การใช้วัสดุคอมโพสิต วัสดุคอมโพสิต การใช้งาน

วัสดุขึ้นอยู่กับส่วนประกอบหลายอย่างซึ่งกำหนดลักษณะการทำงานและเทคโนโลยี คอมโพสิตขึ้นอยู่กับเมทริกซ์ที่มีพื้นฐานมาจากโลหะ โพลีเมอร์หรือเซรามิก การเสริมแรงเพิ่มเติมทำได้โดยฟิลเลอร์ในรูปของเส้นใย หนวดเครา และอนุภาคต่างๆ

คอมโพสิตเป็นอนาคตหรือไม่?

ความเป็นพลาสติก ความแข็งแรง ขอบเขตการใช้งานที่กว้าง - นี่คือสิ่งที่แตกต่างของความทันสมัย วัสดุคอมโพสิต. ในแง่ของการผลิตคืออะไร? วัสดุเหล่านี้ประกอบด้วยฐานโลหะหรืออโลหะ ใช้เกล็ดที่มีความแข็งแรงสูงเพื่อเสริมความแข็งแรงของวัสดุ ได้แก่พลาสติกซึ่งเสริมด้วยโบรอน คาร์บอน ใยแก้ว หรืออลูมิเนียม เสริมด้วยเหล็กหรือเส้นใยเบริลเลียม หากคุณรวมเนื้อหาของส่วนประกอบเข้าด้วยกัน คุณจะได้คอมโพสิตที่มีความแข็งแรง ความยืดหยุ่น ความต้านทานต่อการเสียดสีต่างกัน

ประเภทหลัก

การจำแนกประเภทของคอมโพสิตขึ้นอยู่กับเมทริกซ์ซึ่งอาจเป็นโลหะหรืออโลหะ วัสดุที่มีเมทริกซ์โลหะจากอะลูมิเนียม แมกนีเซียม นิกเกิล และโลหะผสมของวัสดุดังกล่าวจะมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นเนื่องจากวัสดุที่มีเส้นใยหรืออนุภาควัสดุทนไฟที่ไม่ละลายในโลหะพื้นฐาน

คอมโพสิตที่มีเมทริกซ์ที่ไม่ใช่โลหะขึ้นอยู่กับโพลีเมอร์ คาร์บอน หรือเซรามิก ในบรรดาเมทริกซ์โพลีเมอร์ที่นิยมมากที่สุด ได้แก่ อีพ็อกซี่ โพลีเอไมด์ และฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์ รูปร่างขององค์ประกอบถูกกำหนดโดยเมทริกซ์ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะชนิดหนึ่ง เพื่อเสริมความแข็งแกร่งของวัสดุใช้เส้นใย, เชือก, ด้าย, ผ้าหลายชั้น

การผลิตวัสดุคอมโพสิตขึ้นอยู่กับวิธีการทางเทคโนโลยีดังต่อไปนี้:

• การชุบเส้นใยเสริมแรงด้วยวัสดุเมทริกซ์
• การขึ้นรูปในแม่พิมพ์ของเทปเสริมแรงและเมทริกซ์
• การกดส่วนประกอบด้วยความเย็นด้วยการเผาเพิ่มเติม
• การเคลือบเส้นใยเคมีไฟฟ้าและการกดเพิ่มเติม
• การสะสมของเมทริกซ์โดยการพ่นพลาสมาและการบีบอัดที่ตามมา

ตัวชุบแข็งอะไร?

วัสดุคอมโพสิตพบการใช้งานในหลายอุตสาหกรรม มันคืออะไรเราได้พูดไปแล้ว วัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุที่มีส่วนประกอบหลายอย่างซึ่งจำเป็นต้องเสริมความแข็งแกร่งด้วยเส้นใยหรือคริสตัลพิเศษ ความแข็งแรงของวัสดุคอมโพสิตนั้นขึ้นอยู่กับความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของเส้นใยด้วย คอมโพสิตทั้งหมดสามารถแบ่งออกได้ขึ้นอยู่กับชนิดของสารชุบแข็ง:

• บนไฟเบอร์กลาส
• เส้นใยคาร์บอนที่มีเส้นใยคาร์บอน
• เส้นใยโบรอน
• เส้นใยอวัยวะ

วัสดุเสริมความแข็งแรงสามารถซ้อนกันเป็นเกลียวสอง สาม สี่เส้น หรือมากกว่า ยิ่งมีมาก วัสดุคอมโพสิตที่แข็งแรงและเชื่อถือได้มากขึ้นจะทำงานได้

ไม้คอมโพสิต

แยกเป็นมูลค่าการกล่าวขวัญไม้คอมโพสิต ได้มาจากการรวมวัตถุดิบประเภทต่างๆ ในขณะที่ไม้ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบหลัก ทั้งหมด ไม้-พอลิเมอร์คอมโพสิตประกอบด้วยสามองค์ประกอบ:

• เศษไม้บด
• เทอร์โมพลาสติกโพลีเมอร์ (PVC, polyethylene, polypropylene);
• คอมเพล็กซ์ของสารเคมีในรูปแบบของตัวดัดแปลง - มีมากถึง 5% ในองค์ประกอบของวัสดุ

ไม้คอมโพสิตที่นิยมใช้กันมากที่สุดคือแผ่นคอมโพสิต เอกลักษณ์อยู่ที่การผสมผสานคุณสมบัติของทั้งไม้และโพลีเมอร์ ซึ่งช่วยขยายขอบเขตการใช้งานได้อย่างมาก ดังนั้นบอร์ดจึงโดดเด่นด้วยความหนาแน่น (ตัวบ่งชี้ได้รับผลกระทบจากเรซินฐานและความหนาแน่นของอนุภาคไม้) ทนต่อการดัดงอได้ดี ในขณะเดียวกัน วัสดุก็เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม รักษาเนื้อสัมผัส สี และกลิ่น ไม้ธรรมชาติ. การใช้แผ่นคอมโพสิตนั้นปลอดภัยอย่างยิ่ง เนื่องจากสารเติมแต่งโพลีเมอร์ บอร์ดคอมโพสิตจึงได้มา ระดับสูงทนต่อการสึกหรอและทนต่อความชื้น สามารถใช้สำหรับตกแต่งระเบียง ทางเดินในสวนแม้ว่าจะบรรทุกของหนักก็ตาม

คุณสมบัติการผลิต

ไม้คอมโพสิตมีโครงสร้างพิเศษเนื่องจากการผสมผสานระหว่างฐานโพลีเมอร์กับไม้ ในบรรดาวัสดุประเภทนี้สามารถสังเกตได้ว่าเป็นเศษไม้ ความหนาแน่นต่างกัน, แผ่นไม้อัดร่องลาย และคอมโพสิตไม้พอลิเมอร์ การผลิตวัสดุคอมโพสิตประเภทนี้ดำเนินการในหลายขั้นตอน:

1. ไม้เป็นฝอย ด้วยเหตุนี้จึงใช้เครื่องบด หลังจากการบดไม้จะถูกคัดแยกและแบ่งเป็นเศษส่วน หากความชื้นของวัตถุดิบสูงกว่า 15% จะต้องทำให้แห้ง
2. ส่วนประกอบหลักถูกเติมและผสมในสัดส่วนที่แน่นอน
3. ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปถูกกดและจัดรูปแบบเพื่อรับการนำเสนอ

ลักษณะสำคัญ

เราได้อธิบายวัสดุผสมพอลิเมอร์ที่นิยมใช้กันมากที่สุด สิ่งที่เป็นที่ชัดเจนในตอนนี้ ด้วยโครงสร้างที่เป็นชั้นๆ จึงสามารถเสริมความแข็งแรงแต่ละชั้นด้วยเส้นใยต่อเนื่องแบบขนานได้ เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญถึงลักษณะ คอมโพสิตที่ทันสมัยซึ่งแตกต่างกัน:

• ค่าความต้านทานชั่วคราวและขีดจำกัดความอดทนสูง
• ความยืดหยุ่นสูง
• ความแข็งแรงซึ่งทำได้โดยการเสริมชั้น
• เนื่องจากเส้นใยเสริมความแข็งแรงแบบแข็ง คอมโพสิตจึงมีความทนทานสูงต่อความเค้นดึง

คอมโพสิทที่ทำจากโลหะมีลักษณะเด่นคือมีความแข็งแรงและทนความร้อนสูง ในขณะที่ไม่ยืดหยุ่นในทางปฏิบัติ เนื่องจากโครงสร้างของเส้นใยทำให้อัตราการขยายพันธุ์ของรอยแตกซึ่งบางครั้งปรากฏในเมทริกซ์ลดลง

วัสดุพอลิเมอร์

โพลีเมอร์คอมโพสิตมีให้เลือกหลายแบบซึ่งจะเปิดขึ้น โอกาสที่ดีเกี่ยวกับการใช้งานในด้านต่างๆ ตั้งแต่ทันตกรรมไปจนถึงการผลิตอุปกรณ์การบิน คอมโพสิตที่ทำจากโพลีเมอร์นั้นเต็มไปด้วยสารต่างๆ

พื้นที่ใช้งานที่มีแนวโน้มมากที่สุด ได้แก่ การก่อสร้าง อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ การผลิตการขนส่งทางถนนและทางรถไฟ อุตสาหกรรมเหล่านี้มีสัดส่วนประมาณ 60% ของการใช้โพลีเมอร์ วัสดุคอมโพสิต.

เนื่องจากมีความเสถียรสูง พอลิเมอร์คอมโพสิตเพื่อการกัดกร่อนพื้นผิวเรียบและหนาแน่นของผลิตภัณฑ์ซึ่งได้จากการปั้นจะเพิ่มความน่าเชื่อถือและความทนทานของการทำงานของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

พิจารณาประเภทยอดนิยม

ไฟเบอร์กลาส

ใยแก้วที่เกิดจากแก้วอนินทรีย์หลอมเหลวถูกนำมาใช้เพื่อเสริมวัสดุคอมโพสิตเหล่านี้ เมทริกซ์นี้ใช้เรซินสังเคราะห์เทอร์โมเซตติงและเทอร์โมพลาสติกโพลีเมอร์ ซึ่งมีความแข็งแรงสูง ค่าการนำความร้อนต่ำ และคุณสมบัติของฉนวนไฟฟ้าสูง เริ่มแรกใช้ในการผลิตเสาอากาศเรโดมในรูปของโครงสร้างโดม ใน โลกสมัยใหม่พลาสติกไฟเบอร์กลาสมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมก่อสร้าง การต่อเรือ การผลิตอุปกรณ์ในครัวเรือนและรายการกีฬา และวิทยุอิเล็กทรอนิกส์

ในกรณีส่วนใหญ่ ไฟเบอร์กลาสผลิตขึ้นโดยใช้สปัตเตอร์ วิธีนี้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะในการผลิตขนาดเล็กและขนาดกลาง เช่น ตัวเรือ เรือ ห้องโดยสารสำหรับ การขนส่งทางถนน,เกวียนรถไฟ. เทคโนโลยีการสปัตเตอร์ทำให้สะดวกเพราะไม่ต้องตัดวัสดุแก้ว

CFRP

คุณสมบัติของวัสดุผสมจากพอลิเมอร์ทำให้สามารถใช้งานได้หลากหลายด้าน พวกเขาใช้เป็นเส้นใยคาร์บอนฟิลเลอร์ที่ได้จากเส้นใยสังเคราะห์และเส้นใยธรรมชาติตามเซลลูโลสสนาม เส้นใยได้รับการประมวลผลทางความร้อนในหลายขั้นตอน เมื่อเปรียบเทียบกับไฟเบอร์กลาสแล้ว คาร์บอนไฟเบอร์นั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยความหนาแน่นที่ต่ำกว่า ความเบาและความแข็งแรงของวัสดุที่สูงกว่า เนื่องจากคุณสมบัติการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์ของพลาสติกคาร์บอนไฟเบอร์ จึงถูกนำมาใช้ในงานวิศวกรรมเครื่องกลและการสร้างจรวด การผลิตพื้นที่และอุปกรณ์ทางการแพทย์ จักรยาน และอุปกรณ์กีฬา

ศัลยกรรมโบโรพลาสต์

วัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุหลายองค์ประกอบที่มีพื้นฐานมาจากเส้นใยโบรอนที่นำมาใช้ในเมทริกซ์พอลิเมอร์แบบเทอร์โมเซตติง เส้นใยนั้นแสดงด้วยเส้นใยเดี่ยว, มัด, ซึ่งถักด้วยด้ายแก้วเสริม เกลียวที่มีความแข็งสูงช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแข็งแรงและความต้านทานของวัสดุต่อปัจจัยที่ก้าวร้าว แต่ในขณะเดียวกัน โบโรพลาสติกก็เปราะ ซึ่งทำให้การประมวลผลซับซ้อน เส้นใยโบรอนมีราคาแพง ดังนั้นขอบเขตของพลาสติกโบรอนจึงจำกัดเฉพาะอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเป็นหลัก

ศัลยกรรมเสริมหน้าอก

ในวัสดุผสมเหล่านี้ เส้นใยสังเคราะห์ส่วนใหญ่ทำหน้าที่เป็นสารตัวเติม เช่น ใยพ่วง ด้าย ผ้า กระดาษ ในบรรดาคุณสมบัติพิเศษของพอลิเมอร์เหล่านี้ เราสามารถสังเกตได้ ความหนาแน่นต่ำความเบาเมื่อเทียบกับพลาสติกเสริมแรงด้วยแก้วและคาร์บอนไฟเบอร์ มีความต้านทานแรงดึงสูงและทนต่อแรงกระแทกและโหลดแบบไดนามิกสูง วัสดุคอมโพสิตนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมเครื่องกล การต่อเรือ อุตสาหกรรมยานยนต์ ในการผลิตเทคโนโลยีอวกาศ และวิศวกรรมเคมี

ประสิทธิภาพคืออะไร?

