Günümüzde inşaatçılar kompozit panellere büyük ilgi gösteriyor. Bunlar gelişmiş modern malzemeler yeni bir bina için nadir bir mimari tarz yaratmanıza olanak tanır. Kullanmak kompozit paneller hizmet veren cepheler için uzun zaman. Kullanımlarının bir sonucu olarak binaların görünümü önemli ölçüde iyileşir.

Dayanıklılıklarından dolayı sıcak ve soğuk bölgelerde kullanılabilirler. farklı sıcaklıklar. Cephelerin bu tür malzemelerle kaplanması, binaların içinde uygun bir mikro iklimin oluşmasına yol açacak ve aynı zamanda iklimlendirme maliyetlerini de azaltacaktır. yaz saati yıl ve kışın ısıtma.

Paneller nelerden yapılmıştır?

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

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

Her panel daha fazla dayanıklılık sağlamak için özel bir bileşikle kaplanmıştır. Tüm katmanlar özel bir teknoloji kullanılarak birbirine bağlanır ve bu sayede ürün delaminasyona karşı yüksek direnç kazanır. Amaca göre boyanın yanı sıra ürün her iki veya tek tarafı pas önleyici vernik kaplama ile kaplanabilir, bunun sonucunda alüminyum kompozit plaka aşınma direncini arttırır. Mevcut bitmiş ürün sürekli bant. Çeşitliliğin çok olması Genel boyutları tüketiciler için çok uygun.

Kompozit panel alüminyum levhaların bükülmesiyle yapılır.

Eğrilik yarıçapının mümkün olduğu kadar 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.

İnşaat piyasasında, elektrokaplama yöntemi sayesinde mümkün olan asil metal etkisine sahip alüminyum kompozit paneller bulunmaktadır.

Montaj profillerinin özellikleri

Tüm montaj profilleri 3 tipe ayrılmıştır:

• açık yerleştirme;
• contalı bağlantı;
• nem bariyeri kullanarak.

Kompozit panellerden yapılmış bir cepheyi daha sağlam hale getirmek için sıklıkla ek elemanlar kullanılır. Bu ürünün özellikleri, merkezi katmanın altında bulunan dolgu maddesinden etkilenir. Böyle bir ürünün üretiminin başlangıcında, üreticiler dolgu maddesi olarak köpüklü polietilen olarak bir polimer malzeme kullandılar.

Alüminyum kompozit şunları içerir:

• hafif;
• iyi süneklik;
• iyi ses yalıtım özellikleri.

Ancak bu türün temel bir dezavantajı vardır; polietilen yanar, yanma sürecini destekler, erir ve zararlı duman çıkarır. Alüminyum levhalar mineral dolgu. Bu köpüklü polietilen önemli miktarda yangın geciktirici içerir. Bu mineral takviyeleri sayesinde fiziki ozellikleri. Bu durumda dolgu maddesi 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 yuvarlak veya başka bir şekilde düzensiz şekilli olmasını zorlaştırır. Mesele şu ki, esneklikten yoksunlar. Alüminyum kompozit paneller pahalıdır.

En katı yangın güvenliği gereksinimlerine sahip yapılarda ve binalarda kullanılırlar.

Petek yapılı kompozit alüminyum ayrı bir ürün sınıfıdır. Onlarda iki arasında metal levhalarçizimlerde ince alüminyum atlama tellerinden oluşan bir ağ var:

• cep telefonu;
• ağ;
• doğrusal.

Onlar farklı:

• eğilme direnci;
• hafif;
• masraflı.

Bu tip gürültü ve titreşimi absorbe etme konusunda yeterli yeteneğe sahip değildir. Mekanik stres nedeniyle bastırılırlar.

Ana avantajlar

Kompozit malzeme çeşitli renklerde mevcuttur. Ürünler geliyor düz renkler doğal malzemelerin dokusunu kopyalamanın yanı sıra:

• odun;
• mermer;
• granit

Ön tarafı uygulanan sayesinde uzun süre dayanır boya kaplama. Diğer olumlu özellikler arasında çeşitli işleme süreçlerinin basitliği yer alır. Örneğin frezeleme sayesinde alüminyum cephe panellerinin yüzeyine teknik delikler açılabilmektedir. İşleme kolaylığı, kullanım kapsamını birkaç kez artırır. Malzemenin tasarımı, herhangi bir şekle dönüştürülmesine, bükülmesine ve kesilmesine olanak tanır.

Sonuç, kubbeleri, kemerleri ve piramitleri içeren standart dışı binaları bitirmek için kullanma yeteneğidir.

Kompozit alüminyum panellerden yapılmış havalandırmalı cephe, elektromanyetik radyasyonu azaltma özelliğine sahiptir. Diğer olumlu özellikler arasında duvarları rüzgardan ve nemden koruma yeteneği bulunur. Küçük bir ağırlık bir binayı ağırlaştıramaz. Bir kompozit ile karşılaştırıldığında, duvarların görünümü uzun süre orijinal durumunda kalacaktır, çünkü böyle bir kaplama hava koşullarına ve hava şartlarına dayanıklıdır. kimyasal etkiler. Yüzeyin pürüzsüz olması nedeniyle üzerinde toz ve kir birikmez. Perde cephesi kompozit malzemeden yapılmış yüksek binalarçok faydalıdır çünkü bu durumda yüzey kendi kendini temizleme özelliğine sahiptir.

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

Kompozit malzemeler ısı kaybını azaltır, çevre açısından güvenlidir ve elektrik depolama özelliğine sahip değildir. Uzun süre dış etkilere dayanabilirler. Bu malzeme ultraviyole ışınlara karşı oldukça dayanıklıdır. Kompozit agresif ortamlara neredeyse hiçbir şekilde tepki vermiyor.

Binaların cephe kaplaması zararlı üretim Bu tip kompozit tavsiye edilir.

Ancak malzemenin dezavantajlarının da olduğu unutulmamalıdır. Yani ürün termal olarak yalıtkan değildir. Onarım için düşük uygunluğunun dikkate alınması gerekir. Kompozit panellerden yapılan kaplama hasar görürse tamiri oldukça zordur. Kasetlerin değiştirilmesi gerekiyorsa yakındakilerin de değiştirilmesi gerekecektir. Düşük kaliteli kompozit malzeme kullanıldığında levha katmanlara ayrılabilir ve ardından cephede kabarcıklar oluşur.

Alüminyum panellerin kullanım alanları

Günümüzde kompozit panellerden yapılan havalandırmalı cepheler oldukça popülerdir. Her türlü yapının dış cepheleri en yaygın uygulama alanıdır. Kompozit cephe Binaların dış kaplamasında kullanılan çok katmanlı alüminyum panellerden oluşur.

Kompozit kaplamayla tamamlanan havalandırmalı cephe, benzersiz ve modern bir görünüme kavuşuyor. Yalıtımınız da varsa ciddi oranda tasarruf sağlayabilirsiniz. elektrik enerjisi Temel ve taşıyıcı duvarların güçlendirilmesi için herhangi bir ek maliyete gerek kalmadan.

Havalandırmalı cephelerin montajı, panellerin duvarlara monte edilebilmesi nedeniyle basittir. farklı malzeme. Aynı zamanda bunları önceden hazırlamanıza da gerek yoktur, bu da çok tasarruf edebileceğiniz anlamına gelir peşin. Kompozit malzemelerden yapılmış hafif, hafif havalandırmalı cephe, herhangi bir tasarımcının fikrini gerçeğe dönüştürmenize olanak tanır.

