Композиты что такое: Композит | это… Что такое Композит?

Композиционные материалы — это будущее человечества

Президент группы компаний «Возрождение» Владимир Муленков о том, что в Перми можно и нужно создавать собственное «Сколково» — НИИ композиционных и наноструктурированных материалов для народного хозяйства. — Что такое композици­онные материалы? В чем их особенности? — Композиционный матери­ал, или композит — это веще­ство, состоящее из двух и более составляющих и обладающее новыми свойствами. Видов композитов много, но самым распространенным из них яв­ляется стеклопластик. Особен­ность материала в том, что он формируется одновременно с изделием. Композит состоит из матрицы (смолы), армиру­ющего элемента (стекложгута или стеклоткани) и различных добавок. Появляется возмож­ность подобрать такой состав ингредиентов, при котором получится композит, наилуч­шим образом отвечающий ус­ловиям эксплуатации изделия. Простейшим примером приме­нения стеклопластика являет­ся наша разработка полукабин таксофонов желтого цвета, раз­вешанных по всему городу. Они прочны, долговечны, имеют привлекательный вид, не тре­буют дополнительного обслу­живания и достаточно дешевы. — Где применяются композиционные матери­алы? Велика ли их востре­бованность? — Композиты начали приме­няться еще в первой полови­не XX века. Потом, с середины прошлого столетия, в них были особенно заинтересованы аэрокосмический сектор и оборонно-промышленный комплекс. Но только этими сферами ис­пользование композитов, разу­меется, не ограничивается. В промышленности ком­позит используют на самых тяжелых участках работы: в агрессивных средах, при высо­ких нагрузках, под действием абразива и высокой температу­ры. Сроки службы такого обо­рудования в разы превышают сроки службы из черного ме­талла, а цены его ниже, чем из легированных сталей или цветных металлов. И я с уверенностью могу го­ворить, композиты — это будущее человечества. Сегодня США и Европа применяют в двадцать и десять раз больше композитов, чем наша страна. В последнее время разрыв в этой области перестал расти, и в нашей стране начались ис­следования по наноструктурированным материалам. — Это уже следующая ступень, верно? — Да. Технологически сейчас существует возможность вве­сти в композиты нанострукту­ры, что существенно повысит их свойства. Например, компо­зиты с содержанием нанотрубок менее половины процента имеют физико-механические характеристики на 20-25 про­центов выше исходных компо­зитов, повышаются их тепло­вая и химическая стойкость. Достигается это за счет того, что у наноструктур очень высокие показатели физико-механических характеристик. Практи­ческая польза от этого неоспо­рима: заменив композиты на нанокомпозиты, можно суще­ственно изменить характери­стики аппаратов и повысить эффективность оборудования с их применением. Кроме этого, нанокомпо­зиты могут быть использова­ны в отраслях, где примене­ние композитов ограничено. Например, в пассажирском транспорте или в жилищ­ном строительстве. А также в шахтах, в нефтехимии производствах и при транспортировке и хранении горюче-смазочных материалов. Но пока что, к сожалению, мы серьезно отстаем от Запада в интенсивности научных разработок в области нанокомпозитов. Нас тормозит то, что и в сфере использования композитных материалов в различных отраслях промышленности зарубежные страны ушли далеко вперед. А добить прогресса в какой-то отрасли, пропустив предыдущую ступень невозможно. — Вы видите какие-то способы решения этой проблемы? — Нам нужно перестать развиваться стихийно. В отрасли должна появиться плановая структура, которая будет отвечать за то, чтобы каждый производитель композиционных материалов не развивал стихийно, а знал куда, как и зачем он движется в своих научных разработках, и мог грамотно выбирать бизнес-стратегию. Сделать это без государственной помощи, к сожалению, невозможно. Нужно, чтобы в Перми был создан научно-исследовательский центр композиционных и наноструктурированных материалов, собственное «Сколково». Этот центр соберет под своим началом компании, занимающиеся композиционными материалами. Его задачами будут координировать работу над научно-техническими разработками, инвестировать средства в создание инноваций, регулировать документооборот. Также он будет заниматься сбором конкретных заказов и поиском их исполнителей. Кроме этого, он, руководствуясь целями федеральных и региональных целевых программ, поставит производителя композитов глобальные задачи — в каком направлении нужно двигаться именно сейчас. Только такими методами мы можем быстро преодолеть отставание в отрасли композиционных материалов. Еще одна проблема. Это — кадры. В программе обучения вузов нет ни слова о композитах. Механики, электрики, строители ничего об этих материалах не знают. Обычно работа с новым предприятием для нас начинается с ликбеза, с демонстрации образцов. Нам самим приходится находить проблемы, которые можно решить с помощью композитов. На это уходят го­ды. «Центр» мог бы стать ме­стом переподготовки кадров. — Подобный центр бу­дет заниматься исключи­тельно композитами и нанокомпозитами? — На самом деле, нет. Центр может заниматься всеми пере­довыми технологиями: энер­госберегающими и светодиод­ными и так далее. Уникальные электромагнитные свойства наночастиц позволяют создавать на их основе элементы микро­процессоров, аккумуляторов, электрических батарей, светодиодов нового поколения, на­чать работы по разработке аль­тернативных видов энергии. — Но почему именно в Перми? — Я давно работаю в отрас­ли и с полным правом могу утверждать, что наш регион — один из передовых в области применения композицион­ных материалов. У нас есть и научно-техническая база: ка­федра «Механики компози­ционных материалов и кон­струкций» под руководством доктора физико-магематических наук профессора Юрия Соколкина, Уральский НИИ композиционных материа­лов, Пермский научно-иссле­довательский технический институт. Есть производствен­ная база, например: НПО «Ис­кра», завод «Машинострои­тель», «Пермские моторы». Есть и компании-производители: ООО «Пермские по­лиэфиры» и завод «Вулкан», выпускающий базальтовое волокно. Есть и рынок сбыта: наши промышленные пред­приятия используют композиты при выпуске своей продукции. Эскизный про­ект — его структуру — такого центра мы уже подготовили. Есть возможность располо­жить его в тихом центре города — в сорок втором квартале Перми, — где находится штаб-квартира нашей группы ком­паний. Но нужно, чтобы вла­сти Пермского края обратили внимание на эту проблему и как можно быстрее подклю­чились к процессу. Мы уже выходили с предложениями к правительству Пермского края. Но пока все безрезуль­татно. В конце концов, база по созданию НИИ композицион­ных и нанокомпозиционных материалов есть не только у нас в регионе. И кто-нибудь может нас опередить. Опубликовано в журнале «Соль» №6 (9) август 2011 г.

Композитные материалы. Наполнители для композиционных материалов.

Композитные материалы (КМ) характеризуются следующим набором свойств:

1. Не менее двух компонентов в составе, как правило, пластичной основы (матрицы) и наполнителей, обладающих специфическим химическим составом;
2. Материалы, образующие эти компоненты, образуют производные свойства материала отличные от свойств исходных компонентов;
3. В большом масштабе являются однородными, в маленьком масштабе — неоднородными;
4. Свойства материала являются производными свойств исходных компонентов, содержащихся в материале в нужном количестве (больше определённого порогового значения).

Матрицей КМ принято называть непрерывный во всем объеме композитный материал. Армирующий элемент (наполнитель) — это разъединенный в объеме композиции элемент. Большая часть КМ определяется определенным набором свойств и характеристик.

Большинство материалов имеют установленный набор свойств. К примеру, жёсткость и хрупкость, высокий уровень сжатия и отсутствие растяжения являются отличительными чертами бетона. По этой причине, при монтаже фундаментов и других опор, зачастую применяют именно бетонные устройства. С другой стороны, металлы показывают высокую эффективность при работе на растяжение, они очень прочные и пластичные. Железобетон — это материал, который состоит из бетона и металла, объединяя в себе, с одной стороны, свойства, позволяющие работать на растяжение, с другой стороны, жёсткость, поэтому такие сооружения как балки, мосты и различные перекрытия, изготавливают из железобетона. Материалы, объединяющие в себе свойства, характерные для различных материалов, как правило, именуются композитными или композиционными.

Композиционные материалы используются человечеством на протяжении нескольких столетий. В качестве примера можно привести использование кирпича из глины в строительстве домов. С целью повышения прочности кирпичей смешивали древесные ветки и солому. Булатная сталь – это ещё один пример уникального древнего композиционного материала.

КМ дифференцируют по следующим основным характеристикам: методам получения, типу матрицы, особенностям кристаллической решётки и макростроению, виду армирующего элемента итд.

Матрица композиционного материала обеспечивает безопасность армирующих элементов, состоящих из него изделий от внешних воздействий, обеспечивает целостность, строение и форму, равномерно перераспределяет нагрузку по объему материала. Тип матрицы задаёт эксплуатационные свойства (рабочую температуру, плотность, удельную прочность и сопротивление воздействию внешних сред и разрушений) и задаёт технологические характеристики композита.

По видам матрицы композитные материалы разделяют на:

1. Полимерные. Примерами являются различные смеси, термопласты и реактопласты.
2. Металлические. Как правило, это различные сплавы из макронеоднородных фаз, а также материалы порошковой металлургической индустрии.
3. Неорганические. Самые распространённые — это керамические полимеры, углеродные и минеральные полимеры.
4. Комбинированные (полиматричные).

Важным моментом является равномерное распределение упрочняющих (армирующих) элементов по всей матрице. Характерными свойствами таких элементов обычно являются модуль упругости, твёрдость, высокая прочность. Армирующие элементы добавляют в композитные материалы для усиления теплофизических, электрических свойств, увеличения плотности, пластичности, прочности и жёсткости, модификации характеристик в отдельных местах и областях изделия.

Сам упрочняющий компонент при этом называют «наполнителем». Как правило, наполнителями являются элементы с не более, чем 1,5-2х кратным превышением уровня прочности матрицы. Упрочняющие (армирующие) элементы при соответствующей концентрации обеспечивают уровень прочности материала в 2-10 и более раз, по сравнению с уровнем прочности матрицы.

По геометрической форме наполнителя композитные материалы делятся на 3 вида:

1. Дисперсные наполнители в порошкообразном виде с одинаковым порядком в трех измерениях.
2. Наполнители композитных материалов, в которых один размер имеет превосходство над 2-мя другими. Это так называемые одномерные наполнители (армирующие и волокнистые вещества).
3. Двухмерные наполнители, размеры превосходят третий. Примеры элементов:
   • Сеточные.
   • Тканевые.
   • Ленточные.

Наполнители для композиционных материалов

Создание прочного композиционного полимеросодержащего материала, то есть материала с усиленной совокупностью физико-химических свойств — это главное при получении композиционного материала, предназначенного для сооружения конструкций. Это достигается путём введения порошка аэросила, тонкодисперных наполнителей, армирующих наполнителей.

Одним из первых примеров проводящих полимерных КМ являются материалы, содержащие графит и углерод, состоящие из термоактивных и фенолформальдегидных смол, применявшихся для создания различных элементов электрических цепей (пр. резисторов). Далее увидели свет эластомеры из натуральных и синтетических каучуков, наполненные техническим углеродом. В наши дни различные наполнители — как дисперсные, так и волокнистые, улучшают электрофизические свойства КМ.

Дисперсные наполнители

Одним из самых часто встречающихся в природе видов наполнителей для полимерных материалов являются различные вещества неорганического и органического происхождения. Уменьшение стоимости композиций – это одной из главных целей использования дисперсных наполнителей. Чаще всего, это вещества в виде порошка, размер частиц которого находится в диапазоне от 2-10 до 200-300 мкм. Средний размер частицы, как правило, находится в пределах 40 мкм, но в наши дни для производства нанокомпозитов всё чаще применяются частицы размером 1 мкм. Диапазон степени наполнения дисперсных наполнителей в полимерных композитных материалах варьируется от нескольких процентов до 70-80%. В результате, такие ПКМ обладают ярко выраженным свойством изоптропности, но в случае асимметрических форм частиц могут иметь свойства анизотропии (как правило, для волокнистых наполнителей).

