Kompozit malzeme nedir? Kompozit malzemeler. Bazı yaygın kompozitler

Kompozit malzemeler- bunlar, doğası veya kimyasal bileşimi farklı olan iki veya daha fazla bileşenden oluşan malzemelerdir; burada bileşenler, bileşenler arasında bir arayüz ile tek bir monolitik yapı halinde birleştirilir; bunların optimal kombinasyonu, bir fizikokimyasal kompleksin elde edilmesini mümkün kılar ve Mekanik özellikler bileşenlerin karmaşık özelliklerinden farklıdır.

Geniş anlamda "kompozit malzeme" kavramı, heterojen yapıya sahip herhangi bir malzemeyi içerir; iki veya daha fazla aşamadan oluşan yapı.

Doğanın kendisi kompozit malzemelerin ilk yaratıcısıydı. Birçok doğal yapı (ağaç gövdeleri, hayvan kemikleri, insan dişleri vb.) karakteristik lifli yapıya sahiptir. Nispeten plastik bir matris maddesinden ve lif formundaki daha sert ve daha güçlü maddelerden oluşur. Örneğin: ahşap, ahşaba enine sertlik kazandıran bir organik madde matrisi (lignin) ile birbirine bağlanan, boru şeklinde bir yapıya sahip yüksek mukavemetli selüloz elyaf demetlerinden oluşan bir bileşimdir.

Kompozit malzeme örnekleri mineraller gibi doğal oluşumlar olabilir. Nefrit - arayüzeylerde birbirine bağlı, yakından paketlenmiş iğne benzeri kristallerden oluşur. Bu yapı, yeşim taşının yüksek viskozitesini sağlar ve bu nedenle çeşitli kabileler onu balta yapımında malzeme olarak kullanır.

Genel özellikleri kompozit malzemeler

Ve bunların sınıflandırılması

Kompozit malzemelere olan ilgi son yıllarda sürekli olarak artmaktadır. Bu, geleneksel yapısal malzemelerin mekanik özelliklerini iyileştirme olanaklarının büyük ölçüde tükenmiş olmasıyla açıklanmaktadır.

Spesifik mukavemet ve sertlik, yüksek sıcaklıkta mukavemet, yorulma arızasına karşı direnç ve diğer özellikler açısından kompozit malzemeler, bilinen tüm yapısal alaşımları önemli ölçüde aşmaktadır. Belirli bir özellik kümesinin düzeyi önceden tasarlanır ve malzemenin üretim sürecinde uygulanır.

Pirinç. 20.1. Çelik, titanyum, alüminyum alaşımları ve kompozitlerin (KAS-1, VKA-1B) spesifik mukavemeti ve sertliği.

Kompozit malzemelerin özellikleri temel olarak bileşenlerin fiziksel ve mekanik özelliklerine ve aralarındaki bağın gücüne bağlıdır. Ayırt edici özellik Bu malzemelerin en önemli özelliği bileşenlerin dezavantajlarını değil avantajlarını göstermeleridir. Aynı zamanda kompozit malzemeler, bileşimlerinde yer alan bireysel bileşenlerin sahip olmadığı özelliklere sahiptir. Bileşimin özelliklerini optimize etmek için, oldukça farklı ancak tamamlayıcı özelliklere sahip bileşenler seçilir.

Kompozit malzemeler bileşimlerine göre bir taban (matris) ve bir dolgu maddesinden (takviye, takviye bileşeni) oluşur.

Kompozit malzemelerin temeli (matris) metaller veya alaşımlar, polimerler, karbon ve seramik malzemeler.

Matris bileşimi bağlar, ona bir form verir. Matrisin özellikleri, kompozit malzemelerin elde edilmesinin teknolojik modlarını ve çalışma sıcaklığı, yorulma arızasına karşı direnç, yoğunluk ve spesifik mukavemet gibi önemli performans özelliklerini büyük ölçüde belirler.

Farklı katmanlardan (iki veya daha fazla) oluşan birleşik matrislere sahip kompozit malzemeler kimyasal bileşim. Bu tür malzemelere polimatris denir. Polymatrix malzemeleri daha kapsamlı bir faydalı özellikler listesiyle karakterize edilir. Örneğin alüminyum ile birlikte matris olarak titanyumun kullanılması kompozit malzemelerin mukavemetini fiber eksenine dik yönde arttırır. Matristeki alüminyum katmanlar malzemenin yoğunluğunun azaltılmasına yardımcı olur.

Takviye veya takviye bileşeni veya bazen dolgu adı verilen başka bir bileşen, matris içinde eşit olarak dağıtılır. "Güçlendirme" kavramı - "özellikleri değiştirmek için malzemeye sokulması" anlamına gelir, ancak kesin bir "güçlendirme" kavramını taşımaz.

Takviye bileşenleri yüksek mukavemete, sertliğe ve elastikiyet modülüne sahip olmalıdır. Bu özelliklerde matristen önemli ölçüde üstündürler.

Kompozit malzemelerin özellikleri ayrıca dolgu maddesinin şekline veya geometrisine, boyutuna, miktarına ve dağılımına (takviye şeması) bağlıdır.

Forma göre dolgu maddeleri üç ana gruba ayrılır:

1. Üç boyutta (partiküller) tek düzende çok küçük boyutlara sahip sıfır boyutlu dolgu maddeleri;

2. Tek boyutlu dolgular iki yönde küçük, üçüncü boyutta (lifler) çok daha büyüktür;

3. İki boyutlu dolgu maddeleri, kompozit malzemenin boyutuyla orantılı iki boyuta sahiptir ve üçüncüyü (plakalar, kumaş) önemli ölçüde aşar.

Takviye elemanlarının iplik benzeri şeklinin hem olumlu hem de olumsuz yanları vardır. Avantajları, yüksek mukavemet ve yalnızca yapısal olarak gerekli olduğu yönde takviye oluşturma yeteneğidir. Bu şeklin dezavantajı, liflerin yükü yalnızca kendi eksenleri yönünde iletebilmesi, dik yönde ise herhangi bir güçlendirme olmaması ve hatta bazı durumlarda yumuşama meydana gelebilmesidir.

Takviye olarak kullanılan dolgular aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır: yüksek erime noktası, düşük yoğunluk, tüm çalışma sıcaklıkları aralığında yüksek mukavemet, üretilebilirlik, matriste minimum çözünürlük, yüksek kimyasal direnç, üretim ve işletme sırasında toksisite olmaması.

İki veya daha fazla farklı dolgu maddesi içeren kompozit malzemelere polireinforced denir.

Kompozit malzemeler üç veya daha fazla bileşenden oluşuyorsa hibrit olarak adlandırılır.

Kompozit malzemeler çeşitli ana özelliklere göre sınıflandırılır:

a) matrisin ve takviye bileşenlerinin malzemesi;

b) yapı: bileşenlerin geometrisi ve düzeni;

c) elde etme yöntemi;

kapsam.

Kompozit malzemelerin bazı sınıflandırma özelliklerini ele alalım.

Günümüzde inşaatçılar kompozit panellere büyük önem veriyor. Bunlar gelişmiş modern malzemeler nadir oluşturmanıza izin verir mimari tarz yeni bina. Hizmet vermiş cephelerde kompozit paneller kullanın uzun zaman. Uygulamaları sonucunda ciddi bir iyileşme görülüyor dış görünüş binalar.