Bu malzeme genellikle iç mekanda bulunur. kamu kurumları V:

• alışveriş merkezleri;
• hastaneler;
• klinikler;
• havaalanları;
• tren istasyonları;
• araba showroomları;
• okullar.

Bunlar, uzun süreli kullanıma değişmeden dayanabilecek dayanıklı malzeme gerektiren yerlerdir. Havalandırmalı cephelerin yanı sıra kompozit başka yerlerde de kullanılmaktadır. Genellikle binaların restorasyonunda, dış mekan reklamcılığı için alışılmadık yapıların inşasında ve hafif geçici binaların yapımında kullanılır. Genellikle alüminyum kompozit paneller, çeşitli dekoratif kornişlerin, kayışların, dış mekanların yapımında yer alır. asma tavanlar, sütun kaplamasında.

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

Operasyonel ve teknolojik özelliklerini belirleyen çeşitli bileşenlere dayanan malzemeler. Kompozitler metal, polimer veya seramik bazlı bir matrise dayanmaktadır. Lif, bıyık ve çeşitli parçacıklar formundaki dolgu maddeleri ile ek güçlendirme yapılır.

Kompozitler gelecek mi?

Plastisite, dayanıklılık, geniş uygulama alanı - modern kompozit malzemeleri ayıran şey budur. Üretim açısından bakıldığında bu nedir? Bu malzemeler metalik veya metalik olmayan bir tabandan oluşur. Malzemeyi güçlendirmek için daha güçlü pullar kullanılır. Bunların arasında bor, karbon, cam elyafı veya alüminyumla güçlendirilmiş, çelik veya berilyum ipliklerle güçlendirilmiş plastiği öne çıkarabiliriz. Bileşenlerin içeriğini birleştirirseniz, farklı mukavemet, elastikiyet ve aşındırıcılara karşı direnç özelliklerine sahip kompozitler elde edebilirsiniz.

Ana türler

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

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, şeritler, iplikler ve çok katmanlı kumaşlar kullanılır.

Kompozit malzemelerin üretimi aşağıdaki teknolojik yöntemlere göre gerçekleştirilmektedir:

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

Hangi sertleştirici?

Kompozit malzemeler endüstrinin birçok alanında uygulama alanı bulmuştur. Ne olduğunu zaten söylemiştik. mutlaka özel lifler veya kristallerle güçlendirilmiş çeşitli bileşenlere dayanmaktadır. Kompozitlerin mukavemeti, fiberlerin mukavemetine ve elastikiyetine bağlıdır. Takviye türüne bağlı olarak tüm kompozitler bölünebilir:

• fiberglas üzerinde;
• karbon fiberli karbon fiber kompozitler;
• bor lifleri;
• organofiberler.

Takviye malzemeleri iki, üç, dört veya daha fazla dişe yerleştirilebilir; ne kadar çok diş varsa, kompozit malzemeler o kadar güçlü ve güvenilir olacaktır.

Ahşap kompozitler

Ahşap kompozit ayrı ayrı belirtilmeye değer. Hammaddelerin bir araya getirilmesiyle elde edilir farklı şekiller ahşap ana bileşendir. Her ahşap-polimer kompoziti üç unsurdan oluşur:

• ezilmiş odun parçacıkları;
• termoplastik polimer (PVC, polietilen, polipropilen);
• değiştiriciler şeklinde bir kimyasal katkı kompleksi - bunların% 5'ine kadar malzemede.

En popüler ahşap kompozit türü kompozit levhadır. Benzersizliği, hem ahşabın hem de polimerlerin özelliklerini birleştirmesinde yatmaktadır ve bu da uygulama kapsamını önemli ölçüde genişletmektedir. Böylece, levha yoğunluğu (göstergesi baz reçinesinden ve ahşap parçacıklarının yoğunluğundan etkilenir) ve iyi bükülme direnciyle ayırt edilir. Aynı zamanda malzeme çevre dostudur ve doğal ahşabın dokusunu, rengini ve aromasını korur. Kompozit levhaların kullanımı kesinlikle güvenlidir. Dolayı polimer katkı maddeleri kompozit tahta kazanımları yüksek seviye aşınma direnci ve nem direnci. Ağır yük taşısa dahi teras ve bahçe yollarının bitirilmesinde kullanılabilir.

Üretim Özellikleri

Ahşap kompozitler, polimer bazın ahşapla birleşimi nedeniyle özel bir yapıya sahiptir. Bu tip malzemeler arasında farklı yoğunluktaki suntaları, yönlendirilmiş suntaları ve ahşap-polimer kompozitlerini not edebiliriz. Bu tip kompozit malzemelerin üretimi birkaç aşamada gerçekleştirilir:

1. Ahşap ezilir. Bunun için kırıcılar kullanılır. Ezildikten sonra odun elenir ve fraksiyonlara bölünür. Hammaddenin nem oranı %15'in üzerinde ise kurutulmalıdır.
2. Ana bileşenler belirli oranlarda dozlanır ve karıştırılır.
3. Bitmiş ürün, pazarlanabilir bir görünüm 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 gerilimine karşı oldukça dayanıklıdır.

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

Polimer malzemeler

Polimer kompozitler, diş hekimliğinden uçak üretimine kadar çeşitli alanlarda kullanımları için büyük fırsatlar yaratan çeşitli seçeneklerle sunulmaktadır. Polimer bazlı kompozitler farklı maddelerle doldurulur.

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

Polimer kompozitlerin korozyona karşı yüksek direnci, kalıplama ile elde edilen ürünlerin pürüzsüz ve yoğun yüzeyi nedeniyle son ürünün güvenilirliği ve dayanıklılığı artar.

Popüler türlere bakalım

Fiberglas

Bu kompozit malzemeleri güçlendirmek için erimiş inorganik camdan oluşturulan cam elyafları kullanılır. Matris, yüksek mukavemet, düşük ısı iletkenliği ve yüksek elektriksel yalıtım özellikleriyle öne çıkan termoaktif sentetik reçinelere ve termoplastik polimerlere dayanmaktadır. Başlangıçta kubbe şeklindeki yapılar şeklindeki anten anten kaportalarının üretiminde kullanıldılar. İÇİNDE modern dünya Fiberglas plastikler yaygın olarak kullanılmaktadır. Yapı sektörü, gemi yapımı, ev aletleri ve spor malzemeleri üretimi, radyo elektroniği.

Çoğu durumda fiberglas püskürtme esasına göre üretilir. Bu yöntem özellikle küçük ve orta ölçekli üretimde (örneğin tekne gövdeleri, tekneler, kabinler) etkilidir. karayolu taşımacılığı, demiryolu arabaları. Cam malzemenin kesilmesine gerek olmadığından püskürtme teknolojisi kullanışlı ve ekonomiktir.

Karbon fiber takviyeli plastikler

Polimer bazlı kompozit malzemelerin özellikleri, bunların çok çeşitli alanlarda kullanılmasını mümkün kılmaktadır. Selüloz ve zift bazlı sentetik ve doğal elyaflardan elde edilen karbon elyaflarını dolgu maddesi olarak kullanırlar. Fiber birkaç aşamada termal olarak işlenir. Fiberglas plastiklerle karşılaştırıldığında, karbon fiberler hafif ve güçlü olmasının yanı sıra daha düşük yoğunluğa ve daha yüksek yoğunluğa sahiptir. Eşsiz performans özelliklerinden dolayı karbon fiber takviyeli plastikler makine mühendisliği, roket mühendisliği, uzay ve uzayda kullanılmaktadır. tıbbi malzeme, 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, teller ile temsil edilir. İpliklerin yüksek sertliği, malzemenin agresif faktörlere karşı sağlamlığını ve direncini sağlar, ancak aynı zamanda bor plastikleri 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- ipler, iplikler, kumaşlar, kağıt. Bu polimerlerin özel özellikleri arasında düşük yoğunluk, cam ve karbon fiber plastiklere göre hafiflik, yüksek çekme mukavemeti ve darbelere ve dinamik yüklere karşı yüksek direnç sayılabilir. Bu kompozit malzeme makine mühendisliği, gemi yapımı, otomobil yapımı, uzay teknolojisi üretiminde ve kimya mühendisliği gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Etkinliği nedir?

