1. Kompositt- eller komposittmaterialer - fremtidens materialer.

Etter at moderne metallfysikk forklares i detalj årsakene til deres plastisitet, styrke og økning, begynte den intensive systematiske utviklingen av nye materialer. Dette vil trolig allerede i den tenkelige fremtiden til opprettelsen av materialer med holdbarhet, i mange redusert gjenstander av normale legeringer i dag. Samtidig vil mye oppmerksomhet bli betalt til de allerede kjente mekanismene for herding av stålet og aluminiumlegeringer, kombinasjoner av disse kjente mekanismer med formasjonsprosessene og mange muligheter for å skape kombinerte materialer. To lovende veier åpent kombinert materiale, forsterket av begge fibre eller dispergerte faste partikler. Låsing i en uorganisk metall eller organisk polymermatrise innførte de fineste høystyrkefibre laget av glass, karbon, bor, beryllium, stål eller filamentøse enkeltkrystaller. Som et resultat av en slik kombinasjon er maksimal styrke kombinert med en høy elastisitetsmodul og en liten tetthet. Det er nettopp slike materialer i fremtiden at komposittmaterialer er.

Komposittmateriale - strukturelt (metallisk eller ikke-metallisk) materiale der det er forsterkende elementer av injeksjonene av tråder, fibre eller flager mer slitesterkt materiale. Eksempler komposittmaterialer: plast forsterket av borisk, karbon, glassfibre, seler eller vev basert på dem; Aluminium, forsterket av trådene av stål, beryllium. Kombinere det volumetriske innholdet i komponentene, er det mulig å oppnå komposittmaterialer med desiccableness av styrke, varmebestandighet, elastisitetsmodul, slipemiddel, samt skape sammensetninger med nødvendig magnetisk, dielektrisk, radioabsorberende og andre spesielle egenskaper.

2. Typer av komposittmaterialer.

2.1. Komposittmaterialer med en metallmatrise.

Komposittmaterialer eller komposittmaterialer består av en metallmatrise (oftere Al, Mg, Ni og deres legeringer), herdet med høystyrkefibre (fibrøse materialer) eller fin-dispergerte ildfaste partikler som ikke løser hovedsakelig metall (dispergert-herdet materialer) . Metallmatrisen binder fibrene (dispergerte partikler) i et enkelt heltall. Fiber (dispergert partikler) pluss en haug (matrise), som utgjør en eller annen sammensetning, mottatt et navn komposittmaterialer.

2.2. Komposittmaterialer med ikke-metallisk matrise.

Komposittmaterialer med en ikke-metallisk matrise har vært mye brukt. Polymer, karbon og keramiske materialer brukes som ikke-metalliske matriser. Fra polymermatriser, epoksy, fenoloformaldehyd og polyamid ble oppnådd den største forplantningen.
Kullmatriser er spolet eller pyro-karbon oppnås fra syntetiske polymerer utsatt for pyrolyse. Matrisen binder sammensetningen, noe som gir henne eForm. Referanser er fibre: glass, karbon, borisk, organisk, basert på filamentøse krystaller (oksider, karbider, borider, nitrider og andre), samt metall (wire) med høy styrke og stivhet.

Egenskapene til komposittmaterialer avhenger av komponentenees sammensetning, deres kombinasjoner, det kvantitative forholdet og styrken til forholdet mellom dem.
Forsterkende materialer kan være i form av fibre, seler, tråder, bånd, flerlagsstoffer.

Innholdet i ferdigstillelsen i orienterte materialer er 60-80. %, i ikke-orientert (med diskrete fibre og filamentøse krystaller) - 20-30 om. %. Jo høyere styrke og modul av elastisiteten til fibrene, jo høyere styrke og stivhet av komposittmaterialet. Egenskapene til matrisen bestemmer styrken av sammensetningen ved skifting og komprimering og motstand mot tretthetsdestruksjon.

I henhold til form av konsistente, komposittmaterialer klassifiserer preokupidene, karb-fiber med karbonfibre, Borough-fiberen av iorgano-fiber.

I lagert fibermaterialer, tråder, tapes impregnert med bindemidlet, legges parallelt med hverandre i leggingsplanet. Flat gluitiv i platene. Egenskaper oppnås anisotropisk. For arbeidsmaskinen i produktet er det viktig å ta hensyn til retningen for eksisterende belastninger. Vi kan lage materialer både med isotrope og med anisotrope egenskaper.
Kan legge fibre under forskjellige vinkler, Variasjon av egenskapene til komposittmaterialer. Fra rekkefølgen av å legge lag i tykkelsen på pakken, er bøyning og vridning stivhet av materialet avhengig.

Gjelder legging av herdes tre, fire eller flere tråder.
Den største bruken har en struktur på tre gjensidig vinkelrette garn. Forsterkere kan være plassert i aksiale, radiale og omkretslige retninger.

Tredimensjonale materialer kan være hvilken som helst tykkelse i form av blokker, sylindere. Volumetrisk vev øker styrken til separasjonen og motstanden sammenlignes med lagret. Systemet på fire tråder er basert på dekomponeringen av herdingen av Cuba-diagonalene. Strukturen på fire filamenter er likevekt, har økt stivhet under skiftet i hovedplanene.
Imidlertid er etableringen av fire rettede materialer mer komplisert enn tre rettet.

3. Klassifisering av komposittmaterialer.

3.1. Fibrøse komposittmaterialer.

Ofte er komposittmaterialet en lagdelt struktur der hvert lag forsterket stort nummer Parallelle kontinuerlige fibre. Hvert lag kan også forsterkes av kontinuerlige fibre vevd i stoffet, som er den opprinnelige formen, i bredden og lengden på det tilsvarende endelige materialet. Ofte blir fibrene spilt i tredimensjonale strukturer.

Komposittmaterialer varierer fra konvensjonelle legeringer med høyere tidsmotstands- og utholdenhetsbegrensninger (med 50-10%), elastisitetsmodulet, stivhetskoeffisienten og redusert tilbøyelighet til sprekker. Bruken av komposittmaterialer øker stivheten i strukturen samtidig som det reduserer metallforbruket.

Styrken til kompositt (fibrøst) materialer bestemmes av egenskapene til fibrene; Matrisen må i utgangspunktet omfordele spenningen mellom de forsterkende elementene. Derfor er styrken og modulen til elastisiteten til fiberen mye mer enn styrken og modulen til elastisiteten til matrisen.
Stive forsterkende fibre oppfatter spenningene som oppstår i sammensetningen under lasting, gir den styrke og stivhet i retning av fiberorientering.

For herding aluminium, magnesium og deres legeringer, boric, så vel som fibre laget av ildfaste forbindelser (karbider, nitrider, borider og oksider) som har høy styrke og modulo-bønner. Bruk ofte høystyrke ståltråd som en fiber.

For forsterkningen av titan og dets legeringer, brukes molybden wire, safir fiber, silisiumkarbid og borid titan.

En økning i varmebestandigheten av nikkel legeringer oppnås ved forsterkningen av deres wolfram eller molybden wire. Metallfibre brukes i tilfeller der høy termisk ledningsevne og elektrisk ledningsevne er nødvendig. Perspektivrådgivning Hardensors for høy styrke og oksidfiber komposittmaterialer er filamentøse krystaller av oksyd og aluminiumnitrid, karbid og silisiumnitrid, karbidbid, etc.

Komposittmaterialer på en metallbase har høy hastighet og varmeproof, samtidig som de er små. Imidlertid reduserer fibrene i komposittmaterialer hastigheten på forplantning av sprekker som kommer i matrisen, og forsvinner nesten helt plutselig skjøre ødeleggelse. En særegen funksjon Fibrøse uniaxial komposittmaterialer er anisotropi av de mekaniske egenskapene sammen og over fibrene og den lave følsomheten til spenningskoncentratorene.

