštai ištraukiami pagal formulavimo deklaraciją. Taikymas vaidmens-adjinuty daro technologinį gamybos medžiagos procesą.

Kaip matricos, skirtos borro-žirgynų gamybai, pridėta epoksidinė ir poliimidų rišikliai. Borovolokniti kmb-1 ir
KMB-1K yra skirtos ilgas darbas 200 ° C temperatūroje; Kmb-3 ir kmb-3k nereikalauja didelio slėgio apdorojimo metu ir gali dirbti ne daugiau kaip 100 ° C temperatūroje; KMB-2K veikia 300 ° C temperatūroje.

Borovoloknitis turi didelių nuovargio atsparumą, on-line į spinduliuotės, vandens, organinių tirpiklių ir degių medžiagų poveikį.

3.7. Organizacijos.

Organiniai ūkiai yra kompozitinės medžiagos, susidedančios iš polimerinių rišiklių ir kietųjų pluoštų (užpildų). Tokios medžiagos turi mažą masę, palyginti specifinį stiprumą ir standumą, yra stabilūs su su jais sukauptais apkrovomis ir ryškiu temperatūros pasikeitimu. Sintetinei įtampos stiprumo praradimui tekstilės perdirbimo mažuose; Netinkamai pažeisti.

Elastiniam modulio ir temperatūros modulio modulio vertes yra artimi ir rišikliai.
Komponentų su pluošto ir cheminio džiovinimo tarp jų difuzijos difuzija. Medžiagos struktūra yra ne defektas. Porrodor nėra užaugęs 1-3% (kitose medžiagose 10-20%). Taigi organų pluošto theseshaniškų savybių stabilumas su staigiu temperatūros skirtumu, šoko ir ciklinių apkrovų veikimu. Aukštos šoko klampumas (400-700CH / MI). Šių medžiagų nepalanki padėtis yra palyginti mažos suspaudimo stiprios ir didelės slankios (ypač elastingų pluoštų).

Organai yra atsparūs agresyvioje aplinkoje ir drėkinamoje aplinkoje; Dielektrinės savybės yra didelės, o šiluminis laidumas yra mažas. Dauguma organinio pluošto gali dirbti ilgą laiką, kad veiktų 100-150 ° C, ir ant polimido surišimo ir polioksadiazolo pluošto pagrindu - 200-300 ° C temperatūroje.

Kombinuotame medžiagose kartu su sintetiniais pluoštais, mineraliniu (stiklu, karbovoakuliu ir borozoliniu). Telefos medžiagos turi didesnį stiprumą ir standumą.

4. Sudėtinių medžiagų taikymo ekonominis efektyvumas.

Kompozitinių medžiagų paraiškos nėra ribotos. Jie yra aviacijos, skirtos labai pakrautoms orlaivių dalys (dengimas, spars, šonkauliai, plokštės ir kt.) Ir varikliai (piktogramos kompresorių peiliai ir kt.), Kosminės technologijos, skirtos energijos struktūroms, veikiančioms šildymui, kietumo elementams, plokštėms , automobilių pramonėje palengvinti kūną, spyruokles, rėmus, kūno plokštes, buferius ir kt, kasybos pramonėje (gręžimo instrumentas, detalombins ir kt.) pilietinė statyba (tiltų skaičius, pradinės struktūros aukšto aukščio struktūrų ir tt) ir kitose srityse tarptautinės ekonomikos.

Kompozitinių medžiagų naudojimas suteikia naujos kokybės striukę didinant variklių, energijos ir transporto įrenginių galią, mažinant mašinų ir prietaisų masę.

Pusgaminių gaminių ir produktų iš kompozicinių medžiagų gavimo technologija yra gana gerai išvystyta.

Sudėtinės medžiagos su nemetaliniu matrica, o pavadinimas-polimerų angliavandeniai naudojami laivų ir automobilių pramonėje (centravimo mašinos, važiuoklės, irklavimo varžtai); Iš jų gamina guolius, šildymo plokštes, sporto įranga, kompiuterio dalys. Aukštos modulovarbolooknitis naudojami orlaivių dalių gamybai, įrangai chemijos pramonei, X-ray įrenginyje.

Karbso pluoštas su anglies matrica Pakeiskite įvairius tipus. Jie naudojami šiluminei apsaugai, aviacijos stabdžių diskams, chemiškai atsparioms įrangai.

Produktai, pagaminti iš borolis saugiklių naudojami aviacijos ir kosmoso įrangai (profiliai, skydai, rotoriai ir kompresorių peiliai, sraigtasparnių sraigtopterių velenų peiliai ir pan.).

Organoferofitai naudojami kaip izoliacinė ir sudedamoji medžiaga elektros ištekliams, orlaivių įrangai, automatinei įrangai; Iš šių, vamzdžių, rezervuarų reagentams, dangos laivų ir kitų yra gaminami.

Įrenginių pirkimui ir pardavimo skelbimams galima peržiūrėti

Aptarkite polimerų ir jų savybių antspaudų privalumus

Užregistruokite savo įmonę Įmonių kataloge

composite Medžiagos sandariklis, sudėtinė medžiaga Impex
Sudėtinė medžiaga (Km), sudėtinis - dirbtinai sukurta nehomogeninė kieta medžiaga, susidedanti iš dviejų ar daugiau komponentų, turinčių aiškią skyriaus ribą. Dauguma kompozitų (išskyrus sluoksnių) komponentus galima suskirstyti į matricą (arba rišiklį) ir sustiprinančius elementus (arba užpildus) įtraukti į jį. Statybos kompozitai Sustiprinimo elementai paprastai suteikia reikiamus mechaninius medžiagos charakteristikas (stiprumas, standumas ir kt.) Ir matrica bendras darbas sustiprinti elementus ir jų apsaugą nuo mechaninė žala ir agresyvi cheminė aplinka.

Sudėčio mechaninį elgesį lemia sustiprinančių elementų ir matricos savybių santykis, taip pat jų ryšių stiprumas. Sukurtos produkto savybės ir savybės priklauso nuo šaltinio komponentų pasirinkimo ir jų derinio technologijos.

