Kompozit materialların istifadəsi. Polimer kompozit materialların alınması

Kompozit materiallar - tərkibinə görə fərqlənən və müəyyən sərhədlə ayrılan iki və ya daha çox komponentdən ibarət olan və əvvəlcədən işlənmiş yeni xüsusiyyətlərə malik olan süni yaradılmış materiallar.

Kompozit materialın komponentləri həndəsi cəhətdən fərqlidir. Kompozit materialın bütün həcmi boyunca davamlı olan komponent adlanır matris. Kompozit materialın həcmində ayrılan kəsikli komponent deyilir fitinqlər. Matris məhsula istənilən formanı verir, kompozit materialın xüsusiyyətlərinin yaradılmasına təsir göstərir, armaturları mexaniki zədələrdən və ətraf mühitin digər təsirlərindən qoruyur.

Kompozit materiallarda matris kimi üzvi və qeyri-üzvi polimerlər, keramika, karbon və digər materiallar istifadə edilə bilər. Matrisin xassələri tərkibin alınması prosesinin texnoloji parametrlərini və onun: sıxlığı, xüsusi gücü, əməliyyat temperaturu, yorğunluq uğursuzluğuna və aqressiv mediaya məruz qalmaya qarşı müqavimət. Möhkəmləndirici və ya gücləndirici komponentlər matrisdə bərabər paylanır. Onlar, bir qayda olaraq, yüksəkdir və bu göstəricilərdə matrisi əhəmiyyətli dərəcədə üstələyirlər. Möhkəmləndirici komponent termini əvəzinə doldurucu termini istifadə edilə bilər.

Kompozit materialların təsnifatı

Doldurucunun həndəsəsinə görə, kompozit materiallar üç qrupa bölünür:

• üç ölçülü ölçüləri eyni qaydada olan sıfır ölçülü doldurucularla;
• ölçülərindən biri digər ikisini əhəmiyyətli dərəcədə üstələyən bir ölçülü doldurucularla;
• iki ölçüsü üçüncüdən əhəmiyyətli dərəcədə böyük olan iki ölçülü doldurucularla.

Doldurucuların təşkilinə görə üç qrup fərqlənir kompozit materiallar:

• bir-birinə paralel matrisdə liflər, iplər, bığlar şəklində doldurucunun biroxlu (xətti) təşkili ilə;
• paralel müstəvilərdə matrisdə möhkəmləndirici doldurucu, bığ paspasları, folqa iki oxlu (planar) təşkili ilə;
• gücləndirici doldurucunun üç oxlu (həcmli) təşkili və onun yerində üstünlük təşkil edən istiqamətin olmaması ilə.

Komponentlərin təbiətinə görə kompozit materiallar dörd qrupa bölünür:

• metalların və ya ərintilərin komponentini ehtiva edən kompozit materiallar;
• oksidlərin, karbidlərin, nitridlərin və s. qeyri-üzvi birləşmələrin komponentini ehtiva edən kompozit materiallar;
• tərkibində qeyri-metal elementlər, karbon, bor və s. komponenti olan kompozit materiallar;
• epoksi, poliester, fenolik və s. üzvi birləşmələrin komponentini ehtiva edən kompozit materiallar.

Kompozit materialların xassələri təkcə komponentlərin fiziki-kimyəvi xassələrindən deyil, həm də onlar arasındakı əlaqənin möhkəmliyindən asılıdır. Matriks və armatur arasında baş verərsə və ya olarsa, maksimum güc əldə edilir.

İlə kompozit materiallarda sıfır ölçülü doldurucuən çox istifadə olunan metal matris. Bəstələr metal baza müxtəlif incəliklərin bərabər paylanmış dispers hissəcikləri ilə möhkəmlənir. Bu materiallar fərqlidir.

Belə materiallarda matris bütün yükü qəbul edir və doldurucunun dağılmış hissəcikləri plastik deformasiyanın inkişafına mane olur. Effektiv sərtləşmə 5...10% doldurucu hissəciklərin tərkibində əldə edilir. Möhkəmləndirici doldurucular odadavamlı oksidlərin, nitridlərin, boridlərin, karbidlərin hissəcikləridir. Dispersiya ilə gücləndirilmiş kompozit materiallar toz metallurgiya üsulları ilə əldə edilir və ya möhkəmləndirici toz hissəcikləri maye metal və ya ərinti ərintisinə daxil edilir.

Alüminium oksidin hissəcikləri (Al 2 O 3) ilə gücləndirilmiş kompozit materiallar sənaye tətbiqini tapmışdır. Onlar alüminium tozunun preslənməsi və sinterləmə (SAP) ilə əldə edilir. SAP-ın üstünlükləri alüminium ərintiləri yumşaldıqda 300 o C-dən yuxarı temperaturda görünür. Dispersiya ilə bərkimiş ərintilər 0,8 T temperatura qədər sərtləşmə təsirini saxlayır PL.

SAP ərintiləri qənaətbəxş şəkildə deformasiya olunur, asanlıqla emal olunur, qaynaqlanır və. Yarımfabrikatlar SAP-dan təbəqələr, profillər, borular, folqa şəklində istehsal olunur. Onlardan kompressorların, ventilyatorların və turbinlərin bıçaqları, porşen çubuqları hazırlanır.

İlə kompozit materiallarda bir ölçülü doldurucular sərtləşdiricilər, bir monolit halında bir matris tərəfindən bir yerdə tutulan bığlar, liflər, məftillər şəklində bir ölçülü elementlərdir. Güclü liflərin plastik matrisdə bərabər paylanması vacibdir. Kompozit materialların möhkəmləndirilməsi üçün ölçüləri olan davamlı diskret liflər en kəsiyi fraksiyalardan yüzlərlə mikrometrə qədər.

Bığlarla gücləndirilmiş materiallar 70-ci illərin əvvəllərində aviasiya və kosmik strukturlar üçün yaradılmışdır. Bığ yetişdirməyin əsas yolu onları çox doymuş buxardan yetişdirməkdir (PC prosesi). Oksidlərin və digər birləşmələrin xüsusilə yüksək güclü bığlarının istehsalı üçün böyümə P-L-C - mexanizminə uyğun olaraq həyata keçirilir: kristalların yönəldilmiş böyüməsi buxar vəziyyətindən aralıq maye faza vasitəsilə baş verir.

Filament kristalları əyiricilər vasitəsilə maye çəkərək yaradılır. Kristalların gücü kəsikdən və səthin hamarlığından asılıdır.

Bu tip kompozit materiallar perspektivlidir. İstilik mühərriklərinin səmərəliliyini artırmaq üçün qaz turbin bıçaqları sapfir filamentləri (Al 2 O 3) ilə gücləndirilmiş nikel ərintilərindən hazırlanır, bu, turbin girişindəki temperaturu əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa imkan verir (bir temperaturda sapfir kristallarının dartılma gücü). 1680 o C 700 MPa-dan yuxarıdır).

Volfram və molibden tozlarından raket ucluqlarının möhkəmləndirilməsi sapfir kristalları ilə həm keçə, həm də fərdi liflər şəklində istehsal olunur, bunun nəticəsində 1650 o C temperaturda materialı ikiqat artırmaq mümkün olmuşdur. Emprenye edən polimerin möhkəmləndirilməsi filamentli lifli şüşə-tekstolitlərin möhkəmliyini artırır. Tökmə metal armatur onu strukturlarda azaldır. Şüşəni yönləndirilməyən bığlarla gücləndirmək vəd edir.

Kompozit materialları gücləndirmək üçün müxtəlif metallardan metal tel istifadə olunur: polad müxtəlif tərkib, volfram, niobium, - iş şəraitindən asılı olaraq. polad məftil iki istiqamətə yönəldilmiş armaturlu kompozit materiallar əldə etmək üçün istifadə olunan toxunmuş meshlərə işlənir.

Yüngül metalların möhkəmləndirilməsi üçün bor lifləri və silisium karbid istifadə olunur. Karbon lifləri xüsusilə qiymətli xüsusiyyətlərə malikdir, metal, keramika və polimer kompozit materialları gücləndirmək üçün istifadə olunur.

Evtektik kompozit materiallar– evtektik və ya evtektik tərkibə yaxın ərintilər, burada möhkəmlənmə mərhələsi yönləndirilmiş kristallaşma prosesində əmələ gələn kristallardır. Adi kompozit materiallardan fərqli olaraq, evtektik materiallar bir əməliyyatda əldə edilir. İstiqamət yönümlü struktur artıq hazır məhsullarda əldə edilə bilər. Yaranan kristalların forması liflər və ya lövhələr şəklində ola bilər. İstiqamətli kristallaşma üsulları , kobalt, niobium və digər elementlər əsasında kompozit materiallar istehsal edir, buna görə də onlar geniş temperatur diapazonunda istifadə olunur.

Giriş

Giriş

Kompozit material iki və ya daha çox komponentdən ibarət heterojen bərk materialdır, onların arasında zəruri elementləri təmin edən möhkəmləndirici elementləri ayırmaq olar. mexaniki xüsusiyyətlər material və təmin edən matris birgə iş gücləndirici elementlər. Kompozitin mexaniki davranışı möhkəmləndirici elementlərin və matrisin xassələrinin nisbəti, həmçinin onlar arasındakı əlaqənin gücü ilə müəyyən edilir. Materialın səmərəliliyi və performansı asılıdır düzgün seçim orijinal komponentlər və onların birləşməsi texnologiyası, orijinal xüsusiyyətlərini saxlamaqla komponentlər arasında möhkəm əlaqə təmin etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Möhkəmləndirici elementlərin və matrisin birləşməsi nəticəsində təkcə onun komponentlərinin ilkin xüsusiyyətlərini əks etdirməyən, həm də təcrid olunmuş komponentlərin malik olmadığı xassələri özündə birləşdirən kompozit xassələr kompleksi əmələ gəlir. Xüsusilə, möhkəmləndirici elementlər və matris arasında interfeyslərin olması materialın çatlara davamlılığını əhəmiyyətli dərəcədə artırır və kompozitlərdə, metallardan fərqli olaraq, statik gücün artması azalmaya səbəb olmur, lakin bir qayda olaraq, qırılma möhkəmlik xüsusiyyətlərinin artması.

Kompozit materialların üstünlükləri:

Yüksək xüsusi güc;

Yüksək sərtlik (elastiklik modulu 130…140 GPa);

Yüksək aşınma müqaviməti;

Yüksək yorğunluq gücü;

CM-dən ölçülü sabit strukturlar hazırlamaq mümkündür və müxtəlif sinif kompozitlərin bir və ya bir neçə üstünlüyü ola bilər.

Kompozit materialların ən ümumi çatışmazlıqları:

Yüksək qiymət;

xassələrin anizotropiyası;

İstehsalın artan elmi intensivliyi, xüsusi bahalı avadanlıq və xammala ehtiyac və buna görə də inkişaf etmiş sənaye istehsalı və ölkənin elmi bazası.

1. Kompozit materialların təsnifatı

Kompozitlər polimerdən, metaldan, karbondan, keramikadan və ya liflərdən, bığlardan, incə hissəciklərdən və s. doldurucularla möhkəmləndirilmiş çoxkomponentli materiallardır. Doldurucu və matrisin (bağlayıcı) tərkibini və xassələrini seçməklə, onların nisbəti , doldurucunun istiqaməti, əməliyyat və texnoloji xüsusiyyətlərin tələb olunan birləşməsinə malik materialları əldə etmək mümkündür. Bir materialda bir neçə matrisin (polimatrisli kompozit materiallar) və ya müxtəlif təbiətli doldurucuların (hibrid kompozit materiallar) istifadəsi kompozit materialların xüsusiyyətlərinə nəzarət imkanlarını əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirir. Möhkəmləndirici doldurucular kompozit materialların yükünün əsas payını qəbul edirlər.

Doldurucunun quruluşuna görə kompozit materiallar lifli (liflər və bığlarla möhkəmləndirilmiş), laylı (plyonkalar, lövhələr, laylı doldurucular ilə möhkəmləndirilmiş), dispersiya ilə gücləndirilmiş və ya dispersiya ilə gücləndirilmiş (doldurucu şəklində bir doldurucu ilə) bölünür. incə hissəciklər). Kompozit materiallardakı matris materialın möhkəmliyini, doldurucuda gərginliyin ötürülməsini və paylanmasını təmin edir, istilik, rütubət, yanğın və kimyəvi maddələri təyin edir. davamlılıq.

Matris materialının təbiətinə görə polimer, metal, karbon, keramika və digər kompozitlər fərqlənir.

Metal matrisli kompozit materiallardır metal material(adətən Al, Mg, Ni və onların ərintiləri), yüksək möhkəm liflərlə (lifli materiallar) və ya əsas metalda həll olmayan incə dispers odadavamlı hissəciklərlə (dispersiya ilə gücləndirilmiş materiallar) gücləndirilmişdir. Metal matris lifləri (dispers hissəciklər) vahid bir bütövlükdə birləşdirir.