วัสดุคอมโพสิตอันเนื่องมาจากองค์ประกอบที่เป็นเอกลักษณ์ สามารถใช้ได้ในหลายพื้นที่:

• ด้านการบินในการผลิตเครื่องบินและชิ้นส่วนเครื่องยนต์
• เทคโนโลยีอวกาศสำหรับการผลิตโครงสร้างรับน้ำหนักของยานพาหนะที่ได้รับความร้อน
• อุตสาหกรรมยานยนต์เพื่อสร้างตัวถัง เฟรม แผง กันชน น้ำหนักเบา
• อุตสาหกรรมเหมืองแร่ในการผลิตเครื่องมือขุดเจาะ
• วิศวกรรมโยธาสำหรับการสร้างช่วงสะพาน องค์ประกอบของโครงสร้างสำเร็จรูปในอาคารสูง

การใช้คอมโพสิตช่วยเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์ โรงไฟฟ้า ในขณะที่ช่วยลดน้ำหนักของเครื่องจักรและอุปกรณ์

แนวโน้มคืออะไร?

ตามที่ตัวแทนของอุตสาหกรรมรัสเซียกล่าวว่าวัสดุคอมโพสิตเป็นวัสดุของคนรุ่นใหม่ มีการวางแผนว่าภายในปี 2563 ปริมาณการผลิตผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมคอมโพสิตในประเทศจะเพิ่มขึ้น โครงการนำร่องที่มุ่งพัฒนาวัสดุคอมโพสิตรุ่นใหม่กำลังดำเนินการอยู่ในประเทศแล้ว

การใช้คอมโพสิตเป็นสิ่งที่สมควรในหลายพื้นที่ แต่มีประสิทธิภาพสูงสุดในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับ เทคโนโลยีขั้นสูง. ตัวอย่างเช่น วันนี้ไม่มีเครื่องบินลำเดียวที่สร้างขึ้นโดยไม่ใช้วัสดุผสม และบางลำใช้วัสดุพอลิเมอร์ประมาณ 60%

เนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่จะรวมองค์ประกอบเสริมและเมทริกซ์ต่างๆ เข้าด้วยกัน จึงเป็นไปได้ที่จะได้องค์ประกอบที่มีลักษณะเฉพาะบางอย่าง และทำให้สามารถใช้วัสดุเหล่านี้ในด้านต่างๆ ได้

1. เซรามิกคอมโพสิต

เมื่อสร้างเครื่องยนต์เครื่องบินเจเนอเรชันใหม่เพื่อลดน้ำหนัก ลดการใช้เชื้อเพลิง และลดการปล่อยมลพิษ จะใช้วัสดุทนไฟที่เบาและทนทานสูง - คอมโพสิตเซรามิก

บน รูปที่ 1นำเสนอไดอะแกรมของกระบวนการทางเทคโนโลยีที่พัฒนาโดย NASA สำหรับการผลิตคอมโพสิต คอมโพสิตเมทริกซ์เซรามิกแทรกซึมละลาย.

ประการแรก ผ้าทำจากเส้นใยซิลิกอนคาร์ไบด์ (ชื่อทางการค้า Syramic) ชิ้นงานที่มีรูปร่างและขนาดที่กำหนดจะถูกหล่อขึ้นรูป จากนั้นชิ้นงานจะอิ่มตัวด้วยซิลิกอนคาร์ไบด์ที่หลอมเหลวและเผา

ไฟเบอร์ใช้ทำคอมโพสิทได้ Syramicหรือ Syramic โบรอนไนไตรด์เคลือบ. คอมโพสิตดังกล่าวทนความร้อนได้สูงถึง 1200 o C

เทคโนโลยีที่คล้ายคลึงกันนี้ถูกนำมาใช้ในการผลิตวัสดุคอมโพสิตออกไซด์ โดยที่เนื้อผ้าของวัสดุนั้น เน็กซ์เทล 720(ประกอบด้วย 85% Al 2 O 3 และ 15% SiO 2) อิ่มตัวในการหลอมของอะลูมิโนซิลิเกต

วัสดุคอมโพสิตมีโครงสร้างเป็นชั้น (ดูรูปที่. ข้าว. 2).

เมื่อเทียบกับวัสดุเซรามิกแบบเสาหิน (เช่น Si 3 N 4) เซรามิกคอมโพสิตจะไม่เปราะและทนต่อแรงกระแทกเพิ่มขึ้น (ดูรูปที่ ข้าว. 3 และ 4).

วัสดุคอมโพสิตเซรามิกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างเครื่องบินที่มีความเร็วเหนือเสียง (X37 orbital UAV, X51A WaveRider rocket (ดูรูปที่. ข้าว. 5 และ 6).

เมื่อบินด้วยความเร็ว 68 มัค อุณหภูมิพื้นผิวของขอบชั้นนำของเครื่องบินสามารถสูงถึง 2700 ° C และอุณหภูมิในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ ramjet ที่มีห้องเผาไหม้เหนือเสียง (scramjet) สามารถสูงถึง 3000 ° C

เพื่อให้การป้องกันความร้อนและคุณสมบัติความแข็งแรงสูงของโครงสร้างในระหว่างการให้ความร้อนตามหลักอากาศพลศาสตร์จึงใช้โครงสร้างแซนวิชหลายชั้น เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต/แกนโฟม (เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิตด้วย ชั้นในเซรามิกที่มีรูพรุน)

แผงแซนวิชคอมโพสิตที่มีความหนาแน่นประมาณ 1.06 ก./ซม. 3 มีความแข็งแรงและความแข็งแกร่งสูง ค่าสัมประสิทธิ์ การขยายตัวทางความร้อน, วัสดุหุ้มเซรามิกคอมโพสิตและมีรูพรุน วัสดุเซรามิกแกนจะถูกเลือกในลักษณะที่จะให้การไล่ระดับอุณหภูมิที่ด้านนอกและ พื้นผิวด้านในแผงแซนวิชประมาณ 1,000 ° C โดยไม่มีการแยกส่วนและการแตกร้าว

มีความหนาแน่นประมาณ 1.06 ก./ซม. มีความแข็งแรงและทนทานสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุคอมโพสิตเซรามิกของผิวหนังและวัสดุเซรามิกที่มีรูพรุนของแกนกลางถูกเลือกในลักษณะที่จะทำให้การไล่ระดับอุณหภูมิบนพื้นผิวด้านนอกและด้านในของแผงแซนวิชประมาณ 1,000 องศาเซลเซียสโดยไม่เกิดการแตกตัวและแตกร้าว .

ห้องเผาไหม้สแครมเจ็ทใช้ เซรามิกคอมโพสิตจากเซรามิกที่มีอุณหภูมิสูง. เซรามิกดังกล่าวซึ่งประกอบด้วยเซอร์โคเนียมไดโบไรด์และซิลิกอนคาร์ไบด์ถูกเผาโดยใช้การปล่อยประกายไฟด้วยไฟฟ้า ความถี่สูง(วิธีที่เรียกว่า SparcPlasma Sintering) เมื่อเทียบกับการกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน SparcPlasma Sintering จะสร้างโครงสร้างที่มีความหนาแน่นมากขึ้น (ดูรูปที่ รูปที่ 7 และ 8).

นอกจากนี้สำหรับห้องเผาไหม้ได้รับการพัฒนา "รักษาตัวเอง" วัสดุระเหยซึ่งมีการทดแทนสารที่ระดับไมโคร สิ่งเหล่านี้เรียกว่า "กระเบื้องเคลือบพอลิเมอร์รอง" ( แยก) (แผ่นชั้นเคลือบด้วยพอลิเมอร์รีไซเคิล) ที่มีองค์ประกอบต่างกัน มีการใช้คำว่า "ทุติยภูมิ" เนื่องจากแต่ละองค์ประกอบของเพลตมีพอลิเมอร์อย่างน้อยสองชั้น ปฏิกิริยาดูดความร้อนทุติยภูมิระหว่างกันจะดูดซับความร้อนจำนวนมาก ช่วยป้องกันความร้อนสูงเกินไปของวัสดุที่อยู่ด้านหลังแผ่นป้องกันความร้อน

เพื่อป้องกันคอมโพสิตเซรามิกที่มีซิลิกอนคาร์ไบด์จากปฏิกิริยากับผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้และไอน้ำ สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนนาโนคอมโพสิต.

2. วัสดุนาโนคอมโพสิตโครงสร้าง

โลหะผสมนาโนคอมโพสิตโลหะเซรามิก

อะลูมิเนียมและแมกนีเซียมอัลลอยเสริมด้วยอนุภาคนาโนเซรามิกใช้เป็นวัสดุก่อสร้างที่มีน้ำหนักเบา
ปัญหาหลักในการหล่อโลหะผสมดังกล่าวคือการกระจายอนุภาคนาโนเซรามิกในปริมาณที่สม่ำเสมอในปริมาตรการหล่อ เนื่องจากอนุภาคนาโนที่ละลายในน้ำได้ไม่ดี พวกมันจับตัวเป็นก้อนและไม่ถูกกวน มหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสัน (สหรัฐอเมริกา) ได้พัฒนาเทคโนโลยีสำหรับผสมอนุภาคนาโนในการหลอมโดยใช้คลื่นอัลตราโซนิกที่สร้างไมโครบับเบิลในการหลอมเหลว เมื่อ microbubbles ดังกล่าวยุบคลื่น microshock จะเกิดขึ้น คลื่นไมโครช็อตที่เข้มข้นจะกระจายอนุภาคนาโนอย่างมีประสิทธิภาพในปริมาตรของโลหะหลอมเหลว

วัสดุเซรามิกนาโนคอมโพสิต

การเพิ่มท่อนาโนคาร์บอนและฟูลเลอร์ (รวมถึงคาร์บอนนาโนวิสเกอร์) ลงในเมทริกซ์เซรามิกช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของเซรามิกส์ (ช่วยเพิ่มความเป็นพลาสติกและลดความเปราะบาง)

บน ข้าว. เก้าแสดงไมโครกราฟของท่อนาโนคาร์บอนในเมทริกซ์อะลูมิเนียมออกไซด์ เราสามารถเห็นการพัฒนาของ microcrack, carbon nanotubes (CNT) ซึ่งเป็นองค์ประกอบเสริมแรงที่ป้องกันการพัฒนาของรอยแตก

นอกจากท่อนาโนคาร์บอนแล้ว วัสดุคล้ายฟูลเลอรีนอนินทรีย์ (นาโนสเฟียร์หลายชั้นหรือท่อนาโนของทังสเตน ไททาเนียม ไนโอเบียม และโมลิบดีนัมไบซัลไฟด์) ยังถูกใช้เป็นองค์ประกอบเสริมในเซรามิกนาโนคอมโพสิต

ได้รับการยืนยันจากการทดลองแล้วว่า วัสดุคล้ายฟูลเลอรีนอนินทรีย์ทนทานต่อการรับน้ำหนักไดนามิกสูงถึง 210 ตัน/ซม. 2 (เทียบกับ 40 ตัน/ซม. 2 สำหรับเหล็กความแข็งแรงสูง) ซึ่งทำให้เป็นวัสดุที่มีแนวโน้มสูงสำหรับฟิลเลอร์ในพอลิเมอร์หรือคอมโพสิตเซรามิกที่ใช้เป็นเกราะเบา

วัสดุที่มีแนวโน้มสูงสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ คือเซรามิกส์ MAX เฟส (เฟส Mn+1AXn)– พอลิคริสตัลลีน นาโนลามิเนต ternary nitrides, คาร์ไบด์หรือทรานซิชันโลหะบอไรด์

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัสดุเหล่านี้ พวกเขาสามารถมีคุณสมบัติมัลติฟังก์ชั่นที่ไม่ซ้ำกันอย่างสมบูรณ์: แข็งแรง ในเวลาเดียวกันง่ายต่อการประมวลผล ทนต่ออุณหภูมิสูง มีการนำความร้อนสูง และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำมาก เปรียบเสมือนเซรามิกส์ที่สามารถตัดด้วยเลื่อยเลือยตัดโลหะธรรมดาได้

วัสดุ MAXphase ถูกค้นพบโดยนักวิจัยชาวอเมริกัน Prof. M. Barsoum (มหาวิทยาลัย Drexel - USA) ในปี พ.ศ. 2539

ถูกค้นพบโดยนักวิจัยชาวอเมริกัน Prof. M. Barsoum (มหาวิทยาลัย Drexel - USA) ในปี พ.ศ. 2539

การใช้งาน: พลังงาน (ค่าการนำไฟฟ้าสูง ความสามารถในการทนต่อโหลดทางกลสูง อุณหภูมิสูง) แก๊สและ กังหันไอน้ำ(มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำที่ อุณหภูมิสูง) การบินและอวกาศ บน ข้าว. 10นำเสนอไมโครกราฟของโครงสร้างนาโนลามิเนต MAXphase เซรามิกส์.