Anisotropyen av egenskapene til fibrøse komposittmaterialer tas i betraktning ved utforming av deler for å optimalisere egenskapene ved å koordinere motstandsfeltet med spenningsfelt.

Forsterkning av aluminium, magnesium og titanlegeringer ved kontinuerlig ildfaste fibre av bor, silisiumkarbid, titanblad og aluminiumoksyd øker imidlertid varmebestandigheten. En funksjon av komposittmaterialer er den lave mengden av mykning i tide med en temperaturøkning.

Den største ulempen med komposittmaterialer med en og todimensjonal forsterkning er den lave motstanden mot interlayerskiftet og tverrgående klippen. Dette er fratatt materialer med bulkforsterkning.

3.2. Disperse-herded komposittmaterialer.

I motsetning til fibrøse komposittmaterialer i dispergert-herdekomposittmaterialer, er matrisen hovedelementet som bærer lasten, og de dispergerte partiklene hemmer de dislokasjoner i den.
Høy styrke oppnås med en partikkelstørrelse på 10-500 nm med en gjennomsnittlig avstand mellom dem 100-500 nm og den ensartede fordelingen av dem i matrisen.
Styrke og varmebestandighet Avhengig av voluminnholdet i styringsfasene, adlyder ikke additivloven. Det optimale innholdet i den andre fasen for forskjellige metaller er ikke det samme, men vanligvis ikke over 5-10 volum. %.

Bruken av stabile ildfaste forbindelser som herdingsfaser (thoriumoksider, hafnium, yttria, komplekse forbindelser av oksyder av desiccomic-metaller), som undoloces i matrisemetallet, maksimerer materialets høye styrke til 0,9-0,95 tonn. I forbindelse med disse materialene brukes oftere som varmebestandige. Dispergert-herding komplekse materialer kan oppnås basert på de fleste metaller og legeringer som brukes i teknikken.

Aluminiumbaserte legeringer er mest brukt - SAP (sintret aluminiumspulver).

Tettheten av disse materialene er lik den tettheten av aluminium, de er ikke dårligere enn i fusjonsmotstanden og kan til og med erstatte titan og korrosjonsbestandige når de opererer i temperaturområdet på 250-500 ° C. For langsiktig styrke overskrider de deformerbare aluminiumlegeringer. Lang styrke for SAP-1 og SAP-2-legeringer ved 500 ° C er 45-55 MPa.

Store utsikter for nikkel dispergerte-herdede materialer.
Den høyeste varmebestandigheten har legeringer basert på nikkel fra 2-3 om. % thorium eller hafnium tooksyd. Matrisen av disse legeringene er vanligvis Solid Ni + 20% Cr, Ni + 15% Mo, Ni + 20% Cr og Mo. Den utbredte bruken av legeringene til BD-1 (nikkel, styrket av Toriya-dioksyd), BLOV-2 (nikkel, styrket hafnesiumdioksyd) og VD-3 (Matrix Ni + 20% Cr, styrket Toriumoksyd). Disse legeringene har høy varmebestandighet. Dispergert-herdet komposittmaterialer, så vel som fibrøse, rack for mykgjøring med økende temperatur og varighet ved denne temperaturen.

3.3. Glassfiber.

Glassfiber er en sammensetning bestående av en syntetisk harpiks, som er et bindemiddel, og glassfiberfyller. I qualitarizer brukes kontinuerlig eller kort glassfiber. Styrken av glassfiber øker kraftig med en reduksjon i diameteren (på grunn av inhomogeniteter og sprekker som oppstår i tykke seksjoner). Egenskapene til glassfiber er avhengig av innholdet i sammensetningen av alkali; Beste indikatorer for premise glass av aluminiumoborosilikatrose.

Utmerket glassfiber inneholder kort fiber som fyllstoff. Dette lar deg trykke på detaljene kompleks form, rømmeforsterkning. Materialet er oppnådd med isotopiske styrkeegenskaper, mye høyere enn presspulver og dempolocheter. Representanter for et slikt materiale er glassfiber AG-4B, samt DSV (måling glassfiber), som brukes til å fremstille kraft elektriske deler, deler av maskinteknikk (spoler, pumpetetninger, etc.). Når det brukes i høykvalitets uforutsette polyestere, oppnås PSK-premixer (pasty) og prepregs AP og ppm (basert på en glassmatte). Prepregs kan brukes til store produkter. enkle former (Kropp av biler, båter, Corpspribers, etc.).

Orienterte glassfiber har et fyllstoff i form av lange fibre, som ligger rettet med separate tråder og grundig nøyaktige bindemidler. Dette gir høyere glassfiberstyrke.

Glassfiber kan operere ved temperaturer fra -60 til 200 ° C, som angriper i tropiske forhold, tåler store innerte overbelastninger.
Ved aldring i to år, aldringskoeffisienten K \u003d 0,5-0,7.
Ioniserende stråling lite påvirker deres mekaniske og elektriske egenskaper. Av disse er delene laget av høy styrke, med forsterkning og utskjæringer.

3.4. Carbolockets.

Karbovolocroker (crawlests) er sammensetninger som består av et polymerbindemiddel (matrise) og harditions i de riflete fibre (karbovolokon).

Høy energi c-S-tilkobling Kullfibre gjør det mulig for dem å opprettholde styrke ved svært høye temperaturer (i nøytrale og restorativer opp til 2200 ° C), så vel som lave temperaturer. Fra oksydasjonen av overflaten av fiberen er beskyttet av beskyttende belegg (pyrolytisk). I motsetning til glassfibre, er karbovoche dårlig fuktet av bindemidlet
(Lav overflateenergi), så de blir utsatt for etsing. Samtidig øker graden av aktivering av karbonfibre på vedlikehold av karboksgruppen på overflaten. Interlayer styrke i skiftet av karbon sparket med 1,6-2,5 ganger. Viscisteriserende-lignende TiO, ALN og SIN-krystaller brukes, noe som gir en økning i stivheten på 2 ganger og styrke 2,8 ganger. Spatialforsterkede konstruksjoner gjelder.

Bindemidler er syntetiske polymerer (polymer carb bjelker); Syntetiske polymerer utsatt for pyrolyse (cocated carb bjelker); Pyrolytisk karbon (pyro-karbon carb gummi).

EpoxyPhenolic KMU-1L-1L Carb Rubs, styrket karbonholdig, og KMU-1U på selen visuoused av filamentøse krystaller kan virke i lang tid ved temperaturer på opptil 200 ° C.

KMU-3 og CMU-2L karbobenker oppnås av Naeopoxyanilino-formaldehydbindemidlet, de kan drives av peppereatur til 100 ° C, de er mest teknologisk. KMU-2 karbovoloknitt og
CMU 2L basert på polyimidbinderen kan brukes ved temperaturer til
300 ° C.

CarbovoLocroker preges av høy statistisk og dynamisk motstand av tretthet, bevare denne egenskapen ved normal og godt festet temperatur (høy termisk ledningsevne av fiberforebygget materiale til materialet fra den indre friksjonen). De er vann og kjemi. Etter eksponering for luften av røntgenstråling og epochti endres ikke.

Den termiske ledningsevnen til karbonbrensel er 1,5-2 ganger høyere, glassfiberkapellet. De har følgende elektrisitet: \u003d 0,0024-0.0034 ohm · cm (langs fibrene); ? \u003d 10 og tg \u003d 0,001 (ved en strømfrekvens på 10 Hz).

