แนวโน้มการใช้วัสดุคอมโพสิต เทคโนโลยีสำหรับการผลิตวัสดุคอมโพสิต

วัสดุคอมโพสิต sudlal วัสดุคอมโพสิต impex
วัสดุคอมโพสิต(กม.) คอมโพสิต- วัสดุแข็งที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันที่สร้างขึ้นเทียมซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบสองชิ้นขึ้นไปโดยมีส่วนต่อประสานที่ชัดเจนระหว่างกัน ในคอมโพสิตส่วนใหญ่ (ยกเว้นองค์ประกอบที่เป็นชั้น) ส่วนประกอบสามารถแบ่งออกเป็นเมทริกซ์ (หรือสารยึดเกาะ) และองค์ประกอบเสริม (หรือสารตัวเติม) ที่รวมอยู่ในนั้น โครงสร้างคอมโพสิต องค์ประกอบเสริมมักจะให้สิ่งที่จำเป็น ลักษณะทางกลวัสดุ (ความแข็งแรง ความแข็ง ฯลฯ) และเมทริกซ์ให้ งานร่วมกันเสริมธาตุและปกป้องพวกเขาจากความเสียหายทางกลและสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรง

พฤติกรรมทางกลขององค์ประกอบถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของคุณสมบัติขององค์ประกอบเสริมแรงและเมทริกซ์ ตลอดจนความแข็งแรงของพันธะระหว่างพวกมัน ลักษณะและคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ที่สร้างขึ้นขึ้นอยู่กับการเลือกส่วนประกอบเริ่มต้นและเทคโนโลยีของการผสมผสาน

เมื่อรวมองค์ประกอบเสริมและเมทริกซ์เข้าด้วยกัน องค์ประกอบจะถูกสร้างขึ้นซึ่งมีชุดของคุณสมบัติที่ไม่เพียงสะท้อนคุณลักษณะเริ่มต้นของส่วนประกอบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคุณสมบัติใหม่ที่ ส่วนประกอบแต่ละส่วนไม่ได้ครอบครอง ตัวอย่างเช่น การปรากฏตัวของส่วนต่อประสานระหว่างองค์ประกอบเสริมแรงและเมทริกซ์เพิ่มความต้านทานการแตกร้าวของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญและในองค์ประกอบซึ่งแตกต่างจากโลหะที่เป็นเนื้อเดียวกันการเพิ่มความแข็งแรงคงที่ไม่ได้นำไปสู่การลดลง แต่ตามกฎแล้ว การเพิ่มขึ้นของลักษณะความเหนียวแตกหัก

ในการสร้างองค์ประกอบจะใช้ฟิลเลอร์เสริมแรงและเมทริกซ์ที่หลากหลาย เหล่านี้คือ getinax และ textolite (พลาสติกลามิเนตที่ทำจากกระดาษหรือผ้าที่ติดกาวด้วยเทอร์โมเซตติง) พลาสติกแก้วและกราไฟต์ (ผ้าหรือใยแก้วหรือกราไฟต์ที่ชุบแล้ว กาวอีพ็อกซี่) ไม้อัด มีวัสดุที่เส้นใยบาง ๆ ที่ทำจากโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงเต็มไปด้วยมวลอลูมิเนียม Bulat เป็นหนึ่งในที่เก่าแก่ที่สุด วัสดุคอมโพสิต. เป็นชั้นที่บางที่สุด (บางครั้งเป็นเกลียว) ของเหล็กกล้าคาร์บอนสูง "ติดกาว" ด้วยเหล็กคาร์บอนต่ำที่อ่อนนุ่ม

นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุกำลังทดลองโดยมีเป้าหมายเพื่อสร้างความสะดวกในการผลิตมากขึ้น และอีกมากมาย วัสดุราคาถูก. มีการศึกษาโครงสร้างผลึกที่เติบโตได้เองซึ่งติดกาวเป็นมวลเดียวด้วยกาวโพลีเมอร์ (ซีเมนต์ที่มีสารเติมแต่งของกาวที่ละลายน้ำได้) ส่วนประกอบเทอร์โมพลาสติกที่มีเส้นใยเสริมแรงสั้น ฯลฯ

• 1 การจำแนกประเภทของคอมโพสิต
• 2 ประโยชน์ของวัสดุคอมโพสิต
• 3 ข้อเสียของวัสดุคอมโพสิต
  • 3.1 ต้นทุนสูง
  • 3.2 Anisotropy ของคุณสมบัติ
  • 3.3 แรงกระแทกต่ำ
  • 3.4 ปริมาณจำเพาะสูง
  • 3.5 การดูดความชื้น
  • 3.6 ความเป็นพิษ
  • 3.7 การบำรุงรักษาไม่ดี
• 4 แอพพลิเคชั่น
  • 4.1 สินค้าอุปโภคบริโภค
  • 4.2 อุปกรณ์กีฬา
  • 4.3 ยา
  • 4.4 วิศวกรรมเครื่องกล
    • 4.4.1 ลักษณะเฉพาะ
    • 4.4.2 ข้อมูลจำเพาะ
    • 4.4.3 ข้อได้เปรียบทางเทคนิคและเศรษฐกิจ
    • 4.4.4 การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี
  • 4.5 การบินและอวกาศ
  • 4.6 ยุทโธปกรณ์และยุทโธปกรณ์
• 5 ดูเพิ่มเติม
• 6 หมายเหตุ
• 7 วรรณคดี
• 8 ลิงค์

การจำแนกประเภทคอมโพสิต

คอมโพสิตมักจะจำแนกตามประเภทของสารตัวเติมเสริมแรง:

• เส้นใย (ส่วนประกอบเสริม - โครงสร้างเส้นใย);
• ชั้น;
• พลาสติกเติม (ส่วนประกอบเสริม - อนุภาค)
  • จำนวนมาก (เป็นเนื้อเดียวกัน),
  • โครงกระดูก (โครงสร้างเริ่มต้นที่เต็มไปด้วยสารยึดเกาะ)

นอกจากนี้ บางครั้งคอมโพสิตยังจำแนกตามวัสดุของเมทริกซ์:

• พอลิเมอร์เมทริกซ์คอมโพสิต,
• คอมโพสิตเมทริกซ์เซรามิก,
• คอมโพสิตเมทริกซ์โลหะ,
• สารประกอบออกไซด์-ออกไซด์

ข้อดีของวัสดุคอมโพสิต

ข้อได้เปรียบหลักของ CM คือการสร้างวัสดุและโครงสร้างพร้อมกัน ข้อยกเว้นคือพรีเพกซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปสำหรับการผลิตโครงสร้าง

ควรสังเกตทันทีว่า CM ถูกสร้างขึ้นเพื่อประสิทธิภาพของงานเหล่านี้ ดังนั้นจึงไม่สามารถมีข้อดีที่เป็นไปได้ทั้งหมด แต่เมื่อออกแบบคอมโพสิตใหม่ วิศวกรสามารถกำหนดลักษณะที่เหนือกว่าคุณลักษณะของ วัสดุดั้งเดิมเมื่อบรรลุเป้าหมายนี้ในกลไกนี้ แต่ด้อยกว่าในด้านอื่น ๆ ซึ่งหมายความว่า CM ไม่สามารถดีกว่าวัสดุแบบดั้งเดิมในทุกสิ่ง นั่นคือ สำหรับแต่ละผลิตภัณฑ์ วิศวกรดำเนินการทั้งหมด การคำนวณที่จำเป็นแล้วจึงเลือกที่เหมาะสมที่สุดระหว่างวัสดุสำหรับการผลิต

• ความแข็งแรงจำเพาะสูง (ความแรง 3500 MPa)
• ความแข็งแกร่งสูง (โมดูลัสความยืดหยุ่น 130…140 - 240 GPa)
• ทนต่อการสึกหรอสูง
• ความเหนื่อยล้าสูง
• เป็นไปได้ที่จะสร้างโครงสร้างที่มีมิติที่มั่นคงจากCM
• ผ่อนปรน