Одним из самых ценных свойств дисперсного наполнителя является его способность хорошо смешиваться с полимерной матрицей.

Для наполнителя важным показателем является тип связующего. Для лучшего сцепления с матрицей предпочтительно наличие не гладкой, а шероховатой поверхности сцепления матрицы (в случаях заполнения термопластов). Каталитическое воздействие на перевод связующего в твёрдое состояние происходит при заполнении реактопластов наполнителями.

Порошкообразные наполнители во многих случаях подвергаются воздействию поверхностно-активных веществ для уменьшения предрасположенности частиц к агломерации, увеличения адгезии, усиления свойств смачивания наполнителей в полимерах. Специально созданные реакционноспособные функциональные группы усиливают адгезию на пограничной поверхности «наполнитель-полимер».

КОМПОЗИТ — Что такое КОМПОЗИТ?

Слово состоит из 8 букв: первая к, вторая о, третья м, четвёртая п, пятая о, шестая з, седьмая и, последняя т,

Слово композит английскими буквами(транслитом) — kompozit

• Буква к встречается 1 раз. Слова с 1 буквой к
• Буква о встречается 2 раза. Слова с 2 буквами о
• Буква м встречается 1 раз. Слова с 1 буквой м
• Буква п встречается 1 раз. Слова с 1 буквой п
• Буква з встречается 1 раз. Слова с 1 буквой з
• Буква и встречается 1 раз. Слова с 1 буквой и
• Буква т встречается 1 раз. Слова с 1 буквой т

Значения слова композит.

Что такое композит?

Композиты оксид-оксид

Композиты оксид-оксид (англ. oxide/oxide composites) — композиты, все ингредиенты которых — оксиды. Оксид-оксидные композиты, содержащие оксидные волокна и оксидную матрицу…

ru.wikipedia.org

Композиционные материалы

КОМПОЗИТЫ, то же, что композиционные материалы. === Исп. литература для статьи «КОМПОЗИТЫ»: нет данных. Страница «КОМПОЗИТЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

Химическая энциклопедия

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ (композиты) – многокомпонентные материалы, состоящие, как правило, из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жесткостью и т.д.

Энциклопедия Кругосвет

Композицио́нный материа́л (компози́т, КМ) — искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей раздела между ними.

ru.wikipedia.org

Композиты конструкционные

Композиты конструкционные Термин композиты конструкционные Термин на английском engineering composites Синонимы конструкционные композиционные материалы Аббревиатуры Связанные термины «умные» композиты, анизотропия, гибридные материалы…

Энциклопедический словарь нанотехнологий. — 2010

Композиты с керамической матрицей

Композиты с керамической матрицей (англ. ceramic matrix composites) — композиты с оксидной, карбидной, нитридной или иной неорганической, неметаллической термостойкой матрицей. Керамики являются материалами с высоким модулем упругости…

ru.wikipedia.org

Композиты с металлической матрицей

Композиты с металлической матрицей (англ. metal matrix сomposites) — композиты, матрицей в которых является металл или металлический сплав. Композиты с металлической матрицей разделяют на армированные волокнами (волокнистые композиты)…

ru.wikipedia.org

«умные» композиты

«умные» композиты Термин «умные» композиты Термин на английском smart composites Синонимы Аббревиатуры Связанные термины «умные» материалы, композиционные материалы, полимерные Определение Многофункцональные композиты…

Энциклопедический словарь нанотехнологий. — 2010

Конструкционные композиты

Конструкционные композиты (англ. engineering composites) — композиты, состоящие из матрицы и армирующих элементов в виде волокон или частиц. Приведенное определение является современным.

ru.wikipedia.org

Примула⁄Онопордон композита

Примула⁄Онопордон композита Показания: Функциональные расстройства сердечно-сосудистой системы различного генеза (в т. ч. вследствие инфекционных заболеваний), вегетососудистая дистония, метеопатии, аритмии, ортостатическая гипотония, бессонница.

РЛС. — 2012

ПРИМУЛА/ОНОПОРДОН КОМПОЗИТА Страна-производительРоссия Фарм-ГруппаГомеопатические седативные средства ПроизводителиВеледа(Россия) Международное названиеПримула/Онопордон композита…

Энциклопедия лекарственных препаратов

Древесно-полимерный композит

Древесно-полимерные композиты (ДПК) — это материалы, где древесина смешивается с мономерами, которые затем полимеризуются вместе с древесиной для приобретения требуемых свойств. Они[кто?] не полимеризуются, а просто смешиваются во время экструзии.

ru.wikipedia.org

ДЕКОРАТИВНЫЕ БУМАЖНО-СЛОИСТЫЕ КОМПОЗИТЫ

ДЕКОРАТИВНЫЕ БУМАЖНО-СЛОИСТЫЕ КОМПОЗИТЫ, материалы, декоративный слой к-рых образует пигментированная бумага из отбеленной целлюлозы, пропитанная амино-формальд. смолой.

Химическая энциклопедия

ДЕКОРАТИВНЫЕ БУМАЖНО-СЛОИСТЫЕ КОМПОЗИТЫ — материалы, декоративный слой к-рых образует пигментированная бумага из отбеленной целлюлозы, пропитанная амино-формальд. смолой.

Химическая энциклопедия. — 1988

Русский язык

Компози́т, -а.

Орфографический словарь. — 2004

---

Примеры употребления слова композит

«Шанхай композит», отражающий ситуацию на Шанхайской фондовой бирже, вырос на 10,72 пункта /0,48 проц/ до отметки 2246,3.

Индекс «Шанхай композит», отражающий ситуацию на Шанхайской фондовой бирже, опустился на 24,91 пункта /1,11 проц/ до значения 2217,01.

Индекс «Шанхай композит», отражающий ситуацию на Шанхайской фондовой бирже, поднялся на 0,02 проц до значения 2231,51 пункта.

Индекс «Шанхай композит», отражающий ситуацию на Шанхайской фондовой бирже, поднялся на 31,06 пункта /1,38 проц/ до отметки 2282,87 пункта.

Индекс «Шанхай композит», отражающий ситуацию на Шанхайской фондовой бирже, поднялся на 4,41 пункта /0,20 проц/ до значения 2235,57.

---

• Слова из слова «композит»
• Слова на букву «к»
• Слова, начинающиеся на «ко»
• Слова c буквой «т» на конце
• Слова c «ит» на конце
• Слова, начинающиеся на «ком»
• Слова, начинающиеся на «комп»
• Слова, оканчивающиеся на «зит»
• Слова, заканчивающиеся на «озит»

1. композиторский
2. композиторша
3. композитор
4. композит
5. композиционный
6. композиция
7. комполка

Композитные преимущества

Фото: Александр Уткин

Композиты в свое время совершили настоящую революцию в авиастроении и продолжают развиваться. Сегодня самолеты уже больше, чем наполовину состоят не из металла. На новейшем МС-21 используется целое крыло, изготовленное из углепластика. Это нововведение не только для отечественной гражданской авиации, но и для среднемагистральных лайнеров во всем мире. Корпорация «Иркут» уже завершила постройку первого самолета МС-21-300, крыло которого изготовлено из полимерных композиционных материалов.

Рассказываем, из чего строят современные самолеты, как создают «черное крыло» и какие преимущества предоставляет лайнеру углепластик.

Композиты в небе

Композит – это материал, состоящий из двух или более компонентов, которые в сочетании друг с другом создают новый материал или улучшают характеристики одного из них. Таким образом, все композиционные материалы в своем составе имеют матрицу и жесткий армирующий наполнитель. Как правило, роль наполнителя играют углеродные или стеклянные волокна, а матрица – это полимерный материал. Такая конструкция позволяет создавать легкие, но очень прочные детали. Поэтому именно в авиастроении композиты стали особенно популярны – они увеличивают прочность авиационных деталей, снижают их вес и увеличивают антикоррозийную стойкость.

Применять композиционные материалы авиаконструкторы начали примерно с 1960-х годов. С того времени объем использования композитов в авиации неуклонно возрастает. Например, ровно половину веса самолета Boeing 787 Dreamliner составляют композиционные материалы, 20% – алюминий, около 15% – титан, 10% – сталь.

В конструкции российских лайнеров также используются композиты, причем давно. Еще в начале 1990-х в среднемагистральном Ту-204 из композитных материалов было сделано 25% деталей, в том числе вся механизация крыла, а также панели люков, полов и интерьера. В самолете Sukhoi Superjet 100 из композитных материалов выполнены закрылки, створки шасси, обтекатели и другие элементы. Рекордсменом среди отечественных лайнеров стал среднемагистральный МС-21 – на композиты приходится 40% массы. Кроме того, это первый российский самолет с крылом, полностью состоящим из композиционных материалов, а также первый в мире среди лайнеров такого класса.

Долгое время было распространено мнение, что композиты выгодно использовать только на больших летательных аппаратах – широкофюзеляжных дальнемагистральных лайнерах. Не такие большие, хотя и более массовые узкофюзеляжные самолеты, получали лишь некоторые композитные детали, такие как элементы механизации крыла. В проекте МС-21 конструкторы корпорации «Иркут» продемонстрировали, что использование композитов для изготовления крыла среднемагистрального самолета выгодно по всем параметрам.

«Черное крыло» для российской авиации

При создании самолета конструкторы всегда стараются увеличить удлинение крыла – отношение размаха крыла к средней хорде крыла. Ведь, чем длиннее крыло, тем меньше сопротивление. Однако проблема в том, что удлинение крыла приводит к увеличению массы конструкции. Ведь алюминий – мягкий металл, и чтобы крыло из него вышло достаточно жестким и не прогибалось в полете, нужно существенно увеличить его толщину. Поэтому удлинение алюминиевого крыла на самолетах не превышало 8-9. Углепластик – более жесткий материал, поэтому крылья из него могут достигать удлинения 10-11, и даже выше. Для углепластикового крыла МС-21 удалось достичь этого показателя на уровне 11,5.

Фото: ОНПП «Технология»

Композитное крыло, которое часто называют «черным крылом» из-за характерного цвета углепластика, считается главной особенностью МС-21. Оно позволяет новейшему российскому лайнеру расходовать на 8% меньше топлива по сравнению с существующими аналогами. Специалисты подсчитали, что за свою «жизнь» среднемагистральный самолет с «обычным» алюминиевым крылом тратит порядка 140 тыс. тонн горючего. Только за счет композитного крыла МС-21 сможет сэкономить более 11 тыс. тонн топлива. Плюс к этому преимуществу – увеличенная крейсерская скорость и высота полета.

Прочнее, легче и дешевле

Композиты считаются достаточно дорогим удовольствием – килограмм дюрали для самолета стоит в разы дешевле, чем килограмм углепластика. Несмотря на это, производство и применение композитов в авиастроении остается выгодным. При этом выбор правильной технологии изготовления композитов может даже снизить суммарную себестоимость лайнера.

На сегодняшний день известны два основных способа производства композитных элементов. Первый –– традиционный, автоклавный. В этом случае формируется своеобразный «сэндвич»: внутри – алюминиевые соты, сверху и снизу – сотни слоев углепластика, которые наносятся лазерным проектором слой за слоем. После выкладки этот «сэндвич» (препрег) проводит восемь часов в автоклаве, где превращается в прочную и легкую авиационную деталь.

Второй способ производства композитных элементов – инфузионная технология. Главное достоинство данного метода – возможность изготовлять за один технический передел весьма сложные конструкции, например, панель крыла. С препрегами такое не провернуть – конструкцию пришлось бы собирать из отдельных деталей, то есть потратить больше времени, а главное увеличить вес из-за использования крепежа. Кроме того, для инфузионной технологии не нужны автоклавы, которые особенно затратны для крупных деталей. Все эти преимущества делают производство «черного крыла» выгодным.