Kompozit malzemeler nedeniyle benzersiz kompozisyonçeşitli alanlarda kullanılabilir:

• havacılıkta uçak parçaları ve motor üretiminde;
• uzay teknolojisiısınmaya maruz kalan cihazların güç yapılarının üretimi için;
• 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.

Kompozitlerin kullanımı, makine ve ekipmanların ağırlığını azaltırken motorların ve enerji santrallerinin gücünü arttırmayı mümkün kılar.

Beklentiler neler?

Rus endüstrisinin temsilcilerine göre kompozit malzemeler yeni nesil malzemelere ait. 2020 yılına kadar kompozit sektöründe yerli ürün üretim hacminin artması planlanıyor. Yeni nesil kompozit malzemelerin geliştirilmesine yönelik pilot projeler ülke genelinde halihazırda uygulanıyor.

Kompozitlerin kullanımı çeşitli alanlarda tavsiye edilir, ancak en çok ilgili endüstrilerde etkilidir. yüksek teknoloji. Mesela bugün kimse uçak kompozit kullanılmadan oluşturulmaz ve bazıları yaklaşık %60 oranında polimer kompozit kullanır.

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

Giriiş. 2

1. Kompozit malzemeler hakkında genel bilgi.. 3

2. Kompozitin bileşimi ve yapısı.. 5

3. Kompozit özelliklerinin oluşumunda matris ve güçlendiricinin değerlendirilmesi. 10

3.1. Metal matrisli kompozit malzemeler 10

3.2. Metalik olmayan matrisli kompozit malzemeler 10

4. İnşaat malzemeleri– kompozitler.. 12

4.1. İnşaatta polimerler. 12

4.2. Kompozitler ve beton... 16

4.3. Alüminyum kompozit paneller.. 19

Çözüm. 23

Kullanılmış literatür listesi... 24

giriiş

21. yüzyılın başında insanlar geleceğin yapı malzemeleri hakkında sorular soruyor. Bilim ve teknolojinin hızlı gelişimi tahmin etmeyi zorlaştırıyor: kırk yıl önce polimer yapı malzemelerinin yaygın kullanımı yoktu ve modern "gerçek" kompozitleri yalnızca dar bir uzman çevresi biliyordu. Ancak ana yapı malzemelerinin aynı zamanda metal, beton ve betonarme, seramik, cam, ahşap ve polimerler olacağı varsayılabilir. İnşaat malzemeleri aynı hammaddeler kullanılarak, ancak daha yüksek performans kalitesi ve buna bağlı olarak dayanıklılık ve güvenilirlik sağlayacak yeni bileşen formülasyonları ve teknolojik yöntemler kullanılarak oluşturulacak. Çeşitli endüstrilerden, kullanılmış ürünlerden, yerel ve evsel atıklardan maksimum düzeyde yararlanılacaktır. İnşaat malzemeleri çevresel kriterlere göre seçilecek ve üretimleri atıksız teknolojilere dayalı olacaktır.

Zaten şu anda, prensipte yalnızca bileşim ve teknoloji bakımından farklılık gösteren kaplama, yalıtım ve diğer malzemeler için çok sayıda marka adı var. Bu yeni malzeme akışı artacak ve zorlu şartlar dikkate alınarak performans özellikleri artacaktır. iklim koşulları ve Rusya'nın enerji kaynaklarının korunması.

1. Kompozit malzemeler hakkında genel bilgi

Kompozit malzeme, aralarında malzemenin gerekli mekanik özelliklerini sağlayan takviye elemanlarını ve mekanik özellikleri sağlayan bir matrisi (veya bağlayıcıyı) ayırt edebildiğimiz iki veya daha fazla bileşenden oluşan heterojen sürekli bir malzemedir. Birlikte çalışma takviye elemanları.

Bir kompozitin mekanik davranışı, takviye elemanlarının ve matrisin özellikleri arasındaki ilişkinin yanı sıra aralarındaki bağın kuvveti ile belirlenir. Malzemenin verimliliği ve performansı, orijinal bileşenlerin doğru seçimine ve bileşenler arasında orijinal özelliklerini korurken güçlü bir bağlantı sağlayacak şekilde tasarlanmış kombinasyon teknolojisine bağlıdır.

Takviye elemanlarının ve matrisin kombinasyonunun bir sonucu olarak, kompozitin yalnızca yansıtma özelliğinin yanı sıra bir dizi özellik de oluşur. başlangıç ​​özellikleri bileşenlerinin yanı sıra izole edilmiş bileşenlerin sahip olmadığı özellikleri de içerir. Özellikle, takviye elemanları ile matris arasındaki arayüzlerin varlığı, malzemenin çatlama direncini önemli ölçüde arttırır ve kompozitlerde, metallerin aksine, statik mukavemetteki bir artış, bir azalmaya yol açmaz, ancak kural olarak, bir artışa yol açar. kırılma tokluğu özelliklerinde artış.

yüksek spesifik güç

yüksek sertlik (elastik modül 130…140 GPa)

yüksek aşınma direnci

yüksek yorulma mukavemeti

CM'den boyutsal olarak kararlı yapılar üretmek mümkündür

Ayrıca farklı sınıftaki kompozitlerin bir veya daha fazla avantajı olabilir. Bazı faydalar aynı anda elde edilemez.

Kompozit malzemelerin dezavantajları

Çoğu kompozit sınıfının (ancak hepsinin değil) dezavantajları vardır:

yüksek fiyat

özelliklerin anizotropisi

Üretimde bilgi yoğunluğunun artması, özel pahalı ekipman ve hammaddelere duyulan ihtiyaç ve dolayısıyla geliştirilen endüstriyel üretim ve ülkenin bilimsel temeli

2. Kompozitin bileşimi ve yapısı

Kompozitler, polimer, metal, karbon, seramik veya başka bir bazdan (matris) oluşan, elyaf, kıl, ince parçacık vb. dolgularla güçlendirilmiş çok bileşenli malzemelerdir. Dolgu ve matrisin (bağlayıcı) bileşimini ve özelliklerini seçerek, oranları, dolgu maddesinin yönelimi, gerekli operasyonel ve teknolojik özellikler kombinasyonuna sahip malzemeler elde etmek mümkündür. Bir malzemede birkaç matrisin (polimatris kompozit malzemeler) veya farklı doğadaki dolgu maddelerinin (hibrit kompozit malzemeler) kullanılması, kompozit malzemelerin özelliklerini düzenleme olanaklarını önemli ölçüde genişletir. Takviye dolgu maddeleri, kompozit malzeme yükünün ana payını emer.

Dolgu maddesinin yapısına bağlı olarak, kompozit malzemeler lifli (lifler ve bıyıklarla güçlendirilmiş), katmanlı (filmler, plakalar, katmanlı dolgu maddeleri ile güçlendirilmiş), dağınık takviyeli veya dispersiyonla güçlendirilmiş (ince parçacıklar formunda dolgu maddeleri ile) olarak ayrılır. ). Kompozit malzemelerdeki matris, malzemenin sağlamlığını, dolgu maddesindeki gerilimin iletilmesini ve dağıtılmasını sağlar, ısıyı, nemi, yangını ve kimyasalı belirler. dayanıklılık.

