Komposittmaterialer: hva det er, egenskaper, produksjon og bruk

Komposittmaterialer er brukt i forskjellige industrier. Hva er det? Dette materiale på basis av flere komponenter, noe som gjør deres ytelse og bearbeidingsegenskaper. Basismatrise-kompositter er basert på et metall, polymer eller keramisk materiale. Ytterligere hjelpestoffer armering er utført i form av fibre, whiskers, og forskjellige partikler.

For kompositter - fremtiden?

Duktilitet, seighet, bredt omfang av program - dette er annerledes enn moderne komposittmaterialer. Hva er det i form av produksjon? Disse materialene består av metallisk eller ikke-metallisk substrat. For å forbedre material brukt garn, fibrer eller flak av større styrke. Blant de komposittmaterialer kan skilles plast som er forsterket med bornitt, karbon, glassfiber eller aluminium forsterket med stål eller beryllium tråder. Hvis den kombinerte innhold av komponenter, kan kompositter fremstilles med forskjellig styrke, elastisitet, motstand mot slitasje.

De viktigste typene

Klassifiseringen er basert på deres sammensatte grunnmasse som kan være metallisk og ikke-metallisk. Materialer av metallmatrise basert på aluminium, magnesium, nikkel og deres legeringer skaffe ytterligere styrke på grunn av fibermaterialer eller ildfaste partikler som ikke oppløses i basismetallet.

Kompositter med en ikke-metall-matriksen, er baserte polymerer, karbon eller keramikk. Blant de mest populære polymermatriksen epoksy, polyamid og fenol-formaldehyd. Form av preparatet er gitt på grunn av matrisen, som fungerer som en forbindelses substans. For de herdende materialer ved hjelp av fibertau, garn, flerlags stoff.

Fremstilling av komposittmaterialer er basert på følgende teknologiske metoder:

• Impregnering av de forsterkende fibre ved matriksmaterialet;
• støping i en støpeform bånd og herder matrise;
• kaldpressing av stoffer med ytterligere sintring;
• elektrokjemisk belegning av fibrene og ytterligere pressing;
• matrisedeponering ved plasmasprøyting og etterfølgende reduksjon.

Hva forsterker?

I mange deler av industrien har blitt brukt kompositter. Hva er det, sa vi. Disse er materialer basert på flere komponenter som nødvendigvis herdede spesielle fibre eller krystaller. Fra styrken og elastisiteten av fibrene er avhengig av styrken av de sammensatte materialer selv. I alle kompositter, avhengig av hvilken type herder kan deles:

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

Uprochnitelnye materialer kan legges på to, tre, fire eller flere tråder, jo mer av dem, de sterkere og mer pålitelig vil være komposittmaterialer som er i bruk.

tre kompositter

Vi bør også nevne tre kompositt. Den oppnås ved å kombinere forskjellige typer av råvarer, karakterisert ved at et tre fungerer som hovedkomponent. Hver tre-plast-kompositt er sammensatt av tre elementer:

• findelte trepartikler;
• termoplastisk polymer (PVC, polyetylen, polypropylen);
• komplekse kjemiske tilsetninger i form av et modifiseringsmiddel - i sin materialsammensetning til 5%.

Den mest populære typen tre kompositter - en sammensatt styre. Det er unikt ved at det kombinerer de egenskaper og trevirke og polymerer, som i betydelig grad utvider omfanget av dens anvendelse. Således er forskjellige bord tettheter (ved bunnen harpikskomponent påvirker tettheten og trepartikler), god motstandsevne mot bøyning. Når dette materialet er miljøvennlig, sparer tekstur, farge og aroma av tre. Bruken av komposittplater er helt trygt. På grunn av polymeradditiver komposittplate finner en god holdbarhet og fuktighetsresistens. Den kan brukes til dekorasjon av terrasser, hagestier, selv om de står for en stor belastning.

produksjons funksjoner

Trekompositter har en spesiell struktur ved å kombinere dem med en polymergrunn tømmer. Blant materialer av denne typen kan nevnes sponplater, fiberplater av forskjellige tettheter, platen fra orienterte flis og tre-plast-kompositt. Fremstilling av komposittmaterialer av denne type utføres i flere trinn:

1. Strimlet tre. For dette formålet, knuseren. Etter knusing tre siktet og oppdelt i fraksjoner. Hvis fuktighetsinnholdet i råvarer - over 15%, er det tørket nøye.
2. Dosert og blandet hovedkomponentene i bestemte proporsjoner.
3. Det ferdige produktet komprimeres og formatert for kjøp av presentasjonen.

nøkkel~~POS=TRUNC

Vi har beskrevet de mest populære polymerkomposittmaterialer. Hva er det, nå er det klart. På grunn av den lagdelte struktur kan forsterkning av hvert lag parallelt med filamentene. Det er verdt å si om hva som kjennetegner moderne kompositter, som kjennetegnes ved:

• en høy verdi av strekkstyrke og tretthetsgrense;
• høy grad av elastisitet;
• styrke, noe som oppnås ved armeringslag;
• på grunn av de harde armeringsfiberkomposittmaterialer har høy motstand mot strekkspenninger.