«АэроКомпозит-Ульяновск» – единственный в России завод по производству авиадеталей из композитов при помощи инфузионной технологии. Здесь данная технология впервые в мире применяется при изготовлении крупногабаритных конструкций – панелей кессона крыла. Именно на «АэроКомпозите» производят целиком «черное» крыло для МС-21. На предприятии проходит полный технологический цикл – из Ульяновска в Иркутск приходит уже готовая консоль крыла. Тем самым не нужно тратить время и затраты на сборку непосредственно на авиазаводе.

Корпорация «Иркут» уже завершила постройку первого самолета МС-21-300, крыло которого изготовлено из полимерных композиционных материалов российского производства. 30 ноября 2021 года самолет был переведен из цеха окончательной сборки Иркутского авиационного завода в летно-испытательное подразделение. 

Вклад композитных материалов в авиастроение сложно переоценить. В то же время, авиастроительная отрасль сыграла значительную роль в эволюции самих композитов. Стремление конструкторов сделать самолеты прочнее и легче, становится стимулом для создания все более легких и прочных материалов. Ими стали композиты и совершили своеобразную революцию в авиастроении и ракетно-космической области. Сегодняшнее применение композитов в этой сфере – лишь начало большого пути.

Некоторые методы изготовления продуктов из композитов / Хабр

Прошлый свой пост я посвятил истории композитных материалов. Я продолжаю занимать свой досуг этой теме и сегодня хочу рассказать немного о терминах и технологиях прототипирования с использованием полимерных композитов. Если вам нечем заняться длинными зимними вечерами, то вы всегда можете смастерить из углепластиковой ткани сноуборд, корпус для мотоцикла или чехол на смартфон. Конечно, процесс может в итоге выйти дороже, нежели покупка готового продукта, но интересно что-то мастерить своими руками.

Под катом — обзор методов изготовления изделий из композитных материалов. Буду вам благодарен, если в комментариях вы меня дополните, чтобы в результате получился более полный пост.

Композиционный материал создается минимум из двух компонентов с четкой границей между ними. Есть слоистые композитные материалы — например, фанера. Во всех же других композитах можно разделить компоненты на матрицу, или связующее, и армирующие элементы — наполнители. Композиты обычно разделают по виду армирующего наполнителя или по материалу матрицы. Подробнее об использовании композитов вы можете прочитать в посте История композиционных материалов, а эта публикация посвящена методам изготовления продуктов из композитов.

Ручное формование

В случае с изготовлением изделий единичными экземплярами наиболее распространенным методом является ручное формование. На подготовленную матрицу наносится гелькоут – материал для получения хорошей отделки на внешней части армированного материала, позволяющий также подобрать цвет для изделия. Затем в матрицу укладывается наполнитель – например, стеклоткань – и пропитывается связующим. Удаляем пузырьки воздуха, ждем, пока все остынет, и дорабатываем напильником – обрезаем, высверливаем и так далее.

Этот метод широко используется для создания деталей корпуса автомобилей, мотоциклов и мопедов. То есть для тюнинга в тех случаях, когда он не ограничивается наклейкой пленки «под карбон».

Напыление

Напыление не требует раскроя стекломатериала, но взамен нужно использование специального оборудования. Данный метод часто используется для работы с крупными объектами, такими как корпусы лодок, автотранспорт и так далее. Точно так же, как и в случае с ручным формованием, сначала анносится гелькоут, затем стекломатериал.

RTM (инжекция)

При методе инжекции полиэфирной смолы в закрытую форму используется оснастка из матрицы и ответной формы – пуансона. Стекломатериал укладывается между матрицей и ответной формой, затем в форму под давлением вливается отвердитель – полиэфирная смола. И, конечно, доработка напильником после отверждения – по вкусу.

Вакуумная инфузия

Для метода вакуумной инфузии необходим пакет, в котором с помощью насоса создается вакуум. В самом пакете располагается армирующий материал, поры которого после откачки воздуха заполняются жидким связующим.

Пример метода — для изготовления скейтборда.

Намотка

Метод намотки композитов позволяет сделать сверхлегкие баллоны для сжатого газа, для чего используют РЕТ-лейнер, подкачанный до 2-5 атмосфер, а также композитные трубы, используемые в нефтедобывающей отрасли, химической промышленности и в коммунальном хозяйстве. Из названия легко понять, что стеклоткань наматывают на подвижный или неподвижный объект.

На видео — процесс намотки стеклоткани на баллон.

Пултрузия

Пультрузия – это “протяжка”. При этом методе происходит непрерывный процесс протягивания композиционного материала сквозь тянущую машину. Скорость процесса составляет до 6 метров в минуту. Волокна пропускаются через полимерную ванну, где пропитываются связующим, после чего проходят сквозь преформовочное устройство, получая окончательную форму. Затем в пресс-форме материал нагревается, и на выходе мы получаем окончательный затвердевший продукт.

Процесс производства шпунтовых свай методом пултрузии.

Прямое прессование

Изделия из термопластов изготавливают в пресс-формах под давлением. Для этого используют высокотемпературные гидравлические прессы с усилием от 12 до 100 тонн и максимальной температурой около 650 градусов. Таким способом делают, например, пластиковые ведра.

Автоклавное формование

Автоклав необходим для проведения процессов при нагреве и под давлением выше атмосферного с целью ускорить реакцию и увеличить выход продукта. Внутрь автоклава помещаются композитные материалы на специальных формах.

Продукты из композитов

Композитные материалы широко используются в авиастроении. Например, Solar Impulse построен из них.

Автопром.

Протезы и ортезы.

Спорт.

Если у вас появились дополнения, то обязательно напишите о них в комментариях. Спасибо.

Что такое композиционные материалы | значение термина

композиционные материалы это
(композиты), конструкционные материалы, состоящие из двух или более разнородных компонентов, объединённых одной основой (связующим или матрицей). Матрица может быть полимерной (эпоксидные, фенолоформальдегидные, полиэфирные смолы), металлической (сплавы Al, Mg, Ni, Cu, Ti), углеродной, керамической и др. ; компоненты, или наполнители, – волокнистыми (нити, жгуты, короткие резаные волокна, нитевидные кристаллы), слоистыми (плёнки, пластинки, бумага), тонкодисперсными (металлические или керамические мелкодисперсные частицы). Матрица обеспечивает монолитность материала, передаёт наполнителю механическую нагрузку, определяет химические и теплотехнические свойства всего материала. Наполнители принимают на себя механическое напряжение, возникающее при работе композита, и тем самым определяют его механические свойства, гл. обр. прочность, твёрдость или жёсткость. Наиболее распространены материалы с полимерной матрицей, упрочнённые стеклянными (стеклопластики), углеродными (углепластики), органическими (органопластики), борными (боропластики) и другими волокнами или нитевидными кристаллами. Высокой прочностью и жаростойкостью отличаются металлические материалы, армированные углеродными или борными волокнами, стальной, молибденовой или вольфрамовой проволокой. Углеродные материалы армируют углеродными волокнами, керамические – жаростойкими волокнами из карбида кремния или углерода.
Физико-механические свойства композитов зависят как от количества упрочняющих частиц, так и от их взаимного расположения (ориентации).
Часто используют материалы, состоящие из нескольких матриц (полиматричные) или наполнителей различной природы (гибридные), отличающиеся прекрасными эксплуатационными характеристиками. Так, напр., прочность на растяжение магниевого композита, упрочнённого волокнами нержавеющей стали, повышается в 5 раз, а удельная прочность – почти в 3 раза; медь, армированная волокнами вольфрама, может более 1500 ч работать при 400 °C; серебро, упрочнённое дисперсными частицами или нитевидными кристаллами оксида алюминия, в 3–4 раза прочнее чистого металла.
Металлические композиционные материалы изготовляют, пропитывая каркас из армирующих волокон наполнителя расплавом металла под давлением, совместным прессованием или прокаткой волокон с металлической фольгой при повышенной температуре. Полимерные композиты получают пропиткой наполнителя расплавом полимера с последующим прессованием, прокаткой или экструзией при повышенной температуре и давлении. Используют также методы порошковой металлургии, смешивая шихту из наполнителя и гранул полимера и подвергая затем эту массу спеканию, горячему прессованию или прокатке. Керамические композиты армируют непрерывными волокнами SiC, а также металлическими и керамическими дисперсными частицами. Спеканием измельчённых компонентов в атмосфере инертного газа или в вакууме получают материалы с повышенной прочностью на изгиб, отличающиеся высокой стойкостью к окислению при высоких температурах. Композиты с керамической матрицей из оксидов Al, Be, Mg, карбидов W, Ti и наполнителями из дисперсных частиц тугоплавких металлов (т. н. керметы) огнеупорны при очень высоких температурах (до 2000 °C), прочны при повышенной нагрузке, стойки в химически агрессивных средах.
Композиционные материалы широко используют в качестве конструкционных, теплозащитных, режущих, износостойких, электротехнических и других материалов в строительстве, машиностроении, атомной и металлургической промышленности.

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн.
2006.

Композиционные материалы
материалы, состоящие из основы (матрицы) и наполнителя (введённых в неё компонентов с заданными свойствами) с сохранившимися границами раздела между ними. Свойства К. м. определяются совокупностью свойств и соотношением входящих в их состав компонентов, в результате чего К. м. могут обладать такими свойствами, которых не имеют компоненты, взятые в отдельности.

По характеру структуры и геометрической форме компонентов, входящих в состав К. м. они подразделяются на волокнистые, дисперсно-упрочнённые, слоистые и гибридные. Матрицей (связующим) и наполнителем (волокнами, частицами и др.) могут быть металлы и сплавы, полимеры, тугоплавкие элементы и соединения. Комбинируя содержание компонентов и их расположение в объёме, можно создавать К. м. с требуемыми механическими (в том числе фрикционными и антифрикционными). электрическими, магнитными, ядерными, химическими, оптическими, теплозащитными и другими свойствами.

Из всех видов К. м. наибольшее распространение получили волокнистые К. м. радиотехнического, теплозащитного и особенно конструкционного назначения. При создании волокнистых К. м. применяются непрерывные и дискретные волокна, нитевидные кристаллы различных веществ и соединений (оксидов, карбидов, боридов, нитридов и др.): стеклянные, кварцевые, асбестовые, углеродные, борные, органические, а также металлические проволоки, отличающиеся высокими значениями прочности и модуля упругости. Армирующие наполнители используются в виде моноволокна и жгутов, нитей, тканей, проволоки, сетки, бумаг и других волокнистых материалов. Прочностные и деформативные характеристики волокнистых К. м. определяются свойствами упрочняющих волокон, их размерами, ориентацией и содержанием в материале. Свойствами матрицы определяются характеристики К. м. в направлениях, отличных от ориентации волокон, характер изменения свойств К. м. при воздействии температуры, атмосферных и других факторов, режимы получения и переработки К. м. в изделия.

Соотношение между компонентами в К. м. выбирается в зависимости от природы наполнителя и матрицы, структуры и назначения материала. Монолитность К. м. определяется взаимным соответствием компонентов (прочность, удлинение, коэффициент линейного расширения, термодинамическая совместимость и т. д.) и прочностью сцепления между ними, которая зависит от адгезии и полноты контакта фаз на границе раздела волокно — матрица. В целях повышения прочности сцепления по границе раздела и термической стабильности К. м. армирующий наполнитель подвергают физико-химической обработке (аппретирование, травление, активирование) или наносят разделительные покрытия (металлические, пироуглеродные, оксидные, карбидные и т. п.). Многие свойства К. м. могут быть рассчитаны по характеристикам компонентов, их соотношению и расположению в объёме материала с использованием теории механики составных сред.