Matris malzemesinin doğasına göre polimer, metal, karbon, seramik ve diğer kompozitler ayırt edilir.

Yüksek mukavemetli ve yüksek modüllü sürekli elyaflarla güçlendirilmiş kompozit malzemeler inşaat ve teknolojide en yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bunlar şunları içerir: ısıyla sertleşen (epoksi, polyester, fenol-formal, poliamid vb.) ve cam (fiberglas), karbon (karbon elyafı) ile güçlendirilmiş termoplastik bağlayıcılara dayalı polimer kompozit malzemeler, org. (organoplastikler), bor (boroplastikler) ve diğer lifler; metalik bor, karbon veya silisyum karbür elyafların yanı sıra çelik, molibden veya tungsten tel ile güçlendirilmiş Al, Mg, Cu, Ti, Ni, Cr alaşımlarına dayalı kompozit malzemeler;

Karbon fiberlerle güçlendirilmiş karbon bazlı kompozit malzemeler (karbon-karbon malzemeleri); Karbon, silisyum karbür ve diğer ısıya dayanıklı elyaflar ve SiC ile güçlendirilmiş seramik bazlı kompozit malzemeler. Malzemenin içerisinde %50-70 oranında bulunan karbon, cam, aramid ve bor elyafları kullanıldığında şoklu kompozisyonlar oluşturuldu (tabloya bakınız). mukavemet ve elastik modül, geleneksel yapısal malzemeler ve alaşımlardan 2-5 kat daha fazladır. Ek olarak, lifli kompozit malzemeler yorulma mukavemeti, ısı direnci, titreşim direnci, gürültü emilimi, darbe dayanımı ve diğer özellikler bakımından metallerden ve alaşımlardan üstündür. Böylece Al alaşımlarının bor elyaflarla güçlendirilmesi, mekanik özelliklerini önemli ölçüde iyileştirir ve alaşımın çalışma sıcaklığının 250-300 °C'den 450-500 °C'ye çıkarılmasını mümkün kılar. Ni, Cr, Co, Ti ve bunların alaşımlarına dayalı ısıya dayanıklı kompozit malzemeler oluşturmak için tel (W ve Mo'dan) ve refrakter bileşik lifleriyle takviye kullanılır. Böylece ısıya dayanıklı, fiberlerle güçlendirilmiş Ni alaşımları 1300-1350 °C sıcaklıkta çalışabilmektedir. Metal fiber kompozit malzemelerin üretiminde, metal matrisin dolgu maddesine uygulanması esas olarak matris malzemesinin eriyiğinden, elektrokimyasal çökeltme veya püskürtme yoluyla gerçekleştirilir. Ürünlerin kalıplanması Ch. varış. takviye elyaflarından yapılmış bir çerçevenin 10 MPa'ya kadar basınç altında erimiş metal ile emprenye edilmesi veya ısıtma altında haddeleme, presleme, ekstrüzyon kullanılarak folyonun (matris malzemesi) takviye elyafları ile birleştirilmesiyle. matris malzemesinin erime noktasına kadar.

Polimer ve metalik malzemelerin üretimi için yaygın teknolojik yöntemlerden biri. lifli ve katmanlı kompozit malzemeler - parçaların üretim süreci sırasında doğrudan bir matris içinde büyüyen dolgu kristalleri. Bu yöntem örneğin ötektik oluştururken kullanılır. Ni ve Co bazlı ısıya dayanıklı alaşımlar Eriyiklerin karbür ve metallerarası alaşımlarla alaşımlanması. Kontrollü koşullar altında soğutulduğunda lifli veya plaka benzeri kristaller oluşturan bileşikler, alaşımların güçlendirilmesine yol açarak çalışma sıcaklıklarının 60-80 oC kadar arttırılmasını mümkün kılar. Karbon bazlı kompozit malzemeler, düşük yoğunluğu yüksek termal iletkenlik ve kimyasal ile birleştirir. dayanıklılık, sıcaklıktaki ani değişikliklerle boyutların sabitliği ve ayrıca inert bir ortamda 2000 ° C'ye ısıtıldığında mukavemet ve elastik modülde artış. Karbon-karbon kompozit malzeme üretme yöntemleri için bkz. Karbon plastikleri. Seramik bazlı yüksek mukavemetli kompozit malzemeler, metalik olanların yanı sıra lifli dolgu maddeleri ile takviye edilerek elde edilir. ve seramik dağılmış parçacıklar Sürekli SiC fiberlerle takviye, daha yüksek özelliklere sahip kompozit malzemelerin elde edilmesini mümkün kılar. tokluk, bükülme mukavemeti ve yüksek oksidasyon direnci uzun memeler. Ancak seramiğin elyafla güçlendirilmesi her zaman buna yol açmaz. elastik modülünün yüksek bir değerinde malzemenin elastik durumunun bulunmaması nedeniyle mukavemet özelliklerinin arttırılması. Dağınık metalik takviye parçacıklar seramik-metalik oluşturmanıza olanak sağlar. daha yüksek malzemeler (sermetler) mukavemet, termal iletkenlik, termal şoka karşı direnç. Seramik üretiminde. Kompozit malzemeler genellikle sıcak preslemeyi, sonuncusuyla preslemeyi kullanır. sinterleme, kayar döküm (ayrıca bkz. Seramik). Malzemelerin dağınık metalik malzemelerle güçlendirilmesi. Parçacıklar, çıkıkların hareketine engel oluşturması nedeniyle mukavemette keskin bir artışa yol açar. Böyle bir takviye ch. varış. ısıya dayanıklı krom-nikel alaşımlarının oluşturulmasında kullanılır. Malzemeler, son olarak erimiş metalin içine ince parçacıkların katılmasıyla elde edilir. külçelerin ürünlere dönüştürülmesi için geleneksel işlemler. Örneğin ThO2 veya ZrO2'nin alaşıma dahil edilmesi, 1100-1200 °C'de yük altında uzun süre çalışan dispersiyonla güçlendirilmiş ısıya dayanıklı alaşımların elde edilmesini mümkün kılar (geleneksel ısıya dayanıklı alaşımların servis limiti) aynı koşullar 1000-1050 °C'dir). Umut verici yön yüksek mukavemetli kompozit malzemeler oluşturmak - küçük çapları nedeniyle pratik olarak daha büyük kristallerde bulunan kusurlardan arınmış ve yüksek mukavemete sahip olan bıyıklı (bıyıklı) takviye malzemeleri. maks. pratik 1-30 mikron çapında ve 0,3-15 mm uzunluğunda Al2O3, BeO, SiC, B4C, Si3N4, AlN ve grafit kristalleri ilgi çekicidir. Bu tür dolgu maddeleri yönlendirilmiş iplik veya kağıt, karton ve keçe gibi izotropik katmanlı malzemeler formunda kullanılır. Epoksi matris ve ThO2 kılları (ağırlıkça %30) bazlı kompozit malzemeler 0,6 GPa'lık bir  mukavemetine ve 70 GPa'lık bir elastik modüle sahiptir. Bıyık kristallerinin bir bileşime dahil edilmesi, ona alışılmadık elektriksel özellikler kombinasyonları verebilir. ve mag. St. Kompozit malzemelerin seçimi ve amacı büyük ölçüde parçanın veya yapının yükleme koşulları ve çalışması, teknoloji tarafından belirlenir. olasılıklar. maks. polimer kompozit malzemeler mevcuttur ve bu konuda uzmanlaşılmıştır.Isıyla sertleşen ve termoplastik formunda geniş bir matris yelpazesi. Polimerler negatiften negatife kadar çeşitli işler için geniş bir kompozit malzeme yelpazesi sunar. sıcaklık 100-200°C'ye kadar - organoplastikler için, 300-400°C'ye kadar - cam, karbon ve bor plastikler için. Polyester ve epoksi matrisli polimer kompozit malzemeler 120-200 °C'ye kadar, fenol-formaldehit ile 200-300 °C'ye kadar, poliimid ve silikonla çalışır. - 250-400°C'ye kadar. metalik 400-500 ° C'ye kadar B, C, SiC elyaflarıyla güçlendirilmiş Al, Mg ve alaşımlarına dayanan kompozit malzemeler; Ni ve Co alaşımlarına dayalı kompozit malzemeler, refrakter metaller ve bileşiklere dayalı olarak 1100-1200 °C'ye kadar sıcaklıklarda çalışır. - 1500-1700°C'ye kadar, karbon ve seramik bazlı - 1700-2000°C'ye kadar. Kompozitlerin yapısal, ısı koruyucu, sürtünme önleyici, radyo ve elektrikli ekipman olarak kullanılması. ve diğer malzemeler bir yapının ağırlığının azaltılmasına, makinelerin ve birimlerin kaynaklarının ve gücünün arttırılmasına ve temelde yeni birimler, parçalar ve yapılar yaratılmasına olanak sağlar. Kimya, tekstil, madencilik ve metalurji endüstrilerinde her türlü kompozit malzeme kullanılmaktadır. sanayi, makine mühendisliği, ulaşım, imalat için Spor ekipmanları ve benzeri.