Dayanıklılıklarından dolayı sıcak ve soğuk bölgelerde kullanılabilirler. farklı sıcaklıklar. Cephelerin bu tür malzemelerle kaplanması, binaların içinde uygun bir mikro iklimin oluşmasına yol açar ve ayrıca iklimlendirme maliyetini de azaltır. yaz saati yıl ve kışın ısıtma.

Paneller nelerden yapılmıştır?

Alüminyum kompozit paneller iki adet boyalı alüminyum levhadan oluşan ürünlerdir. Bu malzemenin yapısı aşağıdaki gibidir:

korozyon önleyici özelliklere sahip koruyucu kaplama;
astar bazlı bir katman;
yüksek mukavemetli alüminyum levha;
refrakter mineral veya polimer dolgu maddesi, polietilen, poliüretan, polipropilen, polistiren olabilir;
başka bir yüksek mukavemetli alüminyum tabakası;
astar;
bir vernik tabakası;
koruyucu film.

Her panel daha fazla dayanıklılık sağlamak için özel bir bileşimle kaplanmıştır. Tüm katmanlar özel bir teknoloji kullanılarak birbirine bağlanır ve bu sayede ürün delaminasyona karşı yüksek direnç kazanır. Amaca göre boyanın yanı sıra ürüne hem tek hem de çift taraflı pas önleyici vernik kaplanabilir, bunun sonucunda alüminyum kompozit plakanın aşınma direnci artar. Veriliş bitmiş ürün sürekli bant. Geniş bir çeşitliliğe sahip Genel boyutları tüketiciler için çok uygun.

Kompozit panel alüminyum levhaların bükülmesiyle yapılır.

Eğrilik yarıçapının en küçük olması arzu edilir, eğer plakanın kalınlığı ile aynıysa, ürün tüm düzenleyici standartları karşılar. Üretim sürecinde malzeme hassas düzlemsel özellikler kazanırken koruyucu ve yüzey boya katmanları eşit şekilde uygulanır.

Cephe için alüminyum kompozit panellerin yüzeyi şunları kopyalayabilir:

odun;
Alçı;
tuğla;
doğal taş.

Açık inşaat pazarı elektrokaplama yöntemiyle mümkün kılınan asil metal efektli alüminyum kompozit paneller vardır.

Montaj profili özellikleri

Tüm montaj profilleri 3 türe ayrılır:

açık yerleştirme;
contalı bağlantı;
su geçirmez bir ekran kullanarak.

Kompozit panellerin cephesinin daha sert hale gelmesi için sıklıkla ek elemanlar kullanılır. Bu ürünün özellikleri, merkezi katmanın altında bulunan dolgu maddesinden etkilenir. Üreticiler böyle bir ürünün imalatının başlangıcında kullanılmış polimer malzeme dolgu maddesi olarak köpüklü polietilen.

Alüminyum kompozit şunları içerir:

düşük ağırlık;
iyi esneklik;
iyi ses yalıtımı özellikleri.

Ancak bu türün temel bir dezavantajı vardır; polietilen yanar, yanma sürecini destekler, erir ve zararlı duman çıkarır. Bu tür eksiklikler alüminyum levhalara sahip değildir. mineral dolgu. Bu polietilen köpük önemli miktarda alev geciktirici içerir. Bu mineral takviyeleri sayesinde fiziki ozellikleri. Bu durumda dolgu açık alevden tutuşur, ancak yangın kaynağı yoksa hemen söner ve ayrıca:

zehirli duman yaymaz;
akmıyor.

Çin ve Avrupalı üreticiler teknolojik yenilikler üretiyor - A ve A2 sınıfı dolgu maddeleri. Alüminyum hidroksit bunların temel bileşenidir. Bu kompozit cephe panelleri yanıcı olmayan olarak sınıflandırılır. 2-4 saat açık ateşe dayanabilirler. Ancak bu olumlu özellik, bitmiş ürünlerin yuvarlatılmış veya başka şekillerde yapılmasının zor olmasına katkıda bulunur. düzensiz şekil. Mesele şu ki, esneklikten yoksunlar. Alüminyum kompozit paneller pahalıdır.

En katı yangın güvenliği gereksinimlerine sahip yapılarda ve binalarda kullanılırlar.

Petek yapılı kompozit alüminyum, bağımsız bir ürün sınıfıdır. Onlarda iki arasında metal levhalar alüminyum ince jumper çizimlerinden oluşan bir ağ var:

hücresel;
ağ;
doğrusal.

Onlar farklı:

eğilme direnci;
hafif;
yüksek fiyat.

Bu çeşit gürültü ve titreşimi absorbe etme konusunda yeterli yeteneğe sahip değildir. Mekanik darbeden dolayı bastırılırlar.

Ana avantajlar

Kompozit malzeme çeşitli renklerde mevcuttur. Ürünler düz renklerde ve doğal malzemelerin dokusunu kopyalayarak gelir:

ağaç;
mermer;
granit.

Ön tarafı uygulanan uygulamadan dolayı uzun süre hizmet vermektedir. boya işi. Diğer olumlu özellikler arasında çeşitli işleme süreçlerinin basitliği yer alır. Örneğin frezeleme sayesinde cephe alüminyum panellerinin yüzeyine teknik delikler açılabilmektedir. İşleme kolaylığı kullanım kapsamını birkaç kat artırır. Malzemenin tasarımı, onu herhangi bir şekle dönüştürmenize, bükmenize ve kesmenize olanak tanır.

Sonuç, kubbelerin, kemerlerin, piramitlerin sağlandığı standart dışı binaları dekorasyon için kullanma yeteneğidir.

Kompozit alüminyum panellerden yapılmış havalandırmalı cephe, elektromanyetik radyasyonu azaltma özelliğine sahiptir. Diğer olumlu özellikler arasında duvarları rüzgardan ve nemden koruma yeteneği yer alır. Hafiflik binayı daha ağır hale getiremez. Bir kompozit ile karşılaştırıldığında, duvarların görünümü uzun süre orijinal durumunda kalacaktır, çünkü böyle bir kaplama hava koşullarına ve hava şartlarına dayanıklıdır. kimyasal saldırı. Yüzeyin pürüzsüz olması nedeniyle üzerinde toz ve kir birikmez. menteşeli cephe Yüksek binalarda kompozit uygulanması oldukça avantajlıdır çünkü bu durumda yüzey kendi kendini temizleme özelliğine sahiptir.

Kompozit panellerle kaplama yapılmaktadır. kısa vadeli. Binaya şık ve modern bir görünüm kazandıracak, önemli estetik özellikler kazandıracaklar.

Kompozit malzemelerısı kaybını azaltır, çevresel açıdan güvenlidir ve elektrik biriktiremez. Dış etkenlere uzun süre dayanabilirler. Bu malzeme çok dayanıklıdır ultraviyole ışınlar. Kompozit agresif ortamlara neredeyse tepki vermiyor.

Bina cephe kaplaması zararlı üretim Bu tür kompozitler için önerilir.