Qeyri-metal matrisli kompozit materiallar geniş tətbiq tapmışdır. Qeyri-metal matrislər kimi polimer, karbon və keramika materialları. Polimer matrislərindən ən çox istifadə olunanlar epoksi, fenol-formaldehid və poliamiddir. Karbon matrisləri, kokslaşdırılmış və ya pirokarbon, pirolizləşdirilmiş sintetik polimerlərdən əldə edilir. Matris kompozisiyanı bağlayır, ona forma verir. Gücləndiricilər liflərdir: şüşə, karbon, bor, üzvi, bığlara əsaslanan (oksidlər, karbidlər, boridlər, nitridlər və s.), həmçinin yüksək möhkəmliyə və sərtliyə malik olan metal (tellər).

Lifli doldurucu (möhkəmləndirici) olan kompozit materiallar, gücləndirici təsir mexanizminə görə lif uzunluğunun diametrinə nisbəti nisbətən kiçik olan və davamlı lifli olan diskretlərə bölünür. Diskret liflər matrisdə təsadüfi düzülür. Liflərin diametri fraksiyalardan yüzlərlə mikrometrə qədərdir. Uzunluğun lif diametrinə nisbəti nə qədər böyükdürsə, möhkəmlənmə dərəcəsi də bir o qədər yüksəkdir.

Tez-tez kompozit material, hər bir təbəqənin gücləndirildiyi qatlı bir quruluşdur böyük rəqəm paralel davamlı liflər. Hər bir təbəqə həm də parça halına salınmış davamlı liflərlə gücləndirilə bilər ki, bu da son materiala eninə və uzunluğuna uyğun gələn orijinal formadır. Liflərin üçölçülü strukturlara toxunması qeyri-adi deyil.

Kompozit materiallar adi ərintilərdən daha çox fərqlənir yüksək dəyərlər müvəqqəti müqavimət və dözümlülük həddi (50 - 10%), elastiklik modulu, sərtlik əmsalı və krekinq meylinin azalması. Kompozit materialların istifadəsi strukturun sərtliyini artırır, eyni zamanda metal istehlakını azaldır. Kompozit (lifli) materialların möhkəmliyi liflərin xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir; matris əsasən möhkəmləndirici elementlər arasında gərginlikləri yenidən bölüşdürməlidir. Buna görə də liflərin möhkəmliyi və elastiklik modulu matrisin möhkəmliyindən və elastiklik modulundan əhəmiyyətli dərəcədə böyük olmalıdır. Sərt möhkəmləndirici liflər yük altında olan kompozisiyada yaranan gərginliyi qəbul edir, lifin istiqaməti istiqamətində ona möhkəmlik və sərtlik verir.

Alüminium, maqnezium və onların ərintilərini gücləndirmək üçün bor lifləri, həmçinin yüksək möhkəmliyə və elastik modula malik odadavamlı birləşmələrdən (karbidlər, nitridlər, boridlər və oksidlər) olan liflər istifadə olunur. Titan və onun ərintilərini gücləndirmək üçün molibden məftil, sapfir lifləri, silisium karbid və titan borid istifadə olunur. Nikel ərintilərinin istilik müqavimətinin artması, onları volfram və ya molibden tel ilə gücləndirməklə əldə edilir. Metal liflər yüksək istilik və elektrik keçiriciliyi tələb olunan hallarda da istifadə olunur. Yüksək güclü və yüksək modullu lifli kompozit materiallar üçün perspektivli sərtləşdiricilər alüminium oksidi və nitrid, silisium karbid və nitrid, bor karbid və s.-dən hazırlanmış bığlardır. Metal əsaslı kompozit materiallar yüksək möhkəmliyə və istilik müqavimətinə malikdir, eyni zamanda onlar aşağı plastiklik. Bununla belə, kompozit materiallardakı liflər matrisdə başlayan çatların yayılma sürətini azaldır və qəfil kövrək qırılma demək olar ki, tamamilə yox olur. Fərqli xüsusiyyət lifli biroxlu kompozit materiallar liflər boyunca və boyunca mexaniki xassələrin anizotropiyası və gərginlik konsentratorlarına aşağı həssaslıqdır. Müqavimət sahəsini gərginlik sahələri ilə uyğunlaşdırmaqla xassələri optimallaşdırmaq üçün hissələrin layihələndirilməsi zamanı lifli kompozit materialların xassələrinin anizotropiyası nəzərə alınır. Nəzərə almaq lazımdır ki, matrisin gərginlikləri liflərə yalnız möhkəmləndirici liflə matris arasındakı interfeysdə güclü bir əlaqə olduqda ötürə bilər. Liflər arasında təmasın qarşısını almaq üçün matris bütün lifləri tamamilə əhatə etməlidir ki, bu da onun məzmunu 15-20% -dən az olmadıqda əldə edilir. İstehsal və istismar zamanı matris və lif bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olmamalıdır (qarşılıqlı diffuziya olmamalıdır), çünki bu, kompozit materialın gücünün azalmasına səbəb ola bilər. Alüminium, maqnezium və titan ərintilərinin bor, silisium karbid, titan borid və alüminium oksidin davamlı odadavamlı lifləri ilə möhkəmləndirilməsi istilik müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Kompozit materialların bir xüsusiyyəti artan temperaturla vaxtında yumşalma sürətinin aşağı olmasıdır.

Bir və iki ölçülü möhkəmləndirmə ilə kompozit materialların əsas çatışmazlığı interlaminar kəsmə və eninə kəsilməyə qarşı aşağı müqavimətdir. Həcmli möhkəmləndirici materiallar bundan məhrumdur.

Lifli kompozit materiallardan fərqli olaraq, dispersiya ilə gücləndirilmiş kompozit materiallarda matris əsas yükdaşıyan elementdir və dispers hissəciklər orada dislokasiyaların hərəkətini ləngidir.

Yüksək möhkəmlik 10-500 nm hissəcik ölçüsü ilə, aralarındakı orta məsafə 100-500 nm və matrisdə vahid paylanması ilə əldə edilir. Sərtləşmə fazalarının həcmindən asılı olaraq möhkəmlik və istilik müqaviməti aşqar qanununa tabe olmur. Müxtəlif metallar üçün ikinci fazanın optimal tərkibi eyni deyil, lakin adətən 5-10 volu keçmir. %. Möhkəmləndirici fazalar kimi matris metalında həll edilməyən dayanıqlı odadavamlı birləşmələrin (torium, hafnium, itrium oksidləri, oksidlərin kompleks birləşmələri və nadir torpaq metalları) istifadəsi materialın yüksək möhkəmliyini 0,9-0,95-ə qədər saxlamağa imkan verir. Tmelt. Bu baxımdan, bu cür materiallar tez-tez istiliyə davamlı olaraq istifadə olunur. Mühəndislikdə istifadə olunan əksər metallar və ərintilər əsasında dispersiya ilə gücləndirilmiş kompozit materiallar əldə edilə bilər. Alüminium əsasında ən çox istifadə edilən ərintilər - SAP (sinterlənmiş alüminium tozu).

2. Kompozit materialların tərkibi, quruluşu və xassələri

Kompozit materialların xassələri komponentlərin tərkibindən, onların birləşməsindən, kəmiyyət nisbətindən və aralarındakı bağlanma gücündən asılıdır. Möhkəmləndirici materiallar liflər, yedəklər, iplər, lentlər, çox qatlı parçalar şəklində ola bilər. Orientasiyalı materiallarda bərkidicinin tərkibi 60-80 vol.%, qeyri-orientasiyalı (diskret liflər və bığlarla) 20-30 vol.% təşkil edir. Liflərin gücü və elastiklik modulu nə qədər yüksəkdirsə, kompozit materialın gücü və sərtliyi bir o qədər yüksəkdir. Matrisin xassələri kəsmə və sıxılmada kompozisiyanın gücünü və yorğunluq çatışmazlığına qarşı müqavimətini müəyyən edir. Laminatlı materiallarda, bir bağlayıcı ilə hopdurulmuş liflər, iplər, lentlər döşəmə müstəvisində bir-birinə paralel olaraq qoyulur. Düz təbəqələr plitələrə yığılır. Xüsusiyyətləri anizotropikdir. Materialın məhsulda işləməsi üçün istiqaməti nəzərə almaq vacibdir fəaliyyət göstərən yüklər. Həm izotrop, həm də anizotrop xüsusiyyətlərə malik materiallar yarada bilərsiniz. Altında liflər qoymaq mümkündür müxtəlif açılar kompozit materialların xassələrini dəyişdirərək. Materialın əyilmə və burulma sərtliyi paketin qalınlığı boyunca təbəqələrin qoyulması qaydasından asılıdır. Üç, dörd və ya daha çox ipdən ibarət möhkəmləndirici elementlərin çəkilməsi istifadə olunur. Üç qarşılıqlı perpendikulyar ipin quruluşu ən böyük tətbiqə malikdir. Sərtləşdiricilər eksenel, radial və dairəvi istiqamətlərdə yerləşdirilə bilər. Üç ölçülü materiallar bloklar, silindrlər şəklində istənilən qalınlıqda ola bilər. Həcmli parçalar təbəqəli parçalarla müqayisədə soyulma gücünü və kəsilmə müqavimətini artırır. Kubun diaqonalları boyunca möhkəmləndirici maddənin genişləndirilməsi ilə dörd ipdən ibarət bir sistem qurulur. Dörd ipin quruluşu balanslaşdırılmışdır, əsas təyyarələrdə kəsmə sərtliyini artırmışdır. Bununla belə, dörd istiqamətli material yaratmaq üç istiqamətli materiallardan daha çətindir.

Yüksək möhkəmlikli və yüksək modullu davamlı liflərlə gücləndirilmiş kompozit materiallar tikinti və mühəndislikdə ən böyük tətbiqi tapmışdır. Bunlara aşağıdakılar daxildir: termosetləşdirmə əsasında polimer kompozit materiallar (epoksi, poliester, fenol-formaldehid, poliamid və s.) və şüşə (şüşə lifi), karbon (karbon lifi), üzvi (orqanoplastik), bor (boroplastik) ilə möhkəmləndirilmiş termoplastik bağlayıcılar və s. .. liflər; bor, karbon və ya silisium karbid lifləri, habelə polad, molibden və ya volfram məftilləri ilə gücləndirilmiş Al, Mg, Cu, Ti, Ni, Cr ərintiləri əsasında metal kompozit materiallar; karbon lifləri ilə gücləndirilmiş karbon əsasında kompozit materiallar (karbon-karbon materialları); karbon, silisium karbid və digər istiliyədavamlı liflər və SiC ilə gücləndirilmiş keramika əsasında kompozit materiallar. Materialın tərkibində 50-70% miqdarında karbon, şüşə, amid və bor liflərindən istifadə edildikdə, adi konstruksiya materialları və ərintilərindən 2-5 dəfə çox xüsusi möhkəmlik və elastiklik modulu olan kompozisiyalar yaradılmışdır. Bundan əlavə, lifli kompozit materiallar yorğunluğa, istiliyə davamlılığına, vibrasiyaya davamlılığına, səs-küyün udulmasına, zərbəyə davamlılığına və digər xüsusiyyətlərə görə metal və ərintilərdən üstündür. Beləliklə, Al ərintilərinin bor lifləri ilə möhkəmləndirilməsi onların mexaniki xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır və ərintilərin işləmə temperaturunu 250-300-dən 450-500 ° C-ə qədər artırmağa imkan verir. Ni, Cr, Co, Ti və onların ərintiləri əsasında istiliyədavamlı kompozit materiallar yaratmaq üçün məftillə (W və Mo-dan) və odadavamlı birləşmələrin lifləri ilə möhkəmləndirmə istifadə olunur. Belə ki, liflərlə gücləndirilmiş istiliyədavamlı Ni ərintiləri 1300-1350°C-də işləyə bilir. Metal lifli kompozit materialların istehsalında, doldurucuya metal matrisin tətbiqi, əsasən, matris materialının əriməsindən, elektrokimyəvi çökmə və ya püskürtmə yolu ilə həyata keçirilir. Məhsulların qəliblənməsi Ch. arr. 10 MPa-a qədər təzyiq altında və ya matris materialının ərimə temperaturuna qədər qızdırıldıqda yayma, presləmə, ekstruziya istifadə edərək folqa (matris materialını) möhkəmləndirici liflərlə birləşdirərək möhkəmləndirici liflərin çərçivəsini metal ərimə ilə hopdurmaq üsulu.