1. Kompozit veya kompozit malzemeler - geleceğin malzemeleri.

Modern metal fiziği bize plastikliklerinin, dayanıklılıklarının ve artışlarının nedenlerini ayrıntılı olarak açıkladıktan sonra, yeni malzemelerin yoğun sistematik gelişimi başladı. Bu muhtemelen, hayal edilebilir bir gelecekte, günümüzün geleneksel alaşımlarından çok daha fazla dayanıklılığa sahip malzemelerin yaratılmasına yol açacaktır. Bu durumda, çeliğin sertleşmesi ve alüminyum alaşımlarının eskitilmesinin halihazırda bilinen mekanizmalarına, bu bilinen mekanizmaların oluşum süreçleriyle kombinasyonlarına ve birleştirilmiş malzemelerin yaratılmasına yönelik çok sayıda olasılığa çok dikkat edilecektir. Liflerle veya dağılmış katı parçacıklarla güçlendirilmiş birleştirilmiş malzemeler iki umut verici yol sunar. Cam, karbon, bor, berilyum, çelik veya iplik benzeri tek kristallerden oluşan en ince yüksek mukavemetli elyafları inorganik bir metal veya organik polimer matrisine sokan ilk şirket. Bu kombinasyonun sonucunda maksimum mukavemet, yüksek elastik modül ve düşük yoğunluk ile birleştirilir. Kompozit malzemeler tam olarak geleceğin malzemeleridir.

Kompozit malzeme- iplikler, lifler veya pullar şeklinde takviye elemanlarının bulunduğu yapısal (metalik veya metalik olmayan) bir malzeme. dayanıklı malzeme. Kompozit malzeme örnekleri: bor, karbon, cam elyaf, şerit veya bunlara dayalı kumaşlarla güçlendirilmiş plastik; Çelik ve berilyum ipliklerle güçlendirilmiş alüminyum. Bileşenlerin hacimsel içeriğini birleştirerek, gerekli mukavemet, ısı direnci, elastik modül, aşınma direnci değerlerine sahip kompozit malzemeler elde etmek ve ayrıca gerekli manyetik, dielektrik, radyo emici ve diğer özelliklere sahip bileşimler oluşturmak mümkündür. özel 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. Bir veya başka 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. En yaygın kullanılan polimer matrisler epoksi, fenol-formaldehit ve poliamiddir.
Koklanmış veya pirokarbon karbon matrisleri, pirolize tabi tutulan sentetik polimerlerden elde edilir. Matris bileşimi bağlayarak ona şekil verir. Güçlendiriciler liflerdir: cam, karbon, bor, organik, bıyık kristallerine (oksitler, karbürler, borürler, nitrürler ve diğerleri) ve ayrıca yüksek mukavemet ve sertliğe sahip metale (teller) dayalı.

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

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

Takviye türüne göre kompozit malzemeler cam elyaf, karbon elyaflı karbon elyaf, bor elyaf ve organo elyaf olarak sınıflandırılır.

Katmanlı malzemelerde, bir bağlayıcı ile emprenye edilmiş elyaflar, iplikler, bantlar döşeme düzleminde birbirine paralel olarak döşenir. Düz katmanlar plakalar halinde birleştirilir. Özellikleri anizotropiktir. Malzemenin bir üründe çalışması için yönü dikkate almak önemlidir. etkili yükler. Hem izotropik hem de anizotropik özelliklere sahip malzemeler oluşturmak mümkündür.
Fiberler, kompozit malzemelerin özelliklerini değiştirerek farklı açılarda yerleştirilebilir. Malzemenin bükülme ve burulma sertlikleri, katmanların paketin kalınlığı boyunca döşenme sırasına bağlıdır.

Üç, dört veya daha fazla iplikten oluşan takviyeler kullanılır.
En yaygın olarak kullanılan yapı, karşılıklı olarak dik üç iplikten oluşan bir yapıdır. Güçlendiriciler eksenel, radyal ve çevresel yönlerde yerleştirilebilir.

Üç boyutlu malzemeler blok veya silindir şeklinde herhangi bir kalınlıkta olabilir. Hacimli kumaşlar, lamine kumaşlara kıyasla soyulma mukavemetini ve yırtılma direncini artırır. Takviyenin küpün köşegenleri boyunca ayrıştırılmasıyla dört iplikten oluşan bir sistem oluşturulur. Dört dişin yapısı dengelidir ve ana düzlemlerde kesme sertliği arttırılmıştır.
Ancak dört yönlü malzemeler oluşturmak, üç yönlü malzemeler oluşturmaya göre daha zordur.

3. Kompozit malzemelerin sınıflandırılması.

3.1. Fiber kompozit malzemeler.

Çoğunlukla kompozit malzeme, her bir katmanın çok sayıda paralel sürekli fiberle güçlendirildiği katmanlı bir yapıdır. Her katman aynı zamanda orijinal şekli olan, genişliği ve uzunluğu nihai malzemeye karşılık gelen bir kumaşa dokunmuş sürekli elyaflarla da güçlendirilebilir. Çoğu zaman lifler üç boyutlu yapılar halinde dokunur.

Kompozit malzemeler, daha yüksek çekme mukavemeti ve dayanıklılık sınırı (% 50-10 oranında), elastik modül, sertlik katsayısı ve çatlamaya karşı azaltılmış duyarlılık değerlerinde geleneksel alaşımlardan farklılık gösterir. Kompozit malzemelerin kullanımı yapının sağlamlığını arttırırken aynı zamanda 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 elastik modülü, matrisin mukavemeti ve elastik modülünden önemli ölçüde daha büyük olmalıdır.
Sert takviye edici lifler, yükleme sırasında bileşimde ortaya çıkan gerilimleri algılayarak, ona lif oryantasyonu yönünde mukavemet ve sertlik kazandırır.

