Kompositmaterialer: hvad det er, egenskaber, produktion og anvendelse

Kompositmaterialer anvendes i forskellige industrier. Hvad er det? Dette materiale på grundlag af flere komponenter, som gør deres præstationer og forarbejdningsegenskaber. Grundlaget matrix kompositter er baseret på et metal, polymer eller keramik. Yderligere excipienser armering udføres i form af fibre, whiskers og forskellige partikler.

For kompositter - fremtiden?

Duktilitet, sejhed, bredt anvendelsesområde - dette er anderledes end moderne kompositmaterialer. Hvad er det med hensyn til produktion? Disse materialer består af metalliske eller ikke-metalliske substrat. At forbedre materiale anvendes garn, fibre eller flager af større styrke. Blandt de kompositmaterialer kan skelnes plast, som er forstærket med bornit, carbon, glasfiber eller aluminium forstærket med stål eller beryllium tråde. Hvis det kombinerede indhold af komponenter, kan kompositter fremstilles med forskellig styrke, elasticitet, modstandsdygtighed over for slid.

De vigtigste typer af

Klassificering er baseret på deres sammensatte matrix, som kan være metallisk og ikke-metallisk. Materialer af metal-matrix baseret på aluminium, magnesium, nikkel og legeringer heraf erhverve yderligere styrke som følge af fibermaterialer eller ildfaste partikler, som ikke opløses i basismetallet.

Kompositter med en ikke-metallisk matrix er baseret polymerer, carbon eller keramik. Blandt de mest populære polymermatrix epoxy, polyamid og phenolformaldehyd. Form for sammensætning er givet på grund af den matrix, som tjener som en forbindende stof. For hærdningsmidler materialer under anvendelse fibertow, garner, flerlaget stof.

Produktion af kompositmaterialer er baseret på følgende teknologiske metoder:

• Imprægnering af de forstærkende fibre ved matrixmaterialet;
• støbning i en støbeform tape og hærder matrix;
• koldpresning komponenterne med den yderligere sintring;
• elektrokemisk belægning af fibrene og yderligere presning;
• matrixaflejring ved plasmaspraying og efterfølgende reduktion.

Hvad forstærker?

I mange områder af industrien har været brugt kompositter. Hvad er det, vi sagde. Disse er materialer på basis af flere komponenter, som nødvendigvis hærdede særlige fibre eller krystaller. Fra styrke og elasticitet af fibrene afhænger af styrken af kompositterne selv. I alle kompositter, afhængigt af typen af hærder kan opdeles:

• på steklovoloknity;
• karbovoloknity med kulfibre;
• borovoloknity;
• organovoloknity.

Uprochnitelnye materialer kan lægges i to, tre, fire eller flere tråde, jo mere af dem, de stærkere og mere pålidelig vil være kompositmaterialer i brug.

trækompositter

Vi bør også nævne trækompositten. Den opnås ved at kombinere forskellige typer af råvarer, hvor et træ fungerer som den primære komponent. Hver træ-plast komposit er sammensat af tre elementer:

• findelte træpartikler;
• termoplastisk polymer (PVC, polyethylen, polypropylen);
• komplekse kemiske tilsætningsstoffer i form af en modifikator - i deres materialesammensætning til 5%.

Den mest populære form for træ kompositter - en sammensat bestyrelse. Det er enestående, fordi det kombinerer egenskaber og træ og polymerer, som i væsentlig grad udvider anvendelsesområdet for dens anvendelse. Således forskellige bord tætheder (ved sin base harpikskomponent påvirker densiteten og træpartikler), god modstand mod bøjning. Når dette materiale er miljøvenlig, gemmer tekstur, farve og aroma af træ. Brugen af sammensatte bestyrelser er absolut sikker. På grund af polymeradditiver kompositplade finder en høj grad af holdbarhed og modstandsdygtighed over for fugt. Det kan bruges til dekoration af terrasser, havegange, selvom de udgør en stor belastning.

produktions Egenskaber

Trækompositter har en speciel struktur ved at kombinere dem med en polymer bundbjælke. Blandt materialer af denne art kan nævnes spånplader, fiberplader af forskellige densiteter, pladen fra orienterede træspåner og træ-plast komposit. Produktion af kompositmaterialer af denne type udføres i flere trin:

1. Strimlet træ. Til dette formål, den knuser. Efter knusning træ sigtes og opdeles i fraktioner. Hvis indholdet af råmaterialer fugt - over 15%, er det tørres omhyggeligt.
2. Doseret og blandet hovedkomponenter i specifikke forhold.
3. Det færdige produkt er komprimeret og formateret til erhvervelse af præsentationen.

Nøglefunktioner

Vi har beskrevet de mest populære polymer kompositmaterialer. Hvad er det, nu er det klart. På grund af den lagdelte struktur kan forstærkning af hvert lag parallelt med filamenterne. Det er værd at sige om de særlige kendetegn ved moderne kompositmaterialer, som er karakteriseret ved:

• en høj værdi af trækstyrke og træthed grænse;
• højt elasticitet;
• styrke, hvilket opnås ved forstærkningslag;
• på grund af de hårde forstærkende fiberkompositter har høj modstandsdygtighed over for trækspændinger.

Kompositter baseret på metaller har høj styrke og varmebestandighed, de er således praktisk taget uelastisk. På grund af strukturen af fibrene nedsætter revneudbredelse sats, som undertiden forekommer i matrixen.

polymermaterialer

Polymer kompositter er præsenteret i en række forskellige muligheder, der åbner store muligheder for deres anvendelse i forskellige områder lige fra tandpleje til produktion fly. Påfyldning kompositter på basis af polymerer, der udføres af forskellige stoffer.

De mest lovende anvendelsesområder kan betragtes som byggeri, olie- og gasindustrien, vej- og jernbanetransport. At andelen af disse industrier tegner sig for omkring 60% af anvendelsen af polymer kompositmaterialer.

Grund af sin høje korrosionsbestandighed polymerkompositter, en glat og tæt overflade af produkter, som opnås ved formning, øge pålideligheden og holdbarheden af slutproduktet.

Overvej de populære typer af polymere materialer.

GRP

Til forstærkning af kompositmaterialer anvendes glasfibre dannet ud fra smeltet uorganisk glas. Matricen er baseret på termohærdende harpikser og termoplastiske syntetiske polymerer som udmærker sig ved høj styrke, lav varmeledningsevne, høj elektrisk isoleringsevne. Oprindeligt blev de brugt til fremstilling af antenne radomer som en kuppelformet strukturer. I dagens verden af glas plast er meget udbredt i byggebranchen, skibsbygning, husholdningsudstyr og sportsudstyr, elektronik.

I de fleste tilfælde, glasfiber produceret på basis af aflejringen. Specielt effektiv er denne metode i små og mellemstore serier, f.eks skibsskrog, både, huse til vejtransport, jernbanevogne. sprøjtning teknologi er praktisk økonomisk, eftersom ingen glas materialet skæres.

carbon kompositmaterialer

Egenskaberne af kompositmaterialer baseret på polymerer gør det muligt at anvende dem på forskellige områder. De anvendes som fyldstof kulfibre afledt fra syntetiske og naturlige fibre baseret på cellulose, standpladser. Fiberen varmebehandles i flere etaper. Sammenlignet med glasfiber carbon kompositmaterialer adskiller lavere densitet og højere modul af lethed og styrke af materialet. På grund af de unikke ydeevnekarakteristika carbon kompositmaterialer anvendes i maskinindustrien og raketter, rum og produktion af medicinsk udstyr, cykler og sportsudstyr.

Boroplastiki

This flerkomponent materialer, som er baseret på borfibre indføres i en termohærdet polymer matrix. Selve fibrene er præsenteret filamenter, blår, som er flettet ekstra spejl tråd. Mest hårdhed garn giver styrke og modstand af materialet til de aggressive faktorer, men boroplastiki er skrøbelige, hvilket komplicerer behandlingen. Borfibre er dyre, så anvendelsesområde er begrænset grundlæggende boroplastikov flyindustrien.

organoplastics

I disse kompositter som fyldstoffer handle hovedsagelig syntetiske fibre - blår, garner, stoffer, papir. Blandt de specifikke egenskaber af disse polymerer kan nævnes lav densitet, lethed sammenlignet med glas og kulfiber, høj trækstyrke og høj modstandsdygtighed over for stød og dynamiske belastninger. Dette sammensatte materiale er meget udbredt inden for områder som mekanik, skibsbygning, automobilteknik, rumteknologi i produktionen, kemikalier.

Hvad er effektiviteten?

Kompositmaterialer på grund af den unikke sammensætning kan bruges på forskellige områder:

• ved fremstilling af flydele og flymotorer;
• Plads Teknologi til fremstilling af bærende enheder, som er genstand for opvarmning;
• bilindustrien til at skabe en letvægts organer, rammer, paneler, kofangere;
• mineindustrien i produktionen af boreværktøjet;
• anlægsarbejder til at skabe et brofag, præfabrikerede elementer i de højhuse.

Brugen af kompositmaterialer gør det muligt at øge styrken i motorer, kraftværker og samtidig reducere vægten af køretøjer og udstyr.

Hvad er udsigterne?

Ifølge repræsentanter for området for russiske industri, kompositmaterialet er en ny generation af materialer. Det er planen, at i 2020 vil øge omfanget af den indenlandske produktion af den sammensatte industri. Allerede, landet lancerede pilotprojekter, der sigter mod at udvikle en ny generation af kompositmaterialer.

Brugen af kompositmaterialer er hensigtsmæssigt på mange forskellige områder, men det er mest effektivt i brancher relateret til højteknologi. For eksempel i dag, er intet fly ikke oprettet uden brug af kompositmaterialer, og nogle har brugt omkring 60% af polymer kompositter.

På grund af muligheden for at kombinere de forskellige forstærkningselementer og matrix præparat kan fremstilles med et bestemt sæt af egenskaber. Og dette, til gengæld gør det muligt at bruge disse materialer på forskellige områder.