Ancak malzemenin dezavantajlarının da olduğu unutulmamalıdır. Yani ürün termal olarak yalıtkan değildir. Onarım için düşük uygunluğunun dikkate alınması gerekir. Kompozit panellerin kaplamasının hasar görmesi durumunda onarımı oldukça zordur. Kaseti değiştirmeniz gerekiyorsa yakındakileri değiştirmeniz gerekecektir. Düşük kaliteli bir kompozit malzeme kullanıldığında levha katmanlara ayrılabilir ve ardından cephede kabarcıklar oluşabilir.

Alüminyum panellerin kullanım alanları

Günümüzde kompozit panellerden yapılan havalandırmalı cepheler oldukça popülerdir. Her türlü yapının dış cephesi en yaygın uygulama alanıdır. Kompozit cephe, çok katmanlı alüminyum panellerden oluşur. dış kaplama binalar.

Kompozit kaplamayla tamamlanan havalandırmalı cephe, benzersiz ve modern bir görünüm kazanıyor. Ayrıca ısıtıcı varsa temel ve taşıyıcı duvarların güçlendirilmesi için herhangi bir ek maliyete katlanmadan elektrik enerjisinde gözle görülür bir tasarruf sağlamak mümkündür.

Havalandırmalı cephelerin montajı, panellerin duvarlara monte edilebilmesi nedeniyle basittir. farklı malzeme. Bunları önceden hazırlamanıza gerek yoktur, bu da çok tasarruf edebileceğiniz anlamına gelir. peşin. Kompozit malzemelerden yapılmış hafif, hafif havalandırmalı cephe, herhangi bir tasarımcının fikrini gerçeğe dönüştürmeyi mümkün kılar.

Bu malzeme genellikle iç mekanda bulunur. kamu kurumları V:

alışveriş merkezleri;
hastaneler;
poliklinikler;
havaalanları;
istasyonlar;
araba showroomları;
okullar.

Bunlar, değişmeden sürekli kullanıma dayanabilecek dayanıklı bir malzemenin gerekli olduğu yerlerdir. Havalandırmalı cephelerin yanı sıra kompozit başka yerlerde de kullanılmaktadır. Genellikle bir binanın restorasyonunda, dış mekan reklamcılığı için alışılmadık yapıların inşasında, hafif geçici yapıların inşasında kullanılır. Çoğu zaman, alüminyum kompozit paneller çeşitli dekoratif kornişlerin, kornişlerin, dış mekanların yapımında yer alır. asma tavanlar, sütunların astarında.

Kompozitten yapılmış cepheler modern bir mimari tarz yaratmanıza olanak tanır. Ve tüm bunlar düşük ağırlık, işleme kolaylığı, artan esneklik ve renk çeşitliliği sayesinde mümkün oldu.

1. Kompozit veya kompozit malzemeler geleceğin malzemeleridir.

Metallerin modern fiziği bize plastikliklerinin, mukavemetlerinin ve artışlarının nedenlerini ayrıntılı olarak açıkladıktan sonra, yeni malzemelerin yoğun sistematik gelişimi başladı. Bu, muhtemelen hayal edilebilir bir gelecekte, günümüzün geleneksel alaşımlarından kat kat daha fazla dayanıklılığa sahip malzemelerin yaratılmasına yol açacaktır. burada büyük ilgiçeliğin sertleştirilmesi ve alüminyum alaşımlarının eskitilmesi gibi halihazırda bilinen mekanizmalara, bu bilinen mekanizmaların şekillendirme işlemleriyle kombinasyonlarına ve birleştirilmiş malzemelerin oluşturulmasına yönelik çok sayıda olasılığa odaklanacaktır. Liflerle veya dağınık katılarla güçlendirilmiş kompozit malzemeler, gelecek vaat eden iki yol açmaktadır. İlk defa, cam, karbon, bor, berilyum, çelik veya bıyık tekli kristallerinden yapılmış en ince, yüksek mukavemetli elyaflar, inorganik bir metal veya organik polimer matrisine dahil ediliyor. Bu kombinasyonun sonucunda maksimum mukavemet, yüksek elastiklik modülü ve düşük yoğunluk ile birleştirilir. Kompozit malzemeler geleceğin malzemeleridir.

Kompozit malzeme, daha dayanıklı bir malzemenin iplikleri, lifleri veya pulları şeklinde takviye elemanlarının bulunduğu yapısal (metalik veya metalik olmayan) bir malzemedir. Kompozit malzeme örnekleri: bor, karbon, cam elyaf, kıtık veya bunlara dayalı kumaşlarla güçlendirilmiş plastik; Çelik filamentlerle güçlendirilmiş alüminyum, berilyum. Bileşenlerin hacim içeriğini birleştirerek, gerekli mukavemet, ısı direnci, elastik modül, aşınma direnci değerlerine sahip kompozit malzemeler elde etmenin yanı sıra gerekli manyetik, dielektrik, radyo emici ve diğer özel özelliklere sahip bileşimler oluşturmak mümkündür. özellikler.

2. Kompozit malzeme çeşitleri.

2.1. Metal matrisli kompozit malzemeler.

Kompozit malzemeler veya kompozit malzemeler, yüksek mukavemetli fiberlerle (lifli malzemeler) veya ana metalde çözünmeyen ince dağılmış refrakter parçacıklarla (dispersiyonla güçlendirilmiş malzemeler) takviye edilmiş bir metal matristen (genellikle Al, Mg, Ni ve bunların alaşımları) oluşur. . Metal matris, lifleri (dağılmış parçacıklar) tek bir bütün halinde bağlar. Belirli bir bileşimi oluşturan elyaf (dağılmış parçacıklar) artı bir bağlayıcı (matris) kompozit malzemeler olarak adlandırılır.

2.2. Metalik olmayan matrisli kompozit malzemeler.

Metalik olmayan matrisli kompozit malzemeler geniş uygulama alanı bulmuştur. Metalik olmayan matris olarak polimer, karbon ve seramik malzemeler kullanılmaktadır. Polimer matrislerden en yaygın kullanılanları epoksi, fenol-formaldehit ve poliamiddir.
Pirolize tabi tutulan sentetik polimerlerden elde edilen koklaşmış karbon matrisleri veya pirokarbon. Matris bileşimi bağlayarak ona bir form verir. Güçlendiriciler liflerdir: cam, karbon, bor, organik, bıyıklara (oksitler, karbürler, boritler, nitrürler ve diğerleri) ve ayrıca yüksek mukavemet ve sertliğe sahip metale (teller) dayalı.

Kompozit malzemelerin özellikleri, bileşenlerin bileşimine, bunların kombinasyonuna, niceliksel oranına ve aralarındaki bağ kuvvetine bağlıdır.
Takviye malzemeleri lifler, kıtıklar, iplikler, bantlar, çok katmanlı kumaşlar şeklinde olabilir.

Yönlendirilmiş malzemelerde sertleştirici içeriği 60-80 hacimdir. %, yönlendirilmemiş (ayrık lifler ve bıyıklarla) - 20-30 hacim. %. Liflerin mukavemeti ve elastikiyet modülü ne kadar yüksek olursa, kompozit malzemenin mukavemeti ve sertliği de o kadar yüksek olur. Matrisin özellikleri, bileşimin kesme ve sıkıştırmaya karşı mukavemetini ve yorulma hasarına karşı direncini belirler.