Alüminyum, magnezyum ve alaşımlarını güçlendirmek için bor ve yüksek mukavemet ve elastikiyet modülüne sahip refrakter bileşiklerden (karbürler, nitrürler, borürler ve oksitler) elde edilen lifler kullanılır. Yüksek mukavemetli çeliklerden yapılan tel genellikle elyaf olarak kullanılır.

Titanyum ve alaşımlarının güçlendirilmesi için molibden tel, safir elyaf, silisyum karbür ve titanyum borür kullanılır.

Nikel alaşımlarının ısı direncinin arttırılması, 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 ümit verici güçlendiriciler, alüminyum oksit ve nitrür, silisyum karbür ve nitrür, bor karbür vb.'den yapılmış kıllardır.

Kompozit malzemeler metal temel Yüksek mukavemete ve ısı direncine sahiptirler, aynı zamanda düşük plastisiteye sahiptirler. Ancak kompozit malzemelerdeki fiberler matriste başlatılan çatlakların yayılma hızını azaltır ve ani kırılganlık neredeyse tamamen ortadan kalkar. Ayırt edici özellik lifli tek eksenli kompozit malzemeler anizotropiktir Mekanik özellikler lifler boyunca ve boyunca ve stres yoğunlaştırıcılara karşı düşük hassasiyet.

Direnç alanını gerilim alanlarıyla eşleştirerek özellikleri optimize etmek için parçalar tasarlanırken fiber 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.

Bir ve iki boyutlu takviyeli kompozit malzemelerin ana dezavantajı, katmanlar arası kesme ve enine kırılmaya karşı düşük dirençtir. Hacimsel takviyeli malzemelerde bu yoktur.

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 engeller.
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.
Güçlendirme fazlarının hacimsel içeriğine bağlı olarak mukavemet ve ısı direnci, katkı kanununa uymaz. İkinci fazın optimal içeriği farklı metallere göre değişir ancak genellikle hacimce 5-10'u aşmaz. %.

Kararlı refrakter bileşiklerin kullanımı (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. Bu bakımdan bu tür malzemeler genellikle ısıya dayanıklı olarak kullanılır. Dispersiyonla güçlendirilmiş kompozit malzemeler, teknolojide kullanılan çoğu metal ve alaşımdan elde edilebilir.

En yaygın kullanılan alüminyum bazlı alaşımlar SAP'dir (sinterlenmiş alüminyum tozu).

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

Nikel dispersiyonuyla güçlendirilmiş malzemelerin büyük umutları var.
2-3 hacimli nikel bazlı alaşımlar en yüksek ısı direncine sahiptir. % 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 dioksitle güçlendirilmiş nikel), VDU-2 (hafniyum dioksitle güçlendirilmiş nikel) ve VD-3 (toryum oksitle güçlendirilmiş Ni + %20 Cr matrisi) alaşımları yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu alaşımlar yüksek ısı direncine sahiptir. Dispersiyonla güçlendirilmiş kompozit malzemeler, tıpkı lifli malzemeler gibi, artan sıcaklıkla ve belirli bir sıcaklıkta maruz kalma süresiyle yumuşamaya karşı dayanıklıdır.

3.3. Fiberglas.

Fiberglas, bir bağlayıcı olan sentetik bir reçine ve cam elyaf dolgu maddesinden oluşan bir bileşimdir. Dolgu maddesi olarak sürekli veya kısa cam elyaf kullanılır. Cam elyafının mukavemeti, çapının azalmasıyla keskin bir şekilde artar (kalın bölümlerde 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 elyaflar dolgu maddesi olarak kısa elyaf içerir. Bu, metal takviye kullanarak karmaşık şekillerin parçalarına basmanıza olanak tanır. Malzeme, pres tozlarından ve hatta elyaflardan çok daha yüksek izotopik mukavemet özelliklerine sahip olarak elde edilir. Bu malzemenin temsilcileri, elektrikli elektrikli parçaların, makine mühendisliği parçalarının (makara valfleri, pompa contaları vb.) üretiminde kullanılan AG-4V cam elyaflarının yanı sıra DSV'dir (ölçülü cam elyafları). Bağlayıcı olarak doymamış polyesterler kullanıldığında, PSC (macunsu) ön karışımları ve AP ve PPM ön karışımları (cam keçeye dayalı) elde edilir. Prepregler basit şekilli büyük boyutlu ürünler (araba gövdeleri, tekneler, alet gövdeleri vb.) için kullanılabilir.

Yönlendirilmiş cam elyaflar, yönlendirilmiş bireysel şeritler halinde düzenlenmiş ve bir bağlayıcı ile dikkatlice birbirine yapıştırılmış uzun elyaflar şeklinde bir dolgu maddesine sahiptir. Bu, fiberglasın daha yüksek mukavemetini sağlar.

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

3.4. Karbon lifleri.

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

Yüksek enerji SS bağlantıları Karbon fiberler, mukavemetlerini çok yüksek seviyede tutmalarına olanak tanır. yüksek sıcaklıklar(2200 °C'ye kadar nötr ve indirgeyici ortamlarda) ve ayrıca Düşük sıcaklık. Lif yüzeyi koruyucu kaplamalar (pirolitik) ile oksidasyondan korunur. Cam elyafların aksine, karbon elyaflar bağlayıcı madde tarafından çok az ıslatılır.
(düşük yüzey enerjisi), dolayısıyla kazınırlar. Aynı zamanda, yüzeylerindeki karboksil grubunun içeriği açısından karbon liflerinin aktivasyon derecesi artar. Karbon fiber takviyeli plastiklerin katmanlar arası kayma mukavemeti 1,6-2,5 kat artar. TiO, AlN ve SiN filamanlı kristallerinin visserizasyonu kullanılır, bu da katmanlar arası sertliğin 2 kat ve mukavemetin 2,8 kat artmasına neden olur. Mekansal olarak güçlendirilmiş yapılar kullanılmaktadır.

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

Epoksifenol karbon fiber takviyeli, karbon bantla güçlendirilmiş KMU-1l ve bıyıklarla viskerize edilmiş bir halat üzerindeki KMU-1u, 200 °C'ye kadar sıcaklıklarda uzun süre çalışabilir.

Karbon fiber elyaflar KMU-3 ve KMU-2l, epoksianilin-formaldehit bağlayıcı kullanılarak üretilir; 100 °C'ye kadar sıcaklıklarda kullanılabilir; teknolojik açıdan en gelişmiş olanlardır. Karbon fiber KMU-2 ve
Bir poliimid bağlayıcıya dayalı KMU-2l,
300°C.

Karbon fiberler, yüksek istatistiksel ve dinamik yorulma direnciyle ayırt edilir ve bu özelliği normal ve çok düşük sıcaklıklarda korur ( yüksek termal iletkenlik lifler, iç sürtünmeden dolayı malzemenin kendiliğinden ısınmasını önler). Suya ve kimyasallara dayanıklıdırlar. Havaya maruz kaldıktan sonra X ışınları ve E neredeyse değişmez.

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

Karbon fiberglas, karbonla birlikte cam elyafları da içerir, bu da malzemenin maliyetini azaltır.

3.5. Karbon matrisli karbon fiber.

Koklanmış malzemeler, inert veya indirgeyici bir atmosferde pirolize tabi tutulan geleneksel polimer karbon fiberlerden üretilir. 800-1500 °C sıcaklıkta karbonlaşmış olanlar, 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) geçirildiği bir fırına yerleştirilir. Belirli bir rejim altında (sıcaklık 1100 °C ve artık basınç 2660 Pa), metan ayrışır ve elde edilen pirolitik karbon, takviye elyafları üzerinde birikerek onları bağlar.