นอกจากนี้ คอมโพสิตประเภทต่างๆ อาจมีข้อดีอย่างน้อยหนึ่งข้อ ผลประโยชน์บางอย่างไม่สามารถบรรลุได้พร้อมกัน

ข้อเสียของวัสดุคอมโพสิต

วัสดุคอมโพสิตมีข้อเสียค่อนข้างมากที่ขัดขวางการกระจายของวัสดุ

ราคาสูง

CM ที่มีต้นทุนสูงนั้นเกิดจากความเข้มของการผลิตทางวิทยาศาสตร์สูง ความจำเป็นในการใช้อุปกรณ์และวัตถุดิบที่มีราคาแพงเป็นพิเศษ ดังนั้นจึงมีการพัฒนา การผลิตภาคอุตสาหกรรมและฐานวิทยาศาสตร์ของประเทศ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อวัสดุคอมโพสิตเข้ามาแทนที่ผลิตภัณฑ์แผ่นรีดธรรมดาที่ทำจากโลหะเหล็ก กรณีของผลิตภัณฑ์เบา ผลิตภัณฑ์ รูปร่างซับซ้อน, ผลิตภัณฑ์ที่ทนต่อการกัดกร่อน, คอมโพสิตผลิตภัณฑ์อิเล็กทริกที่มีความแข็งแรงสูงเป็นผู้ชนะ นอกจากนี้ ต้นทุนของผลิตภัณฑ์คอมโพสิตมักจะต่ำกว่าอะนาล็อกที่ทำจากโลหะที่ไม่ใช่เหล็กหรือ ของสแตนเลส.

คุณสมบัติ anisotropy

Anisotropy คือการพึ่งพาคุณสมบัติของ CM ในการเลือกทิศทางการวัด ตัวอย่างเช่น โมดูลัสความยืดหยุ่นของเส้นใยคาร์บอนทิศทางเดียวตามเส้นใยนั้นสูงกว่าในทิศทางตามขวาง 10-15 เท่า

เพื่อชดเชยแอนไอโซโทรปี ปัจจัยด้านความปลอดภัยจะเพิ่มขึ้น ซึ่งสามารถแก้ข้อได้เปรียบของ CM ในความแข็งแรงจำเพาะได้ ประสบการณ์การใช้ CM ในการผลิตหางแนวตั้งของเครื่องบินขับไล่ MiG-29 สามารถเป็นตัวอย่างได้ เนื่องจากแอนไอโซโทรปีของ KM ที่ใช้ หางแนวตั้งจึงได้รับการออกแบบด้วยปัจจัยด้านความปลอดภัยที่เป็นปัจจัยมาตรฐานหลายประการในการบินที่ 1.5 ซึ่งท้ายที่สุดก็นำไปสู่ความจริงที่ว่าหางแนวตั้งแบบผสมของ MiG-29 กลายเป็น มีน้ำหนักเท่ากับการออกแบบหางแนวตั้งแบบคลาสสิกที่ทำจากดูราลูมิน

อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี แอนไอโซโทรปีของคุณสมบัติมีประโยชน์ ตัวอย่างเช่น ท่อที่ทำงานที่แรงดันภายในจะพบกับความเค้นแตกหักเป็นสองเท่าในทิศทางเส้นรอบวงเมื่อเทียบกับท่อในแนวแกน ดังนั้นท่อไม่จำเป็นต้องมีความแข็งแรงเท่ากันในทุกทิศทาง ในกรณีของวัสดุผสม สามารถรับรองสภาพนี้ได้อย่างง่ายดายโดยการเพิ่มการเสริมแรงเป็นสองเท่าในทิศทางรอบวงเมื่อเปรียบเทียบกับการเสริมแรงในแนวแกน

แรงกระแทกต่ำ

แรงกระแทกต่ำยังเป็นสาเหตุของความจำเป็นในการเพิ่มระยะขอบของความปลอดภัย นอกจากนี้แรงกระแทกต่ำทำให้เกิดความเสียหายสูงต่อผลิตภัณฑ์ CM ซึ่งมีโอกาสสูงที่ ข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ซึ่งสามารถตรวจจับได้โดยวิธีการควบคุมด้วยเครื่องมือเท่านั้น

ปริมาณจำเพาะสูง

ปริมาณจำเพาะสูงคือ ข้อเสียที่สำคัญเมื่อใช้ CM ในพื้นที่ที่มีข้อจำกัดรุนแรงเกี่ยวกับปริมาณที่ถูกครอบครอง ยกตัวอย่างเช่น ในสาขาการบินเหนือเสียง ซึ่งแม้การเพิ่มปริมาณเครื่องบินเพียงเล็กน้อยก็นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมากในการลากตามหลักอากาศพลศาสตร์ของคลื่น

การดูดความชื้น

วัสดุคอมโพสิตดูดความชื้น กล่าวคือ มักจะดูดซับความชื้นซึ่งเกิดจากความไม่ต่อเนื่องของโครงสร้างภายในของ CM ที่ การดำเนินงานระยะยาวและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำๆ จนถึง 0 องศาเซลเซียส น้ำที่เจาะเข้าไปในโครงสร้างของ CM จะทำลายผลิตภัณฑ์จาก CM จากด้านใน (ผลจะคล้ายกับการทำลายในธรรมชาติ ทางหลวงในช่วงนอกฤดูกาล) ในทางธรรม ควรสังเกตว่าข้อเสียเปรียบนี้หมายถึงคอมโพสิตรุ่นแรกซึ่งมีการยึดเกาะที่มีประสิทธิภาพไม่เพียงพอของสารยึดเกาะกับสารตัวเติม เช่นเดียวกับโพรงขนาดใหญ่ในเมทริกซ์สารยึดเกาะ ประเภทสมัยใหม่คอมโพสิตที่มีการยึดเกาะสูงของสารยึดเกาะกับสารตัวเติม (ทำได้โดยการใช้สารหล่อลื่นพิเศษ) ที่ได้จากการขึ้นรูปด้วยสุญญากาศด้วยปริมาณก๊าซตกค้างขั้นต่ำจะไม่อยู่ภายใต้ข้อเสียนี้ ซึ่งทำให้สามารถสร้างได้โดยเฉพาะ เรือคอมโพสิต ผลิตการเสริมแรงคอมโพสิตและการสนับสนุนคอมโพสิตสำหรับสายไฟเหนือศีรษะ

อย่างไรก็ตาม CM สามารถดูดซับของเหลวที่แทรกซึมได้สูงอื่นๆ เช่น น้ำมันก๊าดสำหรับเครื่องบินหรือผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมอื่นๆ

ความเป็นพิษ

ระหว่างการทำงาน CM สามารถปล่อยควันที่มักเป็นพิษได้ หากผลิตภัณฑ์ทำจาก CM ที่จะตั้งอยู่ใกล้กับบุคคล (ตัวอย่างดังกล่าวอาจเป็นลำตัวคอมโพสิตของเครื่องบินโบอิ้ง 787 Dreamliner) จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของส่วนประกอบ CM ต่อมนุษย์เพื่ออนุมัติวัสดุ ใช้ในการผลิต CM.