การแปรรูปวัสดุคอมโพสิต

การเกิดขึ้นของวัสดุคอมโพสิตใหม่ที่มีคุณสมบัติที่ดีขึ้นทำให้เกิดข้อกำหนดใหม่ในการพัฒนาเทคโนโลยีและเครื่องมือสำหรับการประมวลผล ใช้ในต่างประเทศ แนวทางที่ซับซ้อน: นักเทคโนโลยีสำหรับการแปรรูปโลหะและเซรามิกมีส่วนร่วมในโครงการเพื่อพัฒนาวัสดุใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผู้เชี่ยวชาญจากห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพสหรัฐฯ และห้องปฏิบัติการกองทัพอากาศสหรัฐฯ เข้าร่วมในโครงการของนาซ่า

ตัวอย่างเช่น สำหรับการเจาะรูในแผ่นและแผงเซรามิกคอมโพสิต จะใช้เครื่องมือที่มีเม็ดมีดเพชรคริสตัลไลน์ เช่นเดียวกับเครื่องมือโซลิดคาร์ไบด์ที่มีการเคลือบหลายชั้นนาโนคอมโพสิต

ในการต่อชิ้นส่วนที่ทำจากเซรามิกที่มีอุณหภูมิสูงโดยใช้เซอร์โคเนียมไดโบไรด์จะใช้บัดกรีพิเศษ

โดยเฉพาะโลหะผสม AgCuTi (ชื่อทางการค้า CusilABAและ Ticusil) รวมทั้งโลหะผสมที่มีส่วนผสมของแพลเลเดียม - โคบอลต์และพาลาเดียมนิกเกิล (เครื่องหมายการค้า Palcoและ ปัลนี) ให้การเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ของเซรามิกดังกล่าวกับ วัสดุก่อสร้างทำจากโลหะผสมโมลิบดีนัมทนไฟ

เอ.วี. Fedotov
ผู้อำนวยการฝ่ายพัฒนา
นปช. "เอลัน แพรกติก"

การใช้วัสดุคอมโพสิตในการก่อสร้าง

คอนกรีตราคาถูกและใช้งานได้หลากหลายเป็นหนึ่งในสิ่งที่ดีที่สุด วัสดุก่อสร้างในหลายประโยค เนื่องจากเป็นคอมโพสิตที่แท้จริง คอนกรีตทั่วไปจึงประกอบด้วยกรวดและทรายที่เชื่อมติดกันเป็นเมทริกซ์ของซีเมนต์ โดยมักจะเสริมเหล็กเสริมเพื่อเพิ่มความแข็งแรง คอนกรีตสามารถอัดได้ดีเยี่ยม แต่จะเปราะและอ่อนแรงเมื่อรับแรงดึง ความเค้นดึง เช่นเดียวกับการหดตัวของพลาสติกระหว่างการบ่ม ทำให้เกิดรอยแตกที่ดูดซับน้ำ ซึ่งนำไปสู่การกัดกร่อนในที่สุด อุปกรณ์โลหะและการสูญเสียความแข็งแรงของคอนกรีตอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างการทำลายของโลหะ

เหล็กเส้นคอมโพสิตได้รับการอนุมัติเมื่อ ตลาดการก่อสร้างเนื่องจากความทนทานต่อการกัดกร่อนที่พิสูจน์แล้ว แนวทางการออกแบบและโปรโตคอลการทดสอบใหม่และที่ได้รับการปรับปรุงทำให้วิศวกรสามารถเลือกพลาสติกเสริมแรงได้ง่ายขึ้น

พลาสติกเสริมใยแก้ว (ไฟเบอร์กลาส, หินบะซอลต์) ได้รับการพิจารณาว่าเป็นวัสดุในการปรับปรุงประสิทธิภาพของคอนกรีตมานานแล้ว

ในช่วง 15 ปีที่ผ่านมา เหล็กเส้นคอมโพสิตได้เปลี่ยนจากการเป็นต้นแบบทดลองมาเป็นการทดแทนเหล็กที่มีประสิทธิภาพในหลายโครงการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อราคาเหล็กสูงขึ้น

ตาข่ายคอมโพสิตในแผงคอนกรีตสำเร็จรูป: ตาข่ายอีพ็อกซี่คาร์บอน C-GRID ที่มีศักยภาพสูงจะมาแทนที่เหล็กแบบเดิมหรือเหล็กเส้นในโครงสร้างสำเร็จรูปเป็นการเสริมแรงรอง

C-GRID คือสายพ่วงแบบหยาบของสายพ่วงคาร์บอน/อีพอกซีเรซิน ใช้แทนตาข่ายเหล็กรองในแผ่นคอนกรีตและงานสถาปัตยกรรม ขนาดตาข่ายแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับคอนกรีตและชนิดของมวลรวมตลอดจนข้อกำหนดด้านความแข็งแรงของแผง

การใช้เส้นใยสั้นในคอนกรีตเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของมันเป็นเทคโนโลยีที่จัดตั้งขึ้นมานานหลายทศวรรษหรือหลายศตวรรษโดยพิจารณาว่าในจักรวรรดิโรมัน ครกเสริมด้วยผมม้า การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของคอนกรีต (ความสามารถในการทำให้พลาสติกเสียรูปโดยไม่แตกหัก) โดยการยึดส่วนของโหลดไว้เมื่อเมทริกซ์ได้รับความเสียหายและป้องกันการเติบโตของรอยแตก

การเพิ่มเส้นใยช่วยให้วัสดุเปลี่ยนรูปพลาสติกและทนต่อแรงดึงได้

ใช้คอนกรีตเสริมเหล็กเพื่อทำคานสะพานอัดแรงเหล่านี้ ไม่จำเป็นต้องใช้การเสริมแรงเนื่องจากวัสดุมีความยืดหยุ่นสูงและแข็งแรง ซึ่งได้มาจากเส้นใยเสริมเหล็กที่เติมลงในส่วนผสมคอนกรีต

วัสดุคอมโพสิตอลูมิเนียมเป็นแผงที่ประกอบด้วยแผ่นอลูมิเนียมสองแผ่นและพลาสติกหรือแร่บรรจุระหว่างกัน โครงสร้างคอมโพสิตของวัสดุทำให้มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง ผสมผสานกับความยืดหยุ่นและการต้านทานการแตกหัก การรักษาพื้นผิวด้วยสารเคมีและสีช่วยให้วัสดุมีความทนทานต่อการกัดกร่อนและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้ดีเยี่ยม ด้วยการผสมผสานสิ่งเหล่านี้ คุณสมบัติพิเศษวัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตเป็นวัสดุที่มีความต้องการมากที่สุดในการก่อสร้าง

อะลูมิเนียมคอมโพสิตมีข้อดีหลายประการที่ทำให้มั่นใจได้ว่าวัสดุดังกล่าวได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นทุกปี

น้ำหนักขั้นต่ำรวมกับความแข็งแกร่งสูง แผ่นอะลูมิเนียมคอมโพสิตมีลักษณะเฉพาะที่มีน้ำหนักเบาเนื่องจากการใช้แผ่นปิดอะลูมิเนียมและชั้นแกนน้ำหนักเบาที่ผสานเข้ากับความแข็งแกร่งสูงจากการผสมผสานของวัสดุดังกล่าว ในแง่ของการใช้งานกับโครงสร้างส่วนหน้า สถานการณ์นี้ทำให้วัสดุคอมโพสิตอะลูมิเนียมแตกต่างจากวัสดุทางเลือก เช่น แผ่นอลูมิเนียมและเหล็กกล้า หินแกรนิตเซรามิก แผ่นไฟเบอร์ซีเมนต์ การใช้วัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตช่วยลดน้ำหนักโดยรวมของโครงสร้างด้านหน้าที่มีการระบายอากาศได้อย่างมาก คอมโพสิต คอนกรีต อะลูมิเนียม โลหะ

วัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตสามารถต้านทานการบิดตัวได้ เหตุผลก็คือการทาชั้นบนสุดโดยการกลิ้ง มั่นใจได้ถึงความเรียบโดยใช้การรีดแทนการกดแบบธรรมดา ซึ่งให้ความสม่ำเสมอสูงในการใช้งานของชั้น ความเรียบสูงสุดคือ 2 มม. ต่อความยาว 1220 มม. ซึ่งเท่ากับ 0.16% ของความยาวด้านหลัง

• - ความยั่งยืน ทาสีต่ออิทธิพลของสิ่งแวดล้อม เนื่องจากการเคลือบหลายชั้นที่มีความเสถียรสูง วัสดุจึงไม่สูญเสียความเข้มของสีเป็นเวลานานภายใต้อิทธิพลของแสงแดดและส่วนประกอบในบรรยากาศที่รุนแรง
• - สีสันและพื้นผิวที่หลากหลาย วัสดุนี้ผลิตขึ้นด้วยสารเคลือบที่ทำจากแลคเกอร์: สีทึบและสีเมทัลลิกในสีและเฉดสีต่างๆ เคลือบหินและไม้ นอกจากนี้ แผงยังผลิตด้วยการเคลือบ "โครเมียม", "ทอง", แผงที่มีพื้นผิวที่มีพื้นผิว, แผงที่มีการเคลือบขัดเงาของ ของสแตนเลส,ไททาเนียม,ทองแดง.

แผงวัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตมีโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งเกิดขึ้นจากแผ่นอลูมิเนียมและฟิลเลอร์แกนหลัก การผสานกันของวัสดุเหล่านี้ทำให้แผงมีความแข็งแกร่งรวมกับความยืดหยุ่น ซึ่งทำให้วัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตทนต่อการรับน้ำหนักและการเสียรูปที่เกิดขึ้น สิ่งแวดล้อม. วัสดุไม่สูญเสียคุณสมบัติเป็นเวลานานมาก

ความต้านทานของวัสดุต่อการกัดกร่อนถูกกำหนดโดยการใช้แผ่นโลหะผสมอลูมิเนียมในโครงสร้างของแผง ปกป้องด้วยสีหลายชั้นและสารเคลือบเงา ในกรณีที่เกิดความเสียหายกับผิวเคลือบ พื้นผิวของแผ่นจะได้รับการปกป้องโดยการเกิดฟิล์มออกไซด์

โครงสร้างคอมโพสิตของแผงประกอบอลูมิเนียมช่วยให้มั่นใจ ฉนวนกันเสียงที่ดีโดยดูดซับคลื่นเสียงและแรงสั่นสะเทือน

แผงสามารถคล้อยตามประเภทของการประมวลผลทางกลได้อย่างง่ายดายเช่นการดัด, การตัด, การกัด, การเจาะ, การกลิ้ง, การเชื่อม, การติดกาวโดยไม่ทำลายการเคลือบและละเมิดโครงสร้างของวัสดุ ภายใต้โหลดที่เกิดขึ้นในกระบวนการดัดแผง รวมทั้งในรัศมี แผงหน้าปัดจะไม่มีการหลุดร่อนหรือการละเมิดของชั้นพื้นผิว เช่น การแตกร้าวของแผ่นอะลูมิเนียมและการทาสี ในระหว่างการผลิตที่โรงงาน แผงจะได้รับการคุ้มครองจากความเสียหายทางกลด้วยฟิล์มพิเศษ ซึ่งจะถูกลบออกหลังจากงานติดตั้งเสร็จสิ้น

แผงรับรูปร่างได้เกือบทุกรูปแบบ เช่น รัศมี ความเหมาะสมของวัสดุสำหรับการบัดกรีทำให้สามารถบรรลุรูปทรงที่ซับซ้อนของผลิตภัณฑ์ ซึ่งเป็นไปไม่ได้กับวัสดุอื่น ๆ ที่หันเข้าหากัน ยกเว้นอลูมิเนียม โดยที่วัสดุอะลูมิเนียมคอมโพสิตจะชนะในแง่ของน้ำหนักอย่างมีนัยสำคัญ

