Kompozitné materiály: čo to je, vlastnosti, výroba a využitie

Kompozitné materiály sa používajú v rôznych priemyselných odvetviach. Čo je to? Tento materiál na báze niekoľkých zložiek, ktoré je možné výkon a spracovateľské vlastnosti. Matricové kompozity základ je na báze kovu, polyméru alebo z keramiky. Ďalšie pomocné látky, výstuž je vykonaná vo forme vlákien, monokryštalických vlákien a rôznych častíc.

Pre kompozity - do budúcna?

Ťažnosť, húževnatosť, široký rozsah aplikácií - toto je niečo iné ako moderné kompozitné materiály. Čo je to z hľadiska výroby? Tieto materiály sa skladajú z kovového alebo nekovového substrátu. Pre zvýšenie použitý materiál priadze, vlákna alebo vločky väčšiu pevnosť. Medzi kompozitných materiálov možno rozlíšiť plastu, ktorý je vystužený Bornit, uhlíka, sklenených vlákien, alebo z hliníka vystuženého oceľovými alebo berýlia niťou. Ak kombinovaného obsahu zložiek, kompozity môžu byť pripravené s rôznymi pevnosť, pružnosť, odolnosť proti oteru.

hlavnými druhmi

Klasifikácia je založená na ich kompozitné matrice, ktorá môže byť kovové a nekovové. Materiály použité v kovovej matrici na báze hliníka, horčíka, niklu a ich zliatin získať dodatočnú silu v dôsledku vláknitých materiálov alebo žiaruvzdorných častíc, ktoré sa nerozpustí v základnom kovu.

Kompozity s nekovové matrice na báze polymérov, uhlík alebo keramické. Medzi najpopulárnejšie polymérnej matrice epoxidové, polyamidu a fenol formaldehyd. Forma zloženie je uvedené vzhľadom k matrici, ktorá slúži ako spojovací látky. Pre vytvrdzovanie látok za použitia vleky vlákna, priadza, viacvrstvové tkaniny.

Výroba kompozitných materiálov je založený na týchto technologických postupov:

• Impregnácia výstužných vlákien do materiálu matrice;
• lisovanie do formy páskou a tvrdidlo matrice;
• lisovanie za studena s časťami ďalšieho spekanie;
• elektrochemický povlak vlákien a ďalej lisovanie;
• matice depozície plazmovým striekaním a následnou redukciou.

Čo výstuž?

V mnohých oblastiach priemyslu boli použité kompozitu. Čo sa deje, povedal nám. Jedná sa materiály na báze niekoľkých zložiek, ktoré nevyhnutne kalenej špeciálne vlákna alebo kryštály. Z pevnosti a pružnosti vlákien závisí na sile samotných kompozitov. Vo všetkých kompozitných materiálov, v závislosti od typu tvrdidla možno rozdeliť:

• Na steklovoloknity;
• karbovoloknity uhlíkovými vláknami;
• borovoloknity;
• organovoloknity.

Uprochnitelnye materiály môžu byť položené v dvoch, troch, štyroch alebo viacerých závitov, tým viac z nich, tým silnejší a spoľahlivejší budú kompozitných materiálov v užívaní.

drevené kompozity

Mali by sme tiež spomenúť dreveného kompozitu. Získava sa kombináciou rôznych druhov surovín, vyznačujúci sa tým, dreva pôsobí ako hlavné zložky. Každý drevo-plastový kompozitné sa skladá z troch častí:

• rozomletej drevené častice;
• termoplastický polymér (PVC, polyetylén, polypropylén);
• komplexné chemické prísady vo forme modifikátora - v ich materiálového zloženia do 5%.

Najobľúbenejším typom drevených kompozitov - kompozitný doska. To je jedinečné v tom, že kombinuje vlastnosti a dreva a polymérov, ktoré sa podstatne rozširuje rozsah jeho použitia. Tak, rôzne hustoty doska (na jeho časť základnej živice má vplyv na hustotu a drevených častíc), dobrá odolnosť proti ohybu. Keď tento materiál je šetrný k životnému prostrediu, šetrí textúru, farbu a vôňu dreva. Použitie kompozitných dosiek sú úplne bezpečné. Vzhľadom k Termoplasty kompozitný doska nájde vysokú trvanlivosť a odolnosť proti vlhkosti. Možno ho použiť pre dekoráciu terasy, záhradné cesty, aj keď predstavujú veľkú záťaž.

produkčnej funkcie

Drevené kompozity majú zvláštnu štruktúru, ich kombinácií s polymérovej báze dreva. Medzi materiály tohto typu možno uviesť drevotrieskových dosiek, vláknitých dosiek rôznej hustoty, doska z orientovaných drevených triesok a drevo-plast kompozitu. Výroba kompozitných materiálov tohto typu sa vykonáva v niekoľkých stupňoch:

1. Drvené drevo. Za týmto účelom, drviče. Po rozdrvení dreva preosiatu a rozdelený do frakcií. Ak je obsah vlhkosti surovín - nad 15%, a vysuší sa opatrne.
2. Dávkuje a zmiešané hlavné zložky v určitých pomeroch.
3. Konečný produkt je stlačený a naformátovaný na obstaranie prezentáciu.

kľúčové vlastnosti

Popísali sme najpopulárnejší polymér kompozitných materiálov. Čo sa deje, teraz je to jasné. Vzhľadom k vrstvené štruktúry môžu výstuže každej vrstvy paralelne k vláknam. Je potrebné povedať, o charakteristikách moderné kompozity, ktoré sa vyznačujú:

• vysoké hodnoty pevnosti v ťahu a medza únavy;
• vysoká miera flexibility;
• Sila, ktorá je dosiahnutá vrstiev výstuže;
• vzhľadom k ťažkej výstužných vláknových kompozitov majú vysokú odolnosť voči ťahovým napätím.