Sertleştiricinin cinsine göre kompozit malzemeler cam elyafı, karbon elyaflı karbon elyafı, bor elyafı ve organo elyafı olarak sınıflandırılır.

Lamine malzemelerde, bir bağlayıcı ile emprenye edilmiş elyaflar, iplikler, bantlar döşeme düzleminde birbirine paralel olarak döşenir. Düz katmanlar plakalar halinde birleştirilir. Özellikleri anizotropiktir. Üründeki malzemenin çalışması için, etki eden yüklerin yönünü dikkate almak önemlidir. Hem izotropik hem de anizotropik özelliklere sahip malzemeler oluşturabilirsiniz.
Kompozit malzemelerin özelliklerini değiştirerek elyafları farklı açılarda yerleştirebilirsiniz. Malzemenin bükülme ve burulma sertliği, ambalajın kalınlığı boyunca katmanların döşenme sırasına bağlıdır.

Üç, dört veya daha fazla iplikten oluşan takviye elemanlarının döşenmesi kullanılır.
Karşılıklı üç dik dişin yapısı en büyük uygulamaya sahiptir. Sertleştiriciler eksenel, radyal ve çevresel yönlerde yerleştirilebilir.

Üç boyutlu malzemeler blok, silindir şeklinde herhangi bir kalınlıkta olabilir. Hacimli kumaşlar, katmanlı kumaşlara kıyasla yırtılma mukavemetini ve kayma direncini artırır. Takviye maddesinin küpün köşegenleri boyunca genişletilmesiyle dört şeritli bir sistem oluşturulur. Dört dişin yapısı dengeli olup, ana düzlemlerde kesme sertliği arttırılmıştır.
Ancak dört yönlü malzemeler oluşturmak, üç yönlü malzemelere göre daha zordur.

3. Kompozit malzemelerin sınıflandırılması.

3.1. Lifli kompozit malzemeler.

Çoğunlukla kompozit malzeme, her bir katmanın çok sayıda paralel sürekli fiberle güçlendirildiği katmanlı bir yapıdır. Her katman aynı zamanda orijinal şekli olan ve nihai malzemeye genişlik ve uzunluk bakımından karşılık gelen bir kumaş halinde dokunmuş sürekli elyaflarla da güçlendirilebilir. Liflerin üç boyutlu yapılar halinde dokunması alışılmadık bir durum değildir.

Kompozit malzemeler, daha yüksek çekme mukavemeti ve dayanıklılık sınırı değerleri (% 50-10 oranında), elastikiyet modülü, sertlik katsayısı ve daha düşük çatlama duyarlılığı ile geleneksel alaşımlardan farklılık gösterir. Kompozit malzemelerin kullanımı yapının sağlamlığını arttırırken metal tüketimini de azaltır.

Kompozit (lifli) malzemelerin mukavemeti, liflerin özelliklerine göre belirlenir; matris esas olarak takviye elemanları arasındaki gerilimleri yeniden dağıtmalıdır. Bu nedenle, liflerin mukavemeti ve elastisite modülü, matrisin mukavemeti ve elastisite modülünden önemli ölçüde daha büyük olmalıdır.
Sert takviye lifleri, yükleme altında bileşimde ortaya çıkan gerilimleri algılar, ona lif oryantasyonu yönünde mukavemet ve sertlik kazandırır.

Alüminyum, magnezyum ve bunların alaşımlarını güçlendirmek için bor liflerinin yanı sıra yüksek mukavemet ve elastikiyet modülüne sahip refrakter bileşiklerden (karbürler, nitrürler, borürler ve oksitler) elde edilen lifler kullanılır. Genellikle fiber olarak yüksek mukavemetli çelik tel kullanılır.

Titanyum ve alaşımlarını güçlendirmek için molibden tel, safir elyaflar, silisyum karbür ve titanyum borür kullanılır.

Nikel alaşımlarının ısı direncinde bir artış, bunların tungsten veya molibden tel ile güçlendirilmesiyle sağlanır. Yüksek ısı ve elektrik iletkenliğine ihtiyaç duyulan durumlarda metal elyaflar da kullanılmaktadır. Yüksek mukavemetli ve yüksek modüllü elyaflı kompozit malzemeler için gelecek vaat eden sertleştiriciler, alüminyum oksit ve nitrür, silisyum karbür ve nitrür, karbidabor vb.'den yapılmış kıllardır.

Kompozit malzemeler metal temel yüksek mukavemete ve ısı direncine sahiptirler, aynı zamanda düşük plastisiteye sahiptirler. Ancak kompozit malzemelerdeki fiberler matriste başlayan çatlakların yayılma hızını azaltır ve ani kırılgan kırılma neredeyse tamamen ortadan kalkar. Lifli tek eksenli kompozit malzemelerin ayırt edici bir özelliği, lifler boyunca ve boyunca mekanik özelliklerin anizotropisi ve stres yoğunlaştırıcılara karşı düşük hassasiyettir.

Direnç alanını gerilim alanlarıyla eşleştirerek özellikleri optimize etmek için parçalar tasarlanırken lifli kompozit malzemelerin özelliklerinin anizotropisi dikkate alınır.

Alüminyum, magnezyum ve titanyum alaşımlarının sürekli refrakter boron, silisyum karbür, titanyum doborit ve alüminyum oksit lifleriyle güçlendirilmesi ısı direncini önemli ölçüde artırır. Kompozit malzemelerin bir özelliği, artan sıcaklıkla birlikte zamanla yumuşama oranının düşük olmasıdır.

Tek ve iki boyutlu takviyeli kompozit malzemelerin ana dezavantajı, tabakalar arası kesme ve enine kesmeye karşı direncin düşük olmasıdır. Hacimsel takviyeli malzemeler bundan yoksundur.

3.2. Dispersiyonla güçlendirilmiş kompozit malzemeler.

Lifli kompozit malzemelerin aksine dispersiyonla güçlendirilmiş kompozit malzemelerde matris ana yük taşıyıcı elemandır ve dağılmış parçacıklar içindeki dislokasyonların hareketini yavaşlatır.
Yüksek mukavemet, aralarında ortalama 100-500 nm mesafe olan 10-500 nm'lik bir parçacık boyutu ve bunların matris içindeki düzgün dağılımı ile elde edilir.
Sertleşme fazlarının hacim içeriğine bağlı olarak mukavemet ve ısı direnci, katkı kanununa uymaz. Farklı metaller için ikinci fazın optimal içeriği aynı değildir ancak genellikle hacimce 5-10'u aşmaz. %.

Güçlendirme fazları olarak stabil refrakter bileşiklerin kullanılması (toryum, hafniyum, itriyum oksitleri, karmaşık bağlantılar matris metalinde çözünmeyen oksitler ve nadir toprak metalleri, malzemenin yüksek mukavemetinin 0,9-0,95 T'ye kadar korunmasını sağlar. Bununla bağlantılı olarak bu tür malzemeler sıklıkla ısıya dayanıklı olarak kullanılır. Dispersiyonla güçlendirilmiş kompozit malzemeler, mühendislikte kullanılan çoğu metal ve alaşımdan elde edilebilir.

Alüminyum bazlı en yaygın kullanılan alaşımlar - SAP (sinterlenmiş alüminyum tozu).