การใช้วัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตทำให้สามารถสร้างแผงหุ้มที่มีขนาดและรูปร่างต่างๆ ได้ ทำให้วัสดุนี้ขาดไม่ได้ในการแก้ปัญหาทางสถาปัตยกรรมที่ซับซ้อน

• - ระยะยาวบริการ วัสดุอลูมิเนียมคอมโพสิตทนต่อแรงกระแทกเป็นเวลานาน สภาพแวดล้อมภายนอกเช่น แสงแดด ฝน แรงลมความผันผวนของอุณหภูมิอันเนื่องมาจากการใช้สารเคลือบที่มีความเสถียรและการรวมกันของความแข็งแกร่งและความยืดหยุ่นที่เกิดขึ้นในวัสดุ อายุการใช้งานโดยประมาณของแผงภายนอกอาคารอยู่ที่ประมาณ 50 ปี
• - ดูแลน้อยที่สุดระหว่างการดำเนินการ การปรากฏตัวของสารเคลือบคุณภาพสูงช่วยในการทำความสะอาดแผงจากสิ่งปนเปื้อนภายนอกด้วยตนเอง นอกจากนี้ แผงหน้าปัดยังทำความสะอาดง่ายด้วยน้ำยาทำความสะอาดที่ไม่รุนแรง

สองเส้นทางที่มีแนวโน้มเปิดออก วัสดุผสมเสริมด้วยเส้นใยหรือของแข็งที่กระจายตัว

ในอดีต เส้นใยความแข็งแรงสูงที่บางที่สุดที่ทำจากแก้ว คาร์บอน โบรอน เบริลเลียม เหล็ก หรือผลึกเดี่ยวของมัสเกอร์ ถูกนำเข้าสู่โลหะอนินทรีย์หรือเมทริกซ์พอลิเมอร์อินทรีย์ ผลจากการรวมกันนี้ ความแข็งแรงสูงสุดรวมกับโมดูลัสความยืดหยุ่นสูงและความหนาแน่นต่ำ วัสดุคอมโพสิตเป็นวัสดุดังกล่าวในอนาคต

วัสดุคอมโพสิตเป็นวัสดุโครงสร้าง (โลหะหรืออโลหะ) ซึ่งมีองค์ประกอบเสริมแรงในรูปของเกลียว เส้นใย หรือสะเก็ดมากกว่า วัสดุคงทน. ตัวอย่างของวัสดุคอมโพสิต: พลาสติกเสริมด้วยโบรอน คาร์บอน ใยแก้ว สายไฟหรือผ้า อลูมิเนียมเสริมด้วยเส้นใยเหล็กเบริลเลียม

การรวมปริมาณเนื้อหาของส่วนประกอบเข้าด้วยกัน เป็นไปได้ที่จะได้วัสดุคอมโพสิตที่มีค่าความแข็งแรง ทนความร้อน โมดูลัสยืดหยุ่น ความต้านทานการขีดข่วน รวมทั้งสร้างองค์ประกอบด้วยแม่เหล็ก ไดอิเล็กตริก วิทยุดูดซับและอื่น ๆ ที่จำเป็น คุณสมบัติ.

วัสดุที่รวมกันทั้งหมดนี้รวมกันเป็นระบบ ระบบเสริมแรงแบบคอมโพสิตใช้สำหรับโครงสร้างเกือบทุกประเภท:

• 1. คอนกรีตและคอนกรีตเสริมเหล็ก
• 2. โลหะ (รวมทั้งเหล็กและอลูมิเนียม)
• 3. ไม้
• 4. อิฐ (หิน) ก่ออิฐ

พวกเขายังให้ความต้องการการช่วยชีวิตที่หลากหลาย:

• 1. การป้องกันการระเบิด การโจรกรรม และความเสียหาย
• 2. การเสริมแรงของโครงสร้าง
• 3. การป้องกันผนังขีปนาวุธและการป้องกันการระเบิด
• 4. การป้องกันสายเคเบิลและสายไฟจากการระเบิด

พิจารณาข้อดีและข้อเสียของวัสดุคอมโพสิต ศักดิ์ศรี:

• 1. ความต้านทานการกัดกร่อน
• 2. แรงดึง
• 3. ใช้งานง่าย
• 4. ราคาถูกกำลังแรงงาน
• 5. เวลานำสั้น
• 6. ไม่มีข้อจำกัดด้านมิติ
• 7. แรงเมื่อยล้าสูงมาก
• 8. ไม่ต้องการการอนุรักษ์
• 9. ความเป็นไปได้ของการใช้โครงสร้างจากวัสดุต่างๆ

ข้อเสีย:

• 1. ต้นทุนวัสดุสัมพัทธ์
• 2. ข้อจำกัดของขอบเขต

จากข้อดีและข้อเสียข้างต้น เราสามารถสรุปได้ว่า: อะไรเมื่อเทียบกับ วัสดุทั่วไป, คอมโพสิตมีข้อเสียเพียงอย่างเดียว - เพียงพอแล้ว ราคาสูง. ดังนั้น จึงอาจเชื่อได้ว่าวิธีนี้มีราคาแพง แต่ถ้าเปรียบเทียบปริมาณการใช้วัสดุเหล็กเพื่อการเสริมแรง ก็จะมากกว่าคอมโพสิตประมาณสามสิบเท่า ข้อดีอื่นๆ ของวัสดุคอมโพสิตคือการลดต้นทุนความพยายามอย่างมาก เนื่องจากลดเวลาในการทำงาน แรงงาน และอุปกรณ์ทางกล ดังนั้นระบบเสริมแรงแบบคอมโพสิตจึงเป็นคู่แข่งหลักของการใช้เหล็ก

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีข้อดีเหนือกว่าวัสดุทั่วไป แต่วัสดุคอมโพสิตก็มีข้อเสียในตัวเอง ซึ่งรวมถึงความต้านทานไฟต่ำ การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเมื่อสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต และการแตกร้าวที่อาจเกิดขึ้นได้เมื่อปริมาตรเปลี่ยนแปลงภายใต้สภาวะที่จำกัดเสรีภาพในการเสียรูป คุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของวัสดุเหล่านี้ทำให้ไวต่อความผันผวนของอุณหภูมิ ที่อุณหภูมิสูง มีแนวโน้มที่จะเกิดการคืบคลานอย่างมีนัยสำคัญ

ระหว่างวิธีนี้จะใช้สารตัวเติมที่เตรียมไว้ล่วงหน้า ด้วยวิธีนี้รับประกันความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์เพื่อความแข็งแรงและมีการควบคุมตัวชี้วัด อย่างไรก็ตามคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้ขึ้นอยู่กับทักษะและประสบการณ์ของคนงานในระดับสูง

การผลิตผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์กลาสโดยการขึ้นรูปแบบด้วยมือแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอน ขั้นตอนแรกเรียกว่าการเตรียมการในระหว่างที่ทำความสะอาดพื้นผิวของเมทริกซ์ของผลิตภัณฑ์ที่คาดหวังจากนั้นจะถูกล้างไขมันและในตอนท้ายชั้นของขี้ผึ้งแยกถูกนำไปใช้ ในตอนท้ายของขั้นตอนแรกเมทริกซ์ถูกปกคลุมด้วยชั้นป้องกันและตกแต่ง - เจลโค้ต ด้วยชั้นนี้ พื้นผิวด้านนอกของผลิตภัณฑ์ในอนาคตถูกสร้างขึ้น สีถูกกำหนด และให้การปกป้องจากปัจจัยที่เป็นอันตราย เช่น น้ำ รังสีอัลตราไวโอเลตและ สารเคมี. โดยพื้นฐานแล้ว เมทริกซ์เชิงลบจะใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป หลังจากที่ชั้นเจลโค้ตพิเศษแห้งแล้ว คุณสามารถไปยังขั้นตอนถัดไปซึ่งเรียกว่าการสร้างรูปร่าง ในระหว่างขั้นตอนนี้ วัสดุแก้วที่เจียระไนในขั้นต้นจะอยู่ในเมทริกซ์ และสามารถใช้ฟิลเลอร์ประเภทอื่นได้เช่นกัน ต่อมาคือกระบวนการสร้าง "โครงกระดูก" ของผลิตภัณฑ์ที่คาดหวัง จากนั้นจึงนำเรซินที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งผสมไว้ล่วงหน้ามาผสมกับวัสดุแก้วที่เตรียมไว้ เรซินจะต้องกระจายอย่างสม่ำเสมอโดยใช้แปรงและลูกกลิ้งที่อ่อนนุ่มเหนือเมทริกซ์ ขั้นตอนสุดท้ายสามารถเรียกได้ว่ากลิ้ง ใช้สำหรับขจัดฟองอากาศออกจากลามิเนตที่ยังไม่บ่ม หากไม่แกะออก จะส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ดังนั้น ลามิเนตจะต้องรีดด้วยลูกกลิ้งแบบแข็ง เมื่อผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปแข็งตัวแล้ว จะนำออกจากแม่พิมพ์และกลึง ซึ่งรวมถึงการเจาะรู การตัดแต่งไฟเบอร์กลาสส่วนเกินตามขอบ ฯลฯ

ข้อดีของวิธีนี้:

• มีอยู่ โอกาสที่แท้จริงได้ผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างซับซ้อนและมีขนาดพอเหมาะด้วยการลงทุนเพียงเล็กน้อย
• การออกแบบของผลิตภัณฑ์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่ายเนื่องจากมีการแนะนำชิ้นส่วนและข้อต่อแบบฝังลงในผลิตภัณฑ์และต้นทุนของอุปกรณ์และอุปกรณ์ที่จำเป็นค่อนข้างต่ำ
• ในการสร้างเมทริกซ์จะใช้วัสดุใด ๆ ที่สามารถรักษาสัดส่วนและรูปร่างได้

ข้อเสียของวิธีนี้:

• ค่าใช้จ่ายที่สำคัญ ใช้แรงงาน;
• ประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ
• คุณภาพของผลิตภัณฑ์จะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของผู้ปั้น
• วิธีนี้เหมาะสำหรับการผลิตสินค้าขนาดเล็ก

2. การฉีดพ่น

สำหรับการผลิตขนาดเล็กและขนาดกลาง วิธีนี้เหมาะสม วิธีการสปัตเตอร์มีข้อดีมากกว่าการขึ้นรูปแบบสัมผัส แม้ว่าจะมีต้นทุนบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับการซื้ออุปกรณ์สำหรับวิธีนี้

การติดตั้งพิเศษช่วยให้คุณสมัคร ฝาครอบป้องกันและพลาสติก ด้วยเหตุนี้จึงไม่จำเป็นต้องตัดวัสดุเบื้องต้นและการเตรียมสารยึดเกาะซึ่งเป็นผลมาจากการใช้แรงงานคนลดลงอย่างมาก การติดตั้งแบบพิเศษจะนับปริมาณเรซินและสารชุบแข็งโดยอัตโนมัติ พวกเขายังตัดการเร่ร่อนเป็นชิ้นๆ ขนาดที่ต้องการ(0.8 - 5 ซม.) หลังจากกระบวนการตัด ส่วนของเกลียวจะต้องตกลงไปในสารยึดเกาะและแช่ระหว่างการถ่ายโอนไปยังเมทริกซ์ เนื่องจากการใช้แรงงานคน กระบวนการปิดผนึกสำหรับไฟเบอร์กลาสในเมทริกซ์จึงดำเนินการโดยใช้ลูกกลิ้ง

ข้อดีหลายประการในการผลิตไฟเบอร์กลาสโดยการฉีดพ่น:

• ประหยัดเวลาและพื้นที่ใช้สอยเนื่องจากไม่จำเป็นต้องตัดวัสดุและเตรียมเครื่องผูก
• เป็นไปได้ที่จะลดจำนวนพื้นที่การผลิตโดยการลดจำนวนสถานที่ที่เตรียมไว้เป็นพิเศษสำหรับการปั้น
• ความเร็วของการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้น
• การควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์ทำได้ง่ายขึ้น
• กองทุน ค่าจ้างประหยัดได้มาก
• เนื่องจากว่าเร่ร่อนค่อนข้าง วัสดุราคาไม่แพงต้นทุนของผลิตภัณฑ์ที่ได้จะลดลงอย่างมาก

เมื่อเตรียมสารยึดเกาะในปริมาณเล็กน้อย แล้วใช้แม่พิมพ์ด้วยมือ สารยึดเกาะมากถึง 5% ยังคงอยู่บนเครื่องมือและผนังภาชนะ ซึ่งค่อนข้างไม่ประหยัด เป็นที่ทราบกันว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้จะขึ้นอยู่กับทักษะและประสบการณ์ของผู้ปฏิบัติงานในโรงงาน วิธีนี้ใช้เครื่องมือเดียวกับในระหว่างการขึ้นรูปด้วยมือ