Polimer və metal lifli və laylı kompozit materialların istehsalı üçün ümumi texnoloji üsullardan biri bilavasitə hissələrin hazırlanması prosesində matrisdə doldurucu kristalların böyüməsidir. Bu üsul, məsələn, Ni və Co əsasında evtektik istiliyədavamlı ərintilər yaratmaq üçün istifadə olunur. Nəzarət olunan şəraitdə soyuduqda lifli və ya lamelli kristallar əmələ gətirən ərintilərin karbid və intermetal birləşmələrlə əridilməsi ərintilərin möhkəmlənməsinə gətirib çıxarır və onların iş temperaturunu 60-80oC artırmağa imkan verir. Karbon birləşməsinə əsaslanan kompozit materiallar aşağı sıxlıq yüksək istilik keçiriciliyi ilə, kimya. müqavimət, kəskin temperatur dəyişikliklərində ölçülü sabitlik, həmçinin inert bir mühitdə 2000 ° C-yə qədər qızdırıldıqda güc və elastiklik modulunun artması ilə. Keramika əsasında yüksək möhkəm kompozit materiallar lifli doldurucularla, həmçinin metal və keramika dispers hissəcikləri ilə möhkəmləndirilməklə əldə edilir. Davamlı SiC lifləri ilə möhkəmləndirmə artan özlülük, əyilmə gücü və oksidləşməyə yüksək müqavimət ilə xarakterizə olunan kompozit materialları əldə etməyə imkan verir. yüksək temperatur. Bununla belə, keramikaların liflərlə möhkəmləndirilməsi həmişə elastiklik modulunun yüksək dəyərində materialın elastik vəziyyətinin olmaması səbəbindən möhkəmlik xüsusiyyətlərinin əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb olmur. Dispers metal hissəcikləri ilə möhkəmləndirmə artan gücü, istilik keçiriciliyi və istilik zərbələrinə davamlılığı olan keramika-metal materialları (kermetlər) yaratmağa imkan verir. Keramika kompozit materiallarının istehsalında adətən isti presləmə, presləmə, sonra sinterləmə və sürüşmə tökmə istifadə olunur. Dispers metal hissəcikləri ilə materialların möhkəmləndirilməsi dislokasiyaların hərəkətinə maneələrin yaradılması səbəbindən gücün kəskin artmasına səbəb olur. Belə möhkəmləndirmə arr. istiliyədavamlı xrom-nikel ərintilərinin yaradılmasında istifadə olunur. Materiallar ərinmiş metala incə hissəciklərin daxil edilməsi, ardınca külçələrin məhsullara adi emalı ilə əldə edilir. Məsələn, ThO2 və ya ZrO2-nin ərintiyə daxil edilməsi, 1100-1200 ° C-də yük altında uzun müddət işləyən dispersiya ilə gücləndirilmiş istiliyədavamlı ərintilər əldə etməyə imkan verir (adi istiliyədavamlı ərintilərin iş qabiliyyəti həddi). eyni şəraitdə 1000-1050°C). Yüksək möhkəm kompozit materialların yaradılmasında perspektivli istiqamət materialların kiçik diametrlərinə görə praktiki olaraq daha çox qüsurlardan məhrum olan bığlarla möhkəmləndirilməsidir. böyük kristallar və yüksək gücə malikdir. Al2O3, BeO, SiC, B4C, Si3N4, AlN və diametri 1-30 µm və uzunluğu 0,3-15 mm olan qrafit kristalları ən praktik maraq kəsb edir. Belə doldurucular yönümlü iplik və ya kağız, karton, keçə kimi izotrop laminatlar şəklində istifadə olunur. Bığların bir kompozisiyaya daxil edilməsi ona elektrik və maqnit xüsusiyyətlərinin qeyri-adi birləşmələrini verə bilər. Kompozit materialların seçimi və təyinatı əsasən hissələrin və ya konstruksiyaların yükləmə şərtləri və iş temperaturu, texnologiya ilə müəyyən edilir. imkanlar. Ən əlçatan və mənimsənilmiş polimer kompozit materiallar. Termosetting və termoplastik polimerlər şəklində matrislərin geniş çeşidi mənfi temperaturdan orqanoplastiklər üçün 100-200°C, şüşə, karbon və 300-400°C-ə qədər diapazonda işləmək üçün geniş çeşidli kompozit materialları təmin edir. bor plastikləri. Poliester və epoksi matrisli polimer kompozit materiallar 120-200 ° C-yə qədər, fenol-formaldehid ilə - 200-300 ° C-ə qədər, poliimid və orqanosilikon - 250-400 ° C-ə qədər işləyir. Al, Mg və onların ərintiləri əsasında B, C, SiC lifləri ilə gücləndirilmiş metal kompozit materiallar 400-500 ° C-ə qədər istifadə olunur; Ni və Co ərintilərinə əsaslanan kompozit materiallar 1100-1200 ° C-ə qədər, odadavamlı metallar və birləşmələr əsasında 1500-1700 ° C-ə qədər, karbon və keramika əsasında 1700-2000 ° C-ə qədər temperaturda işləyir. Kompozitlərin konstruktiv, istilik qoruyucu, sürtünməyə qarşı, radio-elektrik və digər materiallar kimi istifadəsi strukturun çəkisini azaltmağa, maşın və aqreqatların resurslarını və imkanlarını artırmağa, əsaslı şəkildə yeni komponentlər yaratmağa imkan verir, hissələri, strukturları. Bütün növ kompozit materiallar kimya, toxuculuq, mədənçıxarma, metallurgiya sənayesində, maşınqayırmada, nəqliyyatda, idman avadanlıqlarının istehsalı üçün və s.

3. İqtisadi səmərəlilik kompozit materialların tətbiqi

Kompozit materialların tətbiqi sahələri məhdud deyil. Onlar aviasiyada yüksək yüklənmiş hissələrin (qaplama, şpallar, qabırğalar, panellər, kompressor və turbin qanadları və s.), kosmik texnologiyada nəqliyyat vasitələrinin güc strukturlarının bölmələri üçün, elementlərin, panellərin bərkidilməsi üçün, avtomobil sənayesində yüngülləşdirmək üçün istifadə olunur. kuzovlar, yaylar, karkaslar, kuzov panelləri, bamperlər və s., dağ-mədən sənayesində (qazma alətləri, kombayn hissələri və s.), mülki tikintidə (körpü aşırımları, hündürmərtəbəli binaların yığma konstruksiyalarının elementləri və s.) və digər sahələrdə milli iqtisadiyyat.

Ərizə kompozit materiallar mühərriklərin, güc və nəqliyyat qurğularının gücünün artırılmasında, maşın və cihazların çəkisinin azaldılmasında yeni keyfiyyət sıçrayışı təmin edir. Qeyri-metal matrisli kompozit materiallar, yəni polimer karbon lifləri gəmiqayırma və avtomobil sənayesində (yarış avtomobillərinin gövdələri, şassilər, pervaneler) istifadə olunur; podşipniklər, qızdırıcı panellər, İdman avadanlığı, kompüter hissələri. Yüksək modullu karbon lifləri təyyarə hissələrinin istehsalı üçün, kimya sənayesi üçün avadanlıqlar, rentgen avadanlıqlarında və s. Karbon matrisi karbon lifləri əvəz edir fərqli növlər qrafitlər. Onlar istilik qorunması, təyyarə əyləc diskləri, kimyəvi cəhətdən davamlı avadanlıq üçün istifadə olunur. Bor lifi məhsulları aviasiya və kosmik texnologiyada (profillər, panellər, kompressor rotorları və qanadları, pervaneler, helikopter ötürücü valları və s.) istifadə olunur. Üzvi liflər izolyasiya və kimi istifadə olunur struktur material elektrik və radio sənayesində, aviasiya texnologiyasında və s.

İstifadə olunmuş ədəbiyyatın siyahısı

Qorçakov G.İ., Bazhenov Yu.M. Tikinti materialları/ G.İ. Qorçakov, Yu.M. Bazhenov. – M.: Stroyizdat, 1986.

Tikinti materialları / V.G.-nin redaktorluğu ilə. Mikulski. – M.: ASV, 2000.

Tikinti materiallarının ümumi kursu / Ed. İ.A. Rıbyeva. - M .: Ali məktəb, 1987.

Tikinti materialları / G.İ.-nin redaktorluğu ilə. Qorçakov. - M: Ali məktəb, 1982.

Evald V.V. Tikinti materialları, onların istehsalı, xassələri və sınaqları / V.V. Evald. - Sankt-Peterburq: L-M, 14-cü nəşr, 1933.

1. Kompozit və ya kompozit materiallar gələcəyin materiallarıdır.

Metalların müasir fizikası onların plastikliyinin, möhkəmliyinin və artmasının səbəblərini bizə ətraflı izah etdikdən sonra yeni materialların intensiv sistemli inkişafı başladı. Bu, yəqin ki, təsəvvür edilən gələcəkdə bugünkü adi ərintilərdən qat-qat yüksək gücə malik materialların yaradılmasına gətirib çıxaracaq. Bu halda, alüminium ərintilərinin poladın bərkidilməsi və yaşlanmasının artıq məlum mexanizmlərinə, bu məlum mexanizmlərin formalaşma prosesləri ilə birləşmələrinə və birləşmiş materialların yaradılması üçün çoxsaylı imkanlara çox diqqət yetiriləcəkdir. Liflər və ya dağılmış bərk maddələrlə gücləndirilmiş kompozit materiallar iki perspektivli yol açır. İlk dəfə olaraq qeyri-üzvi metal və ya üzvi polimer matrisinə şüşə, karbon, bor, berilyum, polad və ya bığlı monokristallardan hazırlanmış ən nazik yüksək möhkəm liflər daxil edilir. Bu birləşmə nəticəsində maksimum güc yüksək elastiklik modulu və aşağı sıxlıq ilə birləşdirilir. Kompozit materiallar gələcəyin belə materiallarıdır.

Kompozit material - daha çox iplik, lif və ya lopa şəklində möhkəmləndirici elementlərin olduğu struktur (metal və ya qeyri-metal) material. davamlı material. Kompozit materialların nümunələri: bor, karbon, şüşə lifləri, yedəklər və ya onların əsasında parçalarla gücləndirilmiş plastik; polad filamentlər, berilyum ilə gücləndirilmiş alüminium. Komponentlərin həcm tərkibini birləşdirərək, lazımi güc, istilik müqaviməti, elastiklik modulu, aşınma müqaviməti dəyərlərinə malik kompozit materialları əldə etmək, həmçinin lazımi maqnit, dielektrik, radio uducu və digər xüsusi xüsusiyyətlər.

2. Kompozit materialların növləri.

2.1. Metal matrisli kompozit materiallar.

Kompozit materiallar və ya kompozit materiallar yüksək möhkəm liflərlə (lifli materiallar) və ya əsas metalda həll olmayan (dispersiya ilə gücləndirilmiş materiallar) incə dispersli odadavamlı hissəciklərlə möhkəmləndirilmiş metal matrisadan (adətən Al, Mg, Ni və onların ərintilərindən) ibarətdir. . Metal matris lifləri (dispers hissəciklər) vahid bir bütövlükdə birləşdirir. Müəyyən bir tərkibi təşkil edən lif (dispers hissəciklər) və bir bağlayıcı (matris) kompozit materiallar adlanır.

2.2. Qeyri-metal matrisli kompozit materiallar.

Qeyri-metal matrisli kompozit materiallar geniş tətbiq tapmışdır. Qeyri-metal matrislər kimi polimer, karbon və keramika materiallardan istifadə olunur. Polimer matrislərindən ən çox istifadə olunanlar epoksi, fenol-formaldehid və poliamiddir.
Kokslaşdırılmış karbon matrisləri və ya pirolizə məruz qalmış sintetik polimerlərdən alınan pirokarbon. Matris kompozisiyanı bağlayır, ona forma verir. Gücləndiricilər liflərdir: şüşə, karbon, bor, üzvi, bığlara əsaslanan (oksidlər, karbidlər, boridlər, nitridlər və s.), həmçinin yüksək möhkəmliyə və sərtliyə malik olan metal (tellər).

Kompozit materialların xassələri komponentlərin tərkibindən, onların birləşməsindən, kəmiyyət nisbətindən və aralarındakı bağlanma gücündən asılıdır.
Möhkəmləndirici materiallar liflər, yedəklər, iplər, lentlər, çox qatlı parçalar şəklində ola bilər.

Oriented materiallarda sertleştiricinin tərkibi 60-80 vol. %, qeyri-oriented (diskret lifləri və bığları ilə) - 20-30 vol. %. Liflərin gücü və elastiklik modulu nə qədər yüksəkdirsə, kompozit materialın gücü və sərtliyi bir o qədər yüksəkdir. Matrisin xassələri kəsmə və sıxılmada kompozisiyanın gücünü və yorğunluq çatışmazlığına qarşı müqavimətini müəyyən edir.

Sərtləşdiricinin növünə görə kompozit materiallar şüşə liflər, karbon lifli karbon lifləri, bor lifləri və orqano liflər kimi təsnif edilir.

Laminatlı materiallarda, bir bağlayıcı ilə hopdurulmuş liflər, iplər, lentlər döşəmə müstəvisində bir-birinə paralel olaraq qoyulur. Düz təbəqələr plitələrə yığılır. Xüsusiyyətləri anizotropikdir. Məhsuldakı materialın işləməsi üçün hərəkət edən yüklərin istiqamətini nəzərə almaq vacibdir. Həm izotrop, həm də anizotrop xüsusiyyətlərə malik materiallar yarada bilərsiniz.
Kompozit materialların xüsusiyyətlərini dəyişdirərək, lifləri müxtəlif açılarda qoya bilərsiniz. Materialın əyilmə və burulma sərtliyi paketin qalınlığı boyunca təbəqələrin qoyulması qaydasından asılıdır.

Üç, dörd və ya daha çox ipdən ibarət möhkəmləndirici elementlərin çəkilməsi istifadə olunur.
Üç qarşılıqlı perpendikulyar ipin quruluşu ən böyük tətbiqə malikdir. Sərtləşdiricilər eksenel, radial və dairəvi istiqamətlərdə yerləşdirilə bilər.