ความสามารถในการบำรุงรักษาต่ำ

วัสดุคอมโพสิตอาจมีความสามารถในการปฏิบัติงานต่ำ การบำรุงรักษาต่ำ และ ค่าใช้จ่ายที่สูงการดำเนินการ. เนื่องจากต้องใช้วิธีการพิเศษที่ใช้แรงงานมาก (และบางครั้ง ใช้แรงงาน) เครื่องมือพิเศษสำหรับสร้างและซ่อมแซมวัตถุจาก CM. บ่อยครั้งที่ผลิตภัณฑ์จาก KM ไม่ได้อยู่ภายใต้การปรับแต่งและซ่อมแซมใดๆ เลย

พื้นที่ใช้งาน

เครื่องอุปโภคบริโภค

• คอนกรีตเสริมเหล็กเป็นวัสดุคอมโพสิตที่เก่าแก่และเรียบง่ายที่สุดชนิดหนึ่ง
• แท่งสำหรับ ตกปลาไฟเบอร์กลาสและคาร์บอนไฟเบอร์
• เรือไฟเบอร์กลาส
• ยางรถยนต์
• คอมโพสิตโลหะ

อุปกรณ์กีฬา

คอมโพสิตได้รับการยอมรับอย่างมั่นคงในกีฬา: สำหรับ ความสำเร็จสูงต้องการความแข็งแรงสูงและน้ำหนักเบาและราคาไม่ได้มีบทบาทพิเศษ

• จักรยาน
• อุปกรณ์สกี - ไม้ค้ำและสกี
• ไม้ฮอกกี้และรองเท้าสเก็ต
• เรือคายัค เรือแคนู และไม้พาย
• ส่วนของร่างกายสำหรับรถแข่งและรถจักรยานยนต์
• หมวกกันน็อค

ยา

วัสดุอุดฟัน. เมทริกซ์พลาสติกทำหน้าที่ในการเติมที่ดี ฟิลเลอร์อนุภาคแก้วเพิ่มความต้านทานการสึกหรอ

วิศวกรรมเครื่องกล

ในทางวิศวกรรมเครื่องกล วัสดุคอมโพสิตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้าง สารเคลือบป้องกันบนพื้นผิวแรงเสียดทาน, เช่นเดียวกับสำหรับการผลิต ส่วนต่างๆเครื่องยนต์ สันดาปภายใน(ลูกสูบ, ก้านสูบ).

ลักษณะ

เทคโนโลยีนี้ใช้เพื่อสร้างสารเคลือบป้องกันเพิ่มเติมบนพื้นผิวในคู่แรงเสียดทานระหว่างเหล็กและยาง การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีทำให้สามารถเพิ่มรอบการทำงานของซีลและเพลาของอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ทำงานในสภาพแวดล้อมทางน้ำ

วัสดุคอมโพสิตประกอบด้วยวัสดุที่แตกต่างกันตามหน้าที่หลายประการ พื้นฐานของวัสดุอนินทรีย์คือซิลิเกตของแมกนีเซียม เหล็ก และอะลูมิเนียมที่ดัดแปลงด้วยสารเติมแต่งต่างๆ การเปลี่ยนเฟสในวัสดุเหล่านี้เกิดขึ้นที่โหลดในท้องถิ่นที่สูงเพียงพอใกล้กับความแข็งแรงสูงสุดของโลหะ ในเวลาเดียวกัน ชั้นเซอร์เม็ทที่มีความแข็งแรงสูงจะก่อตัวขึ้นที่พื้นผิวในโซนที่มีโหลดในพื้นที่สูง เนื่องจากสามารถเปลี่ยนโครงสร้างของพื้นผิวโลหะได้

วัสดุพอลิเมอร์ที่มีพื้นฐานจากพอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีนถูกดัดแปลงด้วยผงเพชร-กราไฟต์ที่กระจายตัวเป็นพิเศษซึ่งได้มาจากวัสดุที่ระเบิดได้ เช่นเดียวกับผงละเอียดพิเศษของโลหะอ่อน การแปรรูปวัสดุจะดำเนินการที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ (น้อยกว่า 300 °C)

วัสดุออร์แกโนเมทัลลิกที่ได้จากกรดไขมันธรรมชาติมีหมู่ฟังก์ชันที่เป็นกรดจำนวนมาก ด้วยเหตุนี้ การโต้ตอบกับอะตอมของโลหะบนพื้นผิวสามารถทำได้ในโหมดพัก พลังงานแรงเสียดทานเร่งกระบวนการและกระตุ้นการปรากฏตัวของการเชื่อมโยงข้าม

ข้อมูลจำเพาะ

การเคลือบป้องกันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัสดุผสม สามารถแสดงลักษณะดังต่อไปนี้:

• ความหนาสูงสุด 100 ไมครอน
• ระดับความสะอาดพื้นผิวเพลา (สูงสุด 9);
• มีรูพรุนขนาด 1 - 3 ไมครอน
• ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสูงถึง 0.01;
• การยึดเกาะสูงกับพื้นผิวโลหะและยาง

ข้อได้เปรียบทางเทคนิคและเศรษฐกิจ

• ชั้นเซอร์เม็ทที่มีความแข็งแรงสูงเกิดขึ้นบนพื้นผิวในเขตที่มีภาระในท้องถิ่นสูง
• ชั้นที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของ polytetrafluoroethylenes มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำและมีความทนทานต่อการสึกหรอจากการเสียดสีต่ำ
• สารเคลือบโลหะอินทรีย์มีความอ่อนนุ่มมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำพื้นผิวมีรูพรุนความหนาของชั้นเพิ่มเติมคือไม่กี่ไมครอน

ขอบเขตการใช้งานของเทคโนโลยี

• วาดบน พื้นผิวการทำงานซีลเพื่อลดแรงเสียดทานและสร้างชั้นแยกที่ป้องกันไม่ให้ยางเกาะติดกับเพลาในช่วงเวลาที่เหลือ
• เครื่องยนต์สันดาปภายในความเร็วสูงสำหรับรถยนต์และเครื่องบิน

การบินและอวกาศ

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เป็นต้นมา การบินและอวกาศมีความจำเป็นเร่งด่วนสำหรับการผลิตโครงสร้างที่แข็งแรง น้ำหนักเบา และทนต่อการสึกหรอ วัสดุคอมโพสิตใช้สำหรับการผลิตโครงสร้างรับน้ำหนักของเครื่องบิน ดาวเทียมเทียม สารเคลือบฉนวนความร้อนสำหรับกระสวยอวกาศ และยานสำรวจอวกาศ มีการใช้วัสดุคอมโพสิตมากขึ้นในการผลิตผิวหนังสำหรับอากาศและ ยานอวกาศและองค์ประกอบพลังงานที่โหลดมากที่สุด

ยุทโธปกรณ์และยุทโธปกรณ์

เนื่องจากลักษณะ (ความแข็งแรงและเบา) CM จึงถูกนำมาใช้ในกิจการทหารเพื่อการผลิต ประเภทต่างๆเกราะ:

• ชุดเกราะ (ดู Kevlar ด้วย)
• เกราะสำหรับยานเกราะทหาร

จนถึงศตวรรษที่ 4 BC อี ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นส่วนหนึ่งของคันธนูเป็นอาวุธ

ดูสิ่งนี้ด้วย

• เหล็กเส้นคอมโพสิต
• วัสดุไฮบริด

หมายเหตุ

1. เจ. ลูบิน. 1.2 ข้อกำหนดและคำจำกัดความ // คู่มือวัสดุคอมโพสิต: 2 เล่ม = คู่มือคอมโพสิต - M.: Mashinostroenie, 1988. - T. 1. - 448 p. - ไอเอสบีเอ็น 5-217-00225-5

วรรณกรรม

• Kerber ML, วัสดุผสมพอลิเมอร์ โครงสร้าง. คุณสมบัติ. เทคโนโลยี. - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: อาชีพ 2551 - 560 หน้า
• Vasiliev VV กลศาสตร์ของโครงสร้างที่ทำจากวัสดุคอมโพสิต - M.: Mashinostroenie, 1988. - 272 p.
• Karpinos D.M. วัสดุคอมโพสิต ไดเรกทอรี - Kyiv, Naukova Dumka