3. พัลทรูชัน

เทคโนโลยีของ pultrusion ขึ้นอยู่กับการผลิตผลิตภัณฑ์โปรไฟล์อย่างต่อเนื่องจากพลาสติกเส้นใยที่มีแกนเดียว โปรไฟล์ผลิตภัณฑ์ที่มีหน้าตัดคงที่ทำจาก วัสดุที่เหมาะสมเพียงและได้มาโดย pultrusion

ด้วยเครื่อง pultrusion แบบพิเศษ โปรไฟล์ไฟเบอร์กลาสจึงถูกผลิตขึ้น เครื่องดังกล่าวประกอบด้วยส่วนสำหรับการจัดหาวัสดุเสริมแรง, แม่พิมพ์, ส่วนการทำให้ชุ่ม, หน่วยดึง, หน่วยควบคุม องค์ประกอบความร้อนและจากส่วนการตัด แพ็คเกจไฟเบอร์แบบพิเศษจะเสริมความแข็งแรงได้ดีที่สุดเมื่อแห้งและชุบด้วยองค์ประกอบโพลีเมอร์ที่สูบผ่านบรรจุภัณฑ์แบบแห้ง ด้วยเทคโนโลยีนี้ อากาศจะไม่เข้าสู่วัสดุ เรซินส่วนเกินจะไหลกลับเข้าไปในบ่อและนำกลับมาใช้ใหม่ Roving ซึ่งใช้เป็นวัสดุเสริมแรง ทำแผลจากไส้กระสวยในสภาพแห้ง และประกอบเป็นมัดด้วยวิธีพิเศษ จากนั้นวัสดุจะเข้าสู่อุปกรณ์ชุบ - นี่คืออ่างเรซินพิเศษที่เปียกด้วยโพลีเอสเตอร์อีพ็อกซี่หรือสารยึดเกาะอื่น ๆ จากนั้นวัสดุที่ชุบแล้วจะถูกส่งไปยังแม่พิมพ์ที่ให้ความร้อนซึ่งมีหน้าที่ในการสร้างโครงร่างโปรไฟล์ จากนั้นองค์ประกอบจะแข็งตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด เป็นผลให้ได้รับโปรไฟล์ไฟเบอร์กลาสซึ่งมีการกำหนดค่าซ้ำรูปร่างของสปินเนอร์

ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้จาก pultrusion มีคุณสมบัติเหนือกว่าชิ้นส่วนที่ผลิตโดยวิธีการขึ้นรูปแบบคลาสสิก ต้นทุนที่เพิ่มขึ้นของวิธีนี้เกิดจากข้อดีหลายประการที่เป็นลักษณะของกระบวนการนี้ ประโยชน์ที่ได้รับ ได้แก่ การควบคุมความตึงและทิศทางของเส้นใยที่เข้มงวดยิ่งขึ้น จำนวนรูพรุนที่ลดลง และการคงปริมาณเส้นใยในคอมโพสิต เห็นได้ชัดว่า แม้แต่คุณสมบัติของแรงเฉือนระหว่างชั้นก็ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด บน ช่วงเวลานี้กระบวนการ pultrusion หลักหลายแบบได้รับการพัฒนา ซึ่งเป็นที่สนใจของหลาย ๆ คนและมีความหมายอย่างมากต่ออุตสาหกรรม ข้อดีของมันคือคุณสมบัติทางไฟฟ้า กายภาพ เคมี และความร้อนที่ดี ประสิทธิภาพสูง และความทนทานต่อมิติที่ดีเยี่ยม สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปแบบแผ่นและแผ่นกึ่งสำเร็จรูป วิธีใดวิธีหนึ่งคือวิธีพัลทรูชันดังกล่าว

อย่างไรก็ตาม แต่ละวิธีก็มีข้อเสีย วิธีนี้มีลักษณะข้อเสียเช่นความเร็วของกระบวนการซึ่งจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและอัตราการแข็งตัวของสารยึดเกาะ มักจะมีขนาดเล็กสำหรับทนความร้อนต่ำ เรซินโพลีเอสเตอร์. ข้อเสียอีกประการหนึ่งคือ เป็นการยากที่จะให้ส่วนคงที่ของผลิตภัณฑ์ตามความยาว ยกเว้นผลิตภัณฑ์ที่มีไม่มาก รูปร่างซับซ้อนส่วน - สี่เหลี่ยม, กลม, I-beam และอื่น ๆ ในการรับสินค้า คุณต้องใช้เธรดหรือมัดเท่านั้น อย่างไรก็ตาม สำหรับ เมื่อเร็ว ๆ นี้ข้อบกพร่องเหล่านี้ของวิธีการเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีโปรไฟล์ถูกกำจัดออกไปอย่างค่อยเป็นค่อยไปและการประยุกต์ใช้กระบวนการนี้ก็ขยายออกไปอย่างเห็นได้ชัด ส่วนประกอบจากโพลีไวนิลอีเทอร์และอีพอกซีเรซินใช้เป็นเมทริกซ์โพลีเมอร์ การใช้เมทริกซ์โพลีเมอร์ดังกล่าวจากโพลิซัลโฟน โพลิอีเทอร์ซัลโฟน และโพลิอิไมด์ที่เป็นพลาสติก ทำให้สามารถบรรลุความเร็วของการขึ้นรูปแท่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 มม. ที่ความเร็วประมาณหนึ่งร้อยสองเมตร/นาที

เพื่อรับการเสริมแรงที่ซับซ้อน ผลิตภัณฑ์โปรไฟล์จำเป็นต้องใช้วิธีการดึงวัสดุลามิเนตซึ่งประกอบด้วยเสื่อหรือผ้าที่มีเส้นใย จนถึงปัจจุบัน ได้มีการพัฒนาวิธีการในการผลิตผลิตภัณฑ์ท่อที่รวมการพันของชั้นเกลียวและโบรชัวร์เข้าด้วยกัน ใบมีด กังหันลมที่มีรายละเอียดซับซ้อน ภาพตัดขวาง, สามารถอ้างถึงเป็นตัวอย่างของการใช้วัสดุที่มี โครงการที่ซับซ้อนการเสริมแรง เครื่องมือช่างได้รับการพัฒนาสำหรับการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปสำหรับแผ่น สปริงรถยนต์ซึ่งมีพื้นผิวโค้งและหน้าตัดไม่คงที่

4. ไขลาน

วิธีการหนึ่งที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์กลาสคือวิธีการม้วนด้วยไฟเบอร์ เนื่องจากเป็นการสร้างโครงสร้างที่จำเป็นของสารตัวเติมในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ขึ้นอยู่กับรูปร่างและลักษณะการทำงาน ด้วยการใช้มัด, เทป, เกลียวเป็นตัวเติมจึงช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแข็งแรงสูงสุดของผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ฟิลเลอร์ดังกล่าวมีราคาถูกที่สุด

กระบวนการม้วนไส้หลอดสามารถอธิบายได้ว่าเป็นวิธีการที่ค่อนข้างง่าย โดยที่วัสดุเสริมแรงในรูปแบบของการม้วนแบบถาวร (พ่วง) หรือด้าย (เส้นด้าย) จะพันรอบแกนหมุนที่หมุนอยู่ กลไกพิเศษตรวจสอบมุมคดเคี้ยวและตำแหน่งของวัสดุเสริมแรง อุปกรณ์เหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ตรงกับการหมุนของแกนหมุน วัสดุถูกพันรอบแกนกลางในรูปแบบของแถบที่สัมผัสกันหรือตามรูปแบบพิเศษบางอย่างจนครอบคลุมพื้นผิวของด้ามยาว เลเยอร์ทีละชั้น สามารถใช้ในมุมเดียวกันหรือด้านล่าง มุมต่างๆม้วนจนได้ความหนาที่ต้องการ มุมคดเคี้ยวแตกต่างกันไปตั้งแต่ขนาดเล็กมากซึ่งเรียกว่าแนวยาวไปจนถึงขนาดใหญ่เป็นวงกลม การจัดเรียงนี้แสดงถึง 90 0 ที่สัมพันธ์กับแกนของแมนเดรล จับมุมทั้งหมดของเกลียวในช่วงเวลานี้

เทอร์โมเซตติงเรซินทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะสำหรับวัสดุเสริมแรง ในกระบวนการม้วนแบบเปียก เรซินจะถูกนำไปใช้โดยตรงในระหว่างกระบวนการม้วน กระบวนการม้วนแบบแห้งขึ้นอยู่กับการใช้เร่ร่อน ซึ่งถูกเคลือบไว้ล่วงหน้าด้วยเรซินในขั้นตอน B การชุบแข็งจะดำเนินการที่อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นโดยไม่มีแรงดันมากเกินไป ขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการขึ้นอยู่กับการนำผลิตภัณฑ์ออกจากแกนหมุน หากจำเป็น สามารถดำเนินการเก็บผิวละเอียดได้: การแปรรูปทางกลหรือวิธีการเจียร กระบวนการไขลานหลักมีลักษณะที่หลากหลาย ซึ่งแตกต่างกันไปตามลักษณะของการม้วนเท่านั้น เช่นเดียวกับคุณสมบัติการออกแบบ การผสมผสานวัสดุ และประเภทอุปกรณ์ โครงสร้างจะต้องเป็นแผลบนพื้นผิวของการปฏิวัติ อย่างไรก็ตาม ยังสามารถขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ประเภทอื่นๆ ได้ เช่น บีบอัดส่วนที่ยังไม่ผ่านการบ่มในแม่พิมพ์ปิด

การออกแบบกลายเป็นคล้ายกับทรงกระบอกเรียบ ท่อหรือท่อ ซึ่งได้มาจากหลายเซนติเมตรถึงหลายสิบเซนติเมตร การไขลานช่วยให้คุณขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ที่มีรูปทรงกรวย ทรงกลม และ geodesic รับเรือ ความดันสูงและถังเก็บต้องใส่ฝาท้ายเข้าไปในขดลวด สามารถสร้างผลิตภัณฑ์ที่จะทำงานภายใต้สภาวะการโหลดที่ไม่ได้มาตรฐาน เช่น แรงดันภายนอกหรือภายใน แรงอัดหรือแรงบิด ท่อและภาชนะเทอร์โมพลาสติกที่ทำจากโลหะแรงดันสูงนั้นเสริมความแข็งแรงด้วยผ้าพันแผลภายนอกในระหว่างการม้วน ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีความแม่นยำสูง อย่างไรก็ตาม มีอีกด้านหนึ่งของกระบวนการไขลาน ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยความเร็วในการผลิตที่ช้าลง ข้อดีคือวัสดุเสริมแรงอย่างถาวรจะพอดีกับการม้วน

เครื่องจักรสามารถใช้กับกระบวนการไขลานได้ ประเภทต่างๆ: จากเครื่องกลึงและเครื่องจักรต่างๆ ที่ใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่ ไปจนถึงหน่วยคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยมีการเคลื่อนที่สามหรือสี่แกน นอกจากนี้ยังมีเครื่องจักรที่ผลิตท่ออย่างต่อเนื่อง เพื่อความสะดวกในการม้วนถังขนาดใหญ่ ต้องออกแบบอุปกรณ์พกพาที่สถานที่ติดตั้ง

ข้อดีหลักของวิธีการม้วน:

• วิธีการสร้างผลกำไรทางเศรษฐกิจในการวางวัสดุเนื่องจากความเร็วของกระบวนการ
• ความสามารถในการปรับอัตราส่วนเรซิน / แก้ว
• น้ำหนักของตัวเองต่ำ แต่ในขณะเดียวกันก็มีความแข็งแรงสูง
• วิธีนี้ไม่ทำให้เกิดการกัดกร่อนและการผุกร่อน
• วัสดุราคาไม่แพงนัก
• โครงสร้างที่ดีของลามิเนตเนื่องจากโพรไฟล์มีเส้นใยทิศทางและ เนื้อหาดีวัสดุแก้ว