Bu malzemelerin yoğunluğu alüminyumun yoğunluğuna eşittir, korozyon direnci bakımından ondan daha aşağı değildirler ve hatta 250-500 °C sıcaklık aralığında çalışırken titanyum ve korozyona dayanıklı çeliklerin yerini alabilirler. Uzun süreli dayanıklılık açısından deforme olabilenlerden daha üstündürler. alüminyum alaşımları. SAP-1 ve SAP-2 alaşımlarının 500°C'deki uzun vadeli mukavemeti 45-55 MPa'dır.

Nikel dispersiyonla güçlendirilmiş malzemeler için büyük umutlar.
2-3 hacimli nikel bazlı alaşımlar. % toryum dioksit veya hafniyum dioksit. Bu alaşımların matrisi genellikle Ni + %20 Cr, Ni + %15 Mo, Ni + %20 Cr ve Mo'nun katı bir çözeltisidir. VDU-1 (toryum dioksit ile sertleştirilmiş nikel), VDU-2 (hafniyum dioksit ile sertleştirilmiş nikel) ve VD-3 (toryum oksit ile sertleştirilmiş Ni + %20 Cr matrisi) alaşımları geniş uygulama alanına sahiptir. Bu alaşımlar yüksek ısı direncine sahiptir. Dispersiyonla güçlendirilmiş kompozit malzemeler, lifli malzemeler gibi, artan sıcaklıkla ve belirli bir sıcaklıkta tutma süresiyle yumuşamaya karşı dayanıklıdır.

3.3. Fiberglas.

Fiberglas, bir bağlayıcı olan sentetik bir reçine ve bir cam elyaf dolgu maddesinden oluşan bir bileşimdir. Dolgu maddesi olarak sürekli veya kısa cam elyaf kullanılır. Cam elyafın mukavemeti, çapının azalmasıyla keskin bir şekilde artar (kalın kesitlerde oluşan homojensizliklerin ve çatlakların etkisiyle). Cam elyafının özellikleri aynı zamanda bileşimindeki alkali içeriğine de bağlıdır; en iyi performans alkali içermeyen alüminoborosilikat bileşimli camlarda.

Yönlendirilmemiş cam elyafları dolgu maddesi olarak kısa bir elyaf içerir. Bu, karmaşık şekilli parçalara metal bağlantı parçalarıyla basmanıza olanak tanır. Malzeme, pres tozlarından ve hatta elyaflardan çok daha yüksek izotopik mukavemet özelliklerine sahip olarak elde edilir. Bu tür malzemelerin temsilcileri, elektrikli elektrikli parçaların, makine mühendisliği parçalarının (makaralar, pompa contaları vb.) üretiminde kullanılan AG-4V cam elyaflarının yanı sıra DSV'dir (ölçülü cam elyafları). Bağlayıcı olarak doymamış polyesterler kullanıldığında, PSK ön karışımları (macunsu) ve ön emprenye edilmiş AP ve PPM (cam keçeye dayalı) elde edilir. Prepregler basit şekilli büyük boyutlu ürünler (araba gövdeleri, tekneler, alet kutuları vb.) için kullanılabilir.

Yönlendirilmiş cam elyaflar, yönlendirilmiş ayrı şeritler halinde düzenlenmiş ve bir bağlayıcı madde ile dikkatlice birbirine yapıştırılmış uzun elyaflar şeklinde bir dolgu maddesine sahiptir. Bu daha yüksek mukavemetli fiberglas sağlar.

Fiberglas -60 ila 200 ° C arasındaki sıcaklıklarda ve ayrıca tropikal koşullar, büyük atalet aşırı yüklerine dayanabilir.
İki yıl yaşlandığında yaşlanma katsayısı K = 0,5-0,7'dir.
iyonlaştırıcı radyasyon mekanik ve elektriksel özellikleri üzerinde çok az etkisi vardır. Bağlantı parçaları ve dişlerle yüksek mukavemetli parçalar üretmek için kullanılırlar.

3.4. Karbon lifleri.

Karbon fiberler (karbon plastikleri), bir polimer bağlayıcı (matris) ve karbon fiberler (karbon fiberler) formundaki takviye edici maddelerden oluşan bileşimlerdir.

yüksek enerji C-C bağlantıları karbon fiberler, çok yüksek sıcaklıklarda (2200 ° C'ye kadar nötr ve indirgeyici ortamlarda) ve ayrıca Düşük sıcaklık. Lifler koruyucu kaplamalarla (pirolitik) oksidasyondan korunur. Cam elyafların aksine, karbon elyaflar bir bağlayıcı tarafından zayıf şekilde ıslatılır.
(düşük yüzey enerjisi), dolayısıyla kazınırlar. Bu, yüzeylerindeki karboksil grubunun içeriği ile karbon fiberlerin aktivasyon derecesini arttırır. Karbon fiberin tabakalar arası kayma mukavemeti 1,6-2,5 kat artar. TiO, AlN ve SiN bıyık kristallerinin bıyıklaştırılması kullanılır, bu da katmanlar arası sertliği 2 kat ve mukavemeti 2,8 kat artırır. Mekansal olarak güçlendirilmiş yapılar kullanılmaktadır.

Bağlayıcılar sentetik polimerlerdir (polimerik karbon fiberler); pirolize tabi tutulan sentetik polimerler (koklaşmış karbon fiberler); pirolitik karbon (pirokarbon karbon lifleri).

Karbon bantla güçlendirilmiş epoksifenolik karbon fiberler KMU-1l ve bıyık kristalleriyle iç içe geçmiş bir kıtık üzerinde KMU-1u, 200 °C'ye kadar sıcaklıklarda uzun süre çalışabilir.

KMU-3 ve KMU-2l karbofiberleri bir epoksianilino-formaldehit bağlayıcı üzerinde elde edilir, 100 °C'ye kadar sıcaklıklarda çalıştırılabilirler, teknolojik açıdan en gelişmiş olanlardır. Karbon fiberler KMU-2 ve
Poliimid bağlayıcı bazlı KMU-2l,
300°C.

Karbon fiberler, yüksek statik ve dinamik yorulma direnciyle ayırt edilir, bu özelliği normal ve çok düşük sıcaklıklarda korur (fiberin yüksek termal iletkenliği, iç sürtünme nedeniyle malzemenin kendiliğinden ısınmasını önler). Suya ve kimyasallara dayanıklıdırlar. Havadaki X ışınlarına maruz kaldıktan sonra E ve E neredeyse değişmez.

Karbon fiberin ısıl iletkenliği, fiberglasın ısıl iletkenliğinden 1,5-2 kat daha yüksektir. Aşağıdaki elektriksel özelliklere sahiptirler: = 0,0024-0,0034 Ohm cm (lifler boyunca); ? \u003d 10 ve tg \u003d 0,001 (10 Hz akım frekansında).

Karbocam elyaflar, karbon cam elyaflarla birlikte malzemenin maliyetini düşüren içerir.