Üç ölçülü materiallar bloklar, silindrlər şəklində istənilən qalınlıqda ola bilər. Həcmli parçalar laylı parçalarla müqayisədə yırtılma gücünü və kəsilmə müqavimətini artırır. Kubun diaqonalları boyunca möhkəmləndirici maddənin genişləndirilməsi ilə dörd ipdən ibarət bir sistem qurulur. Dörd ipin quruluşu balanslaşdırılmışdır, əsas təyyarələrdə kəsmə sərtliyini artırmışdır.
Bununla belə, dörd istiqamətli material yaratmaq üç istiqamətli materiallardan daha çətindir.

3. Kompozit materialların təsnifatı.

3.1. Lifli kompozit materiallar.

Tez-tez kompozit material, hər bir təbəqənin çox sayda paralel davamlı liflərlə gücləndirildiyi qatlı bir quruluşdur. Hər bir təbəqə həm də parça halına salınmış davamlı liflərlə gücləndirilə bilər ki, bu da son materiala eninə və uzunluğuna uyğun gələn orijinal formadır. Liflərin üçölçülü strukturlara toxunması qeyri-adi deyil.

Kompozit materiallar adi ərintilərdən daha yüksək dartılma gücü və dözümlülük həddi (50-10%), elastiklik modulu, sərtlik əmsalı və aşağı çatlama həssaslığı ilə fərqlənir. Kompozit materialların istifadəsi strukturun sərtliyini artırır, eyni zamanda metal istehlakını azaldır.

Kompozit (lifli) materialların möhkəmliyi liflərin xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir; matris əsasən möhkəmləndirici elementlər arasında gərginlikləri yenidən bölüşdürməlidir. Buna görə də liflərin möhkəmliyi və elastiklik modulu matrisin möhkəmliyindən və elastiklik modulundan əhəmiyyətli dərəcədə böyük olmalıdır.
Sərt möhkəmləndirici liflər yük altında olan kompozisiyada yaranan gərginliyi qəbul edir, lifin istiqaməti istiqamətində ona möhkəmlik və sərtlik verir.

Alüminium, maqnezium və onların ərintilərini gücləndirmək üçün bor lifləri, həmçinin yüksək möhkəmliyə və elastiklik moduluna malik odadavamlı birləşmələrdən (karbidlər, nitridlər, boridlər və oksidlər) olan liflər istifadə olunur. Çox vaxt liflər kimi yüksək güclü polad tel istifadə olunur.

Titan və onun ərintilərini gücləndirmək üçün molibden məftil, sapfir lifləri, silisium karbid və titan borid istifadə olunur.

Nikel ərintilərinin istilik müqavimətinin artması, onları volfram və ya molibden tel ilə gücləndirməklə əldə edilir. Metal liflər yüksək istilik və elektrik keçiriciliyi tələb olunan hallarda da istifadə olunur. Yüksək güclü və yüksək modullu lifli kompozit materiallar üçün perspektivli sərtləşdiricilər alüminium oksidi və nitrid, silisium karbid və nitrid, karbidabor və s.-dən hazırlanmış bığlardır.

Metal əsaslı kompozit materiallar yüksək gücə və istilik müqavimətinə malikdir, eyni zamanda aşağı plastikliyə malikdir. Bununla belə, kompozit materiallardakı liflər matrisdə başlayan çatların yayılma sürətini azaldır və qəfil kövrək qırılma demək olar ki, tamamilə yox olur. Lifli biroxlu kompozit materialların fərqli xüsusiyyəti liflər boyunca və boyunca mexaniki xüsusiyyətlərin anizotropiyası və gərginlik konsentratorlarına aşağı həssaslıqdır.

Müqavimət sahəsini gərginlik sahələri ilə uyğunlaşdırmaqla xassələri optimallaşdırmaq üçün hissələrin layihələndirilməsi zamanı lifli kompozit materialların xassələrinin anizotropiyası nəzərə alınır.

Alüminium, maqnezium və titan ərintilərinin bor, silisium karbid, titan doborid və alüminium oksidin davamlı odadavamlı lifləri ilə möhkəmləndirilməsi istilik müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Kompozit materialların bir xüsusiyyəti artan temperaturla vaxtında yumşalma sürətinin aşağı olmasıdır.

Bir və iki ölçülü möhkəmləndirmə ilə kompozit materialların əsas çatışmazlığı interlaminar kəsmə və eninə kəsilməyə qarşı aşağı müqavimətdir. Həcmli möhkəmləndirici materiallar bundan məhrumdur.

3.2. Dispersiya ilə gücləndirilmiş kompozit materiallar.

Lifli kompozit materiallardan fərqli olaraq, dispersiya ilə gücləndirilmiş kompozit materiallarda matris əsas yükdaşıyan elementdir və dispers hissəciklər ondakı dislokasiyaların hərəkətini ləngidir.
Yüksək möhkəmlik 10-500 nm hissəcik ölçüsü ilə, aralarındakı orta məsafə 100-500 nm və matrisdə vahid paylanması ilə əldə edilir.
Sərtləşmə fazalarının həcmindən asılı olaraq möhkəmlik və istilik müqaviməti aşqar qanununa tabe olmur. Müxtəlif metallar üçün ikinci fazanın optimal tərkibi eyni deyil, lakin adətən 5-10 volu keçmir. %.

Möhkəmləndirici fazalar kimi matris metalında həll olmayan dayanıqlı odadavamlı birləşmələrin (torium, hafnium, itrium oksidləri, oksidlərin kompleks birləşmələri və nadir torpaq metalları) istifadəsi materialın yüksək möhkəmliyini 0,9-0,95 T-dək saxlamağa imkan verir. Bununla əlaqədar olaraq, bu cür materiallar tez-tez istiliyə davamlı olaraq istifadə olunur. Mühəndislikdə istifadə olunan əksər metallar və ərintilər əsasında dispersiya ilə gücləndirilmiş kompozit materiallar əldə edilə bilər.

Alüminium əsasında ən çox istifadə edilən ərintilər - SAP (sinterlənmiş alüminium tozu).

Bu materialların sıxlığı alüminiumun sıxlığına bərabərdir, onlar korroziyaya davamlılıq baxımından ondan aşağı deyillər və hətta 250-500 °C temperatur aralığında işləyərkən titan və korroziyaya davamlı çelikləri əvəz edə bilərlər. Uzunmüddətli möhkəmlik baxımından onlar işlənmiş alüminium ərintilərindən üstündürlər. SAP-1 və SAP-2 ərintilərinin 500°C-də uzunmüddətli gücü 45-55 MPa-dır.

Nikel dispersiyası ilə gücləndirilmiş materiallar üçün böyük perspektivlər.
Nikel əsaslı ərintilər 2-3 vol. % torium dioksid və ya hafnium dioksid. Bu ərintilərin matrisi adətən Ni + 20% Cr, Ni + 15% Mo, Ni + 20% Cr və Mo-dan ibarət bərk məhluldur. VDU-1 (torium dioksidi ilə bərkimiş nikel), VDU-2 (hafnium dioksidi ilə bərkimiş nikel) və VD-3 (torium oksidi ilə bərkimiş Ni + 20% Cr matrisi) ərintiləri geniş tətbiq olundu. Bu ərintilər yüksək istilik müqavimətinə malikdir. Dispersiya ilə gücləndirilmiş kompozit materiallar, eləcə də lifli olanlar temperaturun artması ilə yumşalma və müəyyən bir temperaturda saxlama müddəti ilə davamlıdır.

3.3. Fiberglas.

Fiberglas, bağlayıcı olan sintetik qatran və şüşə lifi doldurucudan ibarət kompozisiyadır. Doldurucu olaraq davamlı və ya qısa şüşə lif istifadə olunur. Şüşə lifinin gücü onun diametrinin azalması ilə kəskin şəkildə artır (qalın hissələrdə baş verən qeyri-homogenlik və çatların təsiri ilə). Fiberglasın xassələri onun tərkibindəki qələvi tərkibindən də asılıdır; ən yaxşı performans alüminoborosilikat tərkibli qələvisiz şüşələrdə.

İstiqamətsiz şüşə lifləri doldurucu kimi qısa bir lif ehtiva edir. Bu, hissələri sıxmağa imkan verir. mürəkkəb forma, metal fitinqlərlə. Material pres tozlarından və hətta liflərdən daha yüksək izotopik möhkəmlik xüsusiyyətləri ilə əldə edilir. Belə bir materialın nümayəndələri AG-4V şüşə lifləri, həmçinin güc elektrik hissələrinin, maşınqayırma hissələrinin (makaralar, nasos möhürləri və s.) İstehsalında istifadə olunan DSV (ölçülü şüşə lifləri)dır. Doymamış polyesterləri bağlayıcı kimi istifadə edərkən, PSK premiksləri (pasta) və prepregs AP və PPM (şüşə mat əsasında) əldə edilir. Prepregs böyük məhsullar üçün istifadə edilə bilər sadə formalar(avtomobil gövdələri, qayıqlar, alət qutuları və s.).

İstiqamətləndirilmiş fiberglas, yönləndirilmiş ayrı iplərdə düzülmüş və bir bağlayıcı ilə diqqətlə yapışdırılmış uzun liflər şəklində bir doldurucuya malikdir. Bu, daha yüksək gücə malik fiberglas təmin edir.

Fiberglas -60-dan 200 ° C-ə qədər olan temperaturda, eləcə də içərisində işləyə bilər tropik şərait, böyük inertial həddindən artıq yüklərə tab gətirmək.
İki il qocaldıqda, yaşlanma əmsalı K = 0,5-0,7.
ionlaşdırıcı şüalanma onların mexaniki və elektrik xüsusiyyətlərinə az təsir göstərir. Onlar fitinqlər və iplər ilə yüksək möhkəmliyə malik hissələri istehsal etmək üçün istifadə olunur.

3.4. Karbon lifləri.

Karbon lifləri (karbon plastikləri) bir polimer bağlayıcıdan (matris) və karbon lifləri (karbon lifləri) şəklində möhkəmləndirici maddələrdən ibarət kompozisiyalardır.

yüksək enerji C-C əlaqələri karbon lifləri onlara çox yüksək temperaturda (neytral və azaldıcı mühitlərdə 2200 ° C-ə qədər) gücü saxlamağa imkan verir, həmçinin aşağı temperaturlar. Lifləri oksidləşmədən qoruyur qoruyucu örtüklər(pirolitik). Şüşə liflərdən fərqli olaraq, karbon lifləri bağlayıcı ilə zəif islanır.
(aşağı səth enerjisi), buna görə də onlar həkk olunur. Bu, karbon liflərinin səthindəki karboksil qrupunun tərkibinə görə aktivləşmə dərəcəsini artırır. Karbon lifinin interlaminar kəsmə gücü 1,6-2,5 dəfə artır. TiO, AlN və SiN bığ kristallarının bığlanmasından istifadə olunur ki, bu da təbəqələrarası sərtliyin 2 dəfə və möhkəmliyini 2,8 dəfə artırır. Məkanla gücləndirilmiş konstruksiyalar istifadə olunur.

Bağlayıcılar sintetik polimerlərdir (polimer karbon lifləri); pirolizə məruz qalmış sintetik polimerlər (kokslaşdırılmış karbon lifləri); pirolitik karbon (pirokarbon karbon lifləri).

Epoksifenolik karbon lifləri KMU-1l, karbon lenti ilə gücləndirilmiş və yedəkdəki KMU-1u, bığ kristalları ilə viserləşdirilmiş, 200 ° C-ə qədər olan temperaturda uzun müddət işləyə bilər.

Karbofiber KMU-3 və KMU-2l epoksiyanilino-formaldehid bağlayıcı üzərində əldə edilir, 100 ° C-ə qədər temperaturda işlənə bilər, onlar texnoloji cəhətdən ən inkişaf etmişlərdir. Karbon lifləri KMU-2 və
Poliimid bağlayıcıya əsaslanan KMU-2l temperaturlara qədər istifadə edilə bilər
300 °C.

Karbon lifləri yüksək statik və dinamik yorğunluq müqaviməti ilə seçilir, normal və çox aşağı temperaturda bu xassəsini saxlayır (lifin yüksək istilik keçiriciliyi daxili sürtünmə nəticəsində materialın özünü qızdırmasının qarşısını alır). Suya və kimyəvi maddələrə davamlıdırlar. Havada rentgen şüalarına məruz qaldıqdan sonra E və E demək olar ki, dəyişmir.

Karbon lifinin istilik keçiriciliyi fiberglasın istilik keçiriciliyindən 1,5-2 dəfə yüksəkdir. Onlar aşağıdakı elektrik xüsusiyyətlərinə malikdirlər: = 0,0024-0,0034 Ohm sm (liflər boyunca); ? \u003d 10 və tg \u003d 0,001 (cari 10 Hz tezliyində).

Carboglass lifləri karbon şüşə lifləri ilə birlikdə materialın qiymətini azaldır.