Derinant sustiprinančius elementus ir matricą, kompozicija turi ne tik savybių rinkinį Šaltinių charakteristikos. \\ T Jos sudedamosios dalys, bet ir naujos savybės, kurias individualūs komponentai neturi. Pavyzdžiui, nuo sustiprinančių elementų ir matricos skyriaus ribų buvimas žymiai padidina medžiagos įtrūkimą, ir kompozicijomis, priešingai nei vienalyčių metalai, statinio stiprumo padidėjimas lemia sumažėjimą, bet, kaip taisyklė, padidinti sunaikinimo klampumo charakteristikas.

Norėdami sukurti kompoziciją, naudojami įvairūs armatūros užpildai ir matricos. Tai yra "Getinax" ir "Textolit" ( sluoksniuotos plastikai Iš popieriaus ar audinių, priklijuotų su termoretiniais klijais), stiklo ir grafito pluošto (audinio ar sužeisto stiklo arba grafito pluošto, įmirkyti epoksidiniais klijais), fanerą. Yra medžiagų, kuriose plonas pluoštas iš didelio stiprumo lydinių yra užtvindytas aliuminio masės. Bulat yra viena iš seniausių kompozitinių medžiagų. Tai yra ploniausi sluoksniai (kartais siūlai) didelio anglies plieno "klijuoti" su minkštu mažai anglies kietųjų liaukų.

Medžiagos eksperimentuoja su siekiant sukurti patogesnę gamyboje, todėl ir pigesnių medžiagų tikslas. Savarankiškai tekstūruotos kristalinės konstrukcijos, priklijuotos į vieną polimerų klijų masę (cementai su vandeniu tirpių klijų priedais), termoplastinių su trumpais sustiprinimo pluoštais ir pan.

1 Kompozitų klasifikacija
2 Composite medžiagų privalumai
3 sudėtinių medžiagų trūkumai
- 3.1 Didelės kainos
- 3.2 Anizotropijos savybės
- 3.3 Mažas šokas klampumas
- 3.4 Didelis konkretus kiekis
- 3.5 higroskopiškumas
- 3.6 Toksiškumas
- 3.7 Mažai eksploatacinių gavimui
4 Programos
- 4.1 Vartojimo prekės
- 4.2 Sporto įranga
- 4.3 Medicina
- 4.4 Mechaninė inžinerija. \\ T
  - 4.4.1 Charakteristika
  - 4.4.2 Specifikacijos. \\ T
  - 4.4.3 Ekonominė nauda
  - 4.4.4 Technologijų taikymo sritys
- 4.5 Aviacija ir kosmonautika
- 4.6 Ginkluotės ir karinės įrangos
5 cm taip pat
6 Pastabos
7 literatūra
8 nuorodos

Kompozitų klasifikavimas

Kompozitai paprastai klasifikuojami pagal tipo armatūros užpildą:

pluoštinė (sustiprinimo komponentas - pluoštinės konstrukcijos);
sluoksniuotas;
užpildyti plastikai (sustiprinimo komponentas - dalelės)
- birių (homogeniški),
- skeleto (pradinės konstrukcijos, užpildytos rišikliu).

Be to, kompozitai kartais klasifikuojami pagal matricos medžiagą:

kompozitai su polimero matrica,
kompozitai su keramikos matrica,
kompozitai su metaliniu matrica,
kompozitų oksido oksidas.

Kompozitinių medžiagų privalumai

Pagrindinis KM privalumas yra tas, kad medžiaga ir dizainas yra sukurtas vienu metu. Išskyrus "Prepregs", kurie yra pusgaminiai, skirti konstrukcijų gamybai.

Būtina nedelsiant nurodyti, kad km yra sukurta šioms užduotims atlikti atitinkamai, negali talpinti visus galimus privalumus, tačiau, projektuojant naują kompozitą, "Wains" inžinierius, kad atliktų šio tikslo žymiai geresnių tradicinių medžiagų savybių charakteristikas Šiame mechanizme, bet prastesni už juos bet kokiais kitais aspektais. Tai reiškia, kad CM negali būti geresnis tradicinė medžiaga Viskas, tai yra, kiekvienam produktui, inžinierius atlieka visus būtinus skaičiavimus ir tik tada pasirenka optimalų tarp gamybos medžiagų.

didelė specifinė jėga (3500 MPa stiprumas)
aukšta nelankstumas (elastingumo modulis 130 ... 140 - 240 GPA)
didelis atsparumas nusidėvėjimui
didelis nuovargio stiprumas
iš km galima padaryti dimensijų dizainus
lengvumas

Be to, skirtingos kompozitų klasės gali turėti vieną ar daugiau privalumų. Kai kurie privalumai negali būti pasiekiami vienu metu.

Kompozitinių medžiagų trūkumai

Sudėtinės medžiagos turi pakankamai daug trūkumų, kurie apriboja jų paskirstymą.

Auksta kaina

Didelės kainos km yra dėl didelio gamybos ir poreikio taikyti specialią brangią įrangą ir žaliavas, todėl sukūrė pramoninę gamybą ir šalies mokslinę bazę. Tačiau tai tiesa tik tada, kai keičiamas paprastų geležinkelių metalų kompozitus. Lengvųjų produktų atveju, sudėtingos formos produktai, atsparūs korozijai, aukšto stiprumo dielektriniai produktai kompozitai pasirodo naudingi. Be to, kompozicinių produktų kaina dažnai yra mažesnė nei spalvotųjų metalų ar nerūdijančio plieno analogų.

Anizotropijos savybės

Anizotropija yra kilmės savybių priklausomybė nuo matavimo krypties pasirinkimo. Pavyzdžiui, vienakrypčio anglies pluošto elastingumo modulis pluošto pluoštuose yra 10-15 kartų didesnis nei skersiniame.

Norėdami kompensuoti anizotropiją, stiprumo veiksnys didėja, o tai gali lyginti km pranašumą konkrečiu stiprumu. Toks pavyzdys yra km, gaminant MIG-29 kovotojo vertikalią plunksną, patirtis. Dėl anizotropijos, naudojamos cm, vertikali plunksna buvo suprojektuota su ruožtu daugelio aukštesnio lygio standarto aviacijos koeficiento 1.5, kuri galiausiai lėmė tai, kad sudėtinis vertikalus plunksnas MIG-29 buvo lygus svoriui klasikinis vertikalus plunksnas, pagamintas iš duralumino.