ลิงค์

• วารสารกลศาสตร์วัสดุและโครงสร้างคอมโพสิต
• "คอมโพสิตจากเมืองวิทยาศาสตร์"
• “เทคโนโลยีแบล็ควิง”

อิมเพ็กซ์วัสดุคอมโพสิต ซัดลัลวัสดุคอมโพสิต ลัทธิวัตถุนิยมคอมโพสิต วิทยาศาสตร์วัสดุคอมโพสิต

ข้อมูลวัสดุคอมโพสิต เกี่ยวกับ

วัสดุพอลิเมอร์คอมโพสิต (PCM) จะได้รับจากวัสดุทางกายภาพ ทางกล และ . ผ่านส่วนผสมต่างๆ ของสารยึดเกาะและสารตัวเติม ลักษณะทางกายภาพสำหรับการดำเนินงานใน เงื่อนไขต่างๆ. บ่อยครั้ง การผลิตวัสดุพอลิเมอร์คอมโพสิตและการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์จากวัสดุดังกล่าวจะรวมกันในกระบวนการเดียวซึ่งช่วยให้ลดต้นทุนของผลิตภัณฑ์คอมโพสิตได้อย่างมาก

กำหนดวิธีการขึ้นรูปแบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับผลิตภัณฑ์ PCM แต่ละรายการโดยเฉพาะ จำนวนมากปัจจัยเช่น:

• คุณสมบัติการออกแบบของผลิตภัณฑ์
• วัตถุประสงค์ของผลิตภัณฑ์ที่ได้ (และข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง - ความสะอาดของพื้นผิว ความแม่นยำของมิติ ฯลฯ );
• คุณสมบัติและความสามารถทางเทคโนโลยีของส่วนประกอบสารยึดเกาะ
• โครงสร้างฟิลเลอร์
• ปัจจัยทางเศรษฐกิจ (ต้นทุน ผลผลิต และอายุการใช้งานของอุปกรณ์ ความเข้มแรงงาน ฯลฯ)

คุณสมบัติของการขึ้นรูปวัสดุพอลิเมอร์ผสมตามเทอร์โมพลาสติก

ผลผลิตของวิธีการผลิตและการแปรรูป พอลิเมอร์คอมโพสิตบนพื้นฐานของความเร็วของกระบวนการทางกายภาพและทางเคมีกายภาพที่เกิดขึ้นในพอลิเมอร์สารยึดเกาะระหว่างการประมวลผลส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยพื้นฐาน:

• ละลาย;
• การตกผลึก;
• เครื่องทำความร้อน;
• ระบายความร้อน;
• การพักผ่อน ฯลฯ

ความสมบูรณ์และลักษณะของกระบวนการเหล่านี้เป็นปัจจัยกำหนดคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเป็นส่วนใหญ่ นอกจากนี้ คุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปยังได้รับผลกระทบจากกระบวนการทำลายล้างในพอลิเมอร์ ซึ่งดำเนินการในอัตราที่เพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากผลกระทบทางความร้อนและทางกลต่อวัสดุจากส่วนการทำงานของเครื่องจักรระหว่างการประมวลผล

รูปร่างที่ต้องการของผลิตภัณฑ์สามารถกำหนดได้โดยการพัฒนาความยืดหยุ่นสูงหรือการเสียรูปพลาสติก เนื่องจากวัสดุมีความหนืดสูง อัตราของกระบวนการเปลี่ยนรูปจึงต่ำ ขึ้นอยู่กับสถานะทางกายภาพของพอลิเมอร์ในขณะที่ทำการขึ้นรูป ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะเกิดระดับความไม่สมดุลที่แตกต่างกันออกไปเนื่องจากการคลายความเครียดภายในที่ไม่สมบูรณ์ สิ่งนี้กำหนดข้อ จำกัด บางประการเกี่ยวกับช่วงอุณหภูมิของการทำงานของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับ วิธีการต่างๆ. การเพิ่มสัดส่วนของส่วนประกอบที่มีความยืดหยุ่นสูงของการเสียรูปจะทำให้ขีดจำกัดอุณหภูมิด้านบนลดลงจนถึงอุณหภูมิการเปลี่ยนรูปคล้ายแก้วของโพลีเมอร์

คุณสมบัติของการขึ้นรูปวัสดุพอลิเมอร์ผสมตามเทอร์โมเซ็ต

คุณสมบัติของวิธีการรับวัสดุโพลีเมอร์คือการรวมกัน กระบวนการทางกายภาพปั้นจริงด้วย ปฏิกริยาเคมีการก่อตัวของโพลีเมอร์สามมิติ (การบ่ม) และคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ถูกกำหนดโดยความเร็วและความสมบูรณ์ของการบ่ม การบ่มที่ไม่สมบูรณ์ทำให้เกิดความไม่แน่นอนของคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ในบางครั้ง รวมถึงการเกิดขึ้นของกระบวนการทำลายล้างในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

ขึ้นอยู่กับวิธีการประมวลผล การบ่มจะรวมกับการขึ้นรูปของผลิตภัณฑ์ (ในกรณีของการกดเทอร์โมพลาสติก จะเกิดขึ้นหลังจากการขึ้นรูปของผลิตภัณฑ์ในช่องแม่พิมพ์ (งานฉีดขึ้นรูป, แม่พิมพ์ฉีดเทอร์โมพลาสติก) หรือระหว่างการอบชุบชิ้นงานด้วยความร้อน (ในการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่) การจะบ่มโอลิโกเมอร์บางชนิดได้ครบถ้วนตามที่ต้องการ แม้จะอยู่ในที่ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาและที่อุณหภูมิสูง ก็ต้องใช้เวลาพอสมควร (นานถึงหลายชั่วโมง) ในกรณีนี้ การบ่มขั้นสุดท้ายสามารถทำได้นอกอุปกรณ์การขึ้นรูป เนื่องจากความคงตัวของรูปร่างนั้นมาก่อนได้นานแล้ว เสร็จสมบูรณ์กระบวนการบ่ม

ปัญหาบางประการในการผลิตวัสดุพอลิเมอร์คอมโพสิต

การมีอยู่ในระหว่างการประมวลผลความแตกต่างของอุณหภูมิเหนือส่วนตัดขวางของผลิตภัณฑ์นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความแตกต่างของโครงสร้างและการปรากฏตัวของความเครียดเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับความแตกต่างของอัตราการทำความเย็น การตกผลึก การผ่อนคลายใน ส่วนต่างๆตลอดจนระดับการบ่มที่แตกต่างกัน (ในกรณีของเทอร์โมพลาสติก) ทำให้คุณสมบัติของวัสดุในผลิตภัณฑ์มีความแตกต่างกัน ซึ่งไม่เป็นที่ยอมรับเสมอไป และเป็นสาเหตุของข้อบกพร่องหลายประเภท (การบิดเบี้ยว การแตกร้าว ฯลฯ) การมีอยู่ของความเค้นภายใน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการวางแนว ยังจำกัดช่วงอุณหภูมิของการทำงานด้วย การเพิ่มขึ้นของความแตกต่างของโครงสร้างซุปเปอร์โมเลกุลและความเครียดภายในลดลงสามารถทำได้เนื่องจากการอบชุบด้วยความร้อนของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป แต่จะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการใช้วิธีการควบคุมโครงสร้างโดยตรงระหว่างการประมวลผล

เมื่อขึ้นรูปผลิตภัณฑ์จากพอลิเมอร์คอมโพสิต การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่สำคัญเป็นไปได้และด้วยเหตุนี้คุณสมบัติของพอลิเมอร์ ดังนั้นวัสดุและผลิตภัณฑ์ที่ได้รับบนพื้นฐานของพอลิเมอร์เดียวกัน ประสิทธิภาพอาจแตกต่างกันอย่างมากถ้าเทคโนโลยีต่างกัน ปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อโครงสร้างและคุณสมบัติของ PCM คือพารามิเตอร์ของกระบวนการประมวลผล:

• อุณหภูมิ,
• ความกดดัน,
• โหมดการทำความร้อนและความเย็น ฯลฯ

การบัญชีที่เหมาะสมและการเลือกพารามิเตอร์ทางเทคโนโลยีทั้งหมดช่วยให้บรรลุผลสำเร็จในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป:

• โครงสร้างสม่ำเสมอ,
• ระดับความเค้นตกค้างขั้นต่ำ (โครงสร้าง การหดตัว ความร้อน)
• ความสมบูรณ์ของกระบวนการบ่ม, การตกผลึก,

เพื่อให้ได้สินค้าคุณภาพสูง

ฉันอุทิศประวัติศาสตร์ วัสดุคอมโพสิต. ฉันยังคงใช้เวลาว่างในหัวข้อนี้ต่อไป และวันนี้ฉันต้องการพูดคุยเล็กน้อยเกี่ยวกับข้อกำหนดและเทคโนโลยีของการสร้างต้นแบบโดยใช้วัสดุพอลิเมอร์ผสม ถ้าคุณไม่มีอะไรทำนาน ช่วงเย็นของฤดูหนาวคุณสามารถสร้างสโนว์บอร์ด เคสมอเตอร์ไซค์ หรือเคสสมาร์ทโฟนจากผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ได้เสมอ แน่นอนว่ากระบวนการนี้อาจมีราคาแพงกว่าการซื้อผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป แต่ก็น่าสนใจที่จะทำบางสิ่งด้วยมือของคุณเอง

ภายใต้การตัด - ภาพรวมของวิธีการผลิตผลิตภัณฑ์จากวัสดุคอมโพสิต ฉันจะขอบคุณถ้าคุณเพิ่มฉันในความคิดเห็นเพื่อให้ผลลัพธ์เป็นโพสต์ที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

วัสดุคอมโพสิตถูกสร้างขึ้นจากส่วนประกอบอย่างน้อยสองชิ้นโดยมีขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างส่วนประกอบทั้งสอง มีวัสดุคอมโพสิตหลายชั้น เช่น ไม้อัด ในวัสดุผสมอื่นๆ ทั้งหมด ส่วนประกอบสามารถแบ่งออกเป็นเมทริกซ์หรือสารยึดเกาะ และส่วนประกอบเสริม - สารตัวเติม คอมโพสิตมักจะถูกแบ่งตามชนิดของวัสดุเสริมแรงหรือวัสดุเมทริกซ์ คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้วัสดุคอมโพสิตได้ในโพสต์ และโพสต์นี้มีเนื้อหาเกี่ยวกับวิธีการทำผลิตภัณฑ์จากวัสดุผสม

ปั้นมือ

ในกรณีของการผลิตสินค้าชิ้นเดียว วิธีการทั่วไปที่สุดคือการขึ้นรูปแบบด้วยมือ วัสดุเคลือบเจลถูกนำไปใช้กับเมทริกซ์ที่เตรียมไว้ - วัสดุเพื่อให้ได้พื้นผิวที่ดีที่ส่วนนอกของวัสดุเสริมแรง ซึ่งช่วยให้คุณสามารถเลือกสีสำหรับผลิตภัณฑ์ได้ จากนั้นจึงใส่สารตัวเติมลงในเมทริกซ์ เช่น ไฟเบอร์กลาส และชุบด้วยสารยึดเกาะ เราเอาฟองอากาศออก รอจนกว่าทุกอย่างจะเย็นลง แล้วปรับแต่งด้วยไฟล์ - ตัด เจาะ และอื่นๆ

วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างส่วนต่างๆ ของร่างกายสำหรับรถยนต์ รถจักรยานยนต์ และจักรยานยนต์ นั่นคือสำหรับการปรับแต่งในกรณีที่ไม่จำกัดเพียงการติดฟิล์ม "ภายใต้คาร์บอน"

ฉีดพ่น

การพ่นไม่ต้องใช้วัสดุแก้ว แต่คุณต้องใช้แทน อุปกรณ์พิเศษ. วิธีนี้มักใช้กับวัตถุขนาดใหญ่ เช่น ตัวเรือ ยานพาหนะ เป็นต้น เช่นเดียวกับในกรณีของการขึ้นรูปแบบด้วยมือ ให้ทาเจลโค้ตก่อน ตามด้วยวัสดุแก้ว

RTM (ฉีด)

ด้วยวิธีการฉีดโพลีเอสเตอร์เรซินลงในแม่พิมพ์แบบปิด มีการใช้เครื่องมือจากเมทริกซ์และแม่พิมพ์ซึ่งกันและกัน - หมัด วัสดุแก้วถูกวางไว้ระหว่างเมทริกซ์และรูปแบบเคาน์เตอร์ จากนั้นจึงเทสารชุบแข็งลงในแบบฟอร์มภายใต้แรงกด - โพลีเอสเตอร์เรซิ่น. และแน่นอนว่าการจบด้วยไฟล์หลังจากการบ่มคือการได้ลิ้มรส

แช่สูญญากาศ

วิธีการแช่แบบสุญญากาศต้องใช้ถุงที่สร้างสุญญากาศโดยใช้ปั๊ม ตัวบรรจุภัณฑ์ประกอบด้วยวัสดุเสริมแรงซึ่งรูพรุนซึ่งหลังจากที่อากาศถูกสูบออกจะเต็มไปด้วยสารยึดเกาะที่เป็นของเหลว

ตัวอย่างวิธีการทำสเก็ตบอร์ด

คดเคี้ยว

วิธีการม้วนวัสดุคอมโพสิตทำให้สามารถผลิตกระบอกสูบที่มีน้ำหนักเบาเป็นพิเศษสำหรับก๊าซอัด ซึ่งใช้ซับใน PET ที่สูบได้ถึง 2-5 บรรยากาศ เช่นเดียวกับท่อคอมโพสิตที่ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมัน อุตสาหกรรมเคมี และสาธารณูปโภค จากชื่อจะเข้าใจได้ง่ายว่าไฟเบอร์กลาสพันรอบวัตถุที่เคลื่อนที่หรืออยู่กับที่

ในวิดีโอ - กระบวนการม้วนไฟเบอร์กลาสบนบอลลูน

pultrusion

Pultrusion คือ "ดึง" ด้วยวิธีนี้ จะมีกระบวนการดึงวัสดุคอมโพสิตผ่านเครื่องดึงอย่างต่อเนื่อง ความเร็วของกระบวนการสูงถึง 6 เมตรต่อนาที เส้นใยจะถูกส่งผ่านอ่างโพลีเมอร์ซึ่งจะถูกชุบด้วยสารยึดเกาะหลังจากนั้นจึงผ่านพรีฟอร์มเมอร์เพื่อให้ได้รูปร่างสุดท้าย จากนั้นวัสดุจะถูกทำให้ร้อนในแม่พิมพ์และที่ทางออกเราจะได้ผลิตภัณฑ์ชุบแข็งขั้นสุดท้าย

กระบวนการผลิตแผ่นชีทไพล์โดยวิธีพัลทรูชั่น

กดโดยตรง

ผลิตภัณฑ์เทอร์โมพลาสติกทำขึ้นในแม่พิมพ์ภายใต้ความกดดัน สำหรับสิ่งนี้อุณหภูมิสูง เครื่องอัดไฮดรอลิกด้วยกำลัง 12 ถึง 100 ตัน และ อุณหภูมิสูงสุดประมาณ 650 องศา ด้วยวิธีนี้ ตัวอย่างเช่น การทำถังพลาสติก.