3.5. Karbon matrisli karbon lifi.

Kokslaşan materiallar inert və ya azaldıcı atmosferdə pirolizə məruz qalmış adi polimer karbon liflərindən əldə edilir. 800-1500 °C temperaturda karbonlaşmış karbonlaşmışlar, 2500-3000 °C-də isə qrafitləşmiş karbon lifləri əmələ gəlir. Pirokarbon materiallarını əldə etmək üçün bərkidici məmulatın formasına uyğun düzülür və qaz halında olan karbohidrogenin (metan) keçirildiyi sobaya qoyulur. Müəyyən bir rejimdə (temperatur 1100 °C və qalıq təzyiq 2660 Pa) metan parçalanır və nəticədə meydana gələn pirolitik karbon gücləndirici agentin lifləri üzərində yatır və onları bağlayır.

Bağlayıcının pirolizi zamanı əmələ gələn koks karbon lifinə yüksək yapışma gücünə malikdir. Bu baxımdan, kompozit material yüksək mexaniki və ablativ xüsusiyyətlərə, termal şoka qarşı müqavimətə malikdir.

KUP-VM tipli karbon matriksli karbon lifi möhkəmlik və təsir gücünə görə xüsusi qrafitlərdən 5-10 dəfə üstündür, inert atmosferdə və vakuumda qızdırıldıqda 2200-ə qədər möhkəmliyini saxlayır.
°C, havada 450 °C-də oksidləşir və qoruyucu örtük tələb edir.
Bir karbon lifinin karbon matrisi ilə sürtünmə əmsalı yüksəkdir (0,35-0,45), aşınma isə aşağıdır (əyləc üçün 0,7-1 mikron).

3.6. Bor lifləri.

Bor lifləri bir polimer bağlayıcı və gücləndirici maddə - bor liflərinin tərkibləridir.

Bor lifləri yüksək sıxılma gücü, kəsilmə, aşağı sürüşmə, yüksək sərtlik və elastiklik modulu, istilik və elektrik keçiriciliyi ilə fərqlənir. Bor liflərinin hüceyrə mikrostrukturu matrislə interfeysdə yüksək kəsilmə gücünü təmin edir.

Davamlı bor lifinə əlavə olaraq, ölçülü sabitlik verən bir neçə paralel bor lifinin şüşə lifi ilə toxunduğu mürəkkəb bor camitləri istifadə olunur. Bor şüşəsinin istifadəsi işi asanlaşdırır texnoloji proses material istehsalı.

Bor lifinin alınması üçün matris kimi dəyişdirilmiş epoksi və poliimid bağlayıcılardan istifadə olunur. Bor lifləri KMB-1 və
KMB-1k üçün nəzərdə tutulmuşdur uzun iş 200 ° C temperaturda; KMB-3 və KMB-3k tələb etmir yüksək təzyiq emal zamanı və 100 ° C-dən çox olmayan bir temperaturda işləyə bilər; KMB-2k 300 °C-də işləyir.

Bor lifləri yüksək yorulmağa davamlıdır, radiasiyaya, suya, üzvi həlledicilər və yanan materiallar.

3.7. Üzvi liflər.

Üzvi liflər sintetik liflər şəklində polimer bağlayıcı və möhkəmləndirici maddələrdən (dolduruculardan) ibarət kompozit materiallardır. Belə materiallar aşağı çəkiyə, nisbətən yüksək xüsusi gücə və sərtliyə malikdir və dəyişən yüklərin və temperaturun kəskin dəyişməsinin təsiri altında sabitdir. Sintetik liflər üçün toxuculuq emalı zamanı güc itkisi azdır; zədələrə daha az həssasdırlar.

Orqan lifləri üçün elastiklik modulunun dəyərləri və sərtləşdirici və bağlayıcının xətti genişlənməsinin temperatur əmsalları yaxındır.
Bağlayıcı komponentlərin lifə yayılması və onların arasında kimyəvi qarşılıqlı əlaqə var. Materialın strukturu qüsursuzdur. Məsaməlilik 1-3%-dən çox deyil (digər materiallarda 10-20%). Beləliklə, kəskin temperatur düşməsi, zərbə və tsiklik yüklərin təsiri ilə orqano-liflərin mexaniki xüsusiyyətlərinin sabitliyi. Zərbə gücü yüksəkdir (400-700kJ/m²). Bu materialların dezavantajı nisbətən aşağı sıxılma gücü və yüksək sürünmədir (xüsusilə elastik liflər üçün).

Üzvi liflər aqressiv mühitlərdə və rütubətli tropik iqlimdə sabitdir; dielektrik xassələri yüksək, istilik keçiriciliyi isə aşağıdır. Əksər orqan lifləri 100-150 ° C temperaturda və poliimid bağlayıcı və polioksadiazol lifləri əsasında - 200-300 ° C temperaturda uzun müddət işləyə bilər.

IN birləşdirilmiş materiallar sintetik liflərlə yanaşı, mineral liflər (şüşə, karbon lifləri və bor lifləri) istifadə olunur. Bu cür materiallar daha çox gücə və sərtliyə malikdir.

4. Kompozit materiallardan istifadənin iqtisadi səmərəliliyi.

Kompozit materialların tətbiqi sahələri məhdud deyil. Onlar aviasiyada təyyarələrin yüksək yüklü hissələri (dəri, şpallar, qabırğalar, panellər və s.) və mühərriklər (kompressor qanadları və turbinlər və s.), kosmik texnologiyada isitməyə məruz qalan nəqliyyat vasitələrinin yükdaşıyan konstruksiyalarının aqreqatları üçün istifadə olunur. , bərkidici elementlər, panellər üçün , avtomobil sənayesində kuzovları, yayları, çərçivələri, kuzov panellərini, bamperləri və s. yüngülləşdirmək üçün, mədən sənayesində (qazma alətləri, kombayn hissələri və s.), mülki tikintidə (körpü aşırımları, hündürmərtəbəli binaların yığma konstruksiyalarının elementləri və s.) və s.) və xalq təsərrüfatının digər sahələrində.

Kompozit materialların istifadəsi mühərriklərin, güc və nəqliyyat qurğularının gücünün artırılmasında, maşın və cihazların çəkisinin azaldılmasında yeni keyfiyyət sıçrayışı təmin edir.

Kompozit materiallardan yarımfabrikatların və məmulatların alınması texnologiyası yaxşı işlənib.

Qeyri-metal matrisli kompozit materiallar, yəni polimer karbon lifləri gəmiqayırma və avtomobil sənayesində (bədən avtomobilləri, şassilər, pervaneler) istifadə olunur; onlardan podşipniklər, qızdırıcı panellər, idman avadanlıqları, kompüter hissələri hazırlanır. Yüksək modullu karbon lifləri təyyarə hissələrinin istehsalı üçün, kimya sənayesi üçün avadanlıqlar, rentgen avadanlıqlarında və s.

Karbon matrisi karbon lifi müxtəlif növ qrafiti əvəz edir. Onlar istilik qorunması, təyyarə əyləc diskləri, kimyəvi davamlı avadanlıq üçün istifadə olunur.

Bor liflərindən hazırlanmış məmulatlar aviasiya və kosmik texnikada (profillər, panellər, rotorlar və kompressor qanadları, pervane qanadları və helikopterlərin ötürücü valları və s.) istifadə olunur.

Organofibers elektrik və radio sənayesində, aviasiya texnologiyasında və avtomobil mühəndisliyində izolyasiya struktur materialı kimi istifadə olunur; onlardan borular, reagentlər üçün qablar, gəmi gövdəsi örtükləri və s.

Avadanlıqların alqı-satqısı ilə bağlı elanlara buradan baxmaq olar

Polimer markalarının üstünlükləri və xüsusiyyətləri haqqında burada müzakirə edə bilərsiniz

Şirkətinizi Biznes Rehberində qeydiyyatdan keçirin

kompozit material sudlal, kompozit material impex
Kompozit material(KM), kompozit- aralarında aydın interfeys olan iki və ya daha çox komponentdən ibarət süni şəkildə yaradılmış qeyri-homogen bərk material. Əksər kompozitlərdə (laylı olanlar istisna olmaqla) komponentlər matrisə (və ya bağlayıcıya) və ona daxil olan möhkəmləndirici elementlərə (və ya dolduruculara) bölünə bilər. Struktur təyinatlı kompozitlərdə möhkəmləndirici elementlər adətən materialın zəruri mexaniki xüsusiyyətlərini (möhkəmlik, sərtlik və s.) təmin edir, matris isə möhkəmləndirici elementlərin birgə işini təmin edir və onları mexaniki zədələrdən və aqressiv kimyəvi mühitlərdən qoruyur.

Kompozisiyanın mexaniki davranışı möhkəmləndirici elementlərin və matrisin xassələrinin nisbəti, eləcə də aralarındakı bağların gücü ilə müəyyən edilir. Yaradılan məhsulun xüsusiyyətləri və xüsusiyyətləri ilkin komponentlərin seçimindən və onların birləşmə texnologiyasından asılıdır.

Möhkəmləndirici elementlər və matris birləşdirildikdə, yalnız onun komponentlərinin ilkin xüsusiyyətlərini deyil, həm də yeni xüsusiyyətləri əks etdirən bir sıra xüsusiyyətlərə malik olan bir kompozisiya yaranır. fərdi komponentlər sahib olma. Məsələn, möhkəmləndirici elementlər və matris arasında interfeyslərin olması materialın çatlara qarşı müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır və kompozisiyalarda, homojen metallardan fərqli olaraq, statik gücün artması azalmaya səbəb olmur, lakin, bir qayda olaraq, qırılma möhkəmlik xüsusiyyətlərinin artması.

Kompozisiya yaratmaq üçün müxtəlif gücləndirici doldurucular və matrislər istifadə olunur. Bunlar getinax və tekstolit (kağızdan və ya termoset yapışdırıcı ilə yapışdırılmış parçadan hazırlanmış laminasiya edilmiş plastiklər), şüşə və qrafit plastiklərdir (şüşə və ya qrafitdən hazırlanmış parça və ya sarğı lifi, hopdurulmuş). epoksi yapışdırıcılar), faner. Yüksək güclü ərintilərdən hazırlanmış nazik bir lifin alüminium kütləsi ilə doldurulduğu materiallar var. Bulat ən qədim kompozit materiallardan biridir. yüksək karbonlu poladın ən nazik təbəqələri (bəzən iplər) yumşaq aşağı karbonlu dəmir ilə "yapışdırılır".

Materialşünaslar istehsalda daha rahat və buna görə də daha çox şey yaratmaq məqsədi ilə təcrübə aparırlar ucuz materiallar. Polimer yapışqanla (suda həll olunan yapışdırıcıların əlavələri olan sementlər), qısa möhkəmləndirici lifli termoplastik kompozisiyalar və s. ilə vahid kütləyə yapışdırılmış öz-özünə böyüyən kristal quruluşlar öyrənilir.

• 1 Kompozitlərin təsnifatı
• 2 Kompozit materialların üstünlükləri
• 3 Kompozit materialların çatışmazlıqları
  • 3.1 Yüksək qiymət
  • 3.2 Xassələrin anizotropiyası
  • 3.3 Aşağı təsir gücü
  • 3.4 Yüksək xüsusi həcm
  • 3.5 Hiqroskopiklik
  • 3.6 Zəhərlilik
  • 3.7 Zəif texniki xidmət
• 4 Proqramlar
  • 4.1 İstehlak malları
  • 4.2 İdman avadanlıqları
  • 4.3 Tibb
  • 4.4 Maşınqayırma
    • 4.4.1 Xarakteriklik
    • 4.4.2 Spesifikasiyalar
    • 4.4.3 Texniki və iqtisadi üstünlüklər
    • 4.4.4 Texnologiyanın tətbiqi
  • 4.5 Aviasiya və astronavtika
  • 4.6 Silah və hərbi texnika
• 5 Həmçinin bax
• 6 Qeydlər
• 7 Ədəbiyyat
• 8 Bağlantılar

Kompozitlərin təsnifatı

Kompozitlər adətən möhkəmləndirici doldurucunun növünə görə təsnif edilir:

• lifli (möhkəmləndirici komponent - lifli strukturlar);
• laylı;
• doldurulmuş plastiklər (möhkəmləndirici komponent - hissəciklər)
  • toplu (homogen),
  • skelet (bir bağlayıcı ilə doldurulmuş ilkin strukturlar).

Həmçinin, kompozitlər bəzən matrisin materialına görə təsnif edilir:

• polimer matrisli kompozitlər,
• keramika matris kompozitləri,
• metal matrisli kompozitlər,
• oksid-oksid kompozitləri.

Kompozit materialların üstünlükləri

CM-nin əsas üstünlüyü material və strukturun eyni vaxtda yaradılmasıdır. İstisna, strukturların istehsalı üçün yarımfabrikat olan prepreglərdir.

Dərhal qeyd etmək lazımdır ki, CM-lər bu vəzifələrin yerinə yetirilməsi üçün yaradılır, buna görə də onlar bütün mümkün üstünlükləri ehtiva edə bilməzlər, lakin yeni bir kompozit dizayn edərkən mühəndis onun xüsusiyyətlərindən əhəmiyyətli dərəcədə üstün olan xüsusiyyətləri təyin etməkdə sərbəstdir. bu mexanizmdə bu məqsədi yerinə yetirərkən ənənəvi materiallar, lakin hər hansı digər aspektlərdə onlardan daha aşağıdır. Bu o deməkdir ki, KM daha yaxşı ola bilməz. ənənəvi material hər şeydə, yəni hər bir məhsul üçün mühəndis hər şeyi aparır zəruri hesablamalar və yalnız bundan sonra istehsal üçün materiallar arasında optimalı seçir.