Волокнистая форма наполнителя и различие в прочностных, деформативных и физических характеристиках волокон и матриц определяют существенную анизотропию свойств К. м. Наибольшая степени анизотропии присуща К. м. с параллельным (однонаправленным) расположением волокон. У таких материалов прочностные и упругие характеристики в направлении ориентации волокон могут на 1—2 порядка отличаться от аналогичных характеристик в поперечном направлении. Регулирование степени анизотропии и свойств К. м. достигается перекрёстным расположением армирующих слоев, созданием структуры с пространственной схемой армирования. Расширение диапазона регулирования свойств К. м. обеспечивается созданием гибридных К. м., содержащих волокна разной природы (например, углеродные и стеклянные), введением в межволоконное пространство нитевидных кристаллов и фольги между слоями волокон.

Уровень рабочих температур К. м. определяется в первую очередь природой матрицы, термостойкостью и термостабильностью её и границы раздела. В промышленности наибольшее распространение получили полимерные К. м. на основе модифицированных, эпоксидных, фенольных, имидных и кремнийорганических связующих в сочетании со стеклянными, углеродными и органическими волокнами (рабочие температуры 150—400(°)С) и металлические К. м. с матрицами на основе алюминиевых, магниевых, титановых и никелевых сплавов с борными, углеродными волокнами, стальной, вольфрамовой проволоками (рабочие температуры 300—1200(°)С). Рабочие температуры дисперсноупрочненных никелевых сплавов достигают 1300(°)С, а К. м. на основе карбидов, нитридов, а также углерод-углеродных К. м., в которых углеродные волокна связаны коксом и пироуглеродом, — 1500—2200(°)С.

К. м. по комплексу характеристик (удельная прочность, удельный модуль упругости, усталостная и длительная прочность, деформационная теплостойкость, демпфирующая способность) превосходят традиционные конструкционные материалы. Полимерные К. м. наряду с конструкционными свойствами обладают рядом специальных свойств — радиотехнических, теплозащитных, электротехнических, фрикционных и т. п.

При изготовлении деталей из К. м. материал и изделие формуются одновременно, при этом изделию сразу придают заданные геометрические размеры. Природа матрицы и тип армирующего наполнителя, конструкция и размеры деталей определяют выбор метода переработки К. м. в изделие, обеспечивающие совмещение волокон и матрицы, ориентацию волокон, уплотнение материала и его отвердевание. Технология изготовления деталей из волокнистых К. м. включает следующие основные операции: подготовка армирующего наполнителя, совмещение наполнителя с матрицей (получение полуфабрикатов — препрегов), сборка и ориентация слоев наполнителя по форме детали, уплотнение и термообработка, механическая обработка.

Подготовка армирующего наполнителя включает операции, направленные на подготовку поверхности волокон к совмещению и последующему взаимодействию с матрицами. Среди них: аппретирование и подшлихтовка — нанесение на поверхность минеральных и металлических волокон кремнийорганических и других соединений, обеспечивающее их гидрофобность и химическое взаимодействие с полимерной матрицей; активирование поверхности — обработка борных, углеродных и металлических волокон в жидких и газообразных окислителях, приводящая к окислению и стравливанию поверхностного слоя.

Совмещение армирующего наполнителя с матрицей производится в зависимости от природы матрицы различными способами: нанесением раствора или расплава при прохождении волокна через жидкое связующее, плазменным напылением, пропиткой под вакуумом или давлением, дублированием с фольгой или плёнкой (матрицей) при прокатке. Для улучшения проникновения матрицы в межволоконное пространство применяют принудительную пропитку, например, с помощью роликов или ультразвука.

Способ сборки и ориентации армирующего наполнителя определяется геометрией деталей и формой армирующего наполнителя или препрега. При использовании тканей, сеток, широких лент применяют ручную выкладку слоев, предварительно раскроенных по шаблонам. Для ориентации армирующего наполнителя в плоских деталях и деталях однозначной кривизны используют специальные выкладочные машины-автоматы с программным управлением. Для деталей, имеющих форму тел вращения или близкую к ним, широко применяется метод намотки, которая производится на многокоординатных станках с программным управлением. Ориентация волокон в профилях различных сечений осуществляется методом протяжки.

Уплотнение материала, обеспечивающее его монолитность и заданное соотношение компонентов, осуществляется при его нагревании в специальной оснастке на гидравлических прессах, автоклавах, гидроклавах, литьевых машинах при давлении от 0,09 до 50 МПа. Для достижения температуры, необходимой для размягчения и сварки металлических К. м. или отверждения полимерных К. м., наряду с традиционными методами применяются нагрев токами высокой частоты, инфракрасный нагрев и нагрев пропусканием электрического тока через токопроводящие волокна К. м.

Механическая обработка К. м. производится алмазным и твердосплавным режущим инструментом при больших скоростях резания и малых подачах. При этом учитывают их особенности: низкую сдвиговую прочность, высокую твёрдость и абразивное действие ряда волокон (борных, стеклянных), низкую теплопроводность К. м. с органическими волокнами. Собирают конструкции из К. м. обычными методами (сваркой, пайкой, клёпкой). При сборке конструкций из полимерных К. м. наряду с клёпкой и установкой болтов широко применяется склеивание. Контроль качества конструкций, изготовленных из К. м., производится неразрушающими методами, позволяющими обнаружить такие дефекты, как искривления, разориентация и повреждение волокон (рентгеновский метод), расслоение, непроклеи, раковины (импедансный, ультразвуковой), трещины (люминесцентный).

К. м. широко используют в авиационно-космической промышленности. Их применяют при изготовлении самолётов и вертолётов, искусственных спутников Земли, ракет-носителей и др. Эффективное направление применения К. м. — использование их в обшивках и обечайках монолитных и трёхслойных конструкций, ёмкостях высокого давления, стержнях и балках. Удельная прочность таких конструкций в 1,5—2 раза выше, чем у аналогов из алюминиевых сплавов. Широкое применение в планёре летательного аппарата деталей и агрегатов из К. м. — одно из основных направлений повышения весовой эффективности новой авиационной техники. Использование К. м. в конструкциях средненагруженных деталей (поверхности управления, створки люков, антенные обтекатели, полы, перегородки салонов) , а также в конструкциях агрегатов (например, стабилизатора, крыла, отсеков фюзеляжа) позволяет не только снизить (на 10—15% и более) массу деталей и агрегатов, но и повысить надёжность их работы. Стекло-, угле- и органопластики находят применение в конструкциях воздушных винтов, несущих и рулевых винтов вертолётов, лопаток компрессоров газотурбинных двигателей. Высокая радиационная стойкость углепластиков и низкий коэффициент линейного термического расширения делают весьма эффективным их применение в космической технике (панели солнечных батарей, корпуса антенн и т. п.).

Источник: Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

Композиционные материалы

Композитные материалы (Что это такое?)

Композиционные материалы

Материалы будущего — композиционные, «киберзащитные» самовосстанавливающиеся. Стань специалистом!

Композиционные материалы

Композитные материалы — Семён Кишилов | Science-Art Weekend

Композиционные материалы в самолетостроении

Композитные материалы в строительстве

Научим создавать изделия из композитов своими руками

Вебинар «Композитные материалы: технологии производства»

Конструкционные полимерные композиционные материалы. (1977 г.)

Композитные материалы – Семён Кишилов и Валерий Варавка | Научпоп

Пломбировочные материалы: амальгама, композиты, стеклоиономерные цементы. Адгезивные системы

Полимерные композиционные материалы. Мини-курс от Росатом

Чем отличаются композитные материалы от композиционных? #shorts

Композиционные материалы

Ян Поженько – Полимерные и композиционные материалы

Завод композитных материалов — Первая композитная компания — наша производственная сила!

Композитные материалы

Композиционные материалы и композитные конструкции

Что такое композитный материал? — Определение и типы

Что такое композитные материалы?

Композитный материал представляет собой комбинацию двух материалов с различными физическими и химическими свойствами. Когда они объединяются, они создают материал, специально предназначенный для выполнения определенной работы, например, для того, чтобы стать прочнее, легче или устойчивым к электричеству. Они также могут улучшить прочность и жесткость.

Причина их использования по сравнению с традиционными материалами заключается в том, что они улучшают свойства своих основных материалов и применимы во многих ситуациях.

Эти составляющие материалы имеют заметно отличающиеся химические или физические свойства и объединяются для создания материала со свойствами, отличными от отдельных элементов. В готовой структуре отдельные элементы остаются отдельными и отчетливыми, что отличает композиты от смесей и твердых растворов.

Типичные инженерные композитные материалы включают:

• Железобетон и каменную кладку
• Композитную древесину, такую ​​как фанера
• Армированные пластмассы, такие как армированный волокном полимер или стекловолокно
• Композиты с керамической матрицей (композитные керамические и металлические матрицы)
• Композиты с металлической матрицей
• и другие современные композитные материалы

Существуют различные причины, по которым предпочтение отдается новым материалам. Типичные примеры включают материалы, которые дешевле, легче, прочнее или долговечнее по сравнению с обычными материалами.

В последнее время исследователи также начали активно включать датчики, приведения в действие, вычисления и связь в композиты, которые известны как материалы для роботов.

Композитные материалы обычно используются для зданий, мостов и конструкций, таких как корпуса лодок, панели для бассейнов, кузова гоночных автомобилей, душевые кабины, ванны, резервуары для хранения, имитация гранита, раковины из искусственного мрамора и столешницы. Они также все чаще используются в общих автомобильных приложениях.

Самые передовые образцы регулярно используются на космических кораблях и самолетах в сложных условиях.

Что такое композиты?

Композит представляет собой материал, изготовленный из двух или более составляющих материалов. Эти составляющие материалы имеют заметно отличающиеся химические или физические свойства и объединяются, чтобы создать материал со свойствами, отличными от отдельных элементов.

Проще говоря, композиты представляют собой комбинацию компонентов. В нашей отрасли композиты — это материалы, изготовленные путем объединения двух или более природных или искусственных элементов (с разными физическими или химическими свойствами), которые сильнее как команда, чем как отдельные игроки.

Материалы компонентов не полностью смешиваются или теряют свою индивидуальность; они объединяют и вносят свой вклад в улучшение результата или конечного продукта. Композиты, как правило, разрабатываются с учетом конкретных целей, таких как дополнительная прочность, эффективность или долговечность.

Из чего состоят композиты?

Композиты, также известные как композиты из армированного волокном полимера (FRP), изготавливаются из полимерной матрицы, армированной инженерным, искусственным или натуральным волокном (таким как стекло, углерод или арамид) или другим армирующим материалом.

Матрица защищает волокна от воздействия окружающей среды и внешних повреждений и передает нагрузку между волокнами. Волокна, в свою очередь, обеспечивают прочность и жесткость, укрепляя матрицу и помогая ей противостоять трещинам и изломам.

Композитные материалы

Во многих продуктах нашей отрасли полиэфирная смола является матрицей, а стекловолокно — армирующим материалом. Но в композитах используется множество комбинаций смол и армирующих материалов, и каждый материал вносит свой вклад в уникальные свойства готового продукта: мощное, но хрупкое волокно обеспечивает прочность и жесткость, а более гибкая смола придает форму и защищает волокно.

Композиты FRP могут также содержать наполнители, добавки, материалы сердцевины или отделку поверхности, предназначенные для улучшения производственного процесса, внешнего вида и характеристик конечного продукта.

Натуральные и синтетические композиты

Композитные материалы могут быть натуральными или синтетическими. Древесина, природный композит, представляет собой комбинацию целлюлозы или древесного волокна и вещества, называемого лигнином. Волокна придают дереву прочность; Лигнин представляет собой матрицу или природный клей, который связывает и стабилизирует его. Другие композиты являются синтетическими (искусственными).

Фанера – искусственный композит, сочетающий в себе натуральные и синтетические материалы. Тонкие слои деревянного шпона склеиваются вместе, образуя плоские листы ламината, которые прочнее натурального дерева.

Являются ли пластмассы композитами?

Не все пластмассы являются композитами. Фактически, большая часть пластика, используемого в игрушках, бутылках для воды и других привычных предметах, не является композитом. Это чистый пластик. Однако многие виды пластмасс можно армировать, чтобы сделать их прочнее. Эта комбинация пластика и армирования может создать одни из самых прочных и универсальных материалов (для их веса), которые когда-либо разрабатывались технологиями.