3.5. Karbon matrisli karbon fiber.

Koklaşabilen malzemeler, inert veya indirgeyici bir atmosferde pirolize tabi tutulan geleneksel polimerik karbon fiberlerden elde edilir. 800-1500 °C sıcaklıkta karbonlaşmış karbonlaşmış lifler, 2500-3000 °C sıcaklıkta ise grafitleşmiş karbon lifleri oluşur. Pirokarbon malzemeleri elde etmek için sertleştirici ürünün şekline göre serilir ve içine gaz halindeki hidrokarbonun (metan) geçtiği bir fırına yerleştirilir. Belirli bir rejim altında (sıcaklık 1100 °C ve artık basınç 2660 Pa), metan ayrışır ve elde edilen pirolitik karbon, takviye lifleri üzerinde birikerek onları bağlar.

Bağlayıcının pirolizi sırasında oluşan kok, karbon fibere yüksek yapışma gücüne sahiptir. Bu bakımdan kompozit malzeme yüksek mekanik ve ablatif özelliklere, termal şoka karşı dirence sahiptir.

Mukavemet ve darbe dayanımı açısından KUP-VM tipi karbon matrisli karbon fiber, özel grafitlerden 5-10 kat daha üstündür, inert bir atmosferde ve vakumda ısıtıldığında mukavemeti 2200'e kadar korur
°C, havada 450 °C'de oksitlenir ve koruyucu bir kaplama gerektirir.
Aksi halde bir karbon fiberin karbon matrisli sürtünme katsayısı yüksektir (0,35-0,45) ve aşınma düşüktür (frenleme için 0,7-1 mikron).

3.6. Bor lifleri.

Bor lifleri, polimerik bir bağlayıcı ve bir takviye maddesi olan bor liflerinin bileşimleridir.

Bor lifleri yüksek basınç dayanımı, kesme ve kesme dayanımı, düşük sünme, yüksek sertlik ve elastikiyet modülü, termal iletkenlik ve elektrik iletkenliği. Bor liflerinin hücresel mikro yapısı, matris ile ara yüzeyde yüksek kesme mukavemeti sağlar.

Sürekli bor elyafına ek olarak, birkaç paralel bor elyafının cam elyafı ile örüldüğü ve boyutsal stabilite kazandıran karmaşık bor camitleri kullanılır. Borlu cam kullanımı kolaylaştırır teknolojik süreç malzeme imalatı.

Bor elyafı elde etmek için matris olarak modifiye epoksi ve poliimid bağlayıcılar kullanılır. Bor lifleri KMB-1 ve
KMB-1k, 200 °C sıcaklıkta uzun süreli çalışacak şekilde tasarlanmıştır; KMB-3 ve KMB-3k, işleme sırasında yüksek basınç gerektirmez ve 100 °C'yi aşmayan sıcaklıklarda çalışabilir; KMB-2k 300 °C'de çalışır.

Bor lifleri yüksek yorulma direncine sahiptir; radyasyona, suya, organik solventlere, yakıtlara ve yağlayıcılara karşı dayanıklıdır.

3.7. Organik lifler.

Organik elyaflar, polimerik bir bağlayıcı ve sentetik elyaf formundaki takviye edici maddelerden (dolgu maddeleri) oluşan kompozit malzemelerdir. Bu tür malzemeler düşük ağırlığa, nispeten yüksek özgül dayanıma ve sertliğe sahiptir ve alternatif yüklerin etkisi ve sıcaklıktaki keskin bir değişiklik altında stabildir. Sentetik elyaflar için tekstil işleme sırasındaki mukavemet kaybı azdır; hasara karşı daha az duyarlıdırlar.

Organ lifleri için, sertleştiricinin ve bağlayıcının elastikiyet modülü ve doğrusal genleşme sıcaklık katsayıları değerleri birbirine yakındır.
Bağlayıcının bileşenlerinin elyafın içine yayılması ve aralarında kimyasal etkileşim vardır. Malzemenin yapısı kusursuzdur. Gözeneklilik %1-3'ü (diğer malzemelerde %10-20) geçmez. Dolayısıyla organo-liflerin mekanik özelliklerinin stabilitesi keskin düşüş sıcaklıklar, şok ve döngüsel yükler. darbe dayanımı yüksek (400-700kJ/m²). Bu malzemelerin dezavantajı nispeten düşük basınç dayanımı ve yüksek sürünmedir (özellikle elastik lifler için).

Organik lifler agresif ortamlarda ve nemli tropik iklimde stabildir; dielektrik özellikleri yüksektir ve ısıl iletkenlikleri düşüktür. Çoğu organofiber, 100-150 °C sıcaklıkta ve poliimid bağlayıcı ve polioksadiazol liflerine dayalı olarak 200-300 °C sıcaklıkta uzun süre çalışabilir.

Kombine malzemelerde sentetik elyafların yanı sıra mineral elyaflar (cam, karbon elyafları ve bor elyafları) kullanılır. Bu tür malzemeler daha fazla mukavemete ve sertliğe sahiptir.

4. Kompozit malzeme kullanımının ekonomik verimliliği.

Kompozit malzemelerin uygulama alanları sınırlı değildir. Havacılıkta, uçakların yüksek yüklü parçaları (kaplamalar, direkler, kaburgalar, paneller vb.) ve motorlar (kompresör kanatları ve türbinler vb.) için, uzay teknolojisinde ısıtmaya maruz kalan araçların yük taşıyıcı yapı birimleri için kullanılırlar. , takviye elemanları, paneller için, otomotiv endüstrisinde gövdeleri, yayları, çerçeveleri, gövde panellerini, tamponları vb. hafifletmek için, madencilik endüstrisinde (sondaj aletleri, biçerdöver parçaları vb.), inşaat mühendisliğinde (köprü açıklıkları, yüksek binaların prefabrik yapı elemanları vb.) ve ulusal ekonominin diğer alanlarında.

Kompozit malzemelerin kullanımı, motorların, güç ve taşıma tesislerinin gücünün arttırılmasında, makine ve cihazların ağırlığının azaltılmasında yeni bir niteliksel sıçrama sağlar.

Yarı mamul ürünler ve kompozit malzemelerden ürünler elde etme teknolojisi iyi gelişmiştir.

Metalik olmayan bir matrise sahip kompozit malzemeler, yani polimerik karbon fiberler, gemi yapımı ve otomotiv endüstrilerinde (karoser, şasi, pervaneler); rulmanlar, ısıtma panelleri, spor malzemeleri, bilgisayar parçaları bunlardan yapılır. Yüksek modüllü karbon fiberler, uçak parçalarının, kimya endüstrisine yönelik ekipmanların üretiminde kullanılır. röntgen ekipmanı ve bir arkadaş.

Karbon matrisli karbon fiber, çeşitli grafit türlerinin yerini alır. Termal koruma, uçak fren diskleri, kimyasallara dayanıklı ekipmanlar için kullanılırlar.

Bor elyaflarından üretilen ürünler havacılık ve uzay teknolojisinde (profiller, paneller, rotor ve kompresör kanatları, helikopterlerin pervane kanatları ve transmisyon milleri vb.) kullanılmaktadır.

Organofiberler, elektrik ve radyo endüstrisinde, havacılık teknolojisinde ve otomotiv mühendisliğinde yalıtıcı bir yapı malzemesi olarak kullanılır; borular, reaktifler için kaplar, gemi gövdesi kaplamaları ve daha fazlası bunlardan yapılır.

Ekipman alım satımına ilişkin duyurular şu adresten izlenebilir:

Polimer kalitelerinin avantajlarını ve özelliklerini şu adreste tartışabilirsiniz:

Şirketinizi Ticaret Rehberine kaydedin

Kompozit, farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip birçok bileşenden yapay olarak oluşturulan sürekli, homojen olmayan bir malzemedir. Mekanik karakteristiği kompozit malzeme, matris ve takviye elemanlarının özelliklerinin oranını ve bunların bağlarının mukavemetini belirler; doğru seçim başlangıç bileşenleri ve bunların kombinasyon yöntemi.

En ilkel kompozit malzeme eski Mısırlılar tarafından kullanılan saman ve kil tuğlalardır.

Çoğu zaman kompozitler reçine veya polimer matrislerine dayanan malzemelerdir. Kompozit malzemelerin üretiminde fenolik, epoksi, vinil ester, polyester ve polipropilen polimerler kullanılır. Dökme maddeler ve lifler, kompozitlerin üretiminde takviye maddeleri olarak görev yapar. Malzemenin gücü reçine miktarına bağlıdır - ne kadar azsa o kadar güçlüdür. Günümüzde kompozit malzemedeki tüm bileşenlerin ideal oranlarına ulaşmak için kalıplama teknolojisi sürekli olarak geliştirilmektedir.

Kompozit malzemeleri kalıplama yöntemleri

Kalıplama işlemi sırasında kompozit malzemenin matrisi, takviye maddesi ile birleştirilir ve bunun sonucunda şu veya bu ürün yapılabilir. Termoset polimer matrisleri kalıplama işlemi sırasında kimyasal bir kürleme reaksiyonuna girer. Termoplastik polimer matrisler kalıplama işlemi sırasında eritilir ve önceden belirlenen bir şekilde katılaşır. Bu süreç genellikle gerçekleşir oda sıcaklığı ve normal basınç.

Günümüzde en yaygın kompozit metal takviyeli çimento veya asfalt betonudur.

Ayrıca bir takım ciddi dezavantajlara sahip olan temaslı (manuel) kalıplama da vardır. Bu yöntemle oluşturulan ürün, daha fazla miktarda reçine içerir ve bu da onu daha kırılgan hale getirir. Ek olarak, iç hava geçişlerinden kaçınırken, matris ve takviye maddesinin ideal oranlarını elde etmenin yanı sıra ürünün kalınlığını korumak da zordur.

Vakumla şekillendirme işlemi, kompozit bileşenlerin yerleştirildiği, silikon bir membranla kaplandığı veya polimer filmi. Daha sonra koşulları yerine oturtun atmosferik basınç ve yüksek sıcaklık bir vakum oluşturur.

Operasyonel ve teknolojik özelliklerini belirleyen çeşitli bileşenlere dayanan malzemeler. Kompozitler metal, polimer veya seramik bazlı bir matrise dayanmaktadır. Ek takviye, elyaf, bıyık ve çeşitli parçacıklar formundaki dolgu maddeleri ile gerçekleştirilir.

Kompozitler gelecek mi?

Plastisite, dayanıklılık, geniş uygulama alanı - modern kompozit malzemeleri ayıran şey budur. Üretim açısından ne durumda? Bu malzemeler metalik veya metalik olmayan bir tabandan oluşur. Malzemeyi güçlendirmek için daha güçlü pullar kullanılır. Bunlar arasında bor, karbon, cam elyafı veya alüminyumla güçlendirilmiş, çelik veya berilyum filamentlerle güçlendirilmiş plastik bulunmaktadır. Bileşenlerin içeriğini birleştirirseniz, farklı mukavemet, elastikiyet ve aşındırıcılara karşı dirençli kompozitler elde edebilirsiniz.

Ana türler

Kompozitlerin sınıflandırılması metalik veya metalik olmayan matrislerine göre yapılır. Alüminyum, magnezyum, nikel ve bunların alaşımlarına dayanan metal matrisli malzemeler, baz metalde çözünmeyen lifli malzemeler veya refrakter parçacıklar nedeniyle ek güç kazanır.

Metalik olmayan matrisli kompozitler polimer, karbon veya seramik bazlıdır. Polimer matrisler arasında en popüler olanları epoksi, poliamid ve fenol-formaldehittir. Bileşimin şekli, bir tür bağlayıcı görevi gören matris tarafından verilmektedir. Malzemeleri güçlendirmek için lifler, kıtıklar, iplikler, çok katmanlı kumaşlar kullanılır.

Kompozit malzemelerin üretimi aşağıdaki teknolojik yöntemlere dayanmaktadır:

takviye edici liflerin matris malzemesi ile emprenye edilmesi;
takviye bantlarının ve matrisin kalıpta kalıplanması;
daha fazla sinterleme ile bileşenlerin soğuk preslenmesi;
elyafların elektrokimyasal kaplanması ve daha fazla preslenmesi;
plazma püskürtme ve ardından sıkıştırma yoluyla matris biriktirme.

Hangi sertleştirici?

Kompozit malzemeler birçok endüstride uygulama alanı bulmuştur. Ne olduğunu zaten söyledik. mutlaka özel lifler veya kristallerle güçlendirilmiş çeşitli bileşenlere dayanmaktadır. Kompozitlerin mukavemeti aynı zamanda fiberlerin mukavemetine ve elastikiyetine de bağlıdır. Sertleştiricinin türüne bağlı olarak tüm kompozitler bölünebilir:

fiberglas üzerinde;
karbon fiberli karbon fiberler;
bor lifleri;
organ lifleri.

Güçlendirme malzemeleri iki, üç, dört veya daha fazla iplik halinde istiflenebilir; ne kadar çok iplik varsa, kompozit malzemeler o kadar güçlü ve güvenilir olacaktır.

ahşap kompozitler

Ayrı olarak ahşap kompozitten bahsetmeye değer. Hammaddelerin birleştirilmesiyle elde edilir farklı tip, ana bileşen olarak ahşap. Her ahşap-polimer kompoziti üç unsurdan oluşur:

ezilmiş odun parçacıkları;
termoplastik polimer (PVC, polietilen, polipropilen);
değiştiriciler şeklinde bir kimyasal katkı kompleksi - bunlar malzemenin bileşiminde% 5'e kadardır.

En popüler ahşap kompozit türü kompozit levhadır. Benzersizliği, hem ahşabın hem de polimerlerin özelliklerini birleştirmesinde yatmaktadır ve bu da uygulama kapsamını önemli ölçüde genişletmektedir. Bu nedenle, tahta yoğunluğu (göstergesi baz reçinesinden ve ahşap parçacıklarının yoğunluğundan etkilenir), bükülmeye karşı iyi direnci ile ayırt edilir. Aynı zamanda malzeme çevre dostudur, dokuyu, rengi ve aromayı korur. doğal ahşap. Kompozit levhaların kullanımı kesinlikle güvenlidir. Vadesi dolmuş polimer katkı maddeleri kompozit levha satın aldı yüksek seviye aşınma direnci ve nem direnci. Terasların bitirilmesinde kullanılabilir, Bahçe yollarıçok yüklü olsalar bile.

Üretim özellikleri

Ahşap kompozitler aşağıdaki kombinasyonlardan dolayı özel bir yapıya sahiptir: polimer bazlı ahşap ile. Bu tip malzemeler arasında farklı yoğunluktaki suntalar, yönlendirilmiş talaşlardan yapılmış levhalar ve ahşap-polimer kompoziti not edilebilir. Bu tip kompozit malzemelerin üretimi birkaç aşamada gerçekleştirilir:

Odun parçalanır. Bunun için kırıcılar kullanılır. Ezildikten sonra odun elenir ve parçalara ayrılır. Hammaddenin nem oranı %15'in üzerinde ise kurutulmalıdır.
Ana bileşenler belirli oranlarda dozlanır ve karıştırılır.
Bitmiş ürün bir sunum elde etmek için preslenir ve formatlanır.

Temel özellikleri

En popüler polimer kompozit malzemeleri anlattık. Artık ne olduğu açık. Katmanlı yapı sayesinde her katmanı paralel sürekli liflerle güçlendirmek mümkündür. Modern kompozitlerin farklılık gösteren özelliklerinden ayrı ayrı bahsetmeye değer:

geçici direnç ve dayanıklılık sınırının yüksek değeri;
yüksek düzeyde esneklik;
katmanların güçlendirilmesiyle elde edilen mukavemet;
Sert takviye fiberleri nedeniyle kompozitler çekme gerilmelerine karşı oldukça dayanıklıdır.

Metal bazlı kompozitler yüksek mukavemet ve ısı direnci ile karakterize edilirken pratik olarak elastik değildirler. Liflerin yapısından dolayı bazen matriste oluşan çatlakların yayılma hızı azalır.

Polimer malzemeler

Polimer kompozitler, kullanımları için büyük fırsatlar yaratan çeşitli seçeneklerle sunulmaktadır. farklı bölgeler diş hekimliğinden havacılık ekipmanlarının üretimine kadar geniş bir yelpazede faaliyet göstermektedir. Polimer bazlı kompozitler farklı maddelerle doldurulur.

En umut verici kullanım alanları inşaat, petrol ve gaz endüstrisi, karayolu ve demiryolu taşımacılığı üretimi olarak düşünülebilir. Polimer kompozit malzemelerin kullanımının yaklaşık %60'ını bu endüstriler oluşturmaktadır.

Polimer kompozitlerin korozyona karşı yüksek direnci nedeniyle kalıplamayla elde edilen ürünlerin düzgün ve yoğun yüzeyi, son ürünün güvenilirliğini ve dayanıklılığını arttırır.

Popüler türleri göz önünde bulundurun

fiberglas

Bu kompozit malzemeleri güçlendirmek için erimiş inorganik camdan oluşturulan cam elyafları kullanılır. Matris, yüksek mukavemet, düşük ısı iletkenliği ve yüksek elektrik yalıtım özellikleri ile ayırt edilen, termoset sentetik reçinelere ve termoplastik polimerlere dayanmaktadır. Başlangıçta kubbeli yapılar şeklinde anten radomlarının üretiminde kullanıldılar. İÇİNDE modern dünya fiberglas yaygın olarak kullanılmaktadır Yapı sektörü, gemi yapımı, ev aletleri ve spor malzemeleri üretimi, radyo elektroniği.

Çoğu durumda fiberglas püskürtme yöntemiyle üretilir. Bu yöntem özellikle küçük ve orta ölçekli üretimde (örneğin tekne gövdeleri, tekneler, kabinler) etkilidir. karayolu taşımacılığı, demiryolu vagonları. Püskürtme teknolojisi cam malzemenin kesilmesini gerektirmediği için kullanışlıdır.

CFRP

Polimer bazlı kompozit malzemelerin özellikleri, bunların çeşitli alanlarda kullanılmasını mümkün kılmaktadır. Selüloz bazlı sentetik ve doğal elyaflardan elde edilen karbon elyaflarını dolgu maddesi olarak kullanırlar. Fiber birkaç aşamada termal olarak işlenir. Fiberglas ile karşılaştırıldığında, karbon fiber, malzemenin daha düşük yoğunluğu ve daha yüksek hafifliği ve mukavemeti ile karakterize edilir. Karbon fiber plastiklerin benzersiz operasyonel özellikleri nedeniyle makine mühendisliğinde ve roket yapımında, uzay üretiminde ve tıbbi teknoloji, bisiklet ve spor malzemeleri.

boroplasti

Bunlar, ısıyla sertleşen bir polimer matrisine eklenen bor liflerine dayanan çok bileşenli malzemelerdir. Liflerin kendisi, yardımcı bir cam iplikle örülmüş monofilamentler, demetler ile temsil edilir. İpliklerin yüksek sertliği, malzemenin agresif faktörlere karşı sağlamlığını ve direncini sağlar, ancak aynı zamanda boroplastikler kırılgandır ve bu da işlemeyi zorlaştırır. Bor elyafları pahalı olduğundan bor plastiklerinin kapsamı esas olarak havacılık ve uzay endüstrileriyle sınırlıdır.

Organoplasti

Bu kompozitlerde dolgu maddeleri esas olarak Sentetik elyaflar- koşum takımları, iplikler, kumaşlar, kağıt. Bu polimerlerin özel özellikleri arasında düşük yoğunluk, cam ve karbon elyaf takviyeli plastiklere göre hafiflik, yüksek çekme mukavemeti ve yüksek darbe ve darbe dayanımı sayılabilir. dinamik yükler. Bu kompozit malzeme makine mühendisliği, gemi inşası, otomotiv endüstrisi gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. uzay teknolojisi, Kimya Mühendisliği.

Verimlilik nedir?

Kompozit malzemeler nedeniyle benzersiz kompozisyonçeşitli alanlarda kullanılabilir:

havacılıkta uçak ve motor parçaları üretiminde;
ısıtılan araçların taşıyıcı yapılarının üretimi için uzay teknolojisi;
hafif gövdeler, çerçeveler, paneller, tamponlar oluşturmak için otomotiv endüstrisi;
sondaj aletlerinin üretiminde madencilik endüstrisi;
köprü açıklıklarının oluşturulması için inşaat mühendisliği, yüksek binalarda prefabrik yapı elemanları.

Kompozit kullanımı, makine ve ekipmanların ağırlığını azaltırken motorların, enerji santrallerinin gücünün arttırılmasına olanak tanır.

Beklentiler neler?

Rus endüstrisinin temsilcilerine göre kompozit malzeme yeni neslin malzemelerine ait. 2020 yılına kadar kompozit sanayi ürünlerinin yerli üretim hacimlerinin artması planlanıyor. Ülkede yeni nesil kompozit malzemelerin geliştirilmesine yönelik pilot projeler halihazırda uygulanıyor.

Kompozitlerin kullanımı çeşitli alanlarda uygundur, ancak en çok yüksek teknolojiyle ilişkili endüstrilerde etkilidir. Mesela bugün hiçbiri uçak kompozit kullanılmadan oluşturulmaz ve bazıları yaklaşık %60 oranında polimer kompozit kullanır.

Çeşitli takviye elemanlarını ve matrislerini birleştirme olasılığı nedeniyle, belirli özelliklere sahip bir bileşim elde etmek mümkündür. Bu da bu malzemelerin çok çeşitli alanlarda kullanılmasını mümkün kılıyor.