Tačiau daugeliu atvejų savybių anizotropija yra naudinga. Pavyzdžiui, vamzdžiai, veikiantys su vidiniu slėgiu, yra dvigubai dideli įtempimo įtempimai apskritimo kryptimi, palyginti su ašine. Todėl vamzdis neturėtų būti lygus visomis kryptimis. Kompozitų atvejis šioje būklėje yra lengva užtikrinti, padvigubinant armatūrą apskritimo kryptimi, palyginti su ašine.

Mažas šokas

Mažas šokas klampumas taip pat yra priežastis, kodėl reikia padidinti stiprumo atsargas. Be to, mažas šokas klampumas sukelia didelę žalą produktams iš km, didelė paslėptų defektų atsiradimo tikimybė, kurią galima aptikti tik valdymo metodais.

Aukštas specifinis tūris

Didelis konkretus tūris yra didelė nepalanki padėtis, kai taikoma km vietovėse, kuriose yra standūs užimamo tūrio apribojimai. Tai taikoma, pavyzdžiui, viršgarsinių aviacijos srityje, kur net nedidelis orlaivio tūrio padidėjimas lemia didelį bangų aerodinaminį atsparumą.

Gigroscopic.

Sudėtinės medžiagos yra higroskopiniai, ty linkę įsisavinti drėgmę, o tai yra dėl vidinės cm transliacijos. Su ilgalaikiu veikimu ir keliais temperatūrais 0 Celsijaus, vandens, skverbiantis į cm struktūrą, sunaikina produktą nuo cm nuo viduje (gamtos poveikis yra panašus į sunaikinimą kelių keliai. \\ T "OffSeason"). Sąžiningumu reikėtų pažymėti, kad nurodytas trūkumas reiškia pirmųjų kartų kompozitus, kurie neturi pakankamai veiksmingo rišiklio sukibimo su užpildu, taip pat didelę urvų kiekį komunikacinėje matricoje. Šiuolaikiniai tipai Kompozitai su dideliu sukibimu su užpildu (pasiekiama naudojant specialiųjų gommetrors naudojimą), gaunami pagal dulkių liejimo metodus su minimaliu šio trūkumo dujų ertmių kiekiu, todėl galima statyti sudėtinius laivus, gaminti kompozicinius armatūrą ir sudėtines atramas. oro linijų.

Nepaisant to, km gali sugerti kitus skysčius su dideliu įsiskverbimo gebėjimu, pavyzdžiui, aviacijos žibalo ar kitų naftos produktų.

Toksiškumas

Kai veikia km, gali būti porų, kurie dažnai yra toksiški. Jei cm daro produktus, kurie bus įsikūrę arti žmonėms (toks pavyzdys gali būti sudėtinis "Boeing 787" "Dreamliner" orlaivio kompozicinis fiuzelažas), tada papildomi km komponentų poveikio vienam asmeniui, reikalingi gamybai gaminti km medžiagų.

Mažas eksploatacinis gamintojas

Sudėtinės medžiagos gali turėti mažą eksploatacinę gynybą, mažą prielaidą ir didelę eksploatavimo sąnaudas. Taip yra dėl to, kad reikia taikyti specialius laiko reikalaujančius metodus (ir kartais fizinis darbas), specialios priemonės, skirtos patobulinti ir taisyti objektus iš km. Dažnai produktai iš km paprastai netaikomi jokie patobulinimai ir remontas.

Naudojimo sritys

Geros vartojimo prekės

Sustiprintas betonas - viena iš seniausių ir paprasčiausių kompozitinių medžiagų
Žvejybos strypai iš stiklo pluošto ir anglies pluošto
Valtys iš stiklo pluošto
Automobilių padangos. \\ T
MetaloKompozitai

Sporto įranga

Kompozitai buvo patikimai išspręsti sporto šakose: dideliems pasiekimams, didelio stiprumo ir mažo svorio reikia, o kaina nėra specialaus vaidmens.

Dviračiai
Slidinėjimo įranga - lazdelės ir slidės
Ledo ritulio lazdos ir riedučiai
Baidarės, kanojos ir nudžiugino jiems
Išsami informacija apie lenktyninius automobilius ir motociklų kūnus
Šalmai

Vaistas

Dantų sandariklių medžiaga. Plastikinė matrica tarnauja geram užpildui, stiklo dalelių užpildas padidina atsparumą dilimui.

Mechaninė inžinerija

Mechaninėje inžinerijoje kompozicinės medžiagos yra plačiai naudojamos kuriant apsauginės dangos ant trinties paviršiųTaip pat ir įvairių vidaus degimo variklių dalių gamybai (stūmokliai, jungiamieji strypai).

Charakteristika

Technologija naudojama paviršiams susidaryti trinties pakopose Plieno guminės papildomos apsauginės dangos. Technologijų taikymas leidžia padidinti sandariklių ir velenų darbo ciklą pramonės įranga. \\ TDarbas. \\ T vandens aplinka.

Sudėtinės medžiagos susideda iš kelių funkcionaliai puikių medžiagų. Neorganinių medžiagų pagrindą sudaro modifikuoti įvairiais magnio, geležies, aliuminio silikatų priedais. Fazės perėjimai šiose medžiagose atsiranda pakankamai didelių vietinių apkrovų arti metalo stiprumo. Tuo pačiu metu didelio stiprumo metalo-keraminis sluoksnis aukštos vietinės apkrovos zonoje yra suformuotas ant paviršiaus, kad būtų galima pakeisti metalo paviršiaus struktūrą.

Polimerų medžiagos, pagrįstos polietrafluoretilenu, yra modifikuoti itin skleidžiamais deimantografiniais milteliais, gautais iš sprogstamųjų medžiagų, taip pat ultrafinų milteliais minkštais metalais. Plastizavimas Medžiaga atliekama su palyginti mažomis (mažiau nei 300 ° C) temperatūrai.

Metallo-organinės medžiagos, gautos iš natūralių riebalų rūgščių, yra didelė rūgšties funkcinių grupių. Dėl to sąveika su paviršinio metalo atomais gali būti atliekami poilsio režimu. Trinties energija pagreitina procesą ir stimuliuoja skersinių smūgių išvaizdą.