Полимерные смолы (такие как полиэфирные, винилэфирные, эпоксидные или фенольные) иногда называют пластмассами.

Краткая история

Люди использовали композиты тысячи лет. 3400 г. до н.э. Первые искусственные композиты были изготовлены жителями Месопотамии в Ираке. Старое общество склеивало деревянные полоски друг на друга под разными углами, чтобы получилась фанера.

После этого египтяне около 2181 г. до н.э. начали делать посмертные маски из льна или папируса, пропитанного гипсом. Позже оба общества начали укреплять свои материалы соломой, чтобы укрепить сырцовые кирпичи, глиняную посуду и лодки.

В 1200 году нашей эры монголы начали строить составные арки, которые были невероятно эффективны в то время. Они были сделаны из дерева, сухожилий крупного рогатого скота, рога, бамбука, кости и шелка, скрепленных сосновой смолой.

После промышленной революции синтетические смолы приобрели твердую форму в результате полимеризации. В 1900-х годах это новообретенное знание химических веществ привело к производству различных пластиков, таких как полиэстер, фенол и винил. Затем началась разработка пластмасс, бакелит изготовил химик Лео Бакеланд. Тот факт, что он не проводил электричество и был термостойким, означал, что его можно было широко использовать во многих отраслях промышленности.

1930-е годы были невероятно важным временем для развития композитов. Стекловолокно было представлено Оуэнсом Корнингом, который также основал первую индустрию полимеров, армированных волокном (FRP). Смолы, разработанные в этот период, используются и по сей день, а ненасыщенные полиэфирные смолы были запатентованы в 1936 году. Два года спустя стали доступны более мощные системы смол.

Первое углеродное волокно было запатентовано в 1961 году, а затем стало коммерчески доступным. В середине 1990-х годов композиты стали все более популярными в производственных процессах и строительстве из-за их относительно низкой стоимости по сравнению с ранее использовавшимися материалами.

Композиты на Boeing 787 Dreamliner в середине 2000-х годов подтвердили их использование для высокопрочных приложений.

Различные типы композитных материалов

Некоторые распространенные композитные материалы включают:

• Композит с керамической матрицей : Керамика, распределенная по керамической матрице. Это лучше, чем обычная керамика, поскольку они устойчивы к тепловому удару и разрушению
• Композит с металлической матрицей : Металл, распределенный по всей матрице
• Железобетон : Бетон, усиленный материалом с высокой прочностью на растяжение, например стальной арматурой
• Бетон, армированный стекловолокном : Бетон, залитый в структуру из стекловолокна с высоким содержанием диоксида циркония
• Прозрачный бетон: Бетон, покрывающий оптические волокна
• Искусственная древесина: Искусственная древесина в сочетании с другими дешевыми материалами. Одним из примеров может быть ДСП. В этом композите также можно найти специальный материал, такой как шпон
• Фанера: Искусственная древесина путем склеивания множества тонких слоев древесины под разными углами
• Искусственный бамбук : Полосы бамбукового волокна, склеенные вместе для изготовления доски. Это полезный композит, так как он обладает более высокой прочностью на сжатие, растяжение и изгиб, чем древесина.
• Паркет: Квадрат из множества деревянных деталей, часто собранных из твердой древесины. Продается как декоративный элемент
• Древесно-пластиковый композит : Либо древесное волокно, либо мука, отлитая в пластик.
• Древесное волокно, связанное цементом. : Минерализованные деревянные детали, отлитые из цемента. Этот композит обладает изоляционными и акустическими свойствами.
• Стекловолокно: Стекловолокно в сочетании с относительно недорогим и гибким пластиком
• Полимер, армированный углеродным волокном : Углеродное волокно в пластике с высоким отношением прочности к весу
• Сэндвич-панели : различные композиты, накладываемые друг на друга
• Композитные соты : Набор композитов с множеством шестиугольников для формирования формы сот.
• Папье-маше : Бумага, переплетенная клеем. Их можно найти в поделках
• Бумага с пластиковым покрытием : Бумага с пластиковым покрытием для повышения прочности. Примером того, где это используется, являются игральные карты
• Синтактические пены : Легкие материалы, созданные путем наполнения металлов, керамики или пластика микрошариками. Эти баллоны изготавливаются из стекла, углерода или пластика 9.0016

Преимущества композитов

Композиты проникли в нашу повседневную жизнь: они используются в автомобилях, на которых мы ездим, в клюшках для гольфа, которые мы качаем, в трубах, отводящих сточные воды из наших районов, и во многом другом. Некоторые приложения, такие как ракетные корабли, вероятно, не оторвутся от земли без композитных материалов.

Композиты обладают многими преимуществами. Ключевыми среди них являются прочность, легкий вес, коррозионная стойкость, гибкость конструкции и долговечность.

• Сильный. На фунт композиты прочнее других материалов, таких как сталь. Два основных компонента композитов — волокна и смолы — способствуют их прочности. Волокна несут нагрузку, а смолы распределяют вес по композитной детали по мере необходимости.
• Легкий. Композиты имеют малый вес по сравнению с большинством древесины и металлов. Но почему легче легче? Меньший вес способствует экономии топлива в автомобилях и самолетах. А более легкие объекты, от опор линий электропередач до настилов мостов, легче транспортировать и устанавливать.
• Стойкий. Композиты устойчивы к атмосферным воздействиям и агрессивным химическим веществам, которые могут разъедать другие материалы. Это делает их хорошим выбором для приложений, которые сталкиваются с постоянным воздействием соленой воды, токсичных химикатов, колебаний температуры и других суровых условий.
• Гибкий. В композитах можно использовать широкий спектр комбинаций материалов, что обеспечивает гибкость дизайна. Материалы могут быть изготовлены по индивидуальному заказу, чтобы соответствовать уникальным спецификациям каждого приложения. Композитным материалам также можно легко придать сложные формы.
• Прочный. Проще говоря, композиты долговечны! Конструкции, изготовленные из композитов, имеют долгий срок службы и требуют минимального обслуживания. Многие изделия из композитов, например лодки, эксплуатируются уже более полувека.

Зачем использовать композиты?

Снижение веса является одной из основных причин использования композитных материалов вместо обычных материалов для компонентов. Хотя композиты легче, они также могут быть прочнее других материалов. Например, армированные углеродные волокна могут быть в пять раз прочнее стали марки 1020 и иметь в пять раз меньший вес, что делает их идеальными для конструкционных целей.

Другим преимуществом использования композитного материала по сравнению с обычным типом материала является термическая и химическая стойкость, а также электроизоляционные свойства. В отличие от традиционных материалов, композиты могут иметь несколько свойств, которые редко встречаются в одном материале.

Композитные материалы, армированные волокном, такие как армированный волокном пластик (композитные материалы из стеклопластика), все чаще используются при разработке и производстве конечной продукции для маркетинга.

Примеры использования композитов:

• Электрооборудование
• Аэрокосмические конструкции
• Инфраструктура
• Трубы и резервуары
• Дома могут быть построены с использованием пластиковых ламинированных балок

  6 FAQ2 Часто задаваемые вопросы2

  Что такое композитный материал?

  Композитный материал представляет собой комбинацию двух материалов с различными физическими и химическими свойствами. Когда они объединяются, они создают материал, специально предназначенный для выполнения определенной работы, например, для того, чтобы стать прочнее, легче или устойчивым к электричеству. Они также могут улучшить прочность и жесткость.

  Что такое композит?

  Композит представляет собой материал, изготовленный из двух или более составляющих материалов. Эти составляющие материалы имеют заметно отличающиеся химические или физические свойства и объединяются, чтобы создать материал со свойствами, отличными от отдельных элементов.

  Какие примеры композитных материалов?

  Примеры композитных строительных материалов включают бетон, армированные пластмассы, цемент, железобетон и композитные деревянные балки. Эти материалы, как правило, долговечны и прочны.

  Что является примером композитных материалов?

  Примеры композитных материалов:

  • Глиняные кирпичи. Что может быть лучше для знакомства с композитами, чем разговор о сырцовых кирпичах
  • Дерево. Древесина (и, конечно, деревья) существует уже тысячи лет.
  • Стекловолокно.
  • Прозрачный бетон.
  • Абсорбирующий бетон.
  • Кевлар.
  • Углеродное волокно.
  • Пикрит.

  Какие существуют 4 типа композитов?

  Композиты обычно классифицируют по типу материала, используемого для матрицы. К четырем основным категориям композитов относятся композиты с полимерной матрицей (PMC), композиты с металлической матрицей (MMC), композиты с керамической матрицей (CMC) и композиты с углеродной матрицей (CAMC).

  Какие существуют основные типы композитных материалов?

  Существует множество типов композитных материалов, таких как пластик, армированный углеродным волокном, алюминий, армированный стекловолокном, композиты с углеродными нанотрубками и многие другие. Другие типы композитов включают композиты с металлической матрицей и композиты с керамической матрицей.

  Композит сделан из пластика?

  Не все пластмассы являются композитами. Эта комбинация пластика и армирования позволяет производить одни из самых прочных и универсальных материалов (для своего веса), когда-либо разработанных с помощью технологий. Полимерные смолы (такие как полиэфирные, винилэфирные, эпоксидные или фенольные) иногда называют пластмассами.

  Что такое составной пример?

  В математике составные числа можно определить как целые числа, имеющие более двух делителей. Целые числа, не являющиеся простыми, являются составными числами, поскольку они делятся более чем на два числа. Например, 4, 6, 8, 9, а 10 — первые несколько составных чисел.

  Какие композиты используются?

  В настоящее время композиты используются в транспортных средствах и оборудовании, включая панели, рамы, внутренние компоненты и другие детали. Некоторые составные инфраструктурные приложения включают здания, дороги, мосты и сваи.

  В чем разница между полимером и композитом?

  Однако, согласно имеющейся литературе, ключевое различие между полимерной смесью и композитом заключается в том, что полимерная смесь состоит из смешивания двух или более полимеров для получения однофазного состояния, тогда как композит состоит из комбинации двух или больше элементов, что приводит к многофазной, многокомпонентной системе.

  Из каких двух компонентов состоят композитные материалы?

  Композитные материалы создаются из отдельных материалов. Эти отдельные материалы известны как составляющие материалы, и существуют две их основные категории. Один — матрица (связующее), а другой — армирование.

  Являются ли кирпичи композитными?

  Некоторые примеры композитов включают кирпич, стекловолокно, углеродное волокно, бетон, фанеру и кевлар.

  Для чего используются композитные материалы?

  Самым большим преимуществом композитных материалов является прочность и жесткость в сочетании с легкостью. Выбирая подходящую комбинацию армирующего и матричного материала, производители могут добиться свойств, точно соответствующих требованиям к конкретной конструкции для конкретной цели.

  Каковы недостатки композитных материалов?

  Недостатки:

  • Стеклопластик.
  • Дорогой материал.
  • Требуется специализированный производственный процесс.
  • Необходима высококачественная форма.
  • УГЛЕРОДНОЕ ВОЛОКНО.
  • Очень дорогой материал.
  • Доступен только в черном цвете.
  • Требуются узкоспециализированные производственные процессы.

  В чем разница между композитом и сплавом?

  И сплавы, и композиты представляют собой смесь различных элементов. Основное различие между сплавами и композитами заключается в составе двух материалов. Сплав должен иметь в своем составе как минимум один металл, в то время как композиты не имеют металлических компонентов.

  Что такое волокно в композитных материалах?

  В композите волокно, удерживаемое на месте матричной смолой, обеспечивает прочность на растяжение, улучшая эксплуатационные свойства конечной части, такие как прочность и жесткость, при минимальном весе.

  Каковы преимущества композитных материалов?