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

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

3.6. Bor lifleri.

Bor lifleri, bir polimer bağlayıcı ve güçlendirici olan bor liflerinin bileşimleridir.

Bor lifleri yüksek basınç, kesme ve kesme mukavemeti, düşük sünme, yüksek sertlik ve elastik modül, termal iletkenlik ve elektriksel iletkenlik. Bor liflerinin hücresel mikro yapısı, matris arayüzünde yüksek kayma mukavemeti sağlar.

Sürekli bor elyafına ek olarak, birkaç paralel bor elyafının cam elyafı ile örüldüğü ve boyutsal stabilite kazandıran karmaşık bor cam nitratları kullanılır. Bor cam ipliklerin kullanılması, malzemenin imalatındaki teknolojik süreci kolaylaştırır.

Modifiye epoksi ve poliimid bağlayıcılar, bor fiber nitratların üretiminde matris olarak 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 yorulma direnci yüksektir, radyasyona, suya dayanıklıdır, organik çözücüler ve yakıtlar ve yağlayıcılar.

3.7. Organofiberler.

Organofiberler, bir polimer bağlayıcı ve sentetik elyaf formundaki takviyelerden (dolgu maddeleri) oluşan kompozit malzemelerdir. Bu tür malzemeler düşük kütleye, nispeten yüksek özgül dayanıma ve sertliğe sahiptir ve alternatif yüklerin ve ani sıcaklık değişimlerinin etkisi altında stabildir. Sentetik elyaflar için tekstil işleme sırasındaki mukavemet kaybı küçüktür; Hasara karşı duyarsızdırlar.

Organofiberler için, elastik modül değerleri ve güçlendiricinin ve bağlayıcının doğrusal genleşme sıcaklık katsayıları birbirine yakındır.
Bağlayıcı bileşenlerin elyaf içerisine difüzyonu ve aralarında kimyasal etkileşim meydana gelir. Malzemenin yapısı kusursuzdur. Gözeneklilik %1-3'ü (diğer malzemelerde %10-20) geçmez. Bu nedenle organofiberlerin mekanik özelliklerinin keskin sıcaklık değişiklikleri, darbe ve döngüsel yükler altında stabilitesi sağlanır. Darbe gücü yüksek (400-700 kJ/mI). Bu malzemelerin dezavantajı nispeten düşük basınç dayanımı ve yüksek sürünmedir (özellikle elastik lifler için).

Organik lifler agresif ortamlara ve nemli tropik iklimlere dayanıklıdır; dielektrik özellikleri yüksektir ve ısıl iletkenlikleri düşüktür. Çoğu organofiber 100-150 °C sıcaklıkta uzun süre çalışabilir ve poliimid bağlayıcı ve polioksadiazol liflerine dayalı olanlar 200-300 °C sıcaklıkta uzun süre çalışabilir.

Kombine malzemelerde sentetik elyafların yanı sıra mineral elyaflar (cam, karbon elyaf ve bor elyaf) 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 (deri, direkler, kaburgalar, paneller vb.) ve motorlar (kompresör kanatları ve türbinler vb.), uzay teknolojisinde ısıtmaya maruz cihazların güç yapılarının bileşenleri için kullanılırlar. sertleştiriciler, paneller, otomotiv endüstrisinde gövdeleri, yayları, çerçeveleri, gövde panellerini, tamponları vb. hafifletmek için, madencilik endüstrisinde (delme aletleri, biçerdöver parçaları vb.), inşaat mühendisliğinde (köprü açıklıkları, prefabrik elemanlar) yüksek binaların yapıları vb.) vb.) ve ulusal ekonominin diğer alanlarında.

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

Yarı mamul ürünler ve kompozit malzemelerden ürünler üretme teknolojisi oldukça gelişmiştir.

Metalik olmayan matrisli kompozit malzemeler, yani polimer karbon fiberler, gemi yapımı ve otomotiv endüstrilerinde (araba gövdesi, şasi, pervaneler) kullanılır; Rulmanlar, ısıtma panelleri, spor malzemeleri ve bilgisayar parçaları bunlardan yapılır. Yüksek modüllü karbon fiberler, uçak parçalarının, kimya endüstrisi ekipmanlarının, X-ışını ekipmanlarının ve diğerlerinin üretiminde kullanılır.

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

Bor elyafından üretilen ürünler havacılık ve uzay teknolojisinde (profiller, paneller, kompresör rotorları ve kanatları, pervane kanatları ve helikopter transmisyon milleri vb.) kullanılmaktadır.

Organofiberler, elektrik ve radyo endüstrisinde, havacılık teknolojisinde ve otomotiv endüstrisinde yalıtım ve yapı malzemesi olarak kullanılır; Borular, reaktifler için kaplar, gemi gövdeleri için kaplamalar ve daha fazlasının yapımında kullanılırlar.

Ekipman alım satımına ilişkin ilanlar şu adreste görüntülenebilir:

Polimer markalarının avantajlarını ve özelliklerini şu adreste tartışabilirsiniz:

Şirketinizi Kurumsal Dizine kaydedin

Kompozit malzemeler

Kompozit malzeme (kompozit, KM) - aralarında malzemenin gerekli mekanik özelliklerini sağlayan takviye elemanlarını ve takviye elemanlarının ortak çalışmasını sağlayan bir matrisi (veya bağlayıcıyı) ayırt edebildiğimiz iki veya daha fazla bileşenden oluşan heterojen bir katı malzeme.

Bir kompozitin mekanik davranışı, takviye elemanlarının ve matrisin özellikleri arasındaki ilişkinin yanı sıra aralarındaki bağın kuvveti ile belirlenir. Malzemenin verimliliği ve performansı, orijinal bileşenlerin doğru seçimine ve bileşenler arasında orijinal özelliklerini korurken güçlü bir bağlantı sağlayacak şekilde tasarlanmış kombinasyon teknolojisine bağlıdır.

Takviye elemanlarının ve matrisin kombinasyonunun bir sonucu olarak, kompozitin yalnızca bileşenlerinin başlangıç ​​\u200b\u200bkarakteristiklerini yansıtmayan, aynı zamanda izole edilmiş bileşenlerin sahip olmadığı özellikleri de içeren bir özellikler kompleksi oluşur. Özellikle, takviye elemanları ile matris arasındaki arayüzlerin varlığı, malzemenin çatlama direncini önemli ölçüde arttırır ve kompozitlerde, metallerin aksine, statik mukavemetteki bir artış, bir azalmaya yol açmaz, ancak kural olarak, bir artışa yol açar. kırılma tokluğu özelliklerinde artış.

Kompozit malzemelerin avantajları

CM'lerin bu görevleri yerine getirmek için oluşturulduğunu ve dolayısıyla olası tüm avantajları içeremeyeceğini hemen belirtmekte fayda var, ancak yeni bir kompozit tasarlarken mühendis, belirli bir amacı yerine getirirken ona geleneksel malzemelerin özelliklerinden önemli ölçüde daha üstün özellikler vermekte özgürdür. belirli bir mekanizmada, ancak diğer yönlerden onlardan daha aşağıdır. Bu, CM'nin her bakımdan geleneksel malzemeden daha iyi olamayacağı anlamına gelir; yani her ürün için mühendis her şeyi gerçekleştirir. gerekli hesaplamalar ve ancak bundan sonra üretim için malzemeler arasından en uygun olanı seçer.