• yüksək xüsusi güc (güc 3500 MPa)
• yüksək sərtlik (elastiklik modulu 130…140 - 240 GPa)
• yüksək aşınma müqaviməti
• yüksək yorğunluq gücü
• CM-dən ölçülü sabit strukturlar hazırlamaq mümkündür
• asanlıq

Üstəlik, müxtəlif sinif kompozitlərin bir və ya bir neçə üstünlüyü ola bilər. Bəzi faydaları eyni vaxtda əldə etmək mümkün deyil.

Kompozit materialların çatışmazlıqları

Kompozit materiallar kifayət qədərdir çoxlu sayda onların yayılmasına mane olan çatışmazlıqlar.

Yüksək qiymət

CM-nin yüksək qiyməti istehsalın yüksək elmi intensivliyi, xüsusi bahalı avadanlıq və xammaldan istifadə ehtiyacı və nəticədə ölkənin inkişaf etmiş sənaye istehsalı və elmi bazası ilə bağlıdır. Bununla belə, bu, yalnız kompozitlər qara metallardan hazırlanmış sadə haddelenmiş məhsulları əvəz etdikdə doğrudur. Yüngül məhsullar halında, mürəkkəb formalı məmulatlar, korroziyaya davamlı məmulatlar, yüksək möhkəmliyə malik dielektrik məmulatlar, kompozitlər qalib gəlir. Üstəlik, kompozit məhsulların dəyəri çox vaxt əlvan metallardan və ya paslanmayan poladdan hazırlanmış analoqlardan aşağıdır.

Mülkiyyət anizotropiyası

Anizotropiya CM xüsusiyyətlərinin ölçmə istiqamətinin seçimindən asılılığıdır. Məsələn, liflər boyunca bir istiqamətli karbon lifinin elastiklik modulu eninə istiqamətdən 10-15 dəfə yüksəkdir.

Anizotropiyanı kompensasiya etmək üçün təhlükəsizlik faktoru artır, bu da CM-nin xüsusi gücdə üstünlüyünü neytrallaşdıra bilər. MiQ-29 qırıcısının şaquli quyruğunun istehsalında CM-dən istifadə təcrübəsi buna misal ola bilər. İstifadə olunan KM-nin anizotropiyasına görə, şaquli quyruq aviasiyada standart əmsalın 1,5 qatını təşkil edən təhlükəsizlik əmsalı ilə hazırlanmışdır ki, bu da nəticədə MiG-29-un kompozit şaquli quyruğunun çevrilməsinə səbəb oldu. duralumindən hazırlanmış klassik şaquli quyruğun dizaynına çəki ilə bərabər olmalıdır.

Bununla belə, bir çox hallarda əmlak anizotropiyası faydalıdır. Məsələn, daxili təzyiqdə işləyən borular eksenel ilə müqayisədə çevrə istiqamətində iki dəfə qırılma gərginliyini yaşayır. Buna görə də, boru bütün istiqamətlərdə bərabər gücə malik olmamalıdır. Kompozitlər vəziyyətində, bu vəziyyət eksenel ilə müqayisədə çevrə istiqamətində möhkəmləndirmənin ikiqat artırılması ilə asanlıqla təmin edilə bilər.

Aşağı təsir gücü

Aşağı təsir gücü də təhlükəsizlik marjasının artırılması ehtiyacının səbəbidir. Bundan əlavə, aşağı təsir gücü CM məhsullarına yüksək zərər verir, yüksək ehtimal gizli qüsurlar, yalnız instrumental nəzarət üsulları ilə aşkar edilə bilər.

Yüksək xüsusi həcm

Yüksək xüsusi həcmdir əhəmiyyətli çatışmazlıq işğal edilmiş həcmdə ciddi məhdudiyyətlər olan ərazilərdə CM istifadə edərkən. Bu, məsələn, səsdən sürətli aviasiya sahəsinə aiddir, burada bir təyyarənin həcminin bir qədər artması belə dalğa aerodinamik sürüklənmənin əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb olur.

Higroskopiklik

Kompozit materiallar hiqroskopikdir, yəni CM-nin daxili strukturunun kəsilməsi ilə əlaqədar olan nəm udmağa meyllidirlər. At uzunmüddətli əməliyyat və 0 Selsi ilə təkrar temperatur keçidi, CM-nin strukturuna nüfuz edən su məhsulu içəridən CM-dən məhv edir (təsir təbiətcə məhvə bənzəyir. avtomobil yolları mövsümdənkənar). Ədalət naminə qeyd etmək lazımdır ki, bu çatışmazlıq, bağlayıcının doldurucuya kifayət qədər təsirli olmayan yapışmasına, həmçinin bağlayıcı matrixdə böyük həcmdə boşluqlara malik olan birinci nəsil kompozitlərə aiddir. Müasir növlər Minimum miqdarda qalıq qaz mağaraları ilə vakuum qəlibləmə yolu ilə əldə edilən (xüsusi sürtkü yağlarının istifadəsi ilə əldə edilən) bağlayıcının doldurucuya yüksək yapışması olan kompozitlər bu çatışmazlığa məruz qalmır, bu da xüsusən də tikməyə imkan verir. kompozit gəmilər, hava elektrik xətləri üçün kompozit möhkəmləndirmə və kompozit dayaqlar istehsal edir.

Bununla belə, CM-lər digər yüksək nüfuz edən mayeləri, məsələn, aviasiya kerosini və ya digər neft məhsulları qəbul edə bilər.

Toksiklik

Əməliyyat zamanı CM-lər tez-tez zəhərli olan tüstülər buraxa bilər. Əgər məhsullar insanın yaxınlığında yerləşdiriləcək CM-dən hazırlanırsa (belə bir nümunə Boeing 787 Dreamliner təyyarəsinin kompozit gövdəsi ola bilər), o zaman materialları təsdiqləmək üçün CM komponentlərinin insanlara təsiri ilə bağlı əlavə tədqiqatlar tələb olunur. CM istehsalında istifadə olunur.

Aşağı texniki qulluq istehsalı

Kompozit materiallar aşağı əməliyyat qabiliyyətinə, aşağı saxlanma qabiliyyətinə malik ola bilər və yüksək qiymətəməliyyat. Bu, xüsusi əmək tutumlu üsullardan (və bəzən əl işi), CM-dən obyektlərin tamamlanması və təmiri üçün xüsusi alətlər. Çox vaxt KM məhsulları heç bir zəriflik və təmirə məruz qalmır.

İstifadə sahələri

İstehlak malları

• Dəmir-beton ən qədim və sadə kompozit materiallardan biridir.
• üçün çubuqlar balıqçılıq fiberglas və karbon lifi
• fiberglas qayıqlar
• Avtomobil təkərləri
• Metal kompozitlər

İdman avadanlıqları

Kompozitlər idmanda möhkəm şəkildə qurulur: üçün yüksək nailiyyətlər yüksək güc və aşağı çəki tələb olunur və qiymət xüsusi rol oynamır.

• Velosipedlər
• Xizək ləvazimatları - dirəklər və xizəklər
• Xokkey çubuqları və konkilər
• Kayaks, kanoe və avar
• Yarış avtomobilləri və motosikletlər üçün kuzov hissələri
• Dəbilqələr

Dərman

Diş plombları üçün material. Plastik matris yaxşı doldurulma qabiliyyətinə xidmət edir, şüşə hissəcik doldurucusu aşınma müqavimətini artırır.

maşınqayırma

Maşınqayırmada kompozit materiallar yaratmaq üçün geniş istifadə olunur sürtünmə səthlərində qoruyucu örtüklər, eləcə də istehsalı üçün müxtəlif detallar mühərriklər daxili yanma(porşenlər, birləşdirən çubuqlar).

Xarakterik

Texnologiya polad-rezin sürtünmə cütlərində səthlərdə əlavə qoruyucu örtüklər yaratmaq üçün istifadə olunur. Texnologiyanın istifadəsi möhürlərin və şaftların iş dövrünü artırmağa imkan verir sənaye avadanlıqları su mühitində işləmək.

Kompozit materiallar bir neçə funksional cəhətdən fərqli materiallardan ibarətdir. Qeyri-üzvi materialların əsasını müxtəlif əlavələrlə dəyişdirilmiş maqnezium, dəmir və alüminium silikatları təşkil edir. Bu materiallarda faza keçidləri metalın son gücünə yaxın kifayət qədər yüksək yerli yüklərdə baş verir. Eyni zamanda, yüksək yerli yüklər zonasında səthdə yüksək möhkəmlikli bir keramet təbəqəsi yaranır, bunun sayəsində metal səthin strukturunu dəyişdirmək mümkündür.

Politetrafloroetilenlərə əsaslanan polimer materiallar partlayıcı materiallardan alınan ultradispers almaz-qrafit tozları, həmçinin yumşaq metalların ultra incə tozları ilə modifikasiya edilir. Materialın plastifikasiyası nisbətən aşağı (300 °C-dən az) temperaturda aparılır.

Təbii yağ turşularından əldə edilən orqanometalik materiallar əhəmiyyətli miqdarda turşu funksional qrupları ehtiva edir. Bunun sayəsində səth metal atomları ilə qarşılıqlı əlaqə istirahət rejimində həyata keçirilə bilər. Sürtünmə enerjisi prosesi sürətləndirir və çarpaz əlaqələrin görünüşünü stimullaşdırır.

Spesifikasiyalar

Qoruyucu örtük, kompozit materialın tərkibindən asılı olaraq, aşağıdakı xüsusiyyətlərlə xarakterizə edilə bilər:

• qalınlığı 100 mikrona qədər;
• mil səthinin təmizlik sinfi (9-a qədər);
• 1 - 3 mikron ölçülü məsamələrə sahib olmaq;
• sürtünmə əmsalı 0,01-ə qədər;
• metal və rezin səthinə yüksək yapışma.

Texniki və iqtisadi üstünlüklər

• Yüksək yerli yüklər zonasında səthdə yüksək möhkəmlikli keramet təbəqəsi əmələ gəlir;
• Politetrafloroetilenlərin səthində əmələ gələn təbəqə aşağı sürtünmə əmsalı və aşındırıcı aşınmaya qarşı aşağı müqavimətə malikdir;
• Metal-üzvi örtüklər yumşaqdır, aşağı sürtünmə əmsalı, məsaməli səthə malikdir, əlavə təbəqənin qalınlığı bir neçə mikrondur.

Texnologiyanın tətbiq sahələri

• çəkmək iş səthi sürtünməni azaltmaq və istirahət müddətində rezinlərin milə yapışmasının qarşısını alan ayırıcı təbəqə yaratmaq üçün möhürlər.
• avtomobil və təyyarə tikintisi üçün yüksək sürətli daxili yanma mühərrikləri.

Aviasiya və astronavtika

1960-cı illərdən etibarən güclü, yüngül və aşınmaya davamlı konstruksiyaların istehsalı üçün aviasiya və aerokosmik sahədə təcili ehtiyac yaranmışdır. Kompozit materiallardan təyyarələrin, süni peyklərin daşıyıcı konstruksiyalarının, gəmilər üçün istilik izolyasiya edən örtüklərin və kosmik zondların istehsalı üçün istifadə olunur. Getdikcə kompozitlər hava üçün dərilərin istehsalı üçün istifadə olunur və kosmik gəmi, və ən çox yüklənmiş güc elementləri.

Silah və hərbi texnika

Xüsusiyyətlərinə görə (güc və yüngüllük) CM-lər istehsal üçün hərbi işlərdə istifadə olunur. müxtəlif növlər zireh:

• bədən zirehləri (həmçinin bax kevlar)
• hərbi maşınlar üçün zireh

4-cü əsrə qədər e.ə e. silah kimi yayların bir hissəsi kimi geniş istifadə olunurdu.

həmçinin bax

• Kompozit armatur
• hibrid material

Qeydlər

1. J. Lubin. 1.2 Terminlər və təriflər // Kompozit materialların kitabçası: 2 kitab = Kompozitlər üzrə kitabça. - M.: Mashinostroenie, 1988. - T. 1. - 448 s. - ISBN 5-217-00225-5.

