Kompositmaterial: vad det är, egenskaper, produktion och användning

Sammansatta material används i olika industrier. Vad är det? Detta material på grundval av flera komponenter, vilket gör deras prestanda och bearbetningsegenskaper. Bas-matris kompositer är baserat på en metall, polymer eller keram. Ytterligare excipienter armering utförs i form av fibrer, whiskers, och olika partiklar.

För kompositer - framtiden?

Duktilitet, seghet, brett tillämpningsområde - detta är annorlunda än moderna kompositmaterial. Vad är det när det gäller produktion? Dessa material består av metalliska eller icke-metalliska substrat. För att förbättra material används garn, fibrer eller flingor av större styrka. Bland de kompositmaterial kan särskiljas plast, som är förstärkt med bornit, kol, glasfiber, eller aluminium förstärkt med stål eller beryllium trådar. Om det kombinerade innehållet av komponenter, kan kompositer framställas med olika styrka, elasticitet, motståndskraft mot nötning.

De vanligaste typerna av

Klassificering är baserad på deras kompositmatris som kan vara metalliska och icke-metalliska. Material av matrismetall baserad på aluminium, magnesium, nickel och deras legeringar förvärva ytterligare styrka på grund av fibermaterial eller eldfasta partiklar som inte löser i basmetallen.

Kompositer med en nonmetal matris är baserade polymerer, kol eller keramik. Bland de mest populära polymermatris epoxi, polyamid och fenol formaldehyd. Form av kompositionen ges på grund av den matris, som fungerar som en anslutande substans. För härdningsmaterial med användning av fiber tågor, garn, flerskiktade tyg.

Tillverkning av kompositmaterial baserar sig på följande tekniska metoder:

• Impregnering av armeringsfibrerna från matrismaterialet;
• formning i en form tejp och härdare matris;
• kallpressning komponenterna med den ytterligare sintring;
• elektrokemisk beläggning av fibrerna och ytterligare pres;
• matrisdeposition genom plasmasprutning och efterföljande reduktion.

Vad förstärkare?

I många områden inom industrin har använts kompositer. Vad är det, sade vi. Dessa är material baserade på flera komponenter som nödvändigtvis härdade speciella fibrer eller kristaller. Från styrka och elasticitet av fibrerna beror på styrkan av komposit själva. I alla kompositer, beroende på vilken typ av härdare kan delas:

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

Uprochnitelnye material kan läggas i två, tre, fyra eller flera trådar, desto mer av dem, desto starkare och mer tillförlitliga blir kompositmaterial som används.

träkompositer

Vi bör också nämna träkomposit. Det erhålls genom att kombinera olika typer av råmaterial, varvid en trä fungerar som huvudkomponent. Varje trä-plastkomposit är sammansatt av tre element:

• finfördelade träpartiklar;
• termoplastisk polymer (PVC, polyeten, polypropen);
• komplexa kemiska tillsatser i form av en modifierare - i sin materialsammansättning till 5%.

Den mest populära typen av träkompositer - en sammansatt styrelse. Det är unikt genom att det kombinerar egenskaperna och trä och polymerer, som avsevärt utökar räckvidden för dess tillämpning. Sålunda, olika ombord densiteter (vid dess bas hartskomponenten påverkar densiteten och träpartiklar), god motståndskraft mot böjning. När detta material är miljövänligt, sparar konsistens, färg och doft av trä. Användningen av kompositskivor är helt säkra. På grund av polymertillsatser kompositplattan finner en hög hållbarhet och fuktbeständighet. Den kan användas för dekoration av terrasser, trädgårdsgångar, trots att de står för en stor belastning.

produktions funktioner

Träkompositer har en speciell struktur genom att kombinera dem med en polymer bas timmer. Bland material av detta slag kan nämnas spånskivor, träfiberskivor av olika densiteter, plattan från orienterade träflis och trä-plastkomposit. Tillverkning av kompositmaterial av denna typ genomförs i flera steg:

1. Strimlad trä. För detta ändamål krossen. Efter krossning trä siktas och delas in i fraktioner. Om fukthalten av råvaror - över 15%, torkas den försiktigt.
2. Doseras och blandade huvudkomponenterna i specifika proportioner.
3. Den färdiga produkten komprimeras och formateras för förvärvet av presentationen.

nyckel~~POS=TRUNC

Vi har beskrivit de mest populära polymerkompositmaterial. Vad är det, nu är det klart. På grund av den skiktade strukturen kan armering av varje skikt parallellt med filamenten. Det är värt att säga om egenskaperna hos moderna kompositer, som kännetecknas av:

• ett högt värde på draghållfasthet och utmattningsgräns;
• hög nivå av elasticitet;
• hållfasthet, vilket uppnås genom att armeringsskikten;
• på grund av de hårda förstärkande fiberkompositer har hög motståndskraft mot dragspänningar.

Kompositer baserade på metaller har hög hållfasthet och värmebeständighet, vilket de är praktiskt taget oelastiskt. På grund av strukturen av fibrerna minskar sprickans fortplantningshastighet, vilket ibland förekommer i matrisen.

polymera material

Polymerkompositer presenteras i en mängd olika alternativ som öppnar stora möjligheter för deras användning inom olika områden som sträcker sig från tandvård till produktion flygplan. Fyllning kompositer baserade på polymerer som utförs av olika substanser.

De mest lovande användningsområdena kan betraktas som konstruktion, olje- och gasindustrin, väg- och järnvägstransporter. Att den andel av dessa industrier står för ca 60% av användningen av polymera kompositmaterial.

På grund av dess höga beständighet mot korrosion polymerkompositer, en slät och tät yta av produkter, vilka erhålles genom att bilda, öka tillförlitligheten och hållbarheten hos den slutliga produkten.

Tänk på populära typer av polymera material.

GRP

För förstärkning av kompositmaterial används glasfibrer bildade av smält oorganiskt glas. Matrisen är baserad på värmehärdande hartser och termoplastiska syntetiska polymerer som kännetecknas av hög hållfasthet, låg värmeledningsförmåga, höga elektriska isoleringsegenskaper. Inledningsvis var de som används vid tillverkning av antenn radomer som en kupolformade strukturer. I dagens värld av glas plast används ofta inom byggindustrin, varvsindustrin, hushållsutrustning och sportartiklar, elektronik.

I de flesta fall, glasfiber produceras på basis av nedfallet. Särskilt effektiv är denna metod i små och medelstora serier, till exempel båtskrov, båtar, hytter för vägtransport, järnvägsvagnar. sprutning teknik är praktiskt ekonomiskt, eftersom inget glasmaterial skärs.

kolkompositer

Egenskaperna hos kompositmaterial baserade på polymerer gör det möjligt att använda dem i olika områden. De används som fyllmedel kolfibrer erhållna från syntetiska och naturliga fibrer baserade på cellulosa, pitches. Fibern värmebehandlas i flera steg. Jämfört med glasfiber kolkompositer skiljer lägre densitet och en högre modul av lätthet och hållfasthet hos materialet. På grund av de unika prestandaegenskaper kolkompositer används i mekanisk ingenjörskonst och raket, utrymme och produktion av medicinsk utrustning, cyklar och sportutrustning.

Boroplastiki

Denna flerkomponentmaterial som är baserade på borfibrer införes i en värmehärdad polymermatrisen. Själva fibrerna presenteras filament, blånor, som är flätade hjälpglasfibergarn. Mest hårdhet garn ger styrka och motstånd hos materialet till de aggressiva faktorer, men boroplastiki är ömtåliga, vilket komplicerar bearbetningen. Borfibrer är dyra, så tillämpnings begränsas i princip boroplastikov flygindustrin.

organoplastics

I dessa kompositer som fyllmedel verkar huvudsakligen syntetiska fibrer - tågor, garn, tyg, papper. Bland de specifika egenskaperna hos dessa polymerer kan nämnas låg densitet, lätthet i jämförelse med glas och kolfiber, hög draghållfasthet och hög motståndskraft mot stötar och dynamiska laster. Detta kompositmaterial används ofta i områden som maskinteknik, skeppsbyggnad, fordonsteknik, rymdteknik inom produktion, kemiteknik.

Vad är effektivitet?

Kompositmaterial på grund av den unika kompositionen kan användas inom olika områden:

• vid tillverkning av flygplansdelar och flygplansmotorer;
• Utrymme Teknik för framställning av lastbärande anordningar, som är föremål för uppvärmning;
• bilindustrin för att skapa en lätt organ, ramar, paneler, stötfångare;
• gruvindustrin i produktionen av borrverktyg;
• anläggningsarbeten för att skapa en bro spann, prefabricerade element i de höga byggnader.

Användningen av kompositmaterial gör det möjligt att öka kraften av motorer, kraftverk, och samtidigt minska vikten på fordon och utrustning.

Vilka är utsikterna?

Enligt representanter för området för ryska industrin, är kompositmaterialet en ny generation av material. Det är planerat att år 2020 kommer att öka volymen av den inhemska produktionen av kompositindustrin. Redan lanserade landet pilotprojekt som syftar till att utveckla en ny generation av kompositmaterial.

Användningen av kompositmaterial är lämpligt på många olika områden, men det är mest effektivt i branscher med anknytning till högteknologi. Till exempel, i dag är inga flygplan inte skapat utan användning av kompositmaterial, och en del har använt ca 60% av polymerkompositer.

På grund av möjligheten att kombinera de olika förstärkningselement och matriskomposition kan framställas med en speciell uppsättning egenskaper. Och detta i sin tur gör det möjligt att använda dessa material inom olika områden.