• yüksek spesifik güç
• yüksek sertlik (elastik modül 130…140 GPa)
• yüksek aşınma direnci
• yüksek yorulma mukavemeti
• CM'den boyutsal olarak kararlı yapılar üretmek mümkündür

Ayrıca farklı sınıftaki kompozitlerin bir veya daha fazla avantajı olabilir. Bazı faydalar aynı anda elde edilemez.

Kompozit malzemelerin dezavantajları

Çoğu kompozit sınıfının (ancak hepsinin değil) dezavantajları vardır:

• yüksek fiyat
• özelliklerin anizotropisi
• Üretimde bilgi yoğunluğunun artması, özel pahalı ekipman ve hammaddelere duyulan ihtiyaç ve dolayısıyla endüstriyel üretimin ve ülkenin bilimsel tabanının gelişmesi

Kullanım alanları

Tüketim malları

Makine Mühendisliği

karakteristik

Teknoloji, çelik-kauçuk sürtünme çiftlerindeki yüzeylerde ek koruyucu kaplamalar oluşturmak için kullanılır. Teknolojinin kullanımı contaların ve millerin görev döngüsünü artırmanıza olanak tanır endüstriyel ekipman su ortamında çalışmak.

Kompozit malzemeler çeşitli fonksiyonel bileşenlerden oluşur. mükemmel malzemeler. Esas, baz, temel inorganik malzemelerçeşitli katkı maddeleri ile modifiye edilmiş magnezyum, demir ve alüminyum silikatlardan oluşur. Bu malzemelerdeki faz geçişleri, metalin nihai mukavemetine yakın, oldukça yüksek yerel yüklerde meydana gelir. Bu durumda, yüksek lokal yüklerin olduğu bir alanda yüzeyde yüksek mukavemetli bir metal-seramik tabaka oluşur, bu sayede metal yüzeyin yapısını değiştirmek mümkündür.

Özellikler

Kompozit malzemenin bileşimine bağlı olarak koruyucu kaplama aşağıdaki özelliklerle karakterize edilebilir:

• 100 mikrona kadar kalınlık;
• şaft yüzeyi temizlik sınıfı (9'a kadar);
• 1 - 3 mikron büyüklüğünde gözeneklere sahip;
• 0,01'e kadar sürtünme katsayısı;
• Metal ve kauçuk yüzeylere yüksek yapışma.

Teknik ve ekonomik avantajlar

• Yüksek yerel yüklerin olduğu bölgede yüzeyde yüksek mukavemetli bir metal-seramik tabaka oluşur
• Politetrafloroetilenin yüzeyinde oluşturulan katman, düşük sürtünme katsayısına ve aşındırıcı aşınmaya karşı düşük dirence sahiptir;
• Metal-organik kaplamalar yumuşaktır, sürtünme katsayısı düşüktür, gözenekli bir yüzeye sahiptir ve ek katmanın kalınlığı birkaç mikrondur.

Teknolojinin uygulama alanları

• Başvurusu çalışma yüzeyi Sürtünmeyi azaltmak ve dinlenme süresi boyunca kauçuğun mile yapışmasını önleyen ayırıcı bir katman oluşturmak için contalar.
• Otomobil ve uçak yapımı için yüksek hızlı içten yanmalı motorlar.

Havacılık ve uzay bilimi

Silahlar ve askeri teçhizat

Özellikleri (mukavemet ve hafiflik) nedeniyle kompozit malzemeler askeri işlerde üretim amaçlı kullanılmaktadır. çeşitli türler zırh:

• askeri teçhizat için zırh

Ayrıca bakınız

• IBFM_(Yenilikçi_inşaat_ve_bitirme_malzemeleri)

Bağlantılar

Wikimedia Vakfı. 2010.

• Kompozit
• Kompozit malzeme

Diğer sözlüklerde “Kompozit malzemeler” in neler olduğuna bakın:

Takviye malzemeleri- (cam örtü, cam keçe, cam fitil, çok eksenli cam elyafı, hasır) - Kompozit malzemeler, amaçlarına bağlı olarak, takviye malzemelerinin reçine ile emprenye edilmesiyle elde edilir ve reçinenin polimerizasyon reaksiyonu sonucunda elde edilir. .. Yapı malzemelerinin terimleri, tanımları ve açıklamaları ansiklopedisi

GEMİ İNŞA MALZEMELERİ - teknik malzemelerözellik göstergeleri, gemi inşası malzemelerine ilişkin sınıflandırma normları ve kurallarının gerekliliklerini veya kullanılan malzemeler için norm ve standartların (TU, OST, GOST) gerekliliklerini karşılayan teknolojik süreçler… … Denizcilik ansiklopedik referans kitabı

Kompozit esnek bağlantılar- Şekil 1. Üç katmanlı bir duvarın şeması: 1. Duvarın iç kısmı; 2. Esnek bağlantı; 3. Yalıtım; 4. hava boşluğu; 5. Duvar kaplaması Kompozit esnek bağlantılar kullanılmış... Vikipedi

IBFM (Yenilikçi yapı ve kaplama malzemeleri)- IBFM (İnovasyon Yapı ve Kaplama Malzemeleri, Yenilikçi İnşaat ve Kaplama Malzemeleri'nin kısaltması) yeni kategori inşaat ve inşaatı birleştiren inşaat malları Dekorasyon Malzemeleri prensibe göre... ... Vikipedi

karbon fiber takviyeli plastikler- Karbon fiber takviyeli plastik terimi İngilizce karbon fiber takviyeli plastik terimi Eş anlamlılar Kısaltmalar CFRP İlgili terimler kompozit malzemeler, polimerler, karbon nanomalzemeler Tanımı karbon fiberlerden oluşan kompozit malzemeler ve... ... ansiklopedik sözlük nanoteknoloji

PLASTİKLER- (plastikler, plastikler). Hafif, sert, dayanıklı, korozyona dayanıklı ürünlerin yapılabileceği geniş bir polimerik organik, kolayca kalıplanabilen malzeme sınıfı. Bu maddeler esas olarak karbon (C), hidrojen (H),... ... Collier Ansiklopedisi

Bıçak- Bu terimin başka anlamları da vardır, bkz. Bıçak (anlamları). Bıçak (proto-Slav *nožь'den *noziti'den delmeye kadar) kesici aletçalışma gövdesi bir bıçaktır, üzerinde bir bıçak bulunan sert bir malzeme şeridi (genellikle metal) ... Vikipedi

Colibri EC120 B helikopterinin uçuş özellikleri- Colibri EC120 B, dört yolcuya kadar taşıma kapasitesine sahip çok amaçlı bir hafif helikopterdir. Geniş kargo bölmesine beş büyük valiz sığabilir. Murmansk yakınlarında helikopter kazası Geliştirici: Fransız-Alman-İspanyol Grubu... ... Haber Yapımcıları Ansiklopedisi

Karbon nanotüpleri- Bu terimin başka anlamları da vardır, bkz. Nanotüpler. Bir nanotüpün şematik gösterimi... Vikipedi

Airbus A380- T... Vikipedi

Kitabın

• İnşaat malzemeleri. Alaşımlar, polimerler, seramikler, kompozitler, W. Bolton, Dizin, makine mühendisliği ve elektrik mühendisliğinde kullanılan tüm malzeme yelpazesini sunar: demir, alüminyum, bakır, magnezyum, nikel, titanyum, bunlara dayalı alaşımlar, polimerler, seramikler ve. .. Kategori: Makine mühendisliği. Enstrümantasyon. Metal işleme Yayımcı: