Deunyddiau cyfansawdd: beth ydyw, eiddo, cynhyrchu a defnyddio

deunyddiau cyfansawdd yn cael eu defnyddio mewn gwahanol ddiwydiannau. Beth yw e? Mae'r deunydd ar sail y nifer o gydrannau, sy'n gwneud eu nodweddion perfformiad a phrosesu. Mae'r cyfansoddion matrics sail yn seiliedig ar fetel, polymer neu ceramig. excipients atgyfnerthu ychwanegol yn cael ei berfformio yn y ffurf o ffibrau, wisgers, ac amryw o ronynnau.

Ar gyfer cyfansawdd - y dyfodol?

Hydwythedd, gwydnwch, cwmpas eang o gais - mae hyn yn wahanol na deunyddiau cyfansawdd modern. Beth ydyw o ran cynhyrchu? Mae'r deunyddiau hyn yn cynnwys metelig neu is-haen anfetelig. Er mwyn gwella edafedd ddeunydd a ddefnyddir, ffibrau neu naddion o mwy o gryfder. Ymhlith y deunyddiau cyfansawdd yn gallu bod plastig o fri, sy'n cael ei atgyfnerthu gyda bornite, carbon, gwydr ffibr, neu alwminiwm hatgyfnerthu gyda dur neu beryliwm edafedd. Os yw cynnwys cyfunol o gydrannau, gall cyfansoddion fod yn barod gyda chryfder gwahanol, elastigedd, ymwrthedd i abrasion.

Y prif fathau o

Dosbarthiad yn seiliedig ar eu matrics cyfansawdd a all fod yn metelig ac yn nonmetallic. Deunyddiau o'r matrics metel yn seiliedig ar alwminiwm, magnesiwm, nicel a'u aloeon caffael cryfder ychwanegol oherwydd deunyddiau ffibr neu ronynnau anhydrin nad ydynt yn toddi yn y metel sylfaen.

Cyfansoddion gyda matrics nonmetal yn seiliedig bolymerau, carbon neu ceramig. Ymhlith y epocsi matrics polymerig, polyamid a ffenol fformaldehyd mwyaf poblogaidd. Ffurf y cyfansoddiad yn cael ei roi oherwydd y matrics, sy'n gwasanaethu fel sylwedd cysylltu. Ar gyfer y deunyddiau caledu ddefnyddio tows ffibr, edafedd, ffabrig multilayer.

Cynhyrchu deunyddiau cyfansawdd yn seiliedig ar y dulliau technolegol a ganlyn:

• Trwytho o'r ffibrau atgyfnerthu gan y deunydd matrics;
• mowldio mewn tâp llwydni a matrics caledwr;
• oer pwyso ar y cydrannau gyda'r sintro pellach;
• cotio electrogemegol o'r ffibrau ac yn gwasgu ymhellach;
• dyddodiad matrics trwy chwistrellu plasma a gostyngiad dilynol.

Pa reinforcer?

Mewn llawer o ardaloedd o ddiwydiant wedi cael eu defnyddio cyfansawdd. Beth sydd, dywedasom. Mae'r rhain yn deunyddiau seiliedig ar nifer o elfennau hynny o reidrwydd caledu ffibrau neu grisialau arbennig. O'r cryfder ac elastigedd y ffibrau yn dibynnu ar gryfder y cyfansawdd eu hunain. Ym mhob cyfansawdd, yn dibynnu ar y math o caledwr cael ei rannu:

• ar steklovoloknity;
• karbovoloknity gyda ffibrau carbon;
• borovoloknity;
• organovoloknity.

Gall deunyddiau Uprochnitelnye yn cael ei osod mewn dau, tri, pedwar neu fwy o edafedd, y mwyaf ohonynt, y deunyddiau cyfansawdd yn gryfach ac yn fwy dibynadwy a fydd yn cael ei ddefnyddio.

cyfansawdd pren

Dylem hefyd sôn am y cyfansawdd pren. Mae'n cael ei sicrhau drwy gyfuno gwahanol fathau o ddeunyddiau crai, wherein pren yn gweithredu fel y prif gydran. Mae pob cyfansawdd pren-plastig yn cynnwys tair elfen:

• gronynnau pren comminuted;
• polymer thermoplastig (PVC, polyethylen, polypropylen);
• ychwanegion cemegol cymhleth yn y ffurf addasydd - yn eu cyfansoddiad deunydd i 5%.

Y math mwyaf poblogaidd o cyfansawdd pren - bwrdd cyfansawdd. Mae'n unigryw gan ei fod yn cyfuno priodweddau a phren a pholymerau, sy'n ehangu yn sylweddol cwmpas ei gais. Felly, dwyseddau bwrdd gwahanol (yn ei elfen resin sylfaen yn effeithio ar y dwysedd a gronynnau pren), ymwrthedd da i blygu. Pan fydd y deunydd hwn yn gyfeillgar i'r amgylchedd, yn arbed y gwead, lliw ac arogl o bren. Mae'r defnydd o fyrddau cyfansawdd yn gwbl ddiogel. Oherwydd ychwanegion polymer bwrdd cyfansawdd yn canfod lefel uchel o gwydnwch a gwrthwynebiad lleithder. Gellir ei ddefnyddio ar gyfer addurno o derasau, llwybrau gerddi, er eu bod yn cyfrif am llwyth mawr.

Nodweddion cynhyrchu

cyfansoddion coed strwythur arbennig drwy eu cyfuno gyda pren sylfaen polymer. Ymhlith Gall deunyddiau o'r math hwn yn cael eu crybwyll bwrdd sglodion, ffibrfwrdd o wahanol ddwyseddau, y plât o sglodion pren oriented a cyfansawdd pren-plastig. Cynhyrchu deunyddiau cyfansawdd o'r math hwn yn cael ei wneud mewn sawl cam:

1. pren wedi'i dorri'n fân. At y diben hwn, mae'r malwr. Ar ôl malu coed ridyllu a rhannu yn ffracsiynau. Os bydd y cynnwys lleithder o ddeunyddiau crai - uwch na 15%, mae'n cael ei sychu yn ofalus.
2. Dosio a phrif gydrannau cymysg mewn cyfrannau penodol.
3. Mae'r cynnyrch gorffenedig yn cael ei gywasgu a fformatio ar gyfer caffael y cyflwyniad.

Nodweddion Allweddol

Rydym wedi disgrifio deunyddiau polymer cyfansawdd mwyaf poblogaidd. Beth sydd, erbyn hyn mae'n glir. Gall Oherwydd y strwythur haenog atgyfnerthu pob gyfochrog haen i'r ffilamentau. Mae'n werth dweud am nodweddion cyfansoddion modern, sy'n cael eu nodweddu gan:

• gwerth uchel o gryfder tynnol a therfyn blinder;
• lefel uchel o elastigedd;
• cryfder, sy'n cael ei gyflawni drwy haenau atgyfnerthu;
• oherwydd y cyfansoddion ffibr atgyfnerthu caled yn cael ymwrthedd uchel i straen tynnol.

Cyfansoddion yn seiliedig ar metelau wedi cryfder uchel a gwrthiant gwres, a thrwy hynny eu bod yn ymarferol anelastig. Oherwydd strwythur y ffibrau yn gostwng y gyfradd lluosogi crac, sydd weithiau'n ymddangos yn y matrics.

deunyddiau polymer

cyfansoddion polymer yn cael eu cyflwyno mewn amrywiaeth o opsiynau sy'n agor posibiliadau mawr ar gyfer eu defnyddio mewn gwahanol feysydd sy'n amrywio o ddeintyddiaeth i awyrennau cynhyrchu. Llenwi cyfansoddion sy'n seiliedig ar bolymerau pherfformio gan gwahanol sylweddau.

Gall yr ardaloedd mwyaf addawol o ddefnydd yn cael ei ystyried fel adeiladu, diwydiant olew a nwy, ffyrdd a chludiant rheilffyrdd. Bod y gyfran y diwydiannau hyn yn cyfrif am tua 60% o'r defnydd o ddeunyddiau cyfansawdd polymer.

Oherwydd ei ymwrthedd uchel i cyfansoddion polymer cyrydiad, arwyneb llyfn a dwys o gynhyrchion, sy'n cael eu gafwyd gan ffurfio, gynyddu dibynadwyedd a gwydnwch y cynnyrch terfynol.

Ystyried y mathau poblogaidd o ddeunyddiau polymerig.

GRP

I atgyfnerthu deunyddiau cyfansawdd yn cael eu ffibrau gwydr a ddefnyddir ffurfiwyd o wydr tawdd anorganig. Mae'r matrics yn seiliedig ar resinau thermosodol a pholymerau synthetig thermoplastig sy'n cael eu gwahaniaethu gan cryfder uchel, dargludedd thermol isel, eiddo inswleiddio trydanol uchel. I ddechrau, maent yn cael eu defnyddio wrth weithgynhyrchu radomes antena fel strwythurau siâp cromen. Yn y byd heddiw o blastig gwydr yn cael eu defnyddio yn eang yn y diwydiant adeiladu, adeiladu llongau, offer cartref a nwyddau chwaraeon, electroneg.

Yn y rhan fwyaf o achosion, gwydr ffibr a gynhyrchwyd ar sail y dyddodiad. Yn enwedig effeithiol yw'r dull hwn yn cynhyrchu cyfres bach a chanolig, er enghraifft gyrff cychod, cychod, cabanau ar gyfer trafnidiaeth ar y ffyrdd, cerbydau rheilffordd. chwistrellu technoleg yn gyfleus darbodus, gan nad oes unrhyw ddeunydd wydr yn cael ei dorri.

cyfansoddion carbon

Mae priodweddau deunyddiau cyfansawdd yn seiliedig ar bolymerau yn ei gwneud yn bosibl i'w defnyddio mewn gwahanol feysydd. Maent yn cael eu defnyddio fel ffibrau carbon llenwad sy'n deillio o ffibrau synthetig a naturiol yn seiliedig ar seliwlos, gaeau. Mae'r ffibr yn ei drin â gwres mewn sawl cam. O'i gymharu â gwydr ffibr cyfansoddion carbon yn wahanol ddwysedd is a modwlws uwch o ysgafnder a chryfder y deunydd. Oherwydd y nodweddion perfformiad unigryw cyfansawdd carbon yn cael eu defnyddio mewn peirianneg fecanyddol a rocketry, gofod a chynhyrchu offer meddygol, beiciau ac offer chwaraeon.

Boroplastiki

Mae hyn yn deunyddiau aml-gydran sy'n seiliedig ar ffibrau boron cyflwyno i matrics polymer thermoset. Mae'r ffibrau eu hunain yn cael eu cyflwyno ffilamentau, tows, sy'n cael eu plethedig edau gwydr ategol. Mae'r rhan fwyaf edafedd caledwch yn darparu cryfder a gwrthiant y deunydd i'r ffactorau ymosodol, ond boroplastiki yn fregus, sy'n cymhlethu prosesu. ffibrau Boron yn ddrud, felly mae'r cwmpas cais yn gyfyngedig bôn boroplastikov diwydiant awyrofod.

organoplastics

Yn y cyfansoddion hyn fel llenwyr yn gweithredu ffibrau synthetig yn bennaf - tows, edafedd, ffabrigau, papur. Ymysg y gall priodweddau penodol polymerau hyn yn cael eu crybwyll dwysedd isel, rhwyddineb o gymharu â gwydr a charbon ffeibr, cryfder tynnol uchel ac ymwrthedd uchel i ergydion a llwythi deinamig. Mae'r deunydd cyfansawdd yn cael ei defnyddio'n eang mewn meysydd fel peirianneg fecanyddol, adeiladu llongau, peirianneg modurol, technoleg gofod yn y cynhyrchiad, peirianneg gemegol.

Beth yw'r effeithlonrwydd?

Gall deunyddiau cyfansawdd oherwydd y cyfansoddiad unigryw yn cael eu defnyddio mewn gwahanol feysydd:

• wrth weithgynhyrchu rhannau awyrennau a pheiriannau awyrennau;
• Technoleg Gofod ar gyfer cynhyrchu dyfeisiau llwyth-dwyn, sy'n destun gwresogi;
• y diwydiant modurol i greu ysgafn gyrff, fframiau, paneli, bympars;
• mwyngloddio diwydiant wrth gynhyrchu'r offeryn drilio;
• peirianneg sifil i greu rhychwant pont, elfennau parod yn y adeiladau uchel.

Mae'r defnydd o gyfansoddion yn ei gwneud yn bosibl i gynyddu grym peiriannau, gweithfeydd pŵer, tra'n lleihau pwysau'r cerbydau ac offer.

Beth yw'r rhagolygon ar?

Yn ôl i gynrychiolwyr y maes diwydiant Rwsia, y deunydd cyfansawdd yn cenhedlaeth newydd o ddeunyddiau. Y bwriad yw y bydd erbyn 2020 cynyddu faint o gynhyrchu yn y cartref y diwydiant cyfansawdd. Eisoes, lansiodd y wlad prosiectau peilot wedi'u hanelu at ddatblygu cenhedlaeth newydd o ddeunyddiau cyfansawdd.

Mae'r defnydd o gyfansoddion yn hwylus mewn nifer o wahanol feysydd, ond mae'n fwyaf effeithiol mewn diwydiannau sy'n gysylltiedig â thechnoleg uchel. Er enghraifft, heddiw, nid oes unrhyw awyren yn cael ei greu heb y defnydd o gyfansoddion, ac mae rhai wedi defnyddio tua 60% o'r cyfansoddion polymer.

Oherwydd y posibilrwydd o gyfuno atgyfnerthu elfennau a matrics amrywiol cyfansoddiad Gellir baratoi gyda set benodol o nodweddion. Ac mae hyn, yn ei dro, yn ei gwneud yn bosibl i ddefnyddio'r deunyddiau hyn mewn gwahanol feysydd.