Specifikacijos

Apsauginė danga, priklausomai nuo kompozicinės medžiagos sudėties, gali būti būdingas šiomis savybėmis:

storis iki 100 μm;
veleno paviršiaus švarumo klasė (iki 9);
turėti poras su 1 - 3 mikronų matmenimis;
trinties koeficientas iki 0,01;
didelis sukibimas su metalu ir guminiu paviršiumi.

Techniniai ir ekonominiai privalumai

Ant paviršiaus susidaro didelio stiprumo metalo keraminis sluoksnis aukštoje vietinėje apkrovos zonoje;
Sluoksnis susidaro ant politetrafluoretileno paviršiaus, turi mažą trinties koeficientą ir mažą atsparumą abrazyviniam drabužiui;
Metallo-organinės dangos yra minkštos, turi nedidelį trinties koeficientą, porinį paviršių, papildomo sluoksnio storis yra mikronų vienetai.

Taikymo sritis

programa ant sandariklių darbo paviršiaus, siekiant sumažinti trintį ir sukuriant atskyrimo sluoksnį, išskyrus gumos prilipimą ant veleno poilsio metu.
didelės spartos vidaus degimo varikliai automobiliams ir orlaiviams.

Aviacija ir kosmonautika

Aviacinėje ir astronautikoje nuo 1960 m. Yra skubiai poreikis gaminti patvarius, plaučius ir atsparesnes dilimoms. Kompozitinės medžiagos naudojamos elektros struktūrų gamybai orlaiviai, dirbtiniai palydovai, šilumos izoliacinės dangos, kosminiai zondai. Vis dažniau kompozitai naudojami oro ir erdvėlaivių apipjaustymui ir labiausiai pakrautomi maitinimo elementai.

Ginkluotės ir karinės įrangos

Dėl savo charakteristikų (stiprumo ir lengvumo), km taikoma kariniame darbe gamybai skirtingos rūšys šarvai

bulfurgeons (taip pat žr. "Kevlar")
šarvai

Iki IV. Bc. e. Plačiai naudojamas svogūnų kompozicijoje kaip ginklai.

Taip pat žiūrėkite

Kompozitinės jungiamosios detalės
Hibridinė medžiaga

Pastabos

J. Lyubin. 1.2 Terminai ir apibrėžimai // Kompozicinė knyga: 2-kN \u003d kompozitų vadovas. - m.: Mechaninė inžinerija, 1988. - T. 1. - 448 p. - ISBN 5-217-002225-5.

Literatūra

Kerber M. L., polimero kompozicinės medžiagos. Struktūra. Savybės. Technologijos. - SPB.: Profesija, 2008. - 560 p.
Vasilyev V.V., konstrukcijų mechanizmas iš kompozicinių medžiagų. - m.: Mechaninė inžinerija, 1988. - 272 p.
Karpinos D. M., kompozicinės medžiagos. Katalogas. - Kijevas, Naukova Dumka

Nuorodos. \\ T

Žurnalo mechaninės kompozicinės medžiagos ir dizainas
"Kompozitai iš" Naukograd "televizijos
"Juodosios sparnų technologija" Telekomunikacijos

kompozitinė medžiaga Impex, sudėtinė medžiaga sandariklis, sudėtinė materializmas, kompozicinės medžiagos

Išsami medžiaga informacija apie

Medžiagos, pagrįstos keliais komponentais, kurie sukelia jų veiklos ir technologines charakteristikas. Kompozitai yra pagrįsti metalu, polimero ar keramikos pagrindu pagrįsta matrica. Papildomą sustiprinimą atlieka užpildai pluoštų, gijinių kristalų ir įvairių dalelių pavidalu.

Kompozitams - ateitis?

Plastiškumas, stiprumas, platus taikymo sritis - tai yra tai, ką išskiriamos šiuolaikinės kompozitinės medžiagos. Koks tai yra gamybos požiūriu? Šios medžiagos susideda iš metalo arba nemetalinio pagrindo. Medžiagai naudojami didesnio stiprumo spinduliai. Tarp plastiko, kuris yra atmestas borių, anglies, stiklo pluoštų arba aliuminio, sustiprinto su plieno arba berilio siūlais gali būti atskirti. Jei sujungė komponentų turinį, galima gauti skirtingo stiprumo, elastingumo, šlifavimo atsparumo kompozitus.

Pagrindiniai tipai

Kompozitų klasifikacija yra pagrįsta jų matrica, kuri gali būti metalinė ir nemetalinė. Medžiagos su metaline matrica, remiantis aliuminio, magnio, nikelio ir jų lydinių įgyti papildomą jėgą dėl pluoštinių medžiagų arba ugniai atsparios dalelės, kurios nėra ištirpintos pagrindiniame metale.

Kompozitai su nemetaliniu matrica yra pagrįsti polimerais, anglies ar keramikais. Tarp polimerų matricų, epoksidų, poliamido ir fenolio formaldehido yra populiariausi. Kompozicijos formą pateikia matrica, kuri veikia kaip rišiklis. Pluoštai, diržai, siūlai, daugiasluoksnės audiniai yra naudojami medžiagoms.

Gamyba. \\ T sudėtinės medžiagos. \\ T vykdoma remiantis šiais technologiniais metodais:

impregnavimas pluošto stiprinimo matricos medžiagos;
liejimo formos užpildymo ir matricos juostelės formos formoje;
Šaltas komponentų paspaudimas su tolesniu sukepinėjimu;
elektrocheminė danga ant pluoštų ir tolesnio paspaudimo;
matricos nusėdimas su plazminiu purškimu ir vėlesniu suspaudimu.

Kas yra užbaigimas?

Daugelyje pramonės šakų buvo naudojamos kompozitinės medžiagos. Kas tai yra, jau sakėme. Tai yra medžiagos, pagrįstos keliais komponentais, kurie būtinai sustiprinami specialiais pluoštais ar kristalais. Pačių kompozitų stiprumas priklauso nuo pluoštų stiprumo ir elastingumo. Priklausomai nuo užbaigimo tipo, visi kompozitai gali būti suskirstyti:

ant stiklo pluošto;
anglies pluoštai su anglies pluoštais;
borovolokniti;
organizacijos.