5. การกด

กระบวนการกดประกอบด้วยการให้รูปร่างที่ต้องการโดยตรงกับผลิตภัณฑ์ภายใต้อิทธิพลของแรงดันสูง ซึ่งเกิดขึ้นในแม่พิมพ์ที่อุณหภูมิของการแข็งตัวอย่างรวดเร็วของวัสดุ เนื่องจากแรงดันภายนอกในวัสดุที่ถูกกด การบดอัดและการทำลายโครงสร้างบางส่วนของโครงสร้างเดิมจึงเกิดขึ้น แรงเสียดทานระหว่างอนุภาควัสดุที่สัมผัสซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการบดอัดทำให้เกิดพลังงานความร้อนซึ่งจะนำไปสู่การละลายของสารยึดเกาะ หลังจากที่วัสดุเข้าสู่สถานะ viscoplastic แล้ว วัสดุจะกระจายตัวในแม่พิมพ์ภายใต้การกระทำของแรงดัน ทำให้เกิดโครงสร้างที่สมบูรณ์และแน่นหนา กระบวนการชุบแข็งจะขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาเชื่อมขวางของโมเลกุลขนาดใหญ่เนื่องจากการควบแน่นของโพลิคอนเดนเสทระหว่างกลุ่มอิสระของสารยึดเกาะ ปฏิกิริยาต้องการความร้อน ซึ่งในระหว่างนั้นจะมีการปล่อยสารระเหยโมเลกุลต่ำ เช่น เมทานอล น้ำ ฟอร์มัลดีไฮด์ แอมโมเนีย เป็นต้น

พารามิเตอร์สำหรับเทคโนโลยีการกดโดยตรง:

• อุณหภูมิอุ่น;
• แรงกด;
• อุณหภูมิกด;
• การสัมผัสชั่วคราวภายใต้ความกดดัน
• การตั้งค่าเตรียมพิมพ์;

แรงกดจะกระทำโดยตรงกับวัสดุในช่องแม่พิมพ์ในระหว่างการกดโดยตรง ดังนั้นชิ้นส่วนแม่พิมพ์อาจสึกหรอก่อนเวลาอันควร รอบการกดอาจอยู่ที่ 4 ถึง 7 นาที ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของผลิตภัณฑ์ การอัดพลาสติกโดยตรงสำหรับการเสริมแรงมีสองแบบ ซึ่งขึ้นอยู่กับวิธีการชุบฟิลเลอร์ที่เป็นเส้นใย:

• กดผ้าใบและผ้าที่แห้งและเคลือบไว้ล่วงหน้า
• กดด้วยการเคลือบในแบบฟอร์ม

วิธีแรกเป็นที่นิยมมากขึ้น การกดโดยตรงใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างค่อนข้างง่าย เนื่องจากข้อกำหนดคุณภาพสูงสำหรับพื้นผิวด้านนอกของชิ้นส่วน จึงมีการสร้างการติดตั้งอัตโนมัติสำหรับส่วนประกอบการจ่ายสารในการเตรียมช่องว่างจากพรีเพก ตัวจัดการอัตโนมัติแบบพิเศษได้รับการออกแบบ ซึ่งบรรจุหีบห่อของช่องว่างลงในแม่พิมพ์กดหลายช่อง เครื่องพิมพ์ความเที่ยงตรงสูงรุ่นใหม่มีการติดตั้งด้วย ระบบที่ทันสมัยการควบคุมด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะได้ชิ้นส่วนที่มีพื้นผิวคุณภาพสูงและค่าใช้จ่ายก็ใกล้เคียงกันกับชิ้นส่วนเหล็ก

6. เทคโนโลยีเอสเอ็มซี

อุปสรรคสำคัญต่อการแพร่กระจายของวัสดุคอมโพสิตนั้นไม่เหมาะสม เทคโนโลยีดั้งเดิมปล่อยให้เป็นไปตามความต้องการของการผลิตขนาดใหญ่ที่ทันสมัย ​​ยิ่งไปกว่านั้น เป็นแบบอัตโนมัติทั้งหมด จนถึงปัจจุบัน ชิ้นส่วนประกอบยังคงเป็น "สินค้าชิ้น" แรงงานที่มีราคาแพงของบุคลากรที่มีประสบการณ์มีส่วนทำให้ต้นทุนของวัสดุเหล่านี้สูง อย่างไรก็ตามเรื่องนี้สำหรับ ปีที่แล้วเรามีความก้าวหน้าอย่างมากในการเตรียมวิธีการอัตโนมัติสำหรับการผลิตคอมโพสิต เทคโนโลยี SMC ได้กลายเป็นหนึ่งในการพัฒนาที่เป็นที่ต้องการมากที่สุด

ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของเทคโนโลยีนี้อยู่ภายใต้กระบวนการสองขั้นตอน ขั้นตอนแรกของเทคโนโลยีมีลักษณะเฉพาะด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าพรีเพกถูกผลิตขึ้นในโรงงานสายพานลำเลียงอัตโนมัติ และในขั้นตอนที่สองแล้ว พรีเพกจะถูกแปรรูปในแม่พิมพ์เหล็กเป็นชิ้นส่วนสำเร็จรูป มาอธิบายขั้นตอนเหล่านี้โดยละเอียดกันดีกว่า โพลีเอสเตอร์เรซินไม่อิ่มตัวใช้เป็นฐานสำหรับวัสดุยึดติด ข้อดี ได้แก่ ราคาถูกและ เวลาอันสั้นบ่ม ส่วนประกอบเสริมคือไฟเบอร์กลาสสับ ซึ่งสุ่มกระจายไปตามปริมาตรของแผ่น รับประกันการเก็บรักษาเป็นเวลานานหลายเดือนที่อุณหภูมิห้องด้วยระบบบ่มเรซิน สารเพิ่มความข้นของสารเคมีจะเพิ่มความหนืดของสารยึดเกาะหลังจากที่ไฟเบอร์กลาสชุบด้วยลำดับความสำคัญหลายระดับ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความสามารถในการใช้การของพรีเพก ตลอดจนเพิ่มอายุการเก็บรักษา สารตัวเติมแร่ซึ่งถูกนำเข้าสู่สารยึดเกาะใน จำนวนมากเพิ่มการทนไฟของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและและปรับปรุงคุณภาพของพื้นผิวอย่างเห็นได้ชัด

พรีเพกที่ได้จะถูกแปรรูปด้วยกระบวนการอัตโนมัติโดยการกดลงในแม่พิมพ์เหล็กที่ให้ความร้อน แม่พิมพ์เหล่านี้มีความคล้ายคลึงในการออกแบบแม่พิมพ์ฉีดสำหรับเทอร์โมพลาสติก ด้วยสูตรผสมสารยึดเกาะ ทำให้พรีเพกแข็งตัวที่อุณหภูมิ 150°C และแรงดัน 50-80 บาร์ที่อัตราความหนา ~30 วินาที/มม. การหดตัวของชุดที่ต่ำมากคือ คุณสมบัติที่สำคัญเทคโนโลยีเอสเอ็มซี เนื่องจากมีแร่ฟิลเลอร์และสารเติมแต่งเทอร์โมพลาสติกพิเศษในปริมาณสูง ทำให้เกิดการหดตัวได้ถึง 0.05% ผลลัพธ์ที่ได้คือแรงกระแทก 50-100 kJ/m 2 และกำลังรับแรงดัดแบบทำลายล้าง - 120-180 MPa เหมาะสมทางเศรษฐกิจที่จะใช้เทคโนโลยี SMC เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์คอมโพสิตคุณภาพสูงในปริมาณมากตั้งแต่หลายพันถึงหลายแสนรายการต่อเดือน ตลาดยุโรปผลิตวัสดุที่คล้ายกันหลายแสนรายการต่อปี อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า ยานยนต์ และรถไฟเป็นผู้บริโภควัสดุเหล่านี้รายใหญ่ที่สุด

7. วิธี RTM (Resin Transfer Molding)

วิธี RTM ขึ้นอยู่กับการชุบและการขึ้นรูปคอมโพสิตภายใต้แรงดัน ซึ่งระหว่างนั้นสารยึดเกาะถูกถ่ายโอนไปยังเมทริกซ์แบบปิด ซึ่งมีสารตัวเติมหรือพรีฟอร์มอยู่แล้ว ผ้าต่างๆการทอแบบต่างๆ สามารถทำหน้าที่เป็นวัสดุเสริมแรงได้ เช่น วัสดุหลายแกนหรือวัสดุอิมัลชัน และแผ่นรองแก้วแบบผง สารยึดเกาะเป็นเรซิน ซึ่งเจลเป็นเวลา 50-120 นาที มีความหนืดไดนามิกต่ำ GOST 28593-90 กำหนดความหนืดและเวลาการเกิดเจลของเรซิน

วิธีนี้เหมาะสำหรับปริมาณมาตรฐาน 500-10,000 รายการต่อปี การออกแบบของเมทริกซ์ประกอบด้วยรูปแบบคอมโพสิตหรือเหล็กกล้าที่ทำซ้ำรูปทรงภายนอกของชิ้นส่วนทั้งสองด้าน โครงสร้างมีพิกัดอุณหภูมิที่สูงซึ่งยึดโดยการจัดตำแหน่งที่แม่นยำของโครงเหล็กแบบปิดซึ่งรองรับที่จุดจับยึด

วิธีนี้เหมาะสำหรับการผลิตเมทริกซ์ตั้งแต่ 0.2m2 ถึง 100m2 การออกแบบเมทริกซ์ประกอบด้วยแม่พิมพ์คอมโพสิตหรือเหล็กกล้า เมทริกซ์รูปร่างประกอบด้วยการออกแบบที่เบาและยืดหยุ่นมากขึ้น ครึ่งหนึ่งของเมทริกซ์เชื่อมต่อกันภายใต้อิทธิพลของสุญญากาศ

ข้อดีของเทคโนโลยี RTM:

• การผลิตแบบอัตโนมัติ ซึ่งจะช่วยลดลักษณะสุ่มของการแทรกแซงของมนุษย์
• มีการลดและควบคุมปริมาณวัตถุดิบที่ใช้
• ผลกระทบของวัสดุต่อสิ่งแวดล้อมลดลง
• สภาพการทำงานที่ดีขึ้น
• ผลิตภัณฑ์ที่ค่อนข้างแข็งแรงถูกสร้างขึ้นเนื่องจากการทำให้มีขึ้นที่ดีขึ้น
• อุปกรณ์ที่ค่อนข้างถูก

คุณสมบัติของการออกแบบและการใช้งานผลิตภัณฑ์จาก CM

เมื่อออกแบบ การผลิต และแนะนำผลิตภัณฑ์จากวัสดุคอมโพสิตที่มีสารตัวเติมเส้นใย (FFM) ไม่มีจำเป็นต้องคำนึงถึงคุณลักษณะหลายประการที่มีอยู่ในวัสดุประเภทนี้:

ก) Anisotropy ของลักษณะทางกายภาพและทางกลของ VKM

หากวัสดุแบบดั้งเดิม (เหล็ก เหล็กหล่อ) เช่นเดียวกับ CM ที่ชุบแข็งแบบกระจาย มีคุณสมบัติไอโซโทรปิก ดังนั้น VCM จะมีลักษณะเฉพาะที่เด่นชัด ด้วยความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในลักษณะของการเสริมแรงแบบเส้นใยและเมทริกซ์ อัตราส่วนระหว่างลักษณะของ VKM ในทิศทางที่ต่างกันอาจแตกต่างกันไป Xia ภายในช่วงกว้าง: จาก 3-5 ครั้งถึง 100 ครั้งหรือมากกว่า

ข) เมื่อออกแบบโครงสร้าง โครงสร้างที่ทำจากวัสดุดั้งเดิม นักออกแบบจะจัดการกับผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปในรูปแบบแผ่น เหล็กกล้า ผลิตภัณฑ์รีดขึ้นรูป การหล่อ ฯลฯ พร้อมรับประกันซัพพลายเออร์คุณสมบัติของคอม งานของเขาคือการเลือกผ้ากึ่งสำเร็จรูปที่เหมาะสม kats กำหนดเรขาคณิตตามวัตถุประสงค์การใช้งานและวิธีการเชื่อมต่อแต่ละส่วน งานของนักเทคโนโลยีคือการจัดเตรียมรูปร่าง ขนาด และคุณภาพของการเชื่อมต่อของโครงสร้างที่ต้องการ องค์ประกอบ การวิเคราะห์กระบวนการที่เกิดขึ้นในทุกขั้นตอนของการสร้างผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป เพื่อให้ได้วัสดุที่มีระดับตัวละครที่ต้องการ teristic เป็นของความสามารถของนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ มีเวลา การเปลี่ยนแปลงและการแบ่งองค์กรของกระบวนการรับสินค้าจาก วัสดุดั้งเดิมเป็นสามขั้นตอน:

- วัสดุศาสตร์- ได้วัสดุตามที่กำหนด ฮาลักษณะเฉพาะ;

- ออกแบบ- การออกแบบผลิตภัณฑ์โครงสร้าง

- เทคโนโลยี- การผลิตผลิตภัณฑ์และเครื่องจักร

ขั้นตอนเหล่านี้แยกจากกันตามเวลาและถือว่าไม่เกี่ยวข้องกันกันเอง ถ้าผู้ออกแบบได้รับคำแนะนำจากลักษณะของวัสดุที่นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุบรรลุผลและมีแนวคิดทั่วไป เกี่ยวกับระดับของเทคโนโลยีสมัยใหม่