Carboostech-fiberglass inneholder sammen med kullglassfiber, som reduserer blandingen.

3.5. Carb gummi med karbonmatrise.

Kubliserte materialer oppnås fra konvensjonelle polymerearbvoklaster som er utsatt for pyrolyse i en inert eller restorativ innendørs. Ved en temperatur på 800-1500 ° C dannes karbonisert, ved 2500-3000 ° C grafitiserte karbobjelker. For å oppnå pyroparbonmaterialer, er komplementaret lagt ut på formen av produktet og er plassert i ovnen, inn i hvilket det gassformige hydrokarbon blir passert (metan). Når det er bestemt (1100 ° C og resttrykk på 2660 Pa), blir metan og det dannende pyrolytiske karbon avsatt på fibrene, som knytter seg til dem.

Bindemiddelkolen dannet i pyrolysen har høye styrker med karbonfiber. I forbindelse med dette er kompositten fremhevet av høye mekaniske og ablative egenskaper, motstanden til en taktisk innvirkning.

Karbovoloknit med en karbonmatrise av typen av kupp-VM-verdier av ventilen og sjokkviskositeten 5-10 ganger overstiger spesielle grafitter; Ved oppvarming i en inert atmosfære og vakuum, beholder den styrke opp til 2200
° °, i luft oksyderes ved 450 ° C og krever et beskyttende belegg.
Friksjonskoeffisienten til en karb-fiber med en karbonmatrise på en annen (0,35-0,45), og slitasje er liten (0,7-1 μm for handel).

3.6. Borovolokniti.

Borovoloknitt er sammensetninger av polymerbindende og hardensier - boriske fibre.

Borovoloknitis er preget av høy kompresjonsstyrke, kutteskift, lav kryp, høy hardhet og elastisitetsmodul, termisk ledningsevne og elektrisk ledningsevne. Boricolocon Cellular Microstructure gir høy styrke når du skifter på grensesnittet.

I tillegg til kontinuerlig Borogo fiber brukes komplekse samlere, hvor flere parallelle borfibre blir trukket av isolasjonserklæringen. Påføring av en rolles adjinuty gjør den teknologiske prosessen med produksjonsmateriale.

Som matriser for produksjon av borro-flippers, bruk-tilsatte epoksy og polyimidbindemidler. Borovolokniti KMB-1 og
KMB-1K er designet for langt arbeid ved en temperatur på 200 ° C; KMB-3 og KMB-3K krever ikke høyt trykk under behandlingen og kan fungere i en peppereatur ikke over 100 ° C; KMB-2K er i drift ved 300 ° C.

Borovoloknitis har høye motstander av tretthet, på nettet til effekten av stråling, vann, organiske løsemidler og brannfarlige materialer.

3.7. Organisasjoner.

Orgelbedrifter er komposittmaterialer som består av polymere bindemiddel og hardensularer (fyllstoffer) i vizizintendetiske fibre. Slike materialer har en liten masse, relativt spesifikk styrke og stivhet, er stabile med de saksakkumulerte belastninger og en kraftig temperaturendring. For syntetisk spenningsfall av styrke i tekstilbehandling liten; Onimalitativ for skade.

Verdiene av modulen til elastikkmodulen og temperaturen av den lineære ekspansjonen av ferdigstillelsen og bindemidlet er nært.
Diffusjonen av komponentene i bindemidlet i fiber og kjemisk desiccation mellom dem oppstår. Materialets struktur er ikke-defekt. Porrodor er ikke overgrodd med 1-3% (i andre materialer 10-20%). Derfor stabiliteten av temasordiske egenskaper av organo-fiber med en skarp forskjell i temperaturen, handlingen av sjokk og syklisk belastning. Høy sjokkviskositet (400-700CH / MI). Ulempen med disse materialene er relativt lave trykkstyrker og høy kryp (spesielt for elastiske fibre).

Organer er motstandsdyktige i aggressive miljøer og i et fuktighetsertopisk klima; Dielektriske egenskaper er høye, og termisk ledningsevne er lav. De fleste organofiber kan virke i lang tid å operere 100-150 ° C, og på grunnlag av polyimidbinding og polyoksadiazolfibre - ved en temperatur på 200-300 ° C.

I de kombinerte materialene, sammen med syntetiske fibre, mineral (glass, karbookokulær og boronolokulær). Tadige materialer har større styrke og stivhet.

4. Økonomisk effektivitet av anvendelsen av komposittmaterialer.

Søknadene av komposittmaterialer er ikke begrenset. De er på luftfart for høyt lastede deler av fly (dekker, spars, ribber, paneler, etc.) og motorer (ikonkompressorblader, etc.), i romteknologi for noder av kraftstrukturer utsatt for oppvarming, for hardhetselementer, paneler, paneler , i bilindustrien for å lette kropp, fjærer, rammer, kroppspaneler, støtfangere, etc., i gruveindustrien (borinstrument, detaljerombiner, etc.), i sivil konstruksjon (Bridge-spans, elementære strukturer av høyhøyde strukturer, etc.) og i andre felt i den internasjonale økonomien.

Bruken av komposittmaterialer gir en nykvalitets jakke i å øke kraften til motorer, energi- og transportanlegg, noe som reduserer massen av maskiner og instrumenter.

Teknologien for å skaffe halvfabrikata og produkter fra sammensetningsmaterialene er ganske godt utviklet.

Komposittmaterialer med en ikke-metallisk matrise, og de navne-polymerkarbbjelkene brukes i skipet og bilindustrien (sentreringsmaskiner, chassis, robåskruer); Av dem produserer lagre, varmepaneler, sportsutstyr, deler av datamaskinen. Høymodulovarboloknitt brukes til fremstilling av flyselskaper, utstyr for kjemisk industri, i røntgenutstyr av IRD.

Carb-fiber med karbonmatrise erstatter ulike typer. De brukes til termisk beskyttelse, luftfartsbremseskiver, kjemisk motstandsdyktig utstyr.

Produkter laget av Boronol sikringer brukes i luftfart og romutstyr (profiler, paneler, rotorer og kompressorer, kniver av skruer iTransmissionsaksler av helikoptre, etc.).

OrganerOferofits brukes som isolasjon og bestanddeler i elektriske ressurser, flyutstyr, automatisk utstyr; Av disse produseres rør, tanker for reagenser, belegg av fartøy og andre.

Annonser for kjøp og salg av utstyr kan ses på

Diskutere fordelene ved stemplene til polymerer og deres egenskaper kan være på

Registrer din bedrift i Enterprise Catalog

komposittmaterialeforsegling, komposittmateriale IMPEX
Komposittmateriale (Km), sammensatte - Kunstig opprettet inhomogent fast materiale bestående av to eller flere komponenter med en klar grense av seksjonen mellom dem. De fleste kompositter (med unntak av lagdelte) komponenter kan deles inn i en matrise (eller bindemiddel) og de forsterkende elementene (eller fyllstoffene) inkludert i den. Konstruksjonskompositter Forsterkende elementer gir vanligvis de nødvendige mekaniske egenskapene til materialet (styrke, stivhet, etc.), og matrisen gir felles arbeid forsterkende elementer og deres beskyttelse fra mekanisk skade og et aggressivt kjemisk miljø.

Den mekaniske oppførselen til sammensetningen bestemmes av forholdet mellom egenskapene til forsterkende elementer og matrisen, samt styrken av koblingene mellom dem. Egenskapene og egenskapene til produktet som er opprettet, avhenger av valget av kildekomponentene og teknologien til deres kombinasjon.