Kompositter basert på metaller har høy styrke og varmemotstand, slik de er praktisk talt uelastisk. På grunn av strukturen av fibrene reduserer sprekkforplantning hastighet, noe som noen ganger vises i matrisen.

polymer

Polymer kompositter er presentert i en rekke alternativer som åpner store muligheter for deres bruk i ulike felt som spenner fra odontologi til produksjon fly. Fylling kompositter på basis av polymerer som utføres ved hjelp av forskjellige stoffer.

Den mest lovende anvendelsesområder kan betraktes som konstruksjon, olje- og gassindustrien, vei og jernbanetransport. At andelen av disse industrier utgjør om lag 60% av bruken av polymere komposittmaterialer.

På grunn av sin høye motstand mot korrosjon polymerkompositter, en glatt og tett overflate av produkter som er erholdt ved å danne, kan øke påliteligheten og holdbarheten av det ferdige produkt.

Vurdere populære typer polymermaterialer.

GRP

For forsterkning av komposittmaterialer benyttes glassfibre dannet fra smeltet uorganisk glass. Matrisen er basert på herdeplaster og termoplastiske syntetiske polymerer som utmerker seg ved høy styrke, lav termisk ledningsevne, høy elektrisk isolasjonsevne. Til å begynne med ble de brukt i fremstillingen av antenne radomer som en kuppelformede konstruksjoner. I dagens verden av glass plast er mye brukt i byggebransjen, skipsbygging, husholdningsapparater og sportsutstyr, elektronikk.

I de fleste tilfeller, glassfiber produsert på grunnlag av deponering. Spesielt effektiv er denne metoden i små og mellomstore serieproduksjon, for eksempel skipsskrog, båter, hytter for veitransport, jernbanevogner. sprøyting teknologi er praktisk økonomisk, siden ingen glassmaterialet er kuttet.

karbon kompositter

Egenskapene til komposittmaterialer basert på polymerer som gjør det mulig å bruke dem på forskjellige områder. De brukes som fyllstoff karbonfibre avledet fra syntetiske og naturlige fibre basert på cellulose, harpikser. Fiberen er varmebehandlet i flere trinn. Sammenlignet med glassfiber karbonkompositter avvike lavere tetthet og en høyere modul av letthet og styrken av materialet. På grunn av de unike ytelsesegenskaper karbon kompositter brukes i maskinteknikk og Rakettene, plass og produksjon av medisinsk utstyr, sykler og sportsutstyr.

Boroplastiki

Denne multi-komponent materialer som er basert på boronfibre innført i et varmeherdende polymermatrise. Fibrene i seg selv er presentert filamenter, knipper, som er flettet hjelpeglassfibertråd. De fleste hardhet garn gir styrke og motstand av materialet til de aggressive faktorer, men boroplastiki er skjøre, noe som kompliserer behandlingen. Borfibre er kostbare, slik at anvendelsesområdet er begrenset i utgangspunktet boroplastikov romfartsindustrien.

organoplastics

I disse komposittmaterialer som fyllstoffer virke hovedsaklig syntetiske fibre - slep, garn, tekstiler, papir. Blant de spesifikke egenskapene for disse polymerer kan nevnes lav tetthet, lette sammenlignet med glass og karbonfibre med høy strekkfasthet og høy motstand mot støt og dynamiske belastninger. Dette komposittmaterialet er mye brukt i områder som maskinteknikk, skipsbygging, kjøretøyteknikken, plass teknologi i produksjonen, kjemiteknikk.

Hva er effektivitet?

Komposittmaterialer på grunn av den unike sammensetningen kan anvendes på mange områder:

• ved fremstilling av fly deler og flymotorer;
• Space Technology for fremstilling av lastbærende enheter, som er gjenstand for oppvarming;
• bilindustrien til å skape en lett organer, rammer, paneler, støtfangere;
• gruveindustrien ved fremstilling av boreverktøyet;
• anlegg for å lage et brospenn, prefabrikkerte elementer i høyhus.

Bruken av kompositter gjør det mulig å øke strømmen av motorer, kraftverk, samtidig redusere vekten av biler og utstyr.

Hva er utsiktene?

Ifølge representanter for den sfæren av russisk industri, er komposittmaterialet en ny generasjon av materialer. Det er planlagt at innen 2020 vil øke volumet av innenlandsk produksjon av kompositt industrien. Allerede lanserte landets pilotprosjekter med sikte på å utvikle en ny generasjon av komposittmaterialer.

Bruk av kompositter er hensiktsmessig på mange forskjellige områder, men det er mest effektivt i næringer knyttet til høy teknologi. For eksempel, i dag, er ingen fly ikke skapt uten bruk av kompositter, og noen har brukt ca 60% av polymer kompositter.

På grunn av muligheten av å kombinere de forskjellige armeringselementer og matriseblanding kan fremstilles med et bestemt sett av egenskaper. Og dette i sin tur gjør det mulig å bruke disse materialene i ulike felt.