Ədəbiyyat

• Kerber ML, Polimer kompozit materiallar. Struktur. Xüsusiyyətlər. Texnologiya. - Sankt-Peterburq: Peşə, 2008. - 560 s.
• Vasiliev VV, Kompozit materiallardan hazırlanmış konstruksiyaların mexanikası. - M.: Mashinostroenie, 1988. - 272 s.
• Karpinos D.M., Kompozit materiallar. kataloq. - Kiyev, Naukova Dumka

Bağlantılar

• Kompozit materialların və strukturların mexanikası jurnalı
• "Elm şəhərindən kompozitlər"
• "Qara Qanad Texnologiyası"

kompozit material impex, kompozit material sudlal, kompozit materializm, kompozit materialşünaslıq

Kompozit Material Haqqında Məlumat

1. Kompozit və ya kompozit materiallar gələcəyin materiallarıdır.

Metalların müasir fizikası onların plastikliyinin, möhkəmliyinin və artmasının səbəblərini bizə ətraflı izah etdikdən sonra yeni materialların intensiv sistemli inkişafı başladı. Bu, yəqin ki, təsəvvür edilən gələcəkdə bugünkü adi ərintilərdən qat-qat yüksək gücə malik materialların yaradılmasına gətirib çıxaracaq. Bu halda, alüminium ərintilərinin poladın bərkidilməsi və yaşlanmasının artıq məlum mexanizmlərinə, bu məlum mexanizmlərin formalaşma prosesləri ilə birləşmələrinə və birləşmiş materialların yaradılması üçün çoxsaylı imkanlara çox diqqət yetiriləcəkdir. Liflər və ya dağılmış bərk maddələrlə gücləndirilmiş kompozit materiallar iki perspektivli yol açır. İlk dəfə olaraq qeyri-üzvi metal və ya üzvi polimer matrisinə şüşə, karbon, bor, berilyum, polad və ya bığlı monokristallardan hazırlanmış ən nazik yüksək möhkəm liflər daxil edilir. Bu birləşmə nəticəsində maksimum güc yüksək elastiklik modulu və aşağı sıxlıq ilə birləşdirilir. Kompozit materiallar gələcəyin belə materiallarıdır.

Kompozit material, daha davamlı bir materialın sapları, lifləri və ya lopaları şəklində möhkəmləndirici elementlərin olduğu struktur (metal və ya qeyri-metal) materialdır. Kompozit materialların nümunələri: bor, karbon, şüşə lifləri, yedəklər və ya onların əsasında parçalarla gücləndirilmiş plastik; polad filamentlər, berilyum ilə gücləndirilmiş alüminium. Komponentlərin həcm tərkibini birləşdirərək, lazımi güc, istilik müqaviməti, elastiklik modulu, aşınma müqaviməti dəyərlərinə malik kompozit materialları əldə etmək, həmçinin lazımi maqnit, dielektrik, radio uducu və digər xüsusi xüsusiyyətlər.

2. Kompozit materialların növləri.

2.1. Metal matrisli kompozit materiallar.

Kompozit materiallar və ya kompozit materiallar yüksək möhkəm liflərlə (lifli materiallar) və ya əsas metalda həll olmayan (dispersiya ilə gücləndirilmiş materiallar) incə dispersli odadavamlı hissəciklərlə möhkəmləndirilmiş metal matrisadan (adətən Al, Mg, Ni və onların ərintilərindən) ibarətdir. . Metal matris lifləri (dispers hissəciklər) vahid bir bütövlükdə birləşdirir. Müəyyən bir tərkibi təşkil edən lif (dispers hissəciklər) və bir bağlayıcı (matris) kompozit materiallar adlanır.

2.2. Qeyri-metal matrisli kompozit materiallar.

Qeyri-metal matrisli kompozit materiallar geniş tətbiq tapmışdır. Qeyri-metal matrislər kimi polimer, karbon və keramika materiallardan istifadə olunur. Polimer matrislərindən ən çox istifadə olunanlar epoksi, fenol-formaldehid və poliamiddir.
Kokslaşdırılmış karbon matrisləri və ya pirolizə məruz qalmış sintetik polimerlərdən alınan pirokarbon. Matris kompozisiyanı bağlayır, ona forma verir. Gücləndiricilər liflərdir: şüşə, karbon, bor, üzvi, bığlara əsaslanan (oksidlər, karbidlər, boridlər, nitridlər və s.), həmçinin yüksək möhkəmliyə və sərtliyə malik olan metal (tellər).

Kompozit materialların xassələri komponentlərin tərkibindən, onların birləşməsindən, kəmiyyət nisbətindən və aralarındakı bağlanma gücündən asılıdır.
Möhkəmləndirici materiallar liflər, yedəklər, iplər, lentlər, çox qatlı parçalar şəklində ola bilər.

Oriented materiallarda sertleştiricinin tərkibi 60-80 vol. %, qeyri-oriented (diskret lifləri və bığları ilə) - 20-30 vol. %. Liflərin gücü və elastiklik modulu nə qədər yüksəkdirsə, kompozit materialın gücü və sərtliyi bir o qədər yüksəkdir. Matrisin xassələri kəsmə və sıxılmada kompozisiyanın gücünü və yorğunluq çatışmazlığına qarşı müqavimətini müəyyən edir.

Sərtləşdiricinin növünə görə kompozit materiallar şüşə liflər, karbon lifli karbon lifləri, bor lifləri və orqano liflər kimi təsnif edilir.

Laminatlı materiallarda, bir bağlayıcı ilə hopdurulmuş liflər, iplər, lentlər döşəmə müstəvisində bir-birinə paralel olaraq qoyulur. Düz təbəqələr plitələrə yığılır. Xüsusiyyətləri anizotropikdir. Məhsuldakı materialın işləməsi üçün hərəkət edən yüklərin istiqamətini nəzərə almaq vacibdir. Həm izotrop, həm də anizotrop xüsusiyyətlərə malik materiallar yarada bilərsiniz.
Kompozit materialların xüsusiyyətlərini dəyişdirərək, lifləri müxtəlif açılarda qoya bilərsiniz. Materialın əyilmə və burulma sərtliyi paketin qalınlığı boyunca təbəqələrin qoyulması qaydasından asılıdır.

Üç, dörd və ya daha çox ipdən ibarət möhkəmləndirici elementlərin çəkilməsi istifadə olunur.
Üç qarşılıqlı perpendikulyar ipin quruluşu ən böyük tətbiqə malikdir. Sərtləşdiricilər eksenel, radial və dairəvi istiqamətlərdə yerləşdirilə bilər.

Üç ölçülü materiallar bloklar, silindrlər şəklində istənilən qalınlıqda ola bilər. Həcmli parçalar laylı parçalarla müqayisədə yırtılma gücünü və kəsilmə müqavimətini artırır. Kubun diaqonalları boyunca möhkəmləndirici maddənin genişləndirilməsi ilə dörd ipdən ibarət bir sistem qurulur. Dörd ipin quruluşu balanslaşdırılmışdır, əsas təyyarələrdə kəsmə sərtliyini artırmışdır.
Bununla belə, dörd istiqamətli material yaratmaq üç istiqamətli materiallardan daha çətindir.

3. Kompozit materialların təsnifatı.

3.1. Lifli kompozit materiallar.

Tez-tez kompozit material, hər bir təbəqənin çox sayda paralel davamlı liflərlə gücləndirildiyi qatlı bir quruluşdur. Hər bir təbəqə həm də parça halına salınmış davamlı liflərlə gücləndirilə bilər ki, bu da son materiala eninə və uzunluğuna uyğun gələn orijinal formadır. Liflərin üçölçülü strukturlara toxunması qeyri-adi deyil.

Kompozit materiallar adi ərintilərdən daha yüksək dartılma gücü və dözümlülük həddi (50-10%), elastiklik modulu, sərtlik əmsalı və aşağı çatlama həssaslığı ilə fərqlənir. Kompozit materialların istifadəsi strukturun sərtliyini artırır, eyni zamanda metal istehlakını azaldır.

Kompozit (lifli) materialların möhkəmliyi liflərin xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir; matris əsasən möhkəmləndirici elementlər arasında gərginlikləri yenidən bölüşdürməlidir. Buna görə də liflərin möhkəmliyi və elastiklik modulu matrisin möhkəmliyindən və elastiklik modulundan əhəmiyyətli dərəcədə böyük olmalıdır.
Sərt möhkəmləndirici liflər yük altında olan kompozisiyada yaranan gərginliyi qəbul edir, lifin istiqaməti istiqamətində ona möhkəmlik və sərtlik verir.

Alüminium, maqnezium və onların ərintilərini gücləndirmək üçün bor lifləri, həmçinin yüksək möhkəmliyə və elastiklik moduluna malik odadavamlı birləşmələrdən (karbidlər, nitridlər, boridlər və oksidlər) olan liflər istifadə olunur. Çox vaxt liflər kimi yüksək güclü polad tel istifadə olunur.

Titan və onun ərintilərini gücləndirmək üçün molibden məftil, sapfir lifləri, silisium karbid və titan borid istifadə olunur.

Nikel ərintilərinin istilik müqavimətinin artması, onları volfram və ya molibden tel ilə gücləndirməklə əldə edilir. Metal liflər yüksək istilik və elektrik keçiriciliyi tələb olunan hallarda da istifadə olunur. Yüksək güclü və yüksək modullu lifli kompozit materiallar üçün perspektivli sərtləşdiricilər alüminium oksidi və nitrid, silisium karbid və nitrid, karbidabor və s.-dən hazırlanmış bığlardır.

Metal əsaslı kompozit materiallar yüksək gücə və istilik müqavimətinə malikdir, eyni zamanda aşağı plastikliyə malikdir. Bununla belə, kompozit materiallardakı liflər matrisdə başlayan çatların yayılma sürətini azaldır və qəfil kövrək qırılma demək olar ki, tamamilə yox olur. Lifli biroxlu kompozit materialların fərqli xüsusiyyəti liflər boyunca və boyunca mexaniki xüsusiyyətlərin anizotropiyası və gərginlik konsentratorlarına aşağı həssaslıqdır.

Müqavimət sahəsini gərginlik sahələri ilə uyğunlaşdırmaqla xassələri optimallaşdırmaq üçün hissələrin layihələndirilməsi zamanı lifli kompozit materialların xassələrinin anizotropiyası nəzərə alınır.

Alüminium, maqnezium və titan ərintilərinin bor, silisium karbid, titan doborid və alüminium oksidin davamlı odadavamlı lifləri ilə möhkəmləndirilməsi istilik müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Kompozit materialların bir xüsusiyyəti artan temperaturla vaxtında yumşalma sürətinin aşağı olmasıdır.

Bir və iki ölçülü möhkəmləndirmə ilə kompozit materialların əsas çatışmazlığı interlaminar kəsmə və eninə kəsilməyə qarşı aşağı müqavimətdir. Həcmli möhkəmləndirici materiallar bundan məhrumdur.

3.2. Dispersiya ilə gücləndirilmiş kompozit materiallar.

Lifli kompozit materiallardan fərqli olaraq, dispersiya ilə gücləndirilmiş kompozit materiallarda matris əsas yükdaşıyan elementdir və dispers hissəciklər ondakı dislokasiyaların hərəkətini ləngidir.
Yüksək möhkəmlik 10-500 nm hissəcik ölçüsü ilə, aralarındakı orta məsafə 100-500 nm və matrisdə vahid paylanması ilə əldə edilir.
Sərtləşmə fazalarının həcmindən asılı olaraq möhkəmlik və istilik müqaviməti aşqar qanununa tabe olmur. Müxtəlif metallar üçün ikinci fazanın optimal tərkibi eyni deyil, lakin adətən 5-10 volu keçmir. %.

Möhkəmləndirici fazalar kimi matris metalında həll olmayan dayanıqlı odadavamlı birləşmələrin (torium, hafnium, itrium oksidləri, oksidlərin kompleks birləşmələri və nadir torpaq metalları) istifadəsi materialın yüksək möhkəmliyini 0,9-0,95 T-dək saxlamağa imkan verir. Bununla əlaqədar olaraq, bu cür materiallar tez-tez istiliyə davamlı olaraq istifadə olunur. Mühəndislikdə istifadə olunan əksər metallar və ərintilər əsasında dispersiya ilə gücləndirilmiş kompozit materiallar əldə edilə bilər.

Alüminium əsasında ən çox istifadə edilən ərintilər - SAP (sinterlənmiş alüminium tozu).

Bu materialların sıxlığı alüminiumun sıxlığına bərabərdir, onlar korroziyaya davamlılıq baxımından ondan aşağı deyillər və hətta 250-500 °C temperatur aralığında işləyərkən titan və korroziyaya davamlı çelikləri əvəz edə bilərlər. Uzunmüddətli möhkəmlik baxımından onlar işlənmiş alüminium ərintilərindən üstündürlər. SAP-1 və SAP-2 ərintilərinin 500°C-də uzunmüddətli gücü 45-55 MPa-dır.

Nikel dispersiyası ilə gücləndirilmiş materiallar üçün böyük perspektivlər.
Nikel əsaslı ərintilər 2-3 vol. % torium dioksid və ya hafnium dioksid. Bu ərintilərin matrisi adətən Ni + 20% Cr, Ni + 15% Mo, Ni + 20% Cr və Mo-dan ibarət bərk məhluldur. VDU-1 (torium dioksidi ilə bərkimiş nikel), VDU-2 (hafnium dioksidi ilə bərkimiş nikel) və VD-3 (torium oksidi ilə bərkimiş Ni + 20% Cr matrisi) ərintiləri geniş tətbiq olundu. Bu ərintilər yüksək istilik müqavimətinə malikdir. Dispersiya ilə gücləndirilmiş kompozit materiallar, eləcə də lifli olanlar temperaturun artması ilə yumşalma və müəyyən bir temperaturda saxlama müddəti ilə davamlıdır.