การผลิตโครงสร้างจาก CM เกิดขึ้นตามกฎในการดำเนินการทางเทคโนโลยีเดียวกับการสร้างวัสดุ ในเวลาเดียวกัน ซิงโครนัส แต่ด้วยการผลิตโครงสร้างที่ซับซ้อนทางเคมีกายภาพและกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของโครงสร้างและการแปลงรวมของเมทริกซ์ การมีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุเสริมแรง พวกมันมาพร้อมกับปรากฏการณ์ทางกลโดยตรง ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของวัสดุและ ความจุแบริ่งคอมโพสิตชิ้นส่วนในการก่อตัวของข้อบกพร่องในสถานะที่ไม่ได้บรรจุดังนั้นนักออกแบบที่ออกแบบผลิตภัณฑ์จาก CM จึงต้องรู้จักและคำนึงถึงหลักวัสดุศาสตร์ในการสร้าง CM เมื่อพัฒนา และวิธีการทางเทคโนโลยีในการรับสินค้าจาก CM. นักเทคโนโลยีที่ไม่มีความรู้ด้านการออกแบบเกี่ยวกับการโหลดและสภาพการใช้งานสร้างของผลิตภัณฑ์จาก VKM ของฉันไม่สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้ความแตกต่างระหว่าง KM และวัสดุดั้งเดิมเพราะ คุณสมบัติของ CM ขึ้นอยู่กับปัจจัยโครงสร้างและเรขาคณิต (ปริมาณของเส้นใยเสริมแรงและเมทริกซ์ จำนวนและการจัดเรียงของชั้นและ เป็นต้น) ซึ่งไม่ทราบล่วงหน้า ดังนั้นแนวทางจะต้องโครงสร้างและเทคโนโลยี และสิ่งนี้เป็นตัวกำหนดคุณลักษณะขององค์กรความเป็นไปได้ในการผลิตผลิตภัณฑ์จาก CM.

ใน)เนื่องจากความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างขั้นตอนการผลิตการออกแบบจาก KM - การสร้างวัสดุโครงสร้างและเทคโนโลยีเพื่อให้ได้มา - การใช้สำนักงานออกแบบเฉพาะทางจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นมีศักยภาพด้านการออกแบบและเทคโนโลยีครบครันด้วยเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และการผลิตเชิงทดลองที่ทรงพลังแต่ยืดหยุ่นทรัพย์สินเพราะทุกอย่าง การตัดสินใจที่สร้างสรรค์จำเป็นต้องออกกำลังกายทดสอบผลิตภัณฑ์ต้นแบบ แคมเปญดังกล่าวในองค์กรการผลิตควรอยู่ในทุกอุตสาหกรรมที่มีการใช้ CM อย่างแพร่หลายใบสมัคร: ก่อสร้าง, ขนส่ง, การบิน, เคมีภัณฑ์อุตสาหกรรมยางรถยนต์ อุตสาหกรรมไฟฟ้า เป็นต้น เพราะ ก่อนความต้องการของพวกเขาแตกต่างกันมาก

ช)เมื่อออกแบบชิ้นส่วนจากพอลิเมอร์ CM จำเป็นคำนึงถึงข้อบกพร่องของพวกเขา:

แรงเฉือนต่ำ

ประสิทธิภาพการบีบอัดต่ำ

คืบคลานเพิ่มขึ้น;

ความต้านทานความร้อนค่อนข้างต่ำของ PCM

ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับข้อต่อของผลิตภัณฑ์ PCM เนื่องจากแรงเฉือนและแรงสัมผัสต่ำ

จ)แม้จะมีความสนใจอย่างมากในปัญหาของรัฐที่ จำกัด niya วิธีการที่เชื่อถือได้ในการกำหนดระยะขอบความปลอดภัยองค์ประกอบโครงสร้างจาก KM หมายเลข เนื่องจากความซับซ้อนของปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความแข็งแกร่งของผลิตภัณฑ์ CM มูลค่าของ การเลือกวิธีการในการประมวลผลผลการทดสอบทดลองนิวยอร์ก

ปัจจุบัน การประเมินความแข็งแกร่งของโครงสร้าง CM ประกอบด้วยชุดการทดสอบ ได้แก่

การทดสอบโหลดการทำงาน 100%;

การทดสอบแบบคัดเลือกพร้อมการนำโครงสร้างไปสู่การทำลายล้างนียา

การประกันคุณภาพและความสำเร็จของการทดสอบทั้งสองประเภทนี้จะทำให้เกิดความเสถียร กระบวนการทางเทคโนโลยี.

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การประเมินความแรงของแต่ละส่วนได้มาก่อนโดยใช้ วิธีการที่ไม่ทำลายล้างมีประสบการณ์niya - อัลตราซาวนด์, การปล่อยเสียง ฯลฯ

จ)การกำหนดความคลาดเคลื่อนและความพอดีของชิ้นส่วนจาก KM

เพราะ การก่อตัวของพื้นผิวในผลิตภัณฑ์จาก CM เกิดขึ้น วิธีทางที่แตกต่าง(ไขลาน กด ออก ฯลฯ) และพวกเขา ส่วนใหญ่มักไม่อยู่ภายใต้การประมวลผลทางกล ระบบขึ้นอยู่กับการเปิดตัวและข้อกำหนดสำหรับความสะอาดพื้นผิวควรสร้างขึ้นอย่างมากยืดหยุ่นได้. แนวทางที่คล้ายคลึงกันควรนำไปใช้กับการควบคุมการกระจายมวลที่เกี่ยวข้องกับการกระเจิงของพารามิเตอร์ของวัสดุเริ่มต้นและอัตราส่วนใน CM ลักษณะที่ปรากฏในกระบวนการทางเทคโนโลยี ปริมาณแตกต่างกันในทิศทางของสารตัวเติม ฯลฯ

กรัม)การเปลี่ยนไปใช้ KM ในการผลิตผลิตภัณฑ์ทางวิศวกรรมส่งผลต่อรายละเอียดของส่วนประกอบเครื่องจักร เพราะ วัสดุต่อต้าน ถูกสตรีมเฉพาะส่วนที่ไม่พึงปรารถนาที่จะทำการกลึงต่อไปในอนาคตก็เพิ่มขึ้นแน่นอนคำถามของการเข้าร่วมแต่ละส่วน วิธีการผลิต ส่วนประกอบที่คล้ายคลึงกันของเครื่องจักรที่ทำด้วยโลหะ ในกรณีนี้ ma . อย่างใดอย่างหนึ่งไม่ได้ผลหรือไม่เป็นที่ยอมรับเลย ในเรื่องนี้ขอแนะนำมันแตกต่างจากการประกอบทั้งหมดจาก CM ซึ่งก่อนหน้านี้แบ่งออกเป็นซีรีย์ชิ้นส่วนซึ่งประกอบเป็นผลิตภัณฑ์โดยใช้การเชื่อมต่อแบบถอดได้หรือแบบถาวร ทิศทางนี้ได้ผลมากเพราะ ค่าแรงและค่าพลังงานลดลง แม้ว่าการปฏิบัติงานจะลดลงก็ตามวิทยุต้องมีการปรับโครงสร้างใหม่ อุปกรณ์เทคโนโลยีและกระบวนการผลิต

ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกาในปี 1970 ใน การผลิตจำนวนมากรถยนต์นั่งส่วนบุคคล รถยนต์, แผงด้านหน้าได้รับการแนะนำด้วยการเปิดสำหรับซับในหม้อน้ำทำจากแผ่น KM เป็นครั้งแรก นอกเหนือจากด้านล่างการลดน้ำหนักลง 50% การบริโภคลดลงอย่างมาก dov โดยการรวมหลายส่วนเป็นหนึ่งเดียว แผงแบบชิ้นเดียวนี้ได้ขจัดการปั๊มโลหะแผ่น กลไก การตัดเฉือนและการประกอบ ขจัดความเครียดที่เกี่ยวข้องpy, แบบฟอร์มและอุปกรณ์จับยึดเครื่อง เธอยูไนเต็ด 16การตีขึ้นรูปแผ่นและชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปในชิ้นเดียวจาก กม. ในปี พ.ศ. 2522 กว่า 35 รุ่น รถเริ่มใช้แผงด้านหน้า KM รวมถึงตัวเรือนและซ็อกเก็ตไฟหน้าไฟจอดรถ ไฟเบรก ไฟเลี้ยว และไฟบอกตำแหน่ง

ชม)จำเป็นต้องเปลี่ยนแนวทางในการกำหนดประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของการใช้ CM ตามกฎแล้วผลกระทบทางเศรษฐกิจของการประยุกต์ใช้ CM เกิดขึ้นที่ "ผู้บริโภค" ในรูปแบบของการเพิ่มชั้นเชิงเทคนิคร่วม, ลักษณะการทำงานผลิตภัณฑ์ ความทนทาน การบำรุงรักษา ฯลฯ ดังนั้นผลกระทบทางเศรษฐกิจสามารถกำหนดได้โดยใช้ .เท่านั้น แนวทางระบบ, สั่งสอน ซึ่งส่วนประกอบทั้งหมดของผลกระทบโดยรวมของการเปลี่ยนแบบดั้งเดิมเนื้อหาใหม่เกี่ยวกับ KM และเปลี่ยนเป็น เทคโนโลยีใหม่ในการผลิต nii รายละเอียดหรือโครงสร้างโดยรวม

เฉพาะบุคคลโดยคำนึงถึงคุณสมบัติที่กำหนด ทำให้การเปลี่ยนไปใช้ CM แทนโลหะมีประสิทธิภาพและมีแนวโน้มเปิดโลกทัศน์ใหม่สำหรับการพัฒนาและ การปรับปรุงเทคโนโลยี

การจำแนกประเภทของวัสดุคอมโพสิต

ตามชนิดของสารเสริมแรง CM สมัยใหม่สามารถ แบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:

กระจายตัวแข็ง;

เส้นใย.

กระจายตัวแข็ง วัสดุคอมโพสิต (PCM) เป็นวัสดุในเมทริกซ์ซึ่งมีการกระจายอนุภาคละเอียดอย่างเท่าเทียมกัน ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มีบทบาทในการเสริมความแข็งแกร่งอนุภาคฟิลเลอร์ที่กระจายตัวถูกนำเข้าสู่เมทริกซ์ด้วยวิธีการทางเทคโนโลยีพิเศษ อนุภาคไม่ควรมีปฏิสัมพันธ์กับเมทริกซ์อย่างแข็งขันและไม่ควรละลายในนั้นจนถึงอุณหภูมิหลอมเหลว ในวัสดุเหล่านี้ เมทริกซ์รับภาระหลัก ซึ่งโครงสร้างถูกสร้างขึ้นเนื่องจากเฟสเสริมแรง ทำให้ยาก การเคลื่อนไหวของความคลาดเคลื่อน CM ที่ชุบแข็งแบบกระจายเป็นแบบไอโซโทรปิก พวกเขาใช้ในการบิน วิทยาศาสตร์จรวด ฯลฯ เนื้อหาของกระจัดกระจาย เฟสอยู่ที่ ~5-7% (หลอด สายไฟ ฟอยล์ แท่ง ฯลฯ)

กลไกของผลกระทบจากการชุบแข็งจากการรวมอนุภาคที่กระจัดกระจายในเมทริกซ์นั้นแตกต่างกันไปสำหรับ DUCM ประเภทต่างๆ

1) วัสดุคอมโพสิตเสริมแรงแบบกระจาย "เมทริกซ์พลาสติก - ฟิลเลอร์เปราะ"

สำหรับวัสดุประเภทนี้ สามารถใช้แทนเมทริกซ์ได้ เช่น Al, Ag, Cu, Ni, Fe, Co, Ti สารประกอบจากออกไซด์ (Al 2 O 3 ; SiO 2 ; Cr 2 O 3 ; ThO 2 ; TiO 2 ), คาร์ไบด์ (SiC ; TiC ), ไนไตรด์ (Si 3 N 4 ; AlN ), บอไรด์ (TiB 2 ; CrB 2 ; ZrB 2).

จากข้อมูลการทดลอง สามารถกำหนดข้อกำหนดต่อไปนี้สำหรับวัสดุตัวเติมเพื่อให้มั่นใจว่าการใช้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดในระยะเสริมความแข็งแรง เขาต้องมี:

การหักเหของแสงสูง ( t pl . > 1000 ° จาก);

ความแข็งสูงและโมดูลัสความยืดหยุ่นสูง

การกระจายตัวสูง (พื้นที่ผิวจำเพาะ - S sp≥ 10 นาที 2 /กรัม);

ไม่ควรมีการรวมตัวกัน (ฟิวชั่น) ของอนุภาคที่กระจายตัวในกระบวนการผลิตและการทำงาน

อัตราการแพร่กระจายของอนุภาคที่กระจัดกระจายไปยังเมทริกซ์โลหะควรมีค่าต่ำ

กลไกการชุบแข็ง วัสดุคอมโพสิต "เมทริกซ์พลาสติก - ฟิลเลอร์เปราะ".