Kompozity na báze kovov majú vysokú pevnosť a tepelnú odolnosť, a tým, že sú v podstate nepružné. Vzhľadom na štruktúru vlákien znižuje rýchlosťou šírenia trhlín, ktoré sa niekedy objaví v matrici.

polymérne materiály

Polymérna kompozity sú prezentované v rôznych možností, ktoré otvára veľké možnosti pre ich použitie v rôznych oblastiach od zubných lekárov na výrobu lietadiel. Plniace kompozity na báze polymérov vykonávaných rôznymi látkami.

Najsľubnejšie oblasti použitia môžu byť považované za stavby, ropnom a plynárenskom priemysle, cestnej a železničnej dopravy. Že podiel týchto odvetví tvoria asi 60% z použitia polymérnych kompozitných materiálov.

Vzhľadom k svojej vysokej odolnosti voči korózii polymérnych kompozitov, hladký a husté povrchu výrobkov, ktoré sa získajú tým, že tvorí, zvýšenie spoľahlivosti a trvanlivosti konečného produktu.

Pozrime sa na populárne typy polymérnych materiálov.

GRP

Pre vystuženie kompozitných materiálov sa používajú sklenené vlákna, vytvorené z roztaveného anorganického skla. Matica je na báze reaktoplastových a termoplastických syntetických polymérov, ktoré sa vyznačujú vysokou pevnosťou, nízkou tepelnou vodivosťou, vysokou elektrickou izolačné vlastnosti. Spočiatku boli použité pri výrobe anténnych radomov ako kupolovitých štruktúr. V dnešnom svete sklenené plastiky sú široko používané v stavebníctve, stavby lodí, výrobky pre domácnosť a športových potrieb, elektroniky.

Vo väčšine prípadov, sklolaminát vyrobená na základe uloženia. Zvlášť efektívna je táto metóda v malých a stredne sériovú výrobu, napríklad trupoch lodí, člnov, kabíny pre cestnú dopravu, železničných vagónov. striekaciu techniku je vhodné hospodárne, pretože žiadny sklenený materiál je rez.

uhlíkové kompozity

Vlastnosti kompozitných materiálov na báze polymérov, aby bolo možné ich použiť v rôznych oblastiach. Používajú sa ako plnivo uhlíkových vlákien získaných zo syntetických a prírodných vlákien na báze celulózy, sa hojdá. Vlákno sa tepelne spracováva v niekoľkých etapách. V porovnaní so sklom uhlíkové kompozity líšiť nižšiu hustotu a vyššiu modul ľahkosti a pevnosti materiálu. Vzhľadom k jedinečným vlastnostiam výkonnostných uhlíkové kompozity sa používajú v strojárstve a raketové technike, priestoru a výrobu zdravotníckych zariadení, bicyklov a športového vybavenia.

Boroplastiki

Tieto viaczložkové materiály, ktoré sú na báze bóru, vlákien zavádza do termosetickou polymérnej matrici. Vlákna samotná sú prezentované vlákien, vleky, ktoré sa plietli pomocné sklenené vlákno. Väčšina tvrdosť priadze zaisťuje pevnosť a odolnosť materiálu na agresívne faktory, ale boroplastiki sú krehké, čo komplikuje spracovanie. Borová vlákna sú drahé, takže rozsah pôsobnosti je obmedzená v podstate boroplastikov letecký priemysel.

organoplastics

V týchto kompozitných plniva pôsobí predovšetkým syntetické vlákna - vleky, priadza, tkaniny, papiera. Medzi špecifické vlastnosti týchto polymérov je možné uviesť s nízkou hustotou, jednoduchosť v porovnaní so sklom a uhlíkových vlákien, vysoká pevnosť v ťahu a vysokou odolnosťou proti nárazom a dynamická zaťaženie. Tento kompozitný materiál je široko používaný v oblastiach, ako je strojárstvo, stavba lodí, automobilový priemysel, kozmickej techniky vo výrobe, chemického inžinierstva.

Aká je účinnosť?

Kompozitné materiály vzhľadom k unikátnemu zloženiu možno použiť v rôznych oblastiach:

• pri výrobe dielov lietadiel a leteckých motorov;
• Priestor technológie pre výrobu zariadení, nosných, ktoré sú predmetom vykurovania;
• automobilový priemysel k vytvoreniu ľahkej subjekty, rámčeky, panely, nárazníky;
• ťažobnom priemysle pri výrobe vŕtacieho nástroja;
• inžinierske vytvoriť most rozpätie, prefabrikáty v výškových budov.

Použitie kompozitných materiálov umožňuje zvýšenie výkonu motorov, elektrární, pri súčasnom znížení hmotnosti vozidiel a zariadení.

Aké sú vyhliadky?

Podľa zástupcov sféry ruského priemyslu, kompozitný materiál je nová generácia materiálov. Predpokladá sa, že do roku 2020 zvýši objem domácej produkcie kompozitného priemyslu. Už v krajine začala pilotné projekty zamerané na vývoj novej generácie kompozitných materiálov.

Použitie kompozitov je účelné v mnohých rôznych oblastiach, ale je najúčinnejší v sektoroch spojených so špičkovou technológiou. Napríklad, dnes žiadne lietadlo nie je vytvorený bez použitia kompozitných materiálov, a niektoré z nich používa asi 60% polymérnych kompozitov.

Vzhľadom na možnosť kombinovať rôzne výstužné prvky a matrice kompozície môžu byť pripravené s určitou sadu vlastností. A to v poradí, umožňuje, aby tieto materiály použiť v rôznych oblastiach.