  Другие ключевые преимущества включают в себя:

  • Точность формованных размеров. Жесткий допуск, повторяемые формовки.
  • Химическая стойкость.
  • Консолидированные детали и функции.
  • Коррозионная стойкость.
  • Гибкость дизайна.
  • Прочный.
  • Высокий модуль упругости при изгибе для высоких нагрузок. Высокая ударная вязкость.
  • Высокая эффективность при повышенных температурах.

  Является ли фанера композитом?

  Фанера сама по себе является основной формой композита, созданного путем ламинирования тонких листов дерева вместе для получения более толстого и прочного конечного продукта.

  Является ли бетон композитом?

  Бетон представляет собой композитный материал, состоящий из мелкого и крупного заполнителя, скрепленных жидким цементом (цементным тестом), который со временем затвердевает (отверждается). Бетон является вторым наиболее используемым веществом в мире после воды и наиболее широко используемым строительным материалом.

  Сколько существует типов композитных материалов?

  Существует три основных типа материалов с композитной матрицей: Керамическая матрица. Композиты с керамической матрицей (CMC) представляют собой подгруппу композитных материалов. Они состоят из керамических волокон, встроенных в керамическую матрицу, таким образом образуя керамический материал, армированный керамическим волокном (CFRC).

  Является ли стекловолокно композитом?

  Наиболее широко используемым композитным материалом является стекловолокно в полиэфирной смоле, которое обычно называют стекловолокном. Стеклопластик легкий, устойчивый к коррозии, экономичный, легко обрабатывается, обладает хорошими механическими свойствами и имеет более чем 50-летнюю историю.

  Что такое композитный материал и его применение?

  Композитный материал представляет собой комбинацию двух материалов с различными физическими и химическими свойствами. Когда они объединяются, они создают материал, специально предназначенный для выполнения определенной работы, например, для того, чтобы стать прочнее, легче или устойчивым к электричеству. Они также могут улучшить прочность и жесткость.

  Является ли нейлон композитным материалом?

  Нейлон является более сложным полимером, чем полипропилен, с полярными группами, присоединенными к его полимерной цепи, что придает нейлону гидрофильный характер. Из-за полярной природы обоих ожидается, что нейлон и древесина могут сочетаться с сильной адгезией, что приведет к получению композитного материала с более высокой жесткостью и прочностью.

  В чем разница между композитом и смесью?

  Композит представляет собой смесь различных компонентов, а смесь представляет собой смесь двух или более компонентов.

  Является ли бетон полимером или композитом?

  Полимербетон представляет собой композиционный материал, в котором заполнитель связан вместе в матрице полимерным связующим.

  Что такое углеродное волокно?

  Углеродное волокно изготовлено из органических полимеров, состоящих из длинных цепочек молекул, удерживаемых вместе атомами углерода. Большинство углеродных волокон (около 90%) изготавливаются из полиакрилонитрила (ПАН). Небольшое количество (около 10%) производится из искусственного шелка или нефтяного пека.

  Могут ли композиты заменить сталь?

  Композитные материалы обычно используются в конструкциях, требующих высоких механических характеристик. Их высокое соотношение прочности к весу и жесткости к весу способствовало разработке более легких конструкций, которые часто заменяют обычные металлические конструкции.

  Что такое композитный материал? | Зачем использовать композиты? | Когда следует использовать композиты?

  Важный момент

  Что такое композитный материал?

  Композитные материалы представляют собой комбинацию двух материалов с различными физическими и химическими свойствами. Когда они объединяются, они образуют материал, специализированный для выполнения определенной функции, например, стать прочнее, легче или устойчивым к молнии.

  Они также могут повысить прочность и жесткость. Причина их использования по сравнению с обычными материалами заключается в том, что они улучшают свойства своего основного материала и применимы во многих ситуациях. Может быть много причин для предпочтения нового контента.

  Типичным примером являются менее дорогие, легкие или прочные материалы по сравнению с обычными материалами. В последнее время исследователи начали активно внедрять сенсорные функции, действия, вычисления и коммуникацию в композитные материалы, известные как материалы для роботов.

  На нашем веб-сайте мы имеем в виду композиты из армированного волокнами полимера (FRP), обычно с натуральными волокнами, встроенными в углеродную, стеклянную, арамидную, полимерную или полимерную матрицу. Могут использоваться другие матричные материалы, а композиты могут также содержать наполнители или наноматериалы, такие как графен.

  Можно использовать множество составных материалов и различных процессов, что делает композиты чрезвычайно универсальными и эффективными. Как правило, они дают более легкое, прочное и долговечное решение, чем традиционные материалы.

  Также прочтите: Что такое шкив? | Как работает шкив? | Функция шкива | Типы шкивов | Типы шкивов с плоским ремнем

  Зачем использовать композиты?

  Одной из основных причин использования композитных материалов вместо традиционных материалов для компонентов является снижение веса. Хотя композиты легкие, они также могут быть прочнее других материалов; например, армированное углеродное волокно может быть в пять раз прочнее стали марки 1020 и удерживать только одну пятую веса, что делает его более прочным для конструкционных целей.

  Еще одним преимуществом использования композитов по сравнению с обычными материалами является их термическая и химическая стойкость, а также электроизоляционные свойства. В отличие от традиционных материалов, композиты могут обладать многими свойствами, которые редко встречаются в одном материале.

  Композиты, армированные волокном, такие как армированные волокном пластмассы (композиты FRP), находят все более широкое применение при проектировании и производстве конечных продуктов для коммерческого использования. Основной причиной выбора композитных материалов для компонентов является экономия веса за счет их относительной жесткости и прочности.

  Например, композиты, армированные углеродным волокном, могут быть в пять раз прочнее, чем сталь марки 1020, при этом их вес составляет всего одну пятую часть веса. Алюминий (марка 6061) близок по весу к композитам из углеродного волокна, и, хотя композиты все еще несколько тяжелее, они могут иметь вдвое больший модуль и до семи раз большую прочность.

  Также прочтите: Что такое цепной привод? | Цепные передачи для трансмиссии | Типы цепных передач | Цепные передачи в автомобилях

  Когда следует использовать композиты?

  Как и все конструкционные материалы, композиты имеют определенные сильные и слабые стороны, которые необходимо учитывать на указанном этапе. Композиты ни в коем случае не являются подходящими материалами для каждой работы.

  Однако основной движущей силой разработки композитов было то, что комбинация армирования и матрицы может быть изменена для достижения требуемых конечных свойств компонента. Например, если конечный компонент должен быть огнестойким, на этапе разработки можно использовать огнезащитную матрицу, чтобы он обладал этим свойством.

  Снижение веса:-  Основной причиной выбора композитов является улучшение удельной прочности/твердости (удельная прочность/твердость на единицу веса). Это помогает сократить расход топлива или увеличить ускорение или запас хода в транспорте.

  Это позволяет упростить и ускорить установку или перемещение манипуляторов и опустить их на опорные конструкции или фундаменты. Он улучшает остойчивость судов и морских сооружений, а также плавучесть для глубоководных применений.

  Долговечность и обслуживание:-  Композиты не ржавеют, что особенно важно в морской и химической среде. Потребность в техническом обслуживании и покраске снижена или устранена. Составные подшипники для судовых двигателей и мостов не требуют смазки или износа.

  Сочетание отличной усталостной прочности и композиционных материалов может многократно увеличить срок службы изделия во многих областях применения.

  Дополнительный функционал:-  Композиты представляют собой теплоизоляторы, пригодные для защиты от пожаров и взрывов или криогенных применений. Электрическая изоляция полезна для железнодорожных конструкций и радиолокационной прозрачности.

  При необходимости можно интегрировать проводящую сетку или покрытие, например, для отражения радара или отвода мощности. Датчики, электроника и кабели могут быть встроены.

  Свобода дизайна:- Общий дизайн допускает свободу архитектурной формы. Несколько деталей могут быть объединены в одну, а ребра жесткости, вставки и т. д. могут быть интегрированы в пресс-форму. Композиты могут быть адаптированы к применению путем выбора материалов компонентов и внедрения дополнительных функций.

  Читайте также: Что такое сварка? | Как работает сварка? | Виды сварки | Различные типы сварных соединений | Типы сварных соединений

  Из чего сделаны композиты?

  Композиты, также известные как композиты из армированного волокнами полимера (FRP), состоят из полимерной матрицы, представляющей собой специальное, искусственное или натуральное волокно (например, стекло, углерод или арамид) или другое армированное волокно. материал. – Комбинированный с усиленным.

  Вместе. Матрица защищает волокно от окружающей среды и внешних повреждений, а также распределяет нагрузки между волокнами. Волокна, в свою очередь, обеспечивают прочность и жесткость матрицы, а также помогают ей противостоять трещинам и изломам. Во многих наших промышленных продуктах полиэстер является полимерной матрицей, а стекловолокно — армирующим материалом.

  Но в композитах используется множество комбинаций смол и армирующих материалов, и каждый материал вносит свой вклад в уникальные свойства готового продукта: мощное, но хрупкое волокно обеспечивает прочность и жесткость, а более гибкая смола обеспечивает форму и волокно. Композиты

  FRP могут также включать наполнители, добавки, материалы сердцевины или отделку поверхности, предназначенные для улучшения производственного процесса, внешнего вида и характеристик конечных продуктов.

  Также прочтите: что такое садовые вилы? | 10 лучших садовых вилок

  Натуральные и синтетические композиты:

  Композиты могут быть натуральными или синтетическими. Древесина, натуральный композит, представляет собой комбинацию целлюлозы или древесных волокон и вещества, называемого лигнином. Волокна придают древесине сильные стороны; Лигнин — это матрица или натуральный клей, который связывает и стабилизирует их. Другие композиты являются синтетическими искусственными.

  Фанера представляет собой искусственный композит, сочетающий в себе натуральные и синтетические материалы. Тонкие слои шпона соединяются вместе, образуя плоские листы клейкой древесины, которые прочнее натуральной древесины.

  Также прочтите: что такое гаечный ключ? | Типы гаечного ключа | Типы гаечных ключей

  Пластиковые композиты?

  Не все пластмассы являются композитами. На самом деле, большинство пластиков, которые используются в игрушках, бутылках с водой и других привычных предметах, не являются композитами. Они чистый пластик. Но многие виды пластиков можно усилить, чтобы сделать их прочнее.

  Эта комбинация пластика и армирования позволяет производить одни из самых прочных и универсальных материалов для своего веса, когда-либо разработанных с помощью технологий.

  Также прочтите: Что такое заклепка? | Как выполняется клепка? | Определение клепки | Типы заклепок

  Какие существуют типы?

  Некоторые распространенные композитные ингредиенты включают:

  #1. Композиты с керамической матрицей

  Керамика, диспергированная в керамической матрице. Это лучше, чем обычная керамика, поскольку они устойчивы к тепловому удару и разрушению.

  №2. Композит с металлической матрицей

  Металл распределен по всей матрице.

  #3. Железобетон

  Бетон, армированный высокопрочным материалом, таким как стальной арматурный стержень.

  №4. Фанера

  Инженерная древесина, изготовленная путем склеивания нескольких тонких слоев древесины вместе под разными углами.

  #5. Инженерный бамбук

  Полоски бамбуковых волокон склеиваются вместе, образуя борт. Это полезный композит, потому что он имеет большую прочность на сжатие, растяжение и пластичность, чем древесина.

  #6. Паркет

  Секция из нескольких кусков дерева, часто скрепляемых твердой древесиной. Продается как декоративный элемент.

  №7. Древесно-пластиковый композит

  Тесто, формованное из древесного волокна или пластика

  #8. Бетон, армированный стекловолокном

  Бетон, залитый в структуру из стекловолокна с высоким содержанием диоксида циркония.

  #9. Цементно-связанное древесное волокно

  Кусочки минерализованной древесины, залитые цементом. Этот композит обладает изоляционными и акустическими свойствами.

  №10. Стекловолокно

  Стекловолокно в сочетании с пластиком является относительно дешевым и гибким.

  №11. Полимер, армированный углеродным волокном

  Комплект из углеродного волокна с высоким соотношением прочности и веса.