การชุบแข็งจะดำเนินการตามกลไกการเคลื่อนที่: หากระยะห่างระหว่างอนุภาคเพียงพอ ความคลาดเคลื่อนจะโค้งงอระหว่างกันภายใต้การกระทำของความเค้นเฉือน ส่วนต่างๆ ของมันจะอยู่ด้านหลังแต่ละอนุภาค ทำให้เกิดลูปรอบอนุภาค ในบริเวณระหว่างลูปความคลาดเคลื่อนจะเกิดสนามความเค้นแบบยืดหยุ่นซึ่งทำให้ยากต่อการผลักความคลาดเคลื่อนใหม่ระหว่างอนุภาค (รูปที่ 1) สิ่งนี้ทำให้มีความต้านทานต่อนิวเคลียส (การเริ่มต้น) ของรอยแตกเพิ่มขึ้น

ข้าว. หนึ่ง. การแสดงแผนผังของกระบวนการสร้างลูปความคลาดเคลื่อนในเมทริกซ์พลาสติก:

1 – อนุภาคกระจาย; 2 - เส้นของความคลาดเคลื่อน; 3 – ลูปความคลาดเคลื่อน; 4 – สนามความเค้นยืดหยุ่น;

d คือขนาดอนุภาคฟิลเลอร์ L คือระยะห่างระหว่างอนุภาคฟิลเลอร์ที่อยู่ติดกัน

τ คือทิศทางของแรงเฉือน

ใบเสร็จ วัสดุคอมโพสิต "เมทริกซ์พลาสติก - ฟิลเลอร์เปราะ".

โดยทั่วไป ลำดับ การดำเนินงานทางเทคโนโลยีเพื่อให้ได้ DUCM ของประเภท "พลาสติกเมทริกซ์ - ฟิลเลอร์เปราะ" มีดังนี้:

ก) การได้มาซึ่งผงผสม;

ข) กด;

c) การเผาผนึก;

d) การเสียรูปของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป

จ) การหลอม

2) วัสดุคอมโพสิตเสริมแรงแบบกระจาย "เมทริกซ์เปราะ - ฟิลเลอร์พลาสติก"

โครงสร้างของ DCCM ดังกล่าวแสดงโดยเมทริกซ์เซรามิกที่มีอนุภาคฟิลเลอร์โลหะกระจายอยู่อย่างสม่ำเสมอในนั้น คอมโพสิตเหล่านี้อยู่ในชั้นของเซอร์เม็ท ระยะห่างระหว่างอนุภาคที่อยู่ติดกันถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนเศษส่วนของปริมาตร และผลของการเสริมแรงสามารถปรากฏออกมาได้เมื่อปริมาณอนุภาคอยู่ที่ 15-20% โดยปริมาตร

ในเฟสเซรามิก สามารถใช้ออกไซด์ของวัสดุทนไฟและสารประกอบที่ไม่ใช่ออกไซด์ของวัสดุทนไฟได้: Al 2 O 3, 3Al 2 O 3∙ 2SiO 2 , Cr 2 O 3 , ZrO 2 , ThO 2 , Y 2 O 3 , Si 3 N 4 , TiN , ZrN , BN, ZrB 2 , TiB 2 , NbB 2 , HfB 2 เป็นเฟสโลหะ - Fe, Co, Ni, Si, Cu, W, Mo, Cr, Nb, Ta, V, Zr, Hf, Ti การเลือกคู่เซอร์เมต์เฉพาะแต่ละคู่เพื่อให้ได้คอมโพสิตนั้นเกิดจากความเป็นไปได้ในการสร้างส่วนต่อประสานที่เสถียรอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาระหว่างโซลิดเฟสที่อุณหภูมิไม่เกินอุณหภูมิหลอมเหลวของส่วนประกอบที่หลอมละลายได้มากที่สุดของทั้งคู่ หรืออุณหภูมิของ การก่อตัวของยูเทคติกละลาย

กลไกการยับยั้งการทำลายวัสดุคอมโพสิต "เมทริกซ์เปราะ - ฟิลเลอร์พลาสติก" .

กระบวนการทำลายคอมโพสิตดังกล่าวสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอนตามเงื่อนไข ในระยะแรก ระหว่างการโหลด การแตกหักแบบเปราะจะเกิดขึ้นครั้งแรกในเมทริกซ์เนื่องจากความเข้มข้นของความเค้นที่เพิ่มขึ้นบน microheterogeneitiesโครงสร้างของมัน: micropores, ขอบของเมล็ดพืช, เมล็ดพืชขนาดใหญ่ไม่เท่ากัน เมื่อถึงระดับความเครียดวิกฤต รอยร้าวก็เริ่มต้นขึ้น

ในขั้นตอนที่สอง รอยแตกที่ขยายพันธุ์จะทำปฏิกิริยากับอนุภาคโลหะพลาสติก (รูปที่ 2): ความเค้นสูงสุดกระทำที่ส่วนปลาย ซึ่งนำไปสู่การเสียรูป การยืดตัว และการแตกร้าวของอนุภาคโลหะ ในกรณีนี้ งานทำลายวัสดุคอมโพสิตนี้จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับลักษณะเฉพาะของวัสดุที่ไม่เสริมแรง สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากต้นทุนของพลังงานรอยแตกสำหรับงานการเปลี่ยนรูปพลาสติกของอนุภาคทั้งหมดที่เข้าสู่ด้านหน้าของรอยแตก เป็นผลให้ความต้านทานต่อการเกิดรอยแตกเพิ่มขึ้นเนื่องจากขอบของมันทับซ้อนกันด้วย "สะพานเชื่อมต่อ" ที่ทำจากโลหะดัด

ข้าว. 2. ภาพประกอบของกระบวนการยับยั้งการแตกหักในเมทริกซ์เปราะ:

1 – อนุภาคโลหะที่อยู่ด้านหน้าของรอยแตก; 2 - "สะพานสื่อสาร" ก่อตัวขึ้น พิการ

อนุภาคโลหะ 3 – ทำลายอนุภาคโลหะ; 4 – ขอบแตก;σ R- ความเค้นแรงดึง

ใบเสร็จ วัสดุคอมโพสิต "เมทริกซ์เปราะ - ฟิลเลอร์พลาสติก".

ลำดับของการดำเนินการทางเทคโนโลยีที่ใช้เพื่อให้ได้:

ก) การได้มาซึ่งส่วนผสมของผงผสม;

b) ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับส่วนผสมของสารยึดเกาะอินทรีย์

ค) กด;

d) การกำจัดสารยึดเกาะอินทรีย์;

จ) การเผาผนึก;

ฉ) การตัดเฉือน

เพื่อให้แน่ใจว่าการบีบอัด (การทำให้เป็นพลาสติก) ของส่วนผสมของผงของส่วนประกอบ สารยึดเกาะอินทรีย์ถูกนำมาใช้โดยการผสมกับสารละลายของสารอินทรีย์บางชนิด (โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ โพลีไวนิลบิวทิรัล, เอทิลีนไกลคอล, ยาง ฯลฯ) ตามด้วยการทำให้แห้งเพื่อเอาตัวทำละลายออก อันเป็นผลมาจากการดำเนินการนี้ แต่ละอนุภาคของส่วนผสมผงจะถูกปกคลุม ชั้นบางพลาสติไซเซอร์ จากนั้น เมื่อใช้แรงกดกับส่วนผสมของผงที่เทลงในแม่พิมพ์ อนุภาคของมันจะเกาะติดกับชั้นของพลาสติไซเซอร์ หลังจากผ่านกรรมวิธีทางความร้อนของผลิตภัณฑ์ในสุญญากาศหรือในผงเติมของอลูมินาหรือคาร์บอนแบล็ค สารยึดเกาะจะถูกลบออกที่อุณหภูมิ การทำลายความร้อนหรือการเผาไหม้ (300 - 400° จาก). หลังจากกำจัดสารยึดเกาะอินทรีย์ อนุภาคในปริมาตรของผลิตภัณฑ์จะยังคงอยู่เนื่องจากแรงเสียดทานเป็นหลัก อุณหภูมิการเผาผนึกของคอมโพสิตถูกจำกัดโดยอุณหภูมิการเผาผนึกของเมทริกซ์เซรามิก ดำเนินการในตัวกลางก๊าซที่เป็นกลาง (อาร์กอน ฮีเลียม) หรือในสุญญากาศ หากจำเป็น วัสดุที่เผาแล้วจะถูกตัดเฉือนโดยใช้เครื่องมือเพชร

เส้นใย KMสามารถจำแนกได้ตามชนิดของสารตัวเติมเสริมแรง ในการผลิตแก้วความแข็งแรงสูง, คาร์บอน, โบรอน, เส้นใยอินทรีย์, ลวดโลหะ, หนวดของคาร์ไบด์จำนวนหนึ่ง, ออกไซด์ ไนไตรด์ เป็นต้น

วัสดุเสริมแรงใช้ในรูปแบบของเส้นใยเดี่ยว, เกลียว, มัด, ตาข่าย, ผ้า, เทป, ผืนผ้าใบ CM ที่เป็นเส้นใยสามารถแยกแยะได้โดยวิธีการเสริมกำลัง: เชิงและสุ่ม (สุ่ม) ในกรณีแรก คอมโพสิตมีคุณสมบัติแอนไอโซโทรปีที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ในวินาที พวกมันเป็นเสมือนไอโซทรอปิก เศษส่วนปริมาตร สารตัวเติมในเส้นใย CM คือ 60-70%

ตามประเภทของเมทริกซ์ คอมโพสิตคือ:

พอลิเมอร์ (PCM);

โลหะ (MKM);

เซรามิก (KKM);

- คาร์บอน-คาร์บอน(ยูเคเอ็ม).

วัสดุพอลิเมอร์คอมโพสิต - นี้ heterophasicวัสดุผสมที่มีเฟสพอลิเมอร์ต่อเนื่อง (เมทริกซ์) ซึ่งสารตัวเติมที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซจะถูกกระจายแบบสุ่มหรือในลำดับที่แน่นอน สารเหล่านี้เติมส่วนหนึ่งของปริมาตรเมทริกซ์ซึ่งจะช่วยลดการใช้วัตถุดิบที่หายากหรือมีราคาแพงและ (หรือ) แก้ไของค์ประกอบให้ คุณสมบัติที่จำเป็นเนื่องจากวัตถุประสงค์คุณสมบัติของกระบวนการทางเทคโนโลยีของการผลิตและการแปรรูปตลอดจนสภาพการทำงานของผลิตภัณฑ์ ถึงพวกเขา รวมถึงพลาสติกส่วนใหญ่, ยาง, สีและวาร์นิช, สารประกอบโพลีเมอร์, สารยึดติด ฯลฯ

ขึ้นอยู่กับชนิดของพอลิเมอร์เมทริกซ์ เทอร์โมพลาสติกที่เติม เทอร์โมพลาสติก (ตาม โพลิเอทิลีน โพลิไวนิลคลอไรด์ คาพรอน เป็นต้น), เรซินสังเคราะห์ (โพลีเอสเตอร์, อีพ็อกซี่ฟีนอลิกและอื่น ๆ.)และยางพารา . ขึ้นอยู่กับชนิดของสารตัวเติม PCM แบ่งออกเป็นพลาสติกที่เติมอนุภาค (สารตัวเติม - อนุภาคกระจายรูปร่างต่าง ๆ รวมถึงเส้นใยสับ) พลาสติกเสริมแรง(ประกอบด้วยสารเสริมแรงของโครงสร้างเส้นใยต่อเนื่อง), พลาสติกที่เติมแก๊ส, เติมน้ำมันยาง; ตามลักษณะของสารตัวเติม โพลีเมอร์ที่เติมจะแบ่งออกเป็นแอสโบพลาสติก (ฟิลเลอร์-ใยหิน) ชั้นกราไฟต์ (กราไฟต์) ไม้ลามิเนต(ไม้วีเนียร์ไม้), ไฟเบอร์กลาส (ไฟเบอร์กลาส), คาร์บอนไฟเบอร์ (คาร์บอนไฟเบอร์), ออร์กาโนพลาสติก (เส้นใยเคมี), โบโรพลาสติ(เส้นใยโบรอน) เป็นต้น รวมทั้งลูกผสมหรือ polyfibreพลาสติก (ฟิลเลอร์ผสมเส้นใยต่างๆ)

ตามวิธีการผลิต PCM สามารถแบ่งออกเป็น: การวาง, คดเคี้ยว, pultrusion, การกด ฯลฯ