Ved kombinasjon av forsterkende elementer og matrisen har en sammensetning et sett med egenskaper som reflekterer ikke bare kildegenskaper Dens komponenter, men også nye egenskaper som individuelle komponenter ikke har. For eksempel øker tilstedeværelsen av grensene til seksjonen mellom de forsterkende elementene og matrisen signifikant kragebestandigheten til materialet, og i sammensetninger, i motsetning til homogene metaller, fører økningen i statisk styrke til en reduksjon, men som en regel, for å øke egenskapene til destruksjonens viskositet.

For å skape en sammensetning, brukes en rekke forsterkende fyllstoffer og matriser. Det er Getinax og Textolit ( lagdelt plast Fra papir eller vev limt med termohærdende lim), glass og grafitoplast (vev eller såret glass eller grafittfiberimpregnert med epoksy lim), kryssfiner. Det er materialer der en tynn fiber fra høystyrke legeringer er oversvømmet med en aluminiumsmasse. Bulat er et av de eldgamle komposittmaterialene. Det er de tynneste lagene (noen ganger trådene) av høyt karbonstål "limt" med myke, lav-karbonhard kjertler.

Materialer eksperimenterer med sikte på å skape mer praktisk i produksjonen, og derfor og billigere materialer. Selvstrukturerte krystallstrukturer limt inn i en enkelt masse polymerlim (sementer med tilsetningsstoffer av vannløselige klebemidler), sammensetninger av termoplast med korte forsterkende fibre og så videre.

• 1 Klassifisering av kompositter
• 2 fordeler med komposittmaterialer
• 3 ulemper med komposittmaterialer
  • 3.1 Høy kostnad
  • 3.2 Anisotropiegenskaper
  • 3.3 Lav sjokkviskositet
  • 3.4 Høyt spesifikt volum
  • 3.5 Hygroskopiskitet
  • 3.6 Toksisitet
  • 3.7 Lav operativ produsent
• 4 applikasjoner
  • 4.1 Forbrukervarer
  • 4.2 Sportsutstyr
  • 4.3 Medisin
  • 4.4 Maskinteknikk
    • 4.4.1 Karakteristisk
    • 4.4.2 Spesifikasjoner
    • 4.4.3 med økonomiske fordeler
    • 4.4.4 Teknologiske applikasjonsområder
  • 4.5 luftfart og kosmonautics
  • 4.6 Armament og militært utstyr
• 5 cm også
• 6 Noter
• 7 litteratur
• 8 lenker

Klassifisering av kompositter

Kompositter er vanligvis klassifisert etter type forsterkende filler:

• fibrøs (forsterkende komponent - fibrøse strukturer);
• lagdelt;
• fyllet plast (forsterkende komponent - partikler)
  • bulk (homogen),
  • skjelett (innledende strukturer fylt med bindemiddel).

Også, kompositter er noen ganger klassifisert av materialet i matrisen:

• kompositter med en polymermatrise,
• kompositter med en keramisk matrise,
• kompositter med en metallisk matrise,
• kompositter oksidoksid.

Fordeler med komposittmaterialer

Den største fordelen med km er at materialet og designen er opprettet samtidig. Unntatt er prepregs som er halvfabrikata for produksjon av strukturer.

Det er nødvendig å umiddelbart spesifisere at km er opprettet for å utføre disse oppgavene, kan ikke imøtekomme alle mulige fordeler, men å designe en ny kompositt, en ingeniør av Wains for å sette det egenskapene til betydelig overlegne egenskaper av tradisjonelle materialer når de utfører dette formålet I denne mekanismen, men dårligere enn dem i noen andre aspekter. Dette betyr at cm ikke kan være bedre tradisjonelt materiale I alt, for hvert produkt, utfører ingeniøren alle nødvendige beregninger og bare velger det optimale mellom materialer for produksjon.

• høy spesifikk styrke (styrke på 3500 MPa)
• høy stivhet (modul av elastisitet 130 ... 140 - 240 GPA)
• høy slitestyrke
• høy tretthetsstyrke
• fra km er det mulig å lage dimensjonale design
• letthet

Videre kan forskjellige klasser av kompositter ha en eller flere fordeler. Noen fordeler kan ikke oppnås samtidig.

Ulemper med komposittmaterialer

Komposittmaterialer har et tilstrekkelig stort antall feil som begrenser distribusjonen deres.

Høy pris

Den høye kostnaden for km er på grunn av den høye vitenskapen i produksjonen, behovet for å anvende spesialdrivende utstyr og råvarer, og utviklet derfor industriell produksjon og landets vitenskapelige base. Dette gjelder imidlertid bare når du erstatter kompositter med enkle rullende produkter fra jernholdige metaller. Saks av lette produkter, produkter av kompleks form, korrosjonsbestandige produkter, høystyrke dielektriske produkter kompositter viser seg å være gunstig. Videre er kostnaden for komposittprodukter ofte lavere enn analogene for ikke-jernholdige metaller eller rustfritt stål.

Anisotropi egenskaper

Anisotropi er avhengigheten av egenskapene til km fra valg av måle retning. For eksempel er modulen av elastisiteten av ensrettet karbonfiber langs fibrene 10-15 ganger høyere enn i den tverrgående.

For å kompensere for anisotropi, øker styrkenfaktoren, noe som kan utnytte fordelen av km i spesifikk styrke. Et slikt eksempel er opplevelsen av å bruke km i produksjonen av den vertikale fjerdedel av MiG-29-fighter. På grunn av anisotropyen som ble anvendt av CM, ble den vertikale fjæren utformet med en svingforhold av en overordnet overlegen standard i luftfartskoeffisienten 1,5, som til slutt førte til at kompositt vertikalt fjerdedel av MiG-29 var lik vekten av Den klassiske vertikale fjerdedel laget av duralumin.

Men i mange tilfeller er anisotropyen av egenskaper nyttig. For eksempel er rørene som opererer med internt trykk er dobbelt så store spenningsstressene i omkretsretningen i forhold til aksialen. Følgelig bør røret ikke være lik i alle retninger. Saken av kompositter Denne tilstanden er enkel å sikre, ved å ha doblet forsterkningen i omkretsretningen i forhold til aksialen.

Lav sjokk viskositet

Lavt støtviskositet er også årsaken til behovet for å øke bestanddelen av styrke. I tillegg forårsaker lavt sjokkviskositet høy skade på produkter fra km, den høye sannsynligheten for forekomst av skjulte feil, som bare kan oppdages av verktøymetoder for kontroll.

Høyt spesifikt volum

Høyt spesifikt volum er en betydelig ulempe ved bruk av km i områder med stive restriksjoner på okkupert volum. Dette gjelder for eksempel til supersonisk luftfart, hvor selv en mindre økning i volumet av flyet fører til en betydelig økning i bølge aerodynamisk motstand.

Gigrroscopic.

Komposittmaterialer er hygroskopiske, det vil si en tendens til å absorbere fuktighet, som skyldes dishellion av den indre strukturen på cm. Med langvarig drift og flere temperaturer i 0 Celsius, trenger vann som trer inn i cm-strukturen, det ødelegger produktet fra cm fra innsiden (effekten av naturen ligner ødeleggelsen veiveier I offseasonen). I rettferdighet bør det bemerkes at den angitte ulempen refererer til komposittene til de første generasjonene som ikke har nok effektiv adhesjon av bindemidlet med fyllstoffet, så vel som den store mengden hul i den kommunikative matrisen. Moderne typer Kompositter med høy adhesjonsbinding til fyllstoffet (oppnådd ved bruk av spesielle grommetors) oppnådd ved hjelp av vakuumstøping med en minimal mengde restgasshulrom i denne ulempen, noe som gjør det mulig å bygge komposittskip, produsere komposittforsterkning og komposittstøtter av luftlinjer.

Km kan likevel absorbere andre væsker med høy gjennomtrengningsevne, for eksempel luftfartslanger eller andre petroleumsprodukter.

Toksisitet

Når du bruker KM, kan det være par som ofte er giftige. Hvis CM gjør produkter som vil være lokalisert i nærheten av mennesker av km av materialer.

Lav operativ produsent

Komposittmaterialer kan ha lav operativ produsent, lav vedlikehold og høy driftskostnad. Dette skyldes behovet for å bruke spesielle tidkrevende metoder (og noen ganger manuelt arbeid), Spesielle verktøy for raffinering og reparasjon av objekter fra km. Ofte er produkter fra km generelt ikke underlagt noen raffinement og reparasjon.

Bruksområder

Gode \u200b\u200bforbruksvarer

• Forsterket betong - et av de eldste og enkleste komposittmaterialene
• Fiske stenger fra glassfiber og karbonfiber
• Båter fra glassfiber
• Bildekk
• Metalcompositter

Sportsutstyr

Komposittene ble pålitelig bosatt i sport: for høye prestasjoner er det nødvendig med høy styrke og lav vekt, og prisen spiller ikke en spesiell rolle.

• Sykler
• Utstyr for ski - pinner og ski
• Hockey pinner og skøyter
• Kajakker, kano og jublet til dem
• Detaljer om racing bil og motorsykkel kropper
• Hjelmer

Medisin

Materiale for dental seler. Plastmatrisen tjener til godt fyllstoff, fyllstoffet av glasspartikler øker slitestyrken.

Maskinteknikk

I maskinteknikk er komposittmaterialer mye brukt til å skape beskyttende belegg på friksjonsflaterSå vel som for fremstilling av ulike deler av forbrenningsmotorer (stempler, tilkoblingsstenger).

Karakteristisk

Teknologien brukes til å danne på overflater i friksjonstrinn stålgummi ytterligere beskyttende belegg. Bruk av teknologi gjør at du kan øke arbeidssyklusen av sel og aksler industriellt utstyrjobber i akvatisk miljø.

Komposittmaterialer består av flere funksjonelt gode materialer. Grunnlaget for uorganiske materialer er gjort opp modifisert av forskjellige tilsetningsstoffer av magnesium, jern, aluminiumsilikater. Fasoverganger i disse materialene forekommer ved tilstrekkelig høye lokale belastninger i nærheten av metallets styrke. Samtidig dannes et høyfast metall-keramisk lag i den høye lokale lastsonen på overflaten, slik at det er mulig å endre strukturen til metalloverflaten.

Polymermaterialer basert på polytetrafluoretylen er modifisert ved hjelp av ultra-dispergerte diamantmografiske pulver oppnådd fra eksplosive materialer, samt ultrafine pulver av myke metaller. Masticiserende materialet utføres med relativt lavt (mindre enn 300 ° C) temperaturer.

Metallo-organiske materialer avledet fra naturlige fettsyrer inneholder en betydelig mengde syrefunksjonelle grupper. På grunn av dette kan samspillet med overflatetallatomer utføres i hvilemodus. Friksjonsenergi akselererer prosessen og stimulerer utseendet på tverrgående slag.

Spesifikasjoner

Det beskyttende belegg, avhengig av sammensetningen av komposittmaterialet, kan karakteriseres av følgende egenskaper:

• tykkelse opp til 100 μm;
• klassen av renslighet av akseloverflaten (opptil 9);
• ha porene med dimensjoner på 1 - 3 mikron;
• friksjonskoeffisient opp til 0,01;
• høy adhesjon til metall og gummi overflate.

Tekniske og økonomiske fordeler

• Et høystyrke metall-keramisk lag i den høye lokale lastesonen dannes på overflaten;
• Laget genereres på overflaten av polytetrafluoretylen, har en lav friksjonskoeffisient og lav motstand mot slitasje på slitasje;
• Metallo-organiske belegg er myke, har en liten friksjonskoeffisient, en porøs overflate, tykkelsen på det ekstra laget er mikron-enhetene.

Søknadsområder av teknologi

• søknad på arbeidsflaten på tetningene for å redusere friksjonen og skape et separasjonslag, unntatt gummi på akselen under hvile.
• høyhastighets forbrenningsmotorer for biler og fly.

Luftfart og kosmonautics.

I luftfart og astronautikk siden 1960-tallet er det et presserende behov for fremstilling av slitesterk, lunger og slitesterk strukturer. Komposittmaterialer brukes til fremstilling av kraftstrukturer fly, kunstige satellitter, varmeisolerende belegg av skyttelbusser, kosmiske prober. I økende grad brukes komposittene til å lage trimning av luft og romfartøy, og de mest lastede kraftelementene.

Armament og militært utstyr

På grunn av sine egenskaper (styrke og lys), gjelder km i militært arbeid for produksjon forskjellige arter rustning

• bulfurgeons (se også Kevlar)
• rustning

Før IV. BC. e. Mye brukt i sammensetningen av løk som våpen.

se også

• Komposittarmaturer
• Hybridmateriale

Notater

1. J. Lyubin. 1.2 Vilkår og definisjoner // Komposittreferanse Bok: 2-kn \u003d Håndbok av kompositter. - M.: Mekanisk Engineering, 1988. - T. 1. - 448 p. - ISBN 5-217-00225-5.

Litteratur

• Kerber M. L., Polymer komposittmaterialer. Struktur. Eiendommer. Teknologier. - SPB.: Yrke, 2008. - 560 p.
• Vasilyev v.v., mekanikk av konstruksjoner fra komposittmaterialer. - M.: Mekanisk ingeniørfag, 1988. - 272 p.
• Karpinos D. M., komposittmaterialer. Katalog. - Kiev, Naukova Dumka

Lenker

• Magazine Mechanic Composite Materials and Designs
• "Kompositter fra Naukograd" TV
• "Black Wing Technology" Telekommunikasjon

komposittmateriale Impex, komposittmaterialetetning, komposittmaterialisme, komposittmaterialer

Omfattende materiell informasjon om

Materialer basert på flere komponenter, som forårsaker sine operasjonelle og teknologiske egenskaper. Komposittene er basert på en metall, polymer eller keramikkbasert matrise. Ytterligere forsterkninger utføres av fyllstoffer i form av fibre, filamentøse krystaller og forskjellige partikler.

For kompositter - fremtiden?

Plastisitet, styrke, bredt anvendelsesområde - dette er hva de moderne komposittmaterialene skiller seg ut. Hva er det fra produksjonsstedet? Disse materialene består av metall eller ikke-metallisk basis. Flares med større styrke brukes til å forbedre materialet. Blant plasten, som avvises av bor, karbon, glassfibre eller aluminiumforsterket med stål eller berylliumtråd, kan tæres. Hvis komponentene i komponentene kombineres, kan komposittene av forskjellig styrke, elastisitet, slipemiddel oppnås.

Hovedtyper

Klassifiseringen av kompositter er basert på deres matrise, som kan være metallisk og ikke-metallisk. Materialer med metallmatrise basert på aluminium, magnesium, nikkel og legeringer får ytterligere styrke på grunn av fibrøse materialer eller ildfaste partikler som ikke er oppløst i hovedmetallet.

Kompositter med en ikke-metallisk matrise er basert på polymerer, karbon eller keramikk. Blant polymermatriser, epoksy, polyamid og fenolformaldehyd er mest populære. Formen av sammensetningen er gitt av matrisen, som virker som en slags bindemiddel. Fibre, seler, tråder, flerlagsstoffer brukes til å herde materialene.