  №12. Сэндвич-панели

  Различные типы композитов накладываются друг на друга.

  №13. Смешанные соты

  Набор композитных материалов в виде нескольких шестиугольников для создания формы сот.

  №14. Папье-маше

  Бумажный переплет с клеем. Они встречаются в ремесле.

  №15. Бумага с пластиковым покрытием

  Бумага с пластиковым покрытием для повышения долговечности. Примером того, где он используется, являются игральные карты.

  #16. Синтетическая пена

  Легкий материал, изготовленный путем заполнения металла, керамики или пластика микрошариками. Эти воздушные шары изготавливаются из стекла, углерода или пластика.

  №17. Искусственная древесина

  Искусственная древесина в сочетании с другими недорогими материалами. Примером может служить ДСП. В этом композите также можно найти специальные материалы, такие как шпон.

  Также прочтите: Что такое размеры шин? | 13 различных типов шин | Классификация шин

  Конструкционные композитные материалы:

  Конструкционные композитные материалы можно классифицировать следующим образом:

  #1. Многослойные конструкции

  Они состоят из сердцевины и слоев. Они позволяют улучшить механические свойства, но без чрезмерного увеличения веса. Они также улучшают тепло- и звукоизоляцию.

  №2. Монолитные конструкции

  Детали со сложной геометрией, созданные путем перекрытия тканей со специальной ориентацией, что позволяет получить определенные характеристики. Такая деталь предназначена для того, чтобы выдерживать самые большие нагрузки конструкции.

  Также прочтите: Что такое зажим? | Как работает зажим? | 38 Различные типы зажимов

  Краткая история:

  Человечество использовало композиты на протяжении тысячелетий. Первые искусственные композиты были изготовлены в Ираке жителями Месопотамии в 3400 г. до н.э. Древние общества склеивали деревянные планки друг на друга под разными углами, чтобы получилась фанера. После этого, около 2181 г. до н.э. Египтяне стали делать посмертные маски из папируса, пропитанного льном или гипсом.

  Позже оба этих общества начали укреплять свой материал соломой, чтобы укрепить глиняные кирпичи, глиняную посуду и лодки. В 1200 году нашей эры монголы начали делать составные луки, которые были невероятно эффективны в то время.

  Они были сделаны из дерева, бамбука, костей, сухожилий крупного рогатого скота, рогов и шелка, переплетенных сосновой смолой. После промышленной революции синтетические смолы стали приобретать твердую форму с помощью полимеризации. В 1900-х годах эти новые знания о химических веществах привели к созданию различных пластиков, таких как полиэстер, фенол и винил.

  Затем началась разработка синтетики; Бакелит был создан химиком Лео Бакеландом. Тот факт, что он не проводил электричество и был термостойким, означал, что его можно было широко использовать во многих отраслях промышленности. 1930-е годы были невероятно важным временем для развития композитов.

  Стекловолокно было представлено компанией Owens Corning, которая также положила начало первой отрасли полимеров, армированных волокном (FRP). Инженерные смолы того времени используются до сих пор, а в 1936 году были запатентованы ненасыщенные полиэфирные смолы. Два года спустя стали доступны высокоэффективные смоляные системы.

  Первое углеродное волокно было запатентовано в 1961 году, а затем стало коммерчески доступным.

  Затем, в середине 1990-х годов, композиты стали все более широко применяться в производственных процессах и для производства из-за их относительно недорогой стоимости по сравнению с ранее использовавшимися материалами.

  Также прочтите: Батарея бесключевого дистанционного управления разряжена | Когда замена батареи брелока замена? | Как заменить батарею пульта без ключа

  ---

  Часто задаваемые вопросы (FAQ)

  Что такое композитный материал?

  Композитный материал представляет собой комбинацию двух материалов с различными физическими и химическими свойствами. Когда они объединяются, они создают материал, специально предназначенный для выполнения определенной работы, например, для того, чтобы стать прочнее, легче или устойчивым к электричеству.

  Как изготавливают композиты

  Композитные материалы образуются путем объединения двух или более материалов с совершенно разными свойствами. Различные материалы работают вместе, чтобы придать композиту уникальные свойства. Но внутри композита вы можете легко отличить разные материалы друг от друга.

  Типы композитных материалов

  Типичные инженерные композитные материалы включают:

  • Железобетон и кирпичная кладка.
  • Композитная древесина, такая как фанера.
  • Армированные пластмассы, такие как армированный волокном полимер или стекловолокно.
  • Композиты с керамической матрицей (композитные керамические и металлические матрицы)
  • Композиты с металлической матрицей.
  • и другие современные композитные материалы.

  Пример композитного материала

  Пример композитного материала

  • Спорт и отдых. Материал(ы): Углеродное волокно.
  • Военные и правоохранительные органы. Материал(ы): Кевлар, композитные волокна.
  • Аэрокосмическая промышленность и возобновляемые источники энергии. Материал(ы): Углеродное волокно.
  • Автомобильная промышленность. Материал(ы): Углеродное волокно.

  Пластмассовые композитные материалы

  Композитные пластмассы относятся к тем типам пластмасс, которые образуются в результате соединения двух или более однородных материалов с различными свойствами материала для получения конечного продукта с определенными требуемыми свойствами материала и механическими свойствами.

  Композитные материалы

  Композитный материал, также называемый композитным, представляет собой твердый материал, который получается, когда два или более различных вещества, каждое со своими характеристиками, объединяются для создания нового вещества, свойства которого превосходят свойства исходных компонентов в конкретное приложение.

  ---

  Самодельные композиты (HomMaCom) — Что такое композиты?

  Главная > Что такое композиты? печать С композитами сталкивается каждый в своей повседневной жизни. У вас может быть «углеродный велосипед» (все профессиональные велосипедисты используют один), вы можете играть в теннис или бадминтон с «графитовая ракетка», ваша ванна может быть из композитного материала, ваши лыжи сделаны из композита, несколько частей кузова вашего автомобиля изготовлены из композита,… Вы можете прочитать много подробнее об этом в разделе композиты в повседневной жизни. В промышленности доля композитов на рынке даже увеличивается гораздо быстрее, и сейчас композиты широко используется в аэрокосмической промышленности, автомобильной промышленности, морской промышленности,. .. К сожалению, композитные материалы мало известны широкой публике. Тем не менее, первый шаг работы с композитами очень мало, и с очень ограниченным оборудованием вы уже можете создавать очень хорошие составные компоненты. Композиты или композитные материалы представляют собой комбинацию двух или более материалов, таким образом, чтобы можно было различить отдельные фазы материала после изготовления. В большинстве случаев термин «композит» или «композитный материал» относится к армированные волокном пластмассы , потому что это, безусловно, самая важная категория композитных материалов. материалы. В этих армированных волокнами пластмассах пластик армирован волокнами, чтобы сделать легкий и прочный материал. Материал, в который заложены волокна, называется матрица , а волокна называются арматурой . Помимо армированных волокном пластиков существует большое разнообразие композиционных материалов: металл матрицы с металлическими волокнами, керамические матрицы с металлическими или керамическими волокнами и т. д. Даже армированные сталью бетон можно классифицировать как композит, хотя он редко считается частью семейство композитов. Матрица может быть изготовлена ​​из любого пластика: эпоксидного, полиэфирного, винилэфирного, полипропилен (ПП),… Существует большая разница между термореактивные и термопластичные смолы для композитов. Термореактивные полимеры являются предпочтительной матрицей для большинства конструкционных композитные материалы. Единственное самое большое преимущество термореактивных полимеров заключается в том, что они имеют очень низкую вязкость и поэтому могут быть введены в волокон при низком давлении. После пропитки волокон химическое отверждение для придания твердой структуры, которую обычно можно переносить изотермически. Поскольку термореактивный материал нельзя повторно расплавить, переработка термореактивных композитов затруднена. Их можно только заземлить и используется в качестве наполнителя, процесс, который снижает ценность композита чрезвычайно. Термопластичные полимеры склонны иметь вязкость расплава в 500-1000 раз выше, чем у термореактивных материалов, что требует более высокого давления, вызывает трудности с обработкой и добавляет расход. С другой стороны, преимущество термопластов состоит в том, что молдинг можно носить неизотермическим способом, т.е. горячий расплав в холодную форму, чтобы добиться быстрой продолжительности цикла. Термопластичные композиционные полимеры также могут быть легко перерабатывается, становится все более важным вопросом на многих рынках, но особенно в автомобильный сектор. Подводя итог, более 90% используемых полимеров в композитах являются термореактивными, при этом термопластичные композиты по-прежнему рыночная ниша, в основном из-за сложности обработки. Термореактивные смолы Термопластичные смолы эпоксидная смола полипропилен (ПП) ненасыщенный полиэстер (UP) термопластичные полиэфиры (ПЭТФ, ПБТ) винилэфир сульфид полиэфира (PES) полиуретан (PUR) полифениленсульфид (PPS) фенольная смола полиэфиримид (PEI) акриловая смола полиэфирэфиркетон (PEEK) Волокна, как правило, стеклянные, углеродные (графитовые) или арамидные (торговое название Кевлар). Волокнистая арматура может иметь любую форму: мат из коротких рубленых волокон, ткань, однонаправленное расположение волокон, тесьма, трикотаж,… 907:10 Стеклоткани Стекломат Стеклоткань полотняного переплетения Если посмотреть в микроскопическом масштабе, то все же можно различить отдельные волокнистые нити в пластиковой матрице. Микроскопический разрез ткани полотняного переплетения Отдельные нити из углеродного волокна в эпоксидной матрице Отдельные нити из углеродного волокна в матрице из полифениленсульфида (PPS) Одно из больших преимуществ армированных волокном композитов заключается в том, что жесткость и прочность могут быть адаптированы к конкретной нагрузке условия. Если нагрузка композитного компонента будет преимущественно ориентированы в одном направлении, вы можете применять армирование волокна в основном в этом направлении. Это делает композит анизотропным . Это означает что его жесткость и сила не одинаковы во всех направлениях, но может различаться для каждого направления в материале. Эта анизотропия преднамеренно используется при проектировании композитов следующим образом. Вы начинаете с одного слоя армированного волокном пластика. Это здание блок называется пластинкой, слоем или слоем. Предположим, что все армирующие волокна ориентированы в одном направлении, называемом направлением 0°. Этот отдельный слой уже сильно анизотропен, потому что жесткость и прочностные свойства намного выше в направлении волокна, чем поперечно волокнам. Теперь вы можете адаптировать жесткость и прочность в различных направлениях путем укладки дополнительных слоев под разными углами ориентации. Получившаяся стопка слоев называется 9. 0715 ламинат , состоящий из отдельных пластинки. Последовательность укладки или укладка относится к символическому обозначение последовательности углов ориентации. Последовательность укладки для ламинат, показанный ниже, составляет [0°/+45°/-45°/90°/90°/-45° /+45°/0°], а поскольку укладка симметрична относительно средней плоскости стандартное обозначение [0°/+45°/-45°/90°] с, где индекс «s» означает «симметричный». Конечно, наш строительный блок — отдельная пластинка — может быть усилен. с любым типом волокнистой архитектуры (циновки, переплетения, тесьма, трикотаж и т. д.). Последовательность укладки композитного ламината Особым типом композитного ламината является сэндвич-композит , где некоторые средние слои ламината заменены очень легкий материал сердцевины, обычно пенопласт, пробковое дерево или металл соты. Типичная сэндвич-структура показана ниже. Части В называются обшивки или облицовочных листов, а часть С называется сердцевиной (в данном случае сотовым заполнителем). основной). На правом рисунке показана реализация такого сэндвич-композита. Сэндвич-композиты очень привлекательны, потому что они очень легкие конструкции. с очень высокой жесткостью на изгиб и, как правило, хорошей ударопрочностью и сопротивлением усталости. Они могут можно найти в корпусах кораблей, панелях пола, архитектурных облицовках и т. д. 907:10 Сэндвич-панель, разработанная НАСА Типовые многослойные конструкции До сих пор мы обсуждали только плоские композитные пластины. Конечно, мощность композитов как раз и заключается в том, что сложные детали могут быть изготовлены из сложная геометрия и уменьшенное количество соединений. Для достижения этой цели, много производственных процессов под рукой. Более подробную информацию можно найти в разделе Организация композитный цех.