ปั้นหม้อนึ่งความดัน

หม้อนึ่งความดันจำเป็นสำหรับการดำเนินการกระบวนการที่มีความร้อนและภายใต้ความดันเหนือบรรยากาศเพื่อเร่งปฏิกิริยาและเพิ่มผลผลิตของผลิตภัณฑ์ วัสดุคอมโพสิตถูกวางไว้ภายในหม้อนึ่งความดันในรูปแบบพิเศษ

ผลิตภัณฑ์คอมโพสิต

วัสดุคอมโพสิตใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอากาศยาน ตัวอย่างเช่นสร้างขึ้นจากพวกเขา

อุตสาหกรรมยานยนต์

ขาเทียมและออร์โธส

หากคุณมีส่วนเพิ่มเติมอย่าลืมเขียนเกี่ยวกับพวกเขาในความคิดเห็น ขอบคุณ.

วัสดุขึ้นอยู่กับส่วนประกอบหลายอย่างซึ่งกำหนดลักษณะการทำงานและเทคโนโลยี คอมโพสิตขึ้นอยู่กับเมทริกซ์ที่มีพื้นฐานมาจากโลหะ โพลีเมอร์หรือเซรามิก การเสริมแรงเพิ่มเติมทำได้โดยฟิลเลอร์ในรูปของเส้นใย หนวดเครา และอนุภาคต่างๆ

คอมโพสิตเป็นอนาคตหรือไม่?

ความเป็นพลาสติก ความแข็งแรง ขอบเขตการใช้งานที่กว้าง - นี่คือสิ่งที่ทำให้วัสดุคอมโพสิตสมัยใหม่แตกต่างออกไป 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 ได้มาจากการรวมวัตถุดิบ ประเภทต่างๆโดยมีไม้เป็นส่วนประกอบหลัก 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% ของการใช้วัสดุพอลิเมอร์คอมโพสิต

เนื่องจากพอลิเมอร์คอมโพสิตมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง พื้นผิวที่สม่ำเสมอและหนาแน่นของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการขึ้นรูป ความน่าเชื่อถือและความทนทานของการทำงานของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจึงเพิ่มขึ้น

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

วัสดุคอมโพสิตหรือที่เรียกกันทั่วไปว่า คอมโพสิตได้ปฏิวัติอุตสาหกรรมมากมายและกลายเป็นที่นิยมในผลิตภัณฑ์ไฮเทคที่ต้องมีลักษณะเฉพาะคือน้ำหนักเบา แต่ในขณะเดียวกันก็มีความทนทานต่อความเค้นเชิงกลสูง ประโยชน์เชิงเศรษฐกิจที่คาดหวังในโครงการไฮเทค เช่น การพัฒนาด้านการทหารและอวกาศ ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับวัสดุคอมโพสิตที่มีน้ำหนักเบาและทนต่ออุณหภูมิสูง ซึ่งช่วยลดน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน และการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง

การบินสมัยใหม่ ทั้งทางการทหารและพลเรือน จะมีประสิทธิภาพน้อยลงอย่างเห็นได้ชัดหากไม่มีวัสดุผสม อันที่จริง ความต้องการของอุตสาหกรรมเฉพาะนี้สำหรับวัสดุ (ซึ่งในด้านหนึ่งควรจะเบา และในทางกลับกัน แข็งแกร่งเพียงพอ) เป็นแนวทางหลักในการออกแบบและพัฒนา ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าปีกของเครื่องบิน หาง ใบพัด และใบพัดกังหันของเครื่องยนต์ทำจากวัสดุคอมโพสิตที่ทันสมัย เช่นเดียวกับโครงสร้างภายในส่วนใหญ่และส่วนต่างๆ ของลำตัวเครื่องบิน ลำตัวของเครื่องบินขนาดเล็กบางลำทำมาจากวัสดุคอมโพสิตทั้งหมดแล้ว ในเครื่องบินพาณิชย์ขนาดใหญ่ ปีก หาง และแผงลำตัวมักทำจากวัสดุดังกล่าว

ตัวเชื่อมต่อคอมโพสิตสำหรับ การเชื่อมต่อภายในที่จำหน่ายสู่ตลาดตามความต้องการและความต้องการของผู้บริโภค ประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนคอนเนคเตอร์รุ่นก่อน ซึ่งทำจากทองเหลือง นิกเกิล อลูมิเนียม บรอนซ์ หรือสแตนเลส ตัวเชื่อมต่อแบบคอมโพสิตเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อม สิ่งแวดล้อมที่ต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและข้อกำหนด EMC เมื่อใช้ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ ผลิตภัณฑ์ก๊าซที่เป็นพิษ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง และที่สำคัญที่สุดคือ ฮาโลเจนจะไม่ถูกปล่อยออกมา วัสดุคอมโพสิตมีความแข็งแรงกว่าเหล็ก มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง มีความน่าเชื่อถือและความทนทานสูงกว่า และในขณะเดียวกันก็มีความทนทานสูง น้ำหนักน้อยกว่าคู่เหล็กของพวกเขา

การผลิตวัสดุคอมโพสิต

คอมโพสิตประกอบด้วยวัสดุหลายชนิดวัตถุประสงค์ของการสร้างวัสดุคอมโพสิตคือการสร้างสารใหม่ที่รวมคุณสมบัติของส่วนประกอบต่างๆ ในลักษณะที่เป็นประโยชน์มากที่สุด วัสดุคอมโพสิตมีสององค์ประกอบ: เมทริกซ์ (สารยึดเกาะ) และองค์ประกอบเสริมแรง (สารตัวเติม)

ในการสร้างวัสดุผสม จำเป็นต้องมีส่วนประกอบอย่างน้อยหนึ่งส่วนประกอบในแต่ละประเภท สำหรับเมทริกซ์ วัสดุคอมโพสิตสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้เทอร์โมพลาสติกหรือพลาสติกเทอร์โมเซต (เรียกอีกอย่างว่าเรซิน) พลาสติกคือพอลิเมอร์ที่ยึดองค์ประกอบเสริมแรงเข้าด้วยกัน และช่วยในการกำหนดตามที่ต้องการ คุณสมบัติทางกายภาพผลิตภัณฑ์สุดท้าย.

เทอร์โมพลาสติกมีลักษณะแข็งที่ อุณหภูมิต่ำแต่นุ่มเมื่อถูกความร้อน แม้ว่าจะมีการใช้กันน้อยกว่าพลาสติกเทอร์โมเซต แต่ก็มีข้อดีบางประการ เช่น ความเหนียวในการแตกหักที่สูงขึ้น อายุการเก็บรักษานานเป็นวัตถุดิบ และความสามารถในการรีไซเคิล การใช้พลาสติกเทอร์โมพลาสติกมีความปลอดภัยและมลพิษน้อยกว่า ที่ทำงานเพราะในการเตรียมใช้งานโดยตรงไม่จำเป็นต้องมี ตัวทำละลายอินทรีย์สำหรับการชุบแข็ง

ชุด เยอรมัน ACTเป็นตัวแทน คอนเนคเตอร์คอมโพสิตประสิทธิภาพสูงได้มาตรฐาน MIL-DTL-38999.