Produksjon komposittmaterialer utføres på grunnlag av følgende teknologiske metoder:

• impregnering av fiberforsterkende matriksmateriale;
• støping i pressformen av båndet av ferdigstillelsen og matrisen;
• kald pressing av komponenter med ytterligere sintring;
• elektrokjemisk belegg på fibre og videre pressing;
• avsetningen av matrisen med plasma sprøyting og etterfølgende komprimering.

Hva er ferdigstillelsen?

I mange næringer ble komposittmaterialer brukt. Hva det er, har vi allerede sagt. Dette er materialer basert på flere komponenter som nødvendigvis forsterkes med spesielle fibre eller krystaller. Styrken til komposittene selv avhenger av styrken og elastisiteten til fibrene. Avhengig av typen av ferdigstillelsen, kan alle kompositter deles:

• på glassfiber;
• carb Beam Fibre med karbonfibre;
• borovolokniti;
• organisasjoner.

Raffineringsmaterialer kan passe i to, tre, fire og flere tråder enn dem mer, jo sterkere og mer pålitelige i drift vil være komposittmaterialer.

Tre kompositter

Separat, det er verdt å nevne Woody Composite. Det viser seg gjennom en kombinasjon av råvarer av forskjellige typerSamtidig fungerer tre som hovedkomponenten. Hver trepolymerkompositt består av tre elementer:

• hakkede trepartikler;
• termoplastisk polymer (PVC, polyetylen, polypropylen);
• komplekset av kjemiske tilsetningsstoffer i form av modifikatorer - de er i sammensetningen av materialet opp til 5%.

Den mest populære typen tre kompositter er et komposittbrett. Den unikhet er at den kombinerer egenskapene og treet, og polymerer, som utvider omfanget av bruken av bruken. Så, styret er preget av tetthet (basisharpiksen påvirker indikatoren og tettheten av trepartikler), god bøyemotstand. Samtidig er materialet miljøvenn, beholder tekstur, farge og duft naturlig tre. Bruken av komposittbrett er helt trygt. På grunn av polymeraddittene kjøper komposittstyret høy level Bruk motstand og fuktmotstand. Det kan brukes til å fullføre terrassene, hagesporene, selv om de har en lang belastning.

Funksjoner i produksjonen

Trekompositter har en spesiell struktur på grunn av kombinasjonen av en polymerbase i dem med tre. Blant materialene i denne typen er det mulig å markere wood-chip, forskjellige tetthet, orienterte plater og en trepolymerkompositt. Produksjonen av komposittmaterialer av denne typen utføres i flere stadier:

1. Bakken tre. For dette brukes knusere. Etter knusing er tre siktet og delt inn i fraksjoner. Hvis fuktigheten til råmaterialet er over 15%, er det nødvendigvis tørket.
2. Hovedkomponentene i visse proporsjoner doseres og blandes.
3. Det ferdige produktet trykkes og formateres for å få en varetype.

Hovedtrekk

Vi beskrev de mest populære polymerkomposittmaterialene. Hva det er, nå forståelig. Takket være den lagdelte strukturen er det mulighet for å forsterke hvert lag med parallelle kontinuerlige fibre. Det er verdt separat om egenskapene til moderne kompositter som er forskjellige:

• høy verdi av midlertidig motstand og utholdenhetsgrense;
• høye nivåer av elastisitet;
• styrke som oppnås ved forsterkningen av lagene;
• på grunn av de stive forsterkende fibre har kompositter høy motstand mot spenningsspenninger.

Metallbaserte kompositter preges av høy styrke og varmeproof, mens de er praktisk talt uelastiske. På grunn av fiberens struktur, reduseres utbredelsen av sprekker, noe som noen ganger vises i matrisen.

Polymermaterialer

Polymerkompositter presenteres i forskjellige alternativer, som åpner gode muligheter for deres bruk i forskjellige områder, som spenner fra tannlegen og slutter med produksjon av luftfartsutstyr. Fyllingskompositter basert på polymerer utføres av forskjellige stoffer.

De mest lovende bruksområdene kan betraktes som bygging, olje og gassindustri, produksjon av bilindustrien og jernbanetransport. Det er nettopp for andelen av disse næringene utgjør ca 60% av volumet av bruk av polymerkomposittmaterialer.

På grunn av høy stabilitet polymer kompositter Til korrosjon, glatt og tett overflate av produkter, som oppnås ved støping, øker påliteligheten og holdbarheten til sluttproduktoperasjonen.

Vurder populære arter

Glassfiber

For å forsterke disse komposittmaterialene, blir glassfibre brukt, smeltet uorganisk glass. Matrisen er basert på termoaktive syntetiske harpikser og termoplastiske polymerer som skiller høy styrke, lav termisk ledningsevne, høy elektriske isolerende egenskaper. I utgangspunktet ble de brukt i produksjonen av antenne fairings i form av kuppelformede strukturer. I moderne verden Glassfiber er mye brukt i konstruksjonssfæren, skipsbygging, husholdningsutstyr og sportsartikler, elektronikk.

I de fleste tilfeller produseres glassfiber på grunnlag av sprøyting. Denne metoden er spesielt effektiv i liten og mellomstor produksjon, som båter, båter, hytter for veitransport, jernbanevogner. Sprøytingsteknologi er praktisk for effektivitet, da det ikke er nødvendig å tegne glasset.

Crawly.

Egenskapene til komposittmaterialer basert på polymerer gjør det mulig å bruke dem i en rekke sfærer. De bruker som fyllstoff kullfibreoppnådd fra syntetiske og naturlige fibre basert på cellulose, peckers. Fiber behandles termisk i flere stadier. Sammenlignet med glassfiber av karbonfiber varierer med lavere tetthet og høyere i enkelhet og styrke av materialet. På grunn av de unike operasjonelle egenskapene til karbonfokus, brukes bruk av rom og medisinsk utstyr, sykler og sportsutstyr i maskiner og rakettartismen.

Boroplasty

Disse er multikomponentmaterialer basert på kjedelige fibre introdusert i termohærdende polymermatrisen. Fibrene selv er representert av mononialer, skader som er gjennomvåt med ekstra glasstråd. Den store hardheten til tråden sikrer styrken og holdbarheten til materialet til aggressive faktorer, men i samme tid varierer boroplastikk i brittleness, som kompliserer behandlingen. Borny fibre er dyre, så omfanget av bruken av boroplastikk er begrenset i hoved luftfart og romindustrien.

Organoplastikk

I disse komposittene er syntetiske fibre hovedsakelig syntetiske fibre - seler, tråder, stoffer, papir. Blant de spesielle egenskapene til disse polymerene kan en lav tetthet noteres, lettgjøres i forhold til glass og karbonstiler, høy strekkfasthet og høy slagfasthet og dynamiske belastninger. Dette komposittmaterialet er mye brukt i områder som maskin, frakt, automatisk engineering, kjemisk engineering.

Hva er effektiviteten?

Komposittmaterialer på grunn av unik sammensetning kan brukes på forskjellige felt:

• i luftfart i produksjon av deler av fly og motorer;
• romteknologi for produksjon av kraftstrukturer av enheter som er utsatt for oppvarming;
• automotive industri for å skape lette kropper, rammer, paneler, støtfangere;
• gruveindustrien i produksjon av boreinstrumenter;
• sivil konstruksjon for å skape broer, elementer av prefabrikkerte strukturer på høye strukturer.

Bruken av kompositter lar deg øke motorens kraft, energiinstallasjoner, reduserer massen av maskiner og utstyr.

Hva er utsiktene?

Ifølge representanter for næringen i Russland refererer komposittmateriale til materialene i den nye generasjonen. Det er planlagt at innen 2020 vil volumene av intern produksjon av komposittprodukter øke. Allerede, pilotprosjekter implementeres på territoriet i landet, med sikte på å utvikle komposittmaterialer i den nye generasjonen.

Bruken av kompositter er egnet på forskjellige felt, men det er mest effektivt i bransjer relatert til høye teknologier. For eksempel er det i dag ingen antenne kjøretøy opprettet uten bruk av kompositter, og noen av dem bruker ca 60% av polymerkomposittene.

På grunn av muligheten for å kombinere ulike forsterkende elementer og matriser, er det mulig å oppnå en sammensetning med et bestemt sett med egenskaper. Og dette gjør det i sin tur det mulig å anvende disse materialene i en rekke sfærer.

Komposittmateriale

Komposittmateriale (kompositt, km.) - Kunstig opprettet inhomogent fast materiale bestående av to eller flere komponenter med en klar grense av seksjonen mellom dem. I de fleste kompositter (med unntak av lagdelt), kan komponentene deles inn i matrisen og de forsterkende elementene som følger med i den. I de strukturelle komposittene gir de forsterkende elementene vanligvis de nødvendige mekaniske egenskapene til materialet (styrke, stivhet, etc.), og matrisen (eller bindemidlet) sikrer felles drift av forsterkende elementer og beskytter dem mot mekanisk skade og den aggressive kjemikalien miljø.

Den mekaniske oppførselen til sammensetningen bestemmes av forholdet mellom egenskapene til forsterkende elementer og matrisen, samt styrken av forholdet mellom dem. Effektiviteten og ytelsen til materialet avhenger av riktig valg Kildekomponentene og teknologien til deres kombinasjon, designet for å gi en solid forbindelse mellom komponenter samtidig som de opprettholder deres første egenskaper.

Som et resultat av kombinasjonen av forsterkende elementer og matrisen dannes et kompleks av sammensetningsegenskaper, som ikke bare reflekterer de innledende egenskapene til komponentene, men inkluderer også egenskapene som er isolerte komponenter som ikke har. Spesielt øker tilstedeværelsen av grensene til seksjonen mellom forsterkningselementene og matrisen betydelig, og i sammensetninger, i motsetning til homogene metaller, fører økningen i statisk styrke til en reduksjon, men som en regel, til en økning i egenskapene til ødeleggelsens viskositet.

For å skape en sammensetning, brukes en rekke forsterkende fyllstoffer og matriser. Det er en getnax og tekstolit (lagdelt plast av papir eller vev limt med termoosett lim), glass og graffitast (vev eller sårfiber fra glass eller grafitt, impregnert med epoksy lim), kryssfiner ... det er materialer der en tynn fiber Fra høystyrke legeringer er oversvømmet aluminiumsmasse. Bulat er et av de eldgamle komposittmaterialene. Det er de fineste lagene (noen ganger trådene) av høyt karbonstål "limt" med mykt lavkarbonjern.

I i det siste Materialer eksperimenterer med sikte på å skape mer praktisk i produksjonen, og derfor og billigere materialer. Selvdestruktiv krystallinsk struktur limt inn i en enkelt masse av polymerlim (sementer med tilsetningsstoffer av vannløselige klebemidler), sammensetninger av termoplast med korte forsterkende fibre, etc.

Klassifisering av kompositter

Kompositter er vanligvis klassifisert etter type forsterkende filler:

• fibrøs (forsterkende komponent - fibrøse strukturer);
• lagdelt;
• fyllet plast (forsterkende komponent - partikler)
  • bulk (homogen),
  • skjelett (innledende strukturer fylt med bindemiddel).

Fordeler med komposittmaterialer

Den største fordelen med km er at materialet og designen er opprettet samtidig. Unntatt er prepregs som er halvfabrikata for produksjon av strukturer. Det er nødvendig å umiddelbart spesifisere at km er opprettet for å utføre disse oppgavene, kan ikke imøtekomme alle mulige fordeler, men å designe en ny kompositt, en ingeniør av Wains for å sette det egenskapene til betydelig overlegne egenskaper av tradisjonelle materialer når de utfører dette formålet I denne mekanismen, men dårligere enn dem i noen andre aspekter. Dette betyr at km kan ikke være bedre enn tradisjonelt materiale i alt, det vil si for hvert produkt, gir ingeniøren alle nødvendige beregninger og deretter velger det optimale mellom materialer for produksjon.

• høy spesifikk styrke (styrke på 3500 MPa)
• høy stivhet (modul av elastisitet 130 ... 140 - 240 GPA)
• høy slitestyrke
• høy tretthetsstyrke
• fra km er det mulig å lage dimensjonale design
• letthet

Videre kan forskjellige klasser av kompositter ha en eller flere fordeler. Noen fordeler kan ikke oppnås samtidig.

Ulemper med komposittmaterialer

Komposittmaterialer har et tilstrekkelig stort antall feil som begrenser distribusjonen deres.

Høy pris

Den høye kostnaden for km er på grunn av den høye vitenskapen i produksjonen, behovet for å anvende spesialdrivende utstyr og råvarer, og utviklet derfor industriell produksjon og landets vitenskapelige base.

Anisotropi egenskaper

Lav sjokk viskositet

Høyt spesifikt volum

Gigrroscopic.

KM kan også absorbere andre væsker med høy gjennomtrengningsevne, for eksempel luftfartspeker.

Toksisitet

Når du bruker KM, kan det være par som ofte er giftige. Hvis CM gjør produkter som vil være lokalisert i nærheten av mennesker av km av materialer.

Lav operativ produsent

Komposittmaterialer har lavt operativt teknologisk, lavt vedlikehold og høy kostnad operasjon. Dette skyldes behovet for å anvende spesielle arbeidsintensive metoder, spesialverktøy for raffinering og reparasjon av objekter fra km. Ofte er objekter fra km generelt ikke underlagt noen raffinement og reparasjon.

Bruksområder

Gode \u200b\u200bforbruksvarer

Karakteristisk

Teknologien brukes til å danne på overflater i dampende dampstål - Suminer av ytterligere beskyttende belegg. Bruken av teknologi gjør at du kan øke arbeidssyklusen for sel og aksler av industrielt utstyr som opererer i vannmiljøet.

Komposittmaterialer består av flere funksjonelt gode materialer. Grunnlaget for uorganiske materialer er gjort opp modifisert av forskjellige tilsetningsstoffer av magnesium, jern, aluminiumsilikater. Fasoverganger i disse materialene forekommer ved tilstrekkelig høye lokale belastninger i nærheten av metallets styrke. Samtidig dannes et høyfast metall-keramisk lag i den høye lokale lastsonen på overflaten, slik at det er mulig å endre strukturen til metalloverflaten.

• rustning

Litteratur

• Vasilyev v.v. mekanikk av strukturer laget av komposittmaterialer. - M.: Mekanisk ingeniørfag, 1988. - 272 p.
• Karpinos D. M. komposittmaterialer. Katalog. - Kiev, Naukova Dumka

se også

Notater

Lenker

Wikimedia Foundation. 2010.

1. Keramiske kompositter

Når du lager en ny generasjons flymotor for å redusere vekten, reduserer drivstofforbruket og reduserer skadelige utslipp, lett og svært motstandsdyktige ildfaste materialer brukes - keramiske kompositter.

På figur 1. Ordningen av den teknologiske prosessen utviklet av NASA for produksjon av kompositter presenteres. Smelte infiltrert keramisk matrise kompositter.