3.3. Fiberglas.

Fiberglas, bağlayıcı olan sintetik qatran və şüşə lifi doldurucudan ibarət kompozisiyadır. Doldurucu olaraq davamlı və ya qısa şüşə lif istifadə olunur. Şüşə lifinin gücü onun diametrinin azalması ilə kəskin şəkildə artır (qalın hissələrdə baş verən qeyri-homogenlik və çatların təsiri ilə). Fiberglasın xassələri onun tərkibindəki qələvi tərkibindən də asılıdır; aluminoborosilikat tərkibli qələvisiz şüşələrin ən yaxşı performansı.

İstiqamətsiz şüşə lifləri doldurucu kimi qısa bir lif ehtiva edir. Bu, mürəkkəb formalı hissələri metal fitinqlərlə basmağa imkan verir. Material pres tozlarından və hətta liflərdən daha yüksək izotopik möhkəmlik xüsusiyyətləri ilə əldə edilir. Belə bir materialın nümayəndələri AG-4V şüşə lifləri, həmçinin güc elektrik hissələrinin, maşınqayırma hissələrinin (makaralar, nasos möhürləri və s.) İstehsalında istifadə olunan DSV (ölçülü şüşə lifləri)dır. Doymamış polyesterləri bağlayıcı kimi istifadə edərkən, PSK premiksləri (pasta) və prepregs AP və PPM (şüşə mat əsasında) əldə edilir. Prepregs sadə formalı böyük ölçülü məhsullar üçün istifadə edilə bilər (avtomobil gövdələri, qayıqlar, alət qutuları və s.).

İstiqamətləndirilmiş fiberglas, yönləndirilmiş ayrı iplərdə düzülmüş və bir bağlayıcı ilə diqqətlə yapışdırılmış uzun liflər şəklində bir doldurucuya malikdir. Bu, daha yüksək gücə malik fiberglas təmin edir.

Fiberglas -60 ilə 200 ° C arasında olan temperaturda, eləcə də tropik şəraitdə işləyə bilər, böyük inertial aşırı yüklərə tab gətirə bilər.
İki il qocaldıqda, yaşlanma əmsalı K = 0,5-0,7.
İonlaşdırıcı şüalanma onların mexaniki və elektrik xüsusiyyətlərinə az təsir edir. Onlar fitinqlər və iplər ilə yüksək möhkəmliyə malik hissələri istehsal etmək üçün istifadə olunur.

3.4. Karbon lifləri.

Karbon lifləri (karbon plastikləri) bir polimer bağlayıcıdan (matris) və karbon lifləri (karbon lifləri) şəklində möhkəmləndirici maddələrdən ibarət kompozisiyalardır.

Karbon liflərinin yüksək C-C əlaqə enerjisi onlara çox yüksək temperaturda (neytral və azaldıcı mühitlərdə 2200 ° C-ə qədər), eləcə də aşağı temperaturda möhkəmliyini saxlamağa imkan verir. Liflər oksidləşmədən qoruyucu örtüklərlə (pirolitik) qorunur. Şüşə liflərdən fərqli olaraq, karbon lifləri bağlayıcı ilə zəif islanır.
(aşağı səth enerjisi), buna görə də onlar həkk olunur. Bu, karbon liflərinin səthindəki karboksil qrupunun tərkibinə görə aktivləşmə dərəcəsini artırır. Karbon lifinin interlaminar kəsmə gücü 1,6-2,5 dəfə artır. TiO, AlN və SiN bığ kristallarının bığlanmasından istifadə olunur ki, bu da təbəqələrarası sərtliyin 2 dəfə və möhkəmliyini 2,8 dəfə artırır. Məkanla gücləndirilmiş konstruksiyalar istifadə olunur.

Bağlayıcılar sintetik polimerlərdir (polimer karbon lifləri); pirolizə məruz qalmış sintetik polimerlər (kokslaşdırılmış karbon lifləri); pirolitik karbon (pirokarbon karbon lifləri).

Epoksifenolik karbon lifləri KMU-1l, karbon lenti ilə gücləndirilmiş və yedəkdəki KMU-1u, bığ kristalları ilə viserləşdirilmiş, 200 ° C-ə qədər olan temperaturda uzun müddət işləyə bilər.

Karbofiber KMU-3 və KMU-2l epoksiyanilino-formaldehid bağlayıcı üzərində əldə edilir, 100 ° C-ə qədər temperaturda işlənə bilər, onlar texnoloji cəhətdən ən inkişaf etmişlərdir. Karbon lifləri KMU-2 və
Poliimid bağlayıcıya əsaslanan KMU-2l temperaturlara qədər istifadə edilə bilər
300 °C.

Karbon lifləri yüksək statik və dinamik yorğunluq müqaviməti ilə seçilir, normal və çox aşağı temperaturda bu xassəsini saxlayır (lifin yüksək istilik keçiriciliyi daxili sürtünmə nəticəsində materialın özünü qızdırmasının qarşısını alır). Suya və kimyəvi maddələrə davamlıdırlar. Havada rentgen şüalarına məruz qaldıqdan sonra E və E demək olar ki, dəyişmir.

Karbon lifinin istilik keçiriciliyi fiberglasın istilik keçiriciliyindən 1,5-2 dəfə yüksəkdir. Onlar aşağıdakı elektrik xüsusiyyətlərinə malikdirlər: = 0,0024-0,0034 Ohm sm (liflər boyunca); ? \u003d 10 və tg \u003d 0,001 (cari 10 Hz tezliyində).

Carboglass lifləri karbon şüşə lifləri ilə birlikdə materialın qiymətini azaldır.

3.5. Karbon matrisli karbon lifi.

Kokslaşan materiallar inert və ya azaldıcı atmosferdə pirolizə məruz qalmış adi polimer karbon liflərindən əldə edilir. 800-1500 °C temperaturda karbonlaşmış karbonlaşmışlar, 2500-3000 °C-də isə qrafitləşmiş karbon lifləri əmələ gəlir. Pirokarbon materiallarını əldə etmək üçün bərkidici məmulatın formasına uyğun düzülür və qaz halında olan karbohidrogenin (metan) keçirildiyi sobaya qoyulur. Müəyyən bir rejimdə (temperatur 1100 °C və qalıq təzyiq 2660 Pa) metan parçalanır və nəticədə meydana gələn pirolitik karbon gücləndirici agentin lifləri üzərində yatır və onları bağlayır.

Bağlayıcının pirolizi zamanı əmələ gələn koks karbon lifinə yüksək yapışma gücünə malikdir. Bu baxımdan, kompozit material yüksək mexaniki və ablativ xüsusiyyətlərə, termal şoka qarşı müqavimətə malikdir.

KUP-VM tipli karbon matriksli karbon lifi möhkəmlik və təsir gücünə görə xüsusi qrafitlərdən 5-10 dəfə üstündür, inert atmosferdə və vakuumda qızdırıldıqda 2200-ə qədər möhkəmliyini saxlayır.
°C, havada 450 °C-də oksidləşir və qoruyucu örtük tələb edir.
Bir karbon lifinin karbon matrisi ilə sürtünmə əmsalı yüksəkdir (0,35-0,45), aşınma isə aşağıdır (əyləc üçün 0,7-1 mikron).

3.6. Bor lifləri.

Bor lifləri bir polimer bağlayıcı və gücləndirici maddə - bor liflərinin tərkibləridir.

Bor lifləri yüksək sıxılma gücü, kəsilmə, aşağı sürüşmə, yüksək sərtlik və elastiklik modulu, istilik və elektrik keçiriciliyi ilə fərqlənir. Bor liflərinin hüceyrə mikrostrukturu matrislə interfeysdə yüksək kəsilmə gücünü təmin edir.

Davamlı bor lifinə əlavə olaraq, ölçülü sabitlik verən bir neçə paralel bor lifinin şüşə lifi ilə toxunduğu mürəkkəb bor camitləri istifadə olunur. Bor şüşə liflərinin istifadəsi materialın istehsalının texnoloji prosesini asanlaşdırır.

Bor lifinin alınması üçün matris kimi dəyişdirilmiş epoksi və poliimid bağlayıcılardan istifadə olunur. Bor lifləri KMB-1 və
KMB-1k 200 °C temperaturda uzunmüddətli istismar üçün nəzərdə tutulmuşdur; KMB-3 və KMB-3k emal zamanı yüksək təzyiq tələb etmir və 100 ° C-dən çox olmayan temperaturda işləyə bilər; KMB-2k 300 °C-də işləyir.

Bor lifləri yüksək yorulma müqavimətinə malikdir, radiasiyaya, suya, üzvi həlledicilərə və yanacaq-sürtkü materiallarına davamlıdır.

3.7. Üzvi liflər.

Üzvi liflər sintetik liflər şəklində polimer bağlayıcı və möhkəmləndirici maddələrdən (dolduruculardan) ibarət kompozit materiallardır. Belə materiallar aşağı çəkiyə, nisbətən yüksək xüsusi gücə və sərtliyə malikdir və dəyişən yüklərin və temperaturun kəskin dəyişməsinin təsiri altında sabitdir. Sintetik liflər üçün toxuculuq emalı zamanı güc itkisi azdır; zədələrə daha az həssasdırlar.

Orqan lifləri üçün elastiklik modulunun dəyərləri və sərtləşdirici və bağlayıcının xətti genişlənməsinin temperatur əmsalları yaxındır.
Bağlayıcı komponentlərin lifə yayılması və onların arasında kimyəvi qarşılıqlı əlaqə var. Materialın strukturu qüsursuzdur. Məsaməlilik 1-3%-dən çox deyil (digər materiallarda 10-20%). Beləliklə, kəskin temperatur düşməsi, zərbə və tsiklik yüklərin təsiri ilə orqano-liflərin mexaniki xüsusiyyətlərinin sabitliyi. Zərbə gücü yüksəkdir (400-700kJ/m²). Bu materialların dezavantajı nisbətən aşağı sıxılma gücü və yüksək sürünmədir (xüsusilə elastik liflər üçün).

Üzvi liflər aqressiv mühitlərdə və rütubətli tropik iqlimdə sabitdir; dielektrik xassələri yüksək, istilik keçiriciliyi isə aşağıdır. Əksər orqan lifləri 100-150 ° C temperaturda və poliimid bağlayıcı və polioksadiazol lifləri əsasında - 200-300 ° C temperaturda uzun müddət işləyə bilər.

Birləşdirilmiş materiallarda sintetik liflərlə yanaşı, mineral liflər (şüşə, karbon lifləri və bor lifləri) istifadə olunur. Bu cür materiallar daha çox gücə və sərtliyə malikdir.

4. Kompozit materiallardan istifadənin iqtisadi səmərəliliyi.

Kompozit materialların tətbiqi sahələri məhdud deyil. Onlar aviasiyada təyyarələrin yüksək yüklü hissələri (dəri, şpallar, qabırğalar, panellər və s.) və mühərriklər (kompressor qanadları və turbinlər və s.), kosmik texnologiyada isitməyə məruz qalan nəqliyyat vasitələrinin yükdaşıyan konstruksiyalarının aqreqatları üçün istifadə olunur. , bərkidici elementlər, panellər üçün , avtomobil sənayesində kuzovları, yayları, çərçivələri, kuzov panellərini, bamperləri və s. yüngülləşdirmək üçün, mədən sənayesində (qazma alətləri, kombayn hissələri və s.), mülki tikintidə (körpü aşırımları, hündürmərtəbəli binaların yığma konstruksiyalarının elementləri və s.) və s.) və xalq təsərrüfatının digər sahələrində.

Kompozit materialların istifadəsi mühərriklərin, güc və nəqliyyat qurğularının gücünün artırılmasında, maşın və cihazların çəkisinin azaldılmasında yeni keyfiyyət sıçrayışı təmin edir.

Kompozit materiallardan yarımfabrikatların və məmulatların alınması texnologiyası yaxşı işlənib.

Qeyri-metal matrisli kompozit materiallar, yəni polimer karbon lifləri gəmiqayırma və avtomobil sənayesində (bədən avtomobilləri, şassilər, pervaneler) istifadə olunur; onlardan podşipniklər, qızdırıcı panellər, idman avadanlıqları, kompüter hissələri hazırlanır. Yüksək modullu karbon lifləri təyyarə hissələrinin istehsalı üçün, kimya sənayesi üçün avadanlıqlar, rentgen avadanlıqlarında və s.

Karbon matrisi karbon lifi müxtəlif növ qrafiti əvəz edir. Onlar istilik qorunması, təyyarə əyləc diskləri, kimyəvi davamlı avadanlıq üçün istifadə olunur.

Bor liflərindən hazırlanmış məmulatlar aviasiya və kosmik texnikada (profillər, panellər, rotorlar və kompressor qanadları, pervane qanadları və helikopterlərin ötürücü valları və s.) istifadə olunur.

Organofibers elektrik və radio sənayesində, aviasiya texnologiyasında və avtomobil mühəndisliyində izolyasiya struktur materialı kimi istifadə olunur; onlardan borular, reagentlər üçün qablar, gəmi gövdəsi örtükləri və s.

Avadanlıqların alqı-satqısı ilə bağlı elanlara buradan baxmaq olar

Polimer markalarının üstünlükləri və xüsusiyyətləri haqqında burada müzakirə edə bilərsiniz

Şirkətinizi Biznes Rehberində qeydiyyatdan keçirin