ประสิทธิภาพของตัวเชื่อมต่อใด ๆ คือผลรวมของประสิทธิภาพของ ส่วนประกอบ. การใช้วัสดุคอมโพสิตในซีรีย์ ACT เพิ่มความแข็งแรงของตัวคอนเนคเตอร์และกลไกการล็อคเกลียว ส่งผลให้จำนวนรอบการผสมพันธุ์ที่เป็นไปได้ถึง 1,500 รอบ การใช้วัสดุคอมโพสิตยังเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของตัวเชื่อมต่อ (2000 ชั่วโมงใน เงื่อนไขการพ่นเกลือ) นอกจากนี้ การออกแบบตัวเชื่อมต่อชุดนี้ยังมีแคลมป์ที่ส่งผลดีต่อประสิทธิภาพและระยะเวลา วงจรชีวิตตัวเชื่อมต่อ

เทอร์โมพลาสติกหรือพลาสติกเทอร์โมเซตติงในรูปแบบเดิมอยู่ใน สถานะของเหลวแต่แข็งตัวและแข็งตัว (วัลคาไนซ์) เมื่อถูกความร้อน กระบวนการชุบแข็งนั้นไม่สามารถย้อนกลับได้ ดังนั้นวัสดุเหล่านี้จะไม่อ่อนตัวอีกต่อไปเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง เมื่อเมทริกซ์พลาสติกได้รับการเสริมแรงด้วย เช่น เส้นใยแก้ว เทอร์โมเซ็ตสามารถต้านทานการสึกหรอและสารเคมีที่รุนแรงได้สำเร็จ และมีความทนทานสูงแม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง วัสดุดังกล่าวให้ทั้งความยืดหยุ่นในการออกแบบและความเป็นฉนวนสูง

หากคอมโพสิตถูกจำแนกตามวัสดุเมทริกซ์ คอมโพสิตเทอร์โมพลาสติก คอมโพสิตที่ใช้เส้นใยสั้น (สับ) และเทอร์โมพลาสติกที่มีเส้นใยยาวหรือเส้นใยเสริมแรง วัสดุที่มีชื่อเสียงที่สุดสำหรับเมทริกซ์ดังกล่าว ได้แก่ โพลีเอสเตอร์ (โพลีเอสเตอร์) อีพอกซีเรซิน, ฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์, โพลิอิไมด์, โพลิเอไมด์ และพอลิโพรพิลีน เซรามิก คาร์บอน และโลหะยังใช้เป็นเมทริกซ์สำหรับการใช้งานเฉพาะบางประเภท ตัวอย่างเช่น เซรามิกถูกใช้เมื่อวัสดุสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงมาก ในขณะที่คาร์บอนใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องเสียดสีและการสึกหรอ

โพลีเมอร์ไม่เพียงแต่ใช้เป็นวัสดุเมทริกซ์เท่านั้น แต่ยังใช้เป็นวัสดุเสริมแรงที่เป็นที่ยอมรับสำหรับการเสริมแรงคอมโพสิต ตัวอย่างเช่น เคฟลาร์เป็นเส้นใยโพลีเมอร์ที่มีความแข็งแรงมากและเพิ่มความแข็งให้กับวัสดุคอมโพสิตรวมกับความเหนียว แม้ว่าไฟเบอร์กลาสจะเป็นตัวเลือกการเสริมแรงที่ใช้กันมากที่สุด คอมโพสิตยังสามารถใช้การเสริมแรงด้วยโลหะในรูปแบบของเหล็กเส้นเพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับโลหะอื่นๆ เช่น ในเมทริกซ์คอมโพสิต (MMC) เมื่อเทียบกับพอลิเมอร์เมทริกซ์คอมโพสิต MMC มีความทนทานต่อการจุดระเบิดและสามารถทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้น ไม่ดูดความชื้น มีการนำไฟฟ้าและความร้อนสูงกว่า มีความทนทานต่อการได้รับรังสี และไม่ปล่อย ก๊าซพิษ. อย่างไรก็ตาม มักจะมีราคาแพงกว่าอะไหล่ทดแทนและมักใช้ในที่ที่สูงกว่า ข้อมูลจำเพาะและคุณสมบัติสามารถปรับเพิ่มต้นทุนได้

จนถึงปัจจุบันวัสดุเหล่านี้ ส่วนใหญ่มักพบการใช้งานในชุดประกอบเครื่องบินและระบบอวกาศ

ความทนทานและความทนทานต่อ อุณหภูมิที่สูงขึ้น- ที่สุด ลักษณะสำคัญในพอลิเมอร์ที่ใช้สำหรับการใช้งานที่มีเทคโนโลยีสูง ผลิตภัณฑ์ที่มีไว้สำหรับการใช้งานในเชิงพาณิชย์และทางการทหารต้องทำโดยใช้สิ่งที่เรียกว่าพลาสติกวิศวกรรมพิเศษหรือโพลีเมอร์ที่มีอุณหภูมิสูงพิเศษอื่นๆ พลาสติกวิศวกรรม เช่น polyesterimide (PEI), polyphthalamide (PPA), polyphenylene sulfide (PPS) และ polyesterimide (Polyamide-imide - PAI) ได้รับการพัฒนาและออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับใช้ในที่สูง อุณหภูมิในการทำงาน. เรซินประเภท Polyetheretherketone (PEEK) และโพลีเมอร์ผลึกเหลว (LCP) ต่างๆ ยังสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงมากได้อีกด้วย พลาสติกไฮเทคขั้นสูงเหล่านี้ยังตรงตามข้อกำหนดการปล่อยก๊าซพิษและเป็นสารหน่วงไฟ

ประโยชน์ของการใช้วัสดุคอมโพสิต

เราพึ่งพาวัสดุคอมโพสิตในด้านต่างๆ ของเรา ชีวิตประจำวัน. วัสดุคอมโพสิตที่ใช้ใยแก้วได้รับการพัฒนาในช่วงปลายทศวรรษที่ 40 ของศตวรรษที่ผ่านมา เป็นวัสดุคอมโพสิตสมัยใหม่ประเภทแรกและยังคงใช้กันอย่างแพร่หลาย ในปริมาณรวมของวัสดุคอมโพสิตที่ผลิตในปัจจุบัน วัสดุที่ใช้เส้นใยแก้วมีประมาณ 65% คุณอาจใช้ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากไฟเบอร์กลาสคอมโพสิตโดยไม่รู้ตัว

ผู้ผลิตวัสดุคอมโพสิตจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ และการเติบโตของข้อเสนอในตลาดช่วยให้ผู้บริโภคเลือกได้ วัสดุที่ต้องการโดยคำนึงถึงข้อดีหลายประการเช่น:

• คอมโพสิตมีน้ำหนักเบาอย่างไม่น่าเชื่อ ดังนั้นจึงมีการใช้กันมากขึ้นในระบบเชื่อมต่อภายใน (คอนเนคเตอร์) ซึ่งน้ำหนักเบาเป็นสิ่งสำคัญ สำหรับการใช้งานเหล่านี้ส่วนใหญ่ การลดน้ำหนักโดยทั่วไปด้วยวัสดุคอมโพสิตมากกว่าอลูมิเนียมจะอยู่ที่ประมาณ 40% และมากกว่าทองเหลืองและสแตนเลส 80%
• วัสดุคอมโพสิตมีความทนทานสูง ตัวอย่างเช่น วัสดุผสมที่มีโครงสร้างไฟเบอร์ความแข็งแรงสูงถูกใช้อย่างแพร่หลายในชุดเกราะ เนื่องจากวัสดุคอมโพสิตดังกล่าวมีความแข็งแรงสูง ทหารจึงได้รับการปกป้องอย่างดีจากเศษกระสุนและกระสุน
• คอมโพสิตมีความทนทานต่อการลุกลามมาก เคมีภัณฑ์พวกมันจะไม่เกิดสนิมหรือสึกกร่อน นี่คือเหตุผลที่ว่าทำไมอุตสาหกรรมการเดินเรือจึงเป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ ที่นำพวกเขาไปใช้
• พลาสติกโพลีเมอร์มีความไวต่อเสียงสะท้อนทางกลน้อยกว่า ดังนั้นชิ้นส่วนที่เป็นเกลียวที่ทำจากวัสดุเหล่านี้จึงมีโอกาสคลายและคลายเกลียวน้อยลงเมื่อถูกกระแทกและการสั่นสะเทือนสูง
• คอมโพสิตบางชนิดไม่นำไฟฟ้า นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากมักต้องการวัสดุคอมโพสิตที่ต้องการความแข็งแรงและคุณสมบัติของฉนวนไฟฟ้าสูง
• คอมโพสิตสามารถอ่อนตัวลงได้ สนามแม่เหล็กลดผลกระทบของสนามแม่เหล็กต่อการกัดกร่อนและปิดบังสิ่งที่เรียกว่า "ลายเซ็นอะคูสติก" นั่นคือลักษณะการแผ่รังสีอะคูสติกของแต่ละอุปกรณ์ซึ่งเป็นอย่างมาก ทรัพย์สินที่สำคัญเมื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีความน่าจะเป็นต่ำในการตรวจจับเป็นสิ่งสำคัญ