Refineralinės medžiagos gali tilpti į dvi, tris, keturis ir daugiau temų, nei jų daugiau, tuo stipresnis ir patikimesnis veikimas bus kompozitinės medžiagos.

Medienos kompozitai

Atskirai verta paminėti medinį kompozitą. Pasirodo per žaliavų derinį skirtingų tipųTuo pačiu metu mediena veikia kaip pagrindinis komponentas. Kiekvienas medienos-polimero kompozitas susideda iš trijų elementų:

kapotos medienos dalelės;
termoplastinis polimeras (PVC, polietilenas, polipropilenas);
cheminių priedų kompleksas modifikatorių pavidalu - jie yra medžiagos sudėtyje iki 5%.

Populiariausias medienos kompozitų tipas yra sudėtinė plokštė. Jo unikalumas yra tas, kad jis sujungia savybes ir medieną bei polimerus, kurie žymiai plečia jo naudojimo sritį. Taigi, valdyba pasižymi tankiu (bazinė dervos įtaka jo rodiklį ir medienos dalelių tankį), geras lenkimo pasipriešinimas. Tuo pačiu metu medžiaga yra ekologiškai draugas, išlaiko tekstūrą, spalvą ir kvapą natūralus medis. Kompozitinių plokščių naudojimas yra visiškai saugus. Dėl polimerų priedų kompozicinė valdyba įgyja aukštas lygis Atsparumas nusidėvėjimui ir drėgmei. Jis gali būti naudojamas terasoms baigti, sodo takelius, net jei jie turi ilgą apkrovą.

Gamybos ypatybės

Medienos kompozitai turi specialią struktūrą dėl polimero pagrindo derinio su mediena. Tarp tokio tipo medžiagų galima pažymėti medienos lustą, skirtingą tankį, orientuotus plokštes ir medienos polimerų kompozitus. Šio tipo kompozitinių medžiagų gamyba atliekama keliais etapais:

Žemės mediena. Už tai naudojami smulkintuvai. Po trupinimo mediena sijojama ir padalinta į frakcijas. Jei žaliavos drėgmė yra didesnė už 15%, ji būtinai išdžiovinta.
Pagrindiniai tam tikrų proporcijų komponentai dozuojami ir sumaišomi.
Galutinis produktas yra paspaudžiamas ir suformatuotas įgyti prekių tipą.

Pagrindinės charakteristikos. \\ T

Apibūdinome populiariausius polimero kompozicines medžiagas. Kas tai yra, dabar suprantama. Dėl sluoksniuotos struktūros, yra galimybė sustiprinti kiekvieną sluoksnį su lygiagrečiais nepertraukiamais pluoštais. Verta atskirai apie šiuolaikinių kompozitų savybes, kurios skiriasi:

didelė laikinojo pasipriešinimo ir ištvermės riba;
aukštas elastingumo lygis;
jėga, kuri pasiekiama pagal sluoksnių stiprinimą;
dėl standžiųjų stiprinimo pluoštų kompozitai turi didelį atsparumą įtampos įtampai.

Metaliniai kompozitai išsiskiria dideliu stiprumu ir šiluminiais, o jie yra praktiškai neelastiški. Dėl pluošto struktūros sumažėja įtrūkimų slopinimo greitis, kuris kartais pasirodo matricoje.

Polimer medžiagos. \\ T

Polimerų kompozitai pateikiami įvairiomis galimybėmis, kurios atveria dideles galimybes jų naudojimui įvairiose srityse, pradedant nuo odontologijos ir baigiant aviacijos įrangos gamybą. Užpildymo kompozitus, pagrįstus polimerais, atlieka skirtingos medžiagos.

Projektuojančios naudojimo sritys gali būti laikomos statybos, naftos ir dujų pramonei, automobilių ir geležinkelių transporto gamyba. Būtent šių pramonės šakų dalis sudaro apie 60% polimerų kompozicinių medžiagų naudojimo tūrio.

Dėl didelio stabilumo polimerų kompozitai Į koroziją, lygų ir tankų paviršių produktų, kurie gaunami formuojant, patikimumas ir ilgaamžiškumas galutinio produkto veikimo didėja.

Apsvarstykite populiarias rūšis

Stiklo pluoštas

Jei norite sustiprinti šias kompozicines medžiagas, naudojami stiklo pluoštai, išlydytas neorganinis stiklas. Matrica yra pagrįsta termoaktyviomis sintetinėmis dervomis ir termoplastiniais polimerais, kurie išskiria didelį stiprumą, mažą šiluminį laidumą, aukštą elektros izoliacinės savybės. Iš pradžių jie buvo naudojami antenos fisų gamybai kupolo formos struktūrų forma. Į Šiuolaikinis pasaulis Fiberglass plačiai naudojami statybos sferoje, laivų statyboje, buitinėje įrangoje ir sporto reikmėms, elektronikai.

Daugeliu atvejų stiklo pluošto gaminamos remiantis purškimu. Šis metodas yra ypač veiksmingas mažoje ir vidutinėje gamyboje, pvz., Valtys, valtys, nameliai kelių transportas, geležinkelio automobiliai. Purškimo technologija yra patogi efektyvumui, nes tai nėra būtina nubrėžti stiklą.

Nuostabai

Kompozitinių medžiagų savybės, pagrįstos polimerais, leidžia juos naudoti įvairiose srityse. Jie naudoja kaip užpildą anglies pluoštaigaunamas iš sintetinių ir natūralių pluoštų, pagrįstų celiulioze, peckers. Pluoštas apdorojamas termiškai keliais etapais. Palyginti su anglies pluošto stiklo pluoštu skiriasi su mažesniu tankiu ir didesniu medžiagos lengvumu ir stiprumu. Dėl unikalių operatyvinių savybių anglies dioksido fokusavimo, kosmoso ir medicinos įrangos, dviračių ir sporto reikmenų naudojimas naudojamas mašinose ir raketų meno.

Boroplastika

Tai yra daugiakomponent medžiagos, pagrįstos nuobodu pluoštais, įvestais į termorekto polimero matricą. Patys pluoštai atstovauja mononijiniai, kenkia, kad yra mirkomi su pagalbiniu stiklo siūlu. Didelis sriegių kietumas užtikrina medžiagos stiprumą ir ilgaamžiškumą agresyviems veiksniams, tačiau tuo pačiu metu boroplastika skiriasi, o tai apsunkina perdirbimą. Best pluoštai yra brangūs, todėl boroplastikų naudojimo taikymo sritis yra ribota pagrindinėje aviacijos ir kosmoso pramonėje.

Organoplastikai

Šiuose kompozituose sintetiniai pluoštai daugiausia yra sintetiniai pluoštai - diržai, siūlai, audiniai, popierius. Tarp specialių šių polimerų savybių, galima pastebėti mažą tankį, lengvumą, palyginti su stiklu ir anglies stiliais, dideliu tempimo stiprumu ir dideliu atsparumu smūgiu ir dinamiškomis apkrovomis. Ši kompozitinė medžiaga yra plačiai naudojama tokiose srityse kaip mašina, laivyba, automatinė inžinerija, chemijos inžinerija.

Kas yra veiksmingumas?

Sudėtinės medžiagos dėl unikalios sudėties gali būti naudojamas įvairiose srityse:

aviacijoje orlaivių ir variklių dalių gamyboje;
erdvės technologija, skirta šildyti įrenginių galios struktūrų gamybai;
automobilių pramonė, skirta kurti lengvus kūnus, rėmus, plokštes, buferius;
kasybos pramonė gręžimo instrumentams gaminti;
civilinė statyba sukurti tiltus, surenkamųjų struktūrų elementus aukštybinių struktūrų.

Kompozitų naudojimas leidžia padidinti variklių galią, energijos įrenginiai, mažinant mašinų ir įrangos masę.

Kokios yra perspektyvos?

Pasak Rusijos pramonės atstovų, kompozicinė medžiaga reiškia naujos kartos medžiagas. Planuojama, kad iki 2020 m. Padidės kompozitinių produktų vidaus gamybos apimtis. Jau bandomieji projektai įgyvendinami šalies teritorijoje, kuria siekiama plėtoti naujos kartos sudėtines medžiagas.

Kompozitų naudojimas tinka įvairiose srityse, tačiau tai yra efektyviausia pramonėje, susijusioje su aukštos technologijos. Pavyzdžiui, šiandien nėra transporto priemonės nėra sukurta be kompozitų naudojimo, o kai kurie iš jų naudoti apie 60% polimerų kompozitų.

Dėl galimybės derinti įvairius sustiprinimo elementus ir matricus, galima gauti kompoziciją su konkrečiu charakteristikų rinkiniu. Ir tai, savo ruožtu, leidžia taikyti šias medžiagas įvairiose srityse.

Sudėtinė medžiaga

Sudėtinė medžiaga (sudėtinis, km) - dirbtinai sukūrė nehomogeninę medžiagą, susidedančią iš dviejų ar daugiau komponentų su aiškia skyriaus riba tarp jų. Daugumoje kompozitų (su sluoksniu), komponentai gali būti suskirstyti į matricą ir sustiprinančius elementus įtraukti į jį. Struktūriniuose kompozituose, stiprinimo elementai paprastai suteikia reikiamus mechaninius medžiagų charakteristikas (stiprumas, standumas ir tt), ir matrica (arba rišiklis) užtikrina bendrą stiprinimo elementų veikimą ir apsaugo juos nuo mechaninių pažeidimų ir agresyvios cheminės medžiagos Aplinka.

Sudėčio mechaninį elgesį lemia sustiprinančių elementų ir matricos savybių santykis, taip pat jų santykių stiprumas. Medžiagos efektyvumas ir našumas priklauso nuo teisingas pasirinkimas Savo derinio šaltinio komponentai ir technologijos, skirtos užtikrinti tvirtą ryšį tarp komponentų, išlaikant pradines charakteristikas.

Dėl sustiprinančių elementų ir matricos derinio susidaro kompozicijos savybių kompleksas, ne tik atspindi pradines jo komponentų charakteristikas, bet taip pat apima izoliuotus komponentus. Visų pirma, iš sutvirtinimo elementų ir matricos skirsnio ribų yra žymiai padidina medžiagos kreko atsparumą ir kompozicijomis, priešingai nei homogeniniai metalai, statinio stiprumo padidėjimas lemia sumažėjimą, bet, kaip taisyklė, padidinant sunaikinimo klampumo charakteristikas.

Norėdami sukurti kompoziciją, naudojami įvairūs armatūros užpildai ir matricos. Tai yra "Getnax" ir "Textolit" (popieriaus ar audinio sluoksnio plastikai su termoretiniais klijais), stiklu ir grafitelatūra (audinio ar žaizdų pluoštu nuo stiklo ar grafito, impregnuotas epoksidų klijais), faneros ... Yra medžiagų, kuriose yra plonas pluoštas Iš didelio stiprumo lydinių yra užtvindyta aliuminio masė. Bulat yra viena iš seniausių kompozitinių medžiagų. Tai yra geriausių sluoksnių (kartais siūlų) aukšto anglies plieno "klijuoti" su minkštu mažai anglies dvideginio geležies.

Į pastaruoju metu Medžiagos eksperimentuoja su siekiant sukurti patogesnę gamyboje, todėl ir pigesnių medžiagų tikslas. Savarankiškos kristalinės konstrukcijos, priklijuotos į vieną polimero klijų masę (cementai su vandeniu tirpių klijų priedais), termoplastinių su trumpais stiprinimo pluoštais kompozicijos ir kt.

Kompozitų klasifikavimas

Kompozitai paprastai klasifikuojami pagal tipo armatūros užpildą:

pluoštinė (sustiprinimo komponentas - pluoštinės konstrukcijos);
sluoksniuotas;
užpildyti plastikai (sustiprinimo komponentas - dalelės)
- birių (homogeniški),
- skeleto (pradinės konstrukcijos, užpildytos rišikliu).

Kompozitinių medžiagų privalumai

Pagrindinis KM privalumas yra tas, kad medžiaga ir dizainas yra sukurtas vienu metu. Išskyrus "Prepregs", kurie yra pusgaminiai, skirti konstrukcijų gamybai. Būtina nedelsiant nurodyti, kad km yra sukurta šioms užduotims atlikti atitinkamai, negali talpinti visus galimus privalumus, tačiau, projektuojant naują kompozitą, "Wains" inžinierius, kad atliktų šio tikslo žymiai geresnių tradicinių medžiagų savybių charakteristikas Šiame mechanizme, bet prastesni už juos bet kokiais kitais aspektais. Tai reiškia, kad km negali būti geresnis už tradicinę medžiagą viskas, tai yra kiekvienam produktui, inžinierius atlieka visus būtinus skaičiavimus ir tik tada pasirenka optimalų tarp gamybos medžiagų.

didelė specifinė jėga (3500 MPa stiprumas)
aukšta nelankstumas (elastingumo modulis 130 ... 140 - 240 GPA)
didelis atsparumas nusidėvėjimui
didelis nuovargio stiprumas
iš km galima padaryti dimensijų dizainus
lengvumas

Be to, skirtingos kompozitų klasės gali turėti vieną ar daugiau privalumų. Kai kurie privalumai negali būti pasiekiami vienu metu.

Kompozitinių medžiagų trūkumai

Sudėtinės medžiagos turi pakankamai daug trūkumų, kurie apriboja jų paskirstymą.

Auksta kaina

Didelės kainos km yra dėl didelio gamybos ir poreikio taikyti specialią brangią įrangą ir žaliavas, todėl sukūrė pramoninę gamybą ir šalies mokslinę bazę.

Anizotropijos savybės

Mažas šokas

Aukštas specifinis tūris

Gigroscopic.

Km taip pat gali įsisavinti kitus skysčius, pvz., Aviacijos žibalą.

Toksiškumas

Mažas eksploatacinis gamintojas

Sudėtinės medžiagos turi mažą eksploatacinę technologinę, mažą priežiūrą ir aukšta kaina operacija. Taip yra dėl to, kad reikia taikyti specialius darbo intensyvius metodus, specialius įrankius rafinuoti ir taisyti objektus iš km. Dažnai objektai iš km paprastai netaikomi jokie patobulinimai ir remontas.

Naudojimo sritys

Geros vartojimo prekės

Charakteristika

Technologija naudojama paviršiams suformuoti garų plienus - papildomų apsauginių dangų čiulpimo. Technologijų naudojimas leidžia padidinti vandens aplinkai veikiančių pramoninės įrangos plombų ir velenų darbo ciklą.

šarvai

Literatūra

Vasilyev V.V. Struktūrų, pagamintų iš kompozicinių medžiagų. - m.: Mechaninė inžinerija, 1988. - 272 p.
Karpinos D. M. kompozicinės medžiagos. Katalogas. - Kijevas, Naukova Dumka

Taip pat žiūrėkite

Pastabos

Nuorodos. \\ T

Wikimedia fondas. 2010 m.

1. Keraminiai kompozitai

Kuriant naujos kartos orlaivių varikliai, siekiant sumažinti svorį, sumažinti degalų sąnaudas ir sumažinti kenksmingų išmetamųjų teršalų kiekį, lengvas ir labai atsparios ugniai atsparios medžiagos - keramikos kompozitai.

Ant figūra 1. Pateikiama NASA sukurto technologinio proceso schema už kompozitų gamybą. Ištirpintos keraminės matricos kompozitai.

Pirma, gaminami silicio karbido pluoštų pluoštai ( prekių ženklas Sylramic.), Jis yra suformuotas iš tam tikros formos ir dydžių, tada ruošinys yra prisotintas su silicio karbido ir nudegimų lydymais.

Pluoštai gali būti naudojami kompozitui gaminti Sylramic. arba. \\ T Sylramic. bora nitrido danga. Tokie kompozitai atlaiko šildymą iki 1200 ° C.

Panaši technologija naudojama sudėtinių oksidoksido medžiagų gamyboje, kur audinys yra pagamintas Nextel 720. (Kurių sudėtyje yra 85% AL 2 ir 15% SIO 2) yra prisotintas aliuminiolicatų lydymui.

Sudėtinės medžiagos turi sluoksniuotos struktūros (žr fig. 2.).

Palyginti su monolitinėmis keraminėmis medžiagomis (pvz., Si 3 N 4), kompozicinė keramika nėra tokia trapi ir padidėjo atsparumas smūgiams (žr fig. 3 ir 4.).

Keraminės kompozicinės medžiagos yra plačiai naudojamos intarpio orlaiviais ("Orbital Capp X37", "X51A Wicheter" raketoje (žr fig. 5 ir 6.).

Su 68 mAh lauke, lėktuvų priekinių kraštų paviršių temperatūra gali pasiekti 2700 ° C temperatūrą, ir temperatūra tiesioginio srauto oro sugeriančio variklio degimo kameroje su viršgarų degimo kamera (scramjet) - 3000 O C.

Siekiant užtikrinti dizaino su aerodinaminiu šildymu, šiluminės apsaugos ir didelės stiprumo charakteristikos naudojamos kelių sluoksnių sumuštuvams Keramikos matricos kompozicijos / putų šerdis (keramikos matricos kompozicija su vidiniu akytojo keramikos sluoksniu).

Sudėtinis sumuštinių plokštė, turinti maždaug 1,06 g / cm 3 tankį, turi didelį stiprumą ir standumą. Koeficientas Šiluminė plėtra, keraminės kompozitinės medžiagos apdaila ir akyto keraminė medžiaga Šerdys yra pasirinktos taip, kad temperatūros gradientas būtų išorinis ir vidinis paviršius Sumuštinių plokštės apie 1000 o c be paketų ir įtrūkimų.

Turėdamas apie 1,06 g / cm tankį, turi didelį stiprumą ir standumą. Šilumos išsiplėtimo koeficientas, keraminės kompozitinės medžiagos apdaila ir porėtos keraminės medžiagos medžiagos yra pasirinkta taip, kad temperatūra gradiento ant išorinio ir vidinio paviršiaus sumuštinių plokštės apie 1000C be paketų ir įtrūkimų.

Naudojamas degimo kameroje "Scramjet" keraminiai kompozitai, pagrįsti aukštos temperatūros keramika. Tokia keramika, susidedanti iš cirkonio ir silicio karbido diborido, yra sukepintas naudojant aukšto dažnio elektrospark išleidimus (vadinamąjį "Sparcplasma" sukepinimo metodą). Palyginti su karštu izostatiniu presavimo metodu, sparcplasma Sintelėjimas leidžia gauti tankesnę struktūrą (žr 7 ir 8 pav.).

Be to, kur degimo kamera yra sukurta "Savarankiškai reguliuojamos" abliacijos medžiagosKai pakaitinė medžiaga yra teikiama mikro lygiu. Tai yra vadinamasis "antrinis polimero sluoksniu impregnuota plytelė" ( Padalijimas.) (sluoksniuotos plokštės su impregnavimu nuo antrinio polimero), turinčio nehomogeninę sudėtį. Terminas "antrinė" yra naudojamas, nes kiekvienas plokštės elementas yra bent du polimerų sluoksniai, antrinė endoterminė reakcija tarp kurios sugeria didelę šilumos kiekį, padeda išvengti šilumos kastuvų perkaitimo medžiagos.

Siekiant apsaugoti kompozicinę keramiką, pagrįstą silicio karbidu nuo reakcijų su kuro degimo produktais degimo kamerose ir vandens porose yra naudojami nanokompozicijos korozijai atsparios dangos.

2. Statybos nanokompozito medžiagos

Metalo keramikos nanokompozicijos lydiniai

Kaip lengvos konstrukcinės medžiagos, aliuminio ir magnio lydiniai, sustiprinti keraminėmis nanodalelėmis.
Pagrindinė problema, kai šie lydiniai yra vienodas keraminių nanodalelių pasiskirstymas į liejimo sumą. Yra blogas nanodalelių trikdymas lydymuose, jie yra aglomeruoti ir maišomi. "WisconsinMadison" universitetas (JAV) sukūrė technologiją, skirtą maišant nanodaleles lydymui su ultragarsinėmis bangomis, kurios sukuria mikropostrus. Sudarant tokių mikroposs, suformuota mikroschemų bangų. Intensyvios mikroatijos bangos veiksmingai išsklaidytos nanodalelės į metalo lydalo tūrį.

Keraminės nanokompozito medžiagos

Be anglies nanovamzdelių ir pilnulių (įskaitant anglies nanovs) į keraminės matricos pagerina mechanines savybes keramikos (padidina plastiškumą, sumažėjimas silpnumo).

Ant fig. Devyni Rodomi anglies nanovamzdų mikrografai aliuminio oksido matricoje. Matė mikrocracks, anglies nanovamzdelių (CNT) plėtrą, būdamas armatūros elementas, užkirsti kelią įtrūkimų kūrimui.

Be anglies nanovamzdų, neorganinių pilnų medžiagų (daugiasluoksnės nanosferai arba volframo, titano, nanospo), naudojamos kaip nanokompozicinės keramikos stiprinimo elementai.

Eksperimentiškai patvirtino tai neorganinės pilnos medžiagos Jie turi atsparumą dinamiškoms apkrovoms iki 210 tonų / cm2, (palyginti. 40 tonų / cm 2 didelio stiprumo plieno), todėl ji yra labai perspektyvi medžiaga užpildams polimerų ar keraminių kompozitų, naudojamų kaip šviesos šarvai.

Labai perspektyvi medžiaga, skirta naudoti Įvairios pramonės šakos Pramonė yra keramika Maxfase (MN + 1AXN fazės) - polikristaliniai nanolaminuoti triviečiai nitridai, karbidai arba pereinamojo metalo borai.

Priklausomai nuo šių medžiagų sudėties, jie gali turėti visiškai unikalias daugiafunkcines savybes: būti patvarus, tuo pačiu metu lengva valdyti, atlaikyti aukštą temperatūrą, turi didelį šiluminį laidumą, labai mažą trinties koeficientą. Figuratyviai kalbama yra keramika, kuri gali būti supjaustyta įprastu hacksaw.

Maksfaz medžiagas atidarė Amerikos tyrėjas prof. 1996 m. M. Barsoum (Drexel universitetas - JAV)

amerikos mokslininkas atidarė prof. 1996 m. M. Barsoum (Drexel universitetas - JAV)

Taikymo sritys: energija (didelis elektros laidumas, gebėjimas atlaikyti dideles mechanines apkrovas, aukštą temperatūrą), dujas ir garų turbinos (Jis turi mažą trinties koeficientą aukštoje temperatūroje), aviacijoje ir kosmonautikai. Ant fig. 10. Pateikiama nanolaminatoriaus struktūros mikrografija Maxfase keramika.

Kompozitinių medžiagų apdorojimas

Naujų kompozitinių medžiagų atsiradimas su patobulintomis savybėmis nustato naujus reikalavimus kuriant technologijas ir priemones, skirtas juos perdirbti. Užsienyje naudojamas integruotas požiūris: dalyvauti naujų medžiagų kūrimo projektuose yra surinkti metalų ir keramikos perdirbimo metodai. Visų pirma, specialistai kariuomenės mokslinių tyrimų laboratorijos ir JAV oro pajėgų laboratorijos dalyvauja NASA projektuose.

Pavyzdžiui, gręžti skyles plokštelėse ir plokštės, pagamintos iš kompozicinių keramikų, naudojamas įrankis su įdėklais iš polikristalinio deimanto, taip pat kieto karbido įrankis su nanokompozito daugiasluoksnėmis dangomis.

Dėl dalių, pagamintų iš aukštos temperatūros keramikos, remiantis cirkonio diboridu, naudojami specialūs lydmetaliai.

Visų pirma, agcuti lydiniai (prekės ženklas Cusilaba. ir. \\ T Ticusil.), taip pat paladžio pagrindu lydiniai - kobalto ir nikelio paladis (prekės ženklo prekės ženklas Palco. ir. \\ T Palni.) Pateikite patikimą tokios keramikos prijungimą su struktūrinės medžiagosPagaminta iš molibdeno ugniai atsparių lydinių.

A.V. Fedotovas
Plėtros direktorius. \\ T
NPF "Elanpraktik"