Først fremstilles fibrene av silisiumkarbidfibre ( varemerke Sylram.), Det er støpt av et blanke av en gitt form og størrelser, deretter er billetten mettet med en smelte av silisiumkarbid og brenner.

Fibre kan brukes til fremstilling av kompositten Sylram. eller Sylram. bora nitrid belegg. Slike kompositter tåle oppvarming til 1200 o C.

En lignende teknologi brukes i fremstilling av komposittoksidoksidmaterialer, hvor stoffet er laget Nextel 720. (inneholdende 85% AL203 og 15% Si02) er mettet i smelten av aluminosilikater.

Komposittmaterialer har en lagdelt struktur (se fig. 2.).

Sammenlignet med monolitiske keramiske materialer (for eksempel SI 3 N 4), er komposittkaramikken ikke så skjøre og har økt slagfasthet (se fig. 3 og 4.).

Keramiske komposittmaterialer er mye brukt i utformingen av hypersonsyrefly (Orbital Capp X37, X51A Waverider Rocket (se fig. 5 og 6.).

Med felt 68 mAh kan temperaturen på overflatene på de fremre kanter av planene nå 2700 ° C, og temperaturen i forbrenningskammeret i den direkteflytende luftabsorberende motoren med et supersonisk forbrenningskammer (scramjet) - 3000 o C.

For å sikre termisk beskyttelse og høystyrke egenskaper av designet med aerodynamisk oppvarming, brukes flerlags sandwickers Keramisk matriks kompositt / skumkjerne (keramisk matrise kompositt med det indre laget av porøs keramikk).

Et kompositt sandwichpanel som har en tetthet på ca. 1,06 g / cm 3 har høy styrke og stivhet. Koeffisient termisk ekspansjon, keramisk komposittmateriale av trimmen og porøs keramisk materiale Kjernene er valgt på en slik måte at temperaturgradienten på ytre og innvendig overflate Sandwich paneler ca 1000 o c uten bunter og sprekker.

Å ha en tetthet på ca. 1,06 g / cm har høy styrke og stivhet. Koeffisienten til termisk ekspansjon, keramisk komposittmateriale av trim og porøst keramisk materiale materiale er valgt på en slik måte at en temperaturgradient på den ytre og indre overflaten av sandwichpanelet på ca. 1000 ° C uten bunter og sprekker.

I forbrenningskammeret scramjet brukt keramiske kompositter basert på høy temperatur keramikk. En slik keramikk bestående av et diborid av zirkonium og silisiumkarbid er sintret ved bruk av høyfrekvente elektrosparkutslipp (den såkalte SPARCPlasMA-sintringsmetoden). Sammenlignet med den varme isostatiske pressemetoden, lar SPARCPlasma sintring deg få en mer tett struktur (se fig.7 og 8.).

I tillegg utvikles for forbrenningskammeret "Selvjusterbare" ablation materialerHvor substitusjonsstoffet er anordnet på mikronivået. Disse er den såkalte "sekundære polymerlaget impregnert flis" ( Dele.) (lagdelte plater med impregnering fra sekundærpolymeren) som har en inhomogen sammensetning. Begrepet "sekundær" brukes fordi hvert element i platen inneholder minst to polymerlag, den sekundære endoterme reaksjonen mellom hvilken absorberer en betydelig mengde varme, noe som bidrar til å forhindre at materialet overopphetes av varmeskovlen.

For å beskytte kompositt keramikk basert på silisiumkarbid fra reaksjoner med brennstoffforbrenningsprodukter i forbrenningskammeret og vannparene brukes nanokompositt korrosjonsbestandige belegg.

2. Konstruksjonsnanokomposittmaterialer

Metall keramikk Nanokompositt legeringer

Som lette strukturelle materialer brukes aluminium og magnesiumlegeringer forsterket med keramiske nanopartikler.
Hovedproblemet ved støping av slike legeringer er en jevn fordeling av keramiske nanopartikler i mengden avstøpning. Er den dårlige fuktbarheten til nanopartikler i smelten, de er agglomerated og ikke rørt. Universitetet i Wisconsinmadison (USA) har utviklet en teknologi for å røre nanopartikler i smelten med ultralydbølger som skaper mikroposters i smelten. I sammenbruddet av slike mikroposer dannes mikrochnybølger. Intensive mikroatiske bølger dispergerte effektivt nanopartikler i volumet av metallsmelten.

Keramiske nanokomposittmaterialer

Tilsetningen av karbon nanorør og fyldigere (inkludert karbon nanov) i keramisk matrisen forbedrer keramikkens mekaniske egenskaper (gir en økning i plastisitet, en reduksjon i skjørhet).

På fig. ni Mikrografene av karbonnanorør i aluminiumoksydmatrisen er vist. Sett utviklingen av microcracks, karbon nanotubes (CNT), som er et forsterkende element, forhindrer utviklingen av sprekker.

I tillegg til karbon nanorør, anvendes uorganiske folkerende materialer (flerlags nanosfærer eller nanorør av wolfram, titan, niobium og molybden) som forsterkende elementer i nanokompositt keramikk.

Eksperimentelt bekreftet det uorganisk fullerene-lignende materialer De har motstand mot dynamiske belastninger på opptil 210 tonn / cm 2, (sammenlignet. 40 tonn / cm 2 i høystyrke stål), som gjør det til et meget lovende materiale for fyllstoffer i polymer eller keramiske kompositter som brukes som lett rustning.

Veldig lovende materiale for bruk i ulike bransjer Industrien er keramikk MaxFase (MN + 1AXN-faser) - Polykrystallinske nanolaminerte trippelnitrider, karbider eller borider av overgangsmetaller.

Avhengig av sammensetningen av disse materialene, kan de ha helt unike multifunksjonelle egenskaper: å være slitesterk, samtidig som det er lett å håndtere, motstå høye temperaturer, ha en høy termisk ledningsevne, en svært lav friksjonskoeffisient. Figurativt er en keramikk som kan kuttes med vanlig hacksaw.

Maksfaz materialer ble åpnet av den amerikanske forskeren Prof. M. Barsoum (University of Drexel - USA) i 1996

var åpen av den amerikanske forskeren prof. M. Barsoum (University of Drexel - USA) i 1996

Søknadsområder: Energi (høy elektrisk ledningsevne, evne til å motstå høye mekaniske belastninger, høy temperatur), gass og dampturbiner (Den har en lav friksjonskoeffisient ved høye temperaturer), luftfart og kosmonautics. På fig. 10. En mikrografi av en nanolaminant struktur er presentert Maxfase keramikk.

Behandling av komposittmaterialer

Fremveksten av nye komposittmaterialer med forbedrede egenskaper pålegger nye krav til å utvikle teknologier og verktøy for å behandle dem. I utlandet bruker en integrert tilnærming: å delta i prosjekter for utvikling av nye materialer, er samlet teknikker for behandling av metaller og keramikk. Spesielt deltar spesialister av Army Research Laboratory og US Air Force Laboratory i NASA-prosjekter.

For eksempel, å bore hull i plater og paneler laget av kompositt keramikk, brukes et verktøy med innsatser fra en polykrystallinsk diamant, samt et fast karbidverktøy med nanokompositt multilayer belegg.

For kombinasjonen av deler laget av høy temperatur keramikk basert på zirkoniumdiborid, brukes spesielle soldater.

Spesielt Agcuti legeringer (varemerker Cusilaba. og Ticusil.), samt palladiumbaserte legeringer - kobolt og nikkel palladium (merkevare merkevare Palco. og Palni.) Gi en pålitelig tilkobling av slike keramikk med strukturelle materialerLaget av molybden ildfaste legeringer.

A.V. Fedotov.
Direktør for utvikling
NPF "Elanpraktik"