ชิ้นส่วนคอมโพสิตมีโอกาสเกิดความล้มเหลวภายใต้แรงกดน้อยกว่าชิ้นส่วนโลหะ รอยแตกขนาดเล็กใน ส่วนโลหะสามารถพัฒนาเป็นความหายนะได้อย่างรวดเร็วและมีผลร้ายแรงมาก วัสดุที่เป็นเส้นใยในโครงสร้างคอมโพสิตที่ซับซ้อนสามารถกระจายความเค้นภายในและป้องกันการขยายตัวของรอยแตกขนาดเล็กได้

โหลดในคอมโพสิตจะกระจายไปตามเส้นใยของมัน ซึ่งเป็นเส้นใยที่รับน้ำหนักทั้งหมด ดังนั้นประเภท จำนวน การวางแนว และความเป็นเส้นตรงจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพ คอมโพสิตใยแก้วใช้สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็ง คุณสมบัติของฉนวนไฟฟ้าสูงและทนต่อการขีดข่วนพร้อมๆ กัน เส้นใยคาร์บอนในวัสดุคอมโพสิตใช้สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงสูงและความแข็ง เมทริกซ์เรซินในคอมโพสิตที่กระจายระหว่างเส้นใย ปกป้องพวกมันและยึดเส้นใยไว้ในตำแหน่งและทิศทางที่เหมาะสม ชนิดของเมทริกซ์เรซินกำหนดคุณสมบัติการดูดซึมทั้งต่อน้ำ (ดูดความชื้น) และต่อสารประกอบเคมี คุณสมบัติทางกลที่ อุณหภูมิสูง, กำลังรับแรงอัดและความแข็งแกร่งทางกล

นอกจากนี้ ประเภทของเรซินเป็นตัวกำหนดวิธีการผลิตของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายและต้นทุนที่สัมพันธ์กับประเภทเรซินทางเลือกและวิธีการผลิต

การใช้วัสดุคอมโพสิตในอุตสาหกรรมการป้องกันและการบิน

ข้อดีที่สำคัญที่สุดของวัสดุคอมโพสิตคือความแข็งแรงและความแข็งแกร่ง รวมกับความถ่วงจำเพาะต่ำ เป็นการยากที่สุดในการออกแบบชิ้นส่วนที่ซับซ้อนจากคอมโพสิตที่ใช้คุณสมบัติตามรายการเพื่อจุดประสงค์ของตนเอง แต่ในขณะเดียวกันก็ต้องเติมเต็ม ข้อกำหนดที่จำเป็นมิติทางเรขาคณิต การติดตั้งและการใช้งาน แต่ด้วยการเลือกส่วนผสมที่ลงตัวระหว่างวัสดุเสริมแรงและวัสดุเมทริกซ์ ผู้ผลิตสามารถจัดเตรียมคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่จำเป็นทั้งหมด ซึ่งจะเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับทั้งการออกแบบเฉพาะและวัตถุประสงค์ในการใช้งานเฉพาะ

ขั้วต่อไฟฟ้าที่ใช้สำหรับส่งกำลังและส่งข้อมูลในผลิตภัณฑ์ทางทหารและการบินและอวกาศมีขนาดและน้ำหนักหดตัวลงอย่างต่อเนื่อง ลูกค้าทางทหารจำนวนมากกำลังมองหาโซลูชันที่เล็กกว่า เบากว่า และยืดหยุ่นกว่า ซึ่งตรงตามข้อกำหนดทางอุตสาหกรรมที่เข้มงวดในด้านความแข็งแกร่งและความทนทาน ความคืบหน้าล่าสุดในสาขา โซลูชั่นที่สร้างสรรค์และวัสดุทำให้สามารถก้าวกระโดดในเทคโนโลยีการผลิตและการดำเนินการของตัวเชื่อมต่อซึ่งให้ทั้งคุณสมบัติทางเทคนิคที่สูงและข้อกำหนดที่จำเป็นสำหรับการปกป้องสิ่งแวดล้อม

คอมโพสิตเป็นพื้นฐานของหลายๆ โครงการที่ทันสมัยในการพัฒนาอุปกรณ์ให้เห็นผลน้อยที่สุด หนึ่งในนั้นคืออากาศยานไร้คนขับ (UAV) วัสดุคอมโพสิตถูกนำมาใช้อย่างมากในการออกแบบ ส่งผลให้สามารถตรวจจับได้เฉพาะในระยะใกล้เท่านั้น

คอมโพสิตให้ ความทนทานสูงและความเหนียวแน่นอันเนื่องมาจากสิ่งนี้คือ วัสดุที่เหมาะสมสำหรับระบบที่ใช้ใน avionics

วัสดุเหล่านี้ช่วยลดน้ำหนัก ความแข็งแรงสูง และเสถียรภาพในการทำงานที่เหนือกว่าโลหะและเทอร์โมเซตที่ไม่ผสมหลายชิ้น

สภาวะพิเศษของสิ่งแวดล้อมในอวกาศยังต้องการหน่วยพิเศษที่สามารถใช้ในสภาวะต่างๆ ได้ นอกโลกนอกจากนี้ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับการไม่มีก๊าซพิษและทำจากวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก คอมโพสิตที่เป็นคาร์บอนเป็นวัสดุหลักในยานยิงจรวดสมัยใหม่และแผงป้องกันความร้อนที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ ยานอวกาศ. พวกเขายังใช้กันอย่างแพร่หลายในเสาอากาศสะท้อนแสง, การสำรวจยานอวกาศ, อะแดปเตอร์ช่องบรรทุก, โครงสร้างภายในและแผงป้องกันความร้อนสำหรับยานอวกาศที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้

เป็นความจริงที่ไม่อาจปฏิเสธได้ว่ามีการพัฒนาวัสดุคอมโพสิตมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับข้อกำหนดเฉพาะของระบบเชื่อมต่อภายใน แม้จะมีความซับซ้อนของทั้งการออกแบบและกระบวนการผลิตสำหรับการผลิต วัสดุเหล่านี้ก็คุ้มค่าที่จะใช้เนื่องจากคุณสมบัติของพวกมัน อุปสรรค์เมื่อใช้คอมโพสิตมักเป็นค่าใช้จ่าย แม้ว่ากระบวนการผลิตเอง เมื่อใช้วัสดุคอมโพสิต มักจะมีประสิทธิภาพมากกว่า แต่วัตถุดิบเองก็มีราคาแพง แน่นอน คอมโพสิตไม่สามารถแทนที่ได้อย่างสมบูรณ์ วัสดุดั้งเดิมเช่น เหล็กกล้า แต่ข้อดีที่สำคัญของวัสดุคอมโพสิตให้ ประหยัดจริงเงินทุน ลดการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง และ ประหยัดค่าบำรุงรักษาระบบโดยรวม เพิ่มอายุการใช้งานให้ จำนวนมากผลิตภัณฑ์ป้องกันและอวกาศ โดยไม่ต้องสงสัย เราควรตระหนักถึงความเป็นไปได้ทั้งหมดที่คอมโพสิตสามารถให้เราได้

ที่มาจาก www.connectorsupplier.com
Jenny Bieksha, Bishop & Associates Inc.
แปล: Vladimir Rentyuk
บทความนี้ตีพิมพ์ในวารสาร "Bulletin of Electronics" ครั้งที่ 1 2014