  Что такое композиты? | KA Coverings

  СМОЛЫ

  Основными функциями смолы являются передача напряжения между армирующими волокнами, действие в качестве клея для скрепления волокон и защита волокон от механических повреждений и повреждений, вызванных воздействием окружающей среды.

  Существует две основные группы: термореактивные и термопласты

  ТЕРМОРЕАКТИВНЫЕ СМОЛЫ: Используется для изготовления большинства композитов. Они превращаются из жидкости в твердое вещество посредством процесса, называемого полимеризацией или сшиванием. Термореактивные смолы «отверждаются» с помощью катализатора, тепла или их комбинации.

  · ПОЛИЭФИР: Ненасыщенные полиэфирные смолы (НПС) составляют примерно 75% от общего количества смол, используемых в промышленности. Полиэфиры универсальны из-за их способности модифицироваться или адаптироваться во время построения полимерных цепей. Их основными преимуществами являются баланс свойств (механических, химических и электрических), размерной стабильности, стоимости и простоты обращения или обработки.

  УСИЛЕНИЕ

  Многие материалы способны усиливать полимеры. Некоторые материалы, такие как целлюлоза в древесине, являются природными продуктами. Многие виды волокон используются в качестве армирующих материалов в композитных ламинатах, на долю стекловолокна приходится более 9 видов.0 процентов волокон, используемых в армированных композитах, потому что они недороги в производстве и имеют относительно хорошие характеристики прочности к весу.

  ВОЛОКНА

  – Стекловолокно: волокна, произведенные из стекла, считаются преобладающим армирующим материалом для композитов с полимерной матрицей, стекло, как правило, является хорошим ударопрочным волокном, обладает превосходными механическими характеристиками, прочнее стали в некоторых формах.

  – Углеродные волокна: Углеродные волокна обладают самой высокой прочностью и жесткостью среди всех армирующих волокон. Характеристики при высоких температурах особенно выдающиеся. Основным недостатком волокон на основе ПАН является их высокая относительная стоимость.

  – Новые волокна: Полиэфирные и нейлоновые термопластичные волокна недавно были введены как в качестве основного армирования, так и в сочетании со стекловолокном. Низкая плотность, разумная стоимость, хорошая ударопрочность и сопротивление усталости.

  ПОКРЫТИЯ ПОВЕРХНОСТИ

  Используется в основном для защиты от УФ-излучения, коррозионной стойкости и эстетики, может формоваться в процессе или вторично наноситься покрытиями

  Композиты FRP могут принимать широкий спектр отделки поверхности, гелькоут, клеи, полиуретаны, полиэфиры, акрилы, эпоксидные смолы и в некоторых случаях с мелким песком для дополнительной защиты.

  ПРЕИМУЩЕСТВА КОМПОЗИТОВ

  Прочность

  На фунт композиты прочнее других материалов, таких как сталь. Волокна несут нагрузку, а смола распределяет вес по композитной части по мере необходимости.

  Принимая во внимание плотность самых прочных материалов, неудивительно, что их выбирают для всего, от самолетов до автомобилей.

  Сочетая определенные смолы и армирующие материалы — а их много — можно настроить рецептуру в соответствии с конкретными требованиями к прочности. Вы можете изменить соотношение смолы и армирования или ориентировать волокна в одном или разных направлениях.

  Композиты анизотропны, то есть свойства материала изменяются в зависимости от размещения и количества слоев армирования.

  Легкий вес

  Композиты, армированные волокном, обладают превосходным соотношением прочности и веса. Производство легких деталей имеет решающее значение для таких отраслей, как транспорт, инфраструктура и аэрокосмическая промышленность. Легкий вес снижает затраты на доставку и переноску.

  Простота установки, простота в обращении. Бетонная конструкция может быть на 80 процентов тяжелее, чем конструкция из FRP, что сокращает время и затраты на установку в том же процентном соотношении.

  Коррозионная стойкость

  Изделия из композитов обеспечивают длительную устойчивость к агрессивным химическим и температурным средам. Часто выбирают для наружного применения, работы с химическими веществами и других суровых условий.

  Композиты не ржавеют и не подвергаются коррозии. Существует множество примеров воздуховодов из армированного стекловолокном полимера, которые эксплуатируются на химических заводах более 25 лет и работают 24 часа в сутки.

  Композиты предлагают антикоррозионные решения для многих отраслей промышленности, а также для многих случаев, когда они используются в сочетании с водой в виде труб или резервуаров.

  Коррозионная стойкость определяется выбором используемой смолы и армирования. Правильно нанесенные и спроектированные композиты имеют длительный срок службы и минимальное техническое обслуживание.

  Гибкость конструкции

  Поскольку композиты представляют собой смесь армирующих волокон, смолы и добавок, их можно производить в соответствии с целым рядом требований.

  Одним из самых больших преимуществ композитов является способность формировать из них сложные формы легче, чем из большинства других материалов.

  Контуры возможны без использования инструментов высокого давления, потому что композиты формируются, когда смола отвердевает или затвердевает во время производства.

  Прогулочные катера уже давно изготавливаются из FRP, поскольку это улучшает конструкцию лодок при одновременном снижении затрат.

  Композитные поверхности можно формовать для имитации любой отделки или текстуры, от гладкой до грубой.

  Долговечность

  Композитные конструкции имеют чрезвычайно долгий срок службы. В сочетании с их низкими требованиями к обслуживанию композиты становятся предпочтительным материалом для множества приложений.

  Как долго служат композиты? Нет ответа. Это связано с тем, что многие из оригинальных композитных конструкций, созданных более 50 лет назад, еще не подошли к концу своего срока службы. Композиты хорошо выдерживают усталость и устойчивы к факторам окружающей среды, таким как УФ-излучение. повреждений, перепадов температуры, влаги и химического воздействия.

  КОМПОЗИТЫ ПРОТИВ СТАЛИ

  • Композиты легче стали: В зависимости от состава может быть на 70% легче стали.

  • Композиты невероятно прочны: Может быть изготовлен по индивидуальному заказу для увеличения прочности. В стали, если требуется большая прочность, необходимо добавить больше металла, что приводит к увеличению веса.

  • Композиты устойчивы к коррозии: Композиты выдерживают суровые погодные условия, сталь легко ржавеет, если она не защищена или не покрыта цинком.

  • Композиты непроводящие: Сталь проводит электричество. Композиты являются превосходными изоляторами, не реагируют на электрическое поле.

  КОМПОЗИТЫ VS ГРАНИТ

  • Композиты непористые: Это делает их более гигиеничными, чем гранит, они также могут выдерживать дезинфицирующие средства, не повреждая материал, в отличие от гранита

  • Композиты просты в уходе: Не требуют герметиков или специальных чистящих средств. Поскольку гранит пористый, его необходимо ежегодно герметизировать, чтобы предотвратить появление пятен.

  • Композитные материалы недороги: Гранитные мойки обычно стоят в 10 раз дороже, чем композитные мойки. Они требуют профессионального монтажа, композитные можно сделать своими руками.

  • Композиты предлагают бесконечные варианты внешнего вида: Им можно легко придать любую форму и любой цвет. Гранит необходимо тщательно выбирать, сочетать и резать, и он доступен в ограниченном количестве цветов.

  • Композиты термостойкие: Композиты сохраняют свою целостность при воздействии высоких температур. Гранитные поверхности не могут поглощать тепло.

  Источник:
  

  Что такое композитный материал? – PITAKA

  1. Определение композитного материала

  Композитный материал изготавливается путем объединения двух или более природных или искусственных материалов с получением в результате материала, обладающего лучшими свойствами, чем два материала по отдельности. Композитный материал состоит из двух составных частей: армирующих элементов и матрицы.

  Новый материал обычно отличается прочностью, легкостью и меньшей стоимостью по сравнению с традиционными материалами. Они отличаются от других материалов в мире, иногда их использование неочевидно и может быть обнаружено случайно или по счастливой случайности.

  Однако композитный материал обычно разрабатывается с расчетом на конкретное применение, и это часто требует длительного процесса разработки и тестирования, чтобы убедиться, что он делает то, что должен делать. Их использование становится все более и более распространенным, от строительной отрасли до автомобильной промышленности, от морской промышленности до аэрокосмической промышленности.

  Композитные материалы широко используются в:

  • Бетон, наиболее распространенный искусственный композитный материал
  • Армированные пластмассы, например армированный волокном полимер (FRP)
  • Композит с металлической матрицей (MMC)
  • Композит с керамической матрицей (CMC)

  2. Составляющие

  Производство композитов включает несколько этапов.

  Армирующая фаза обеспечивает жесткость и жесткость. В большинстве случаев армирование тверже, прочнее и жестче, чем матрица.

  — Армирование

  Армирование обычно представляет собой волокно или частицы. Композиты в виде частиц имеют тенденцию быть более слабыми и более гибкими, чем волокнистые композиты, отчасти из-за трудностей обработки. Они, как правило, более хрупкие по своей природе, поскольку обычно содержат меньше арматуры.

  Усиление можно разделить на два типа: материалы, армированные непрерывным волокном, и материалы, армированные прерывистым (коротким) волокном, как показано ниже. Армированный непрерывным волокном материал часто будет иметь слоистую или ламинированную структуру (а) , в то время как прерывистый (короткий) армированный волокном материал будет иметь случайную ориентацию, проявляющуюся в виде рубленых волокон или матов (b).

  Типичные типы армирования

  Наиболее распространенные волокна включают стекловолокно, арамидное волокно и углеродное волокно, все из которых могут быть как непрерывными, так и прерывистыми.

  Сравнение длинного и короткого углеродного волокна и армирования

  Армирование обычно придает композитным материалам прочность и жесткость, что значительно снижает вероятность растрескивания. Помогает не только армирование толстым волокном, даже тонкие волокна, вероятно, обладают высокой прочностью, и если они механически хорошо прикреплены к матрице, они способны значительно улучшить свойства композита.

  — Матрица

  Непрерывная фаза также известна как матрица, которая обычно представляет собой полимер, металл или керамику. Полимеры имеют низкую прочность и жесткость, металлы имеют промежуточную прочность и жесткость, но могут иметь высокую пластичность, в то время как керамика имеет высокую прочность и жесткость, но также будет более хрупкой.

  Матрицу можно разделить на два типа: органическую и неорганическую. Органические матрицы, такие как полимеры, очень распространены (особенно для пластмасс, армированных волокном) и обычно используются для создания композитов, содержащих стекловолокно, углеродное волокно или арамидное волокно. В то время как неорганические матрицы часто используются в бетоне, металлах, керамике и стекле.

  Матрица выполняет некоторые важные функции:

  1. Поддержание необходимой ориентации волокон
  2. Снижение вероятности истирания и сжатия

  Композиты с матрицей на полимерной и металлической основе имеют прочную связь между волокном и матрицей, что позволяет передавать нагрузки на волокна. В композите с керамической матрицей матрица в основном используется для повышения ударной вязкости композита, а не прочности или жесткости.

  Матрицы далее классифицируются как термопласты, термопласты с короткими волокнами, термопласты с длинными волокнами или термопласты с длинными волокнами. Многие передовые термореактивные полимерные матричные системы обычно включают арамидные волокна и углеродное волокно в матрицу из эпоксидной смолы.

  Основные процессы производства композитов с полимерной матрицей

  3. Применение

  — Для строительства

  В качестве строительного материала бетон является наиболее распространенным искусственным композитным материалом и обычно состоит из сыпучих камней с цементной матрицей. . Это смесь цемента и заполнителя, дающая прочный и прочный материал, который очень широко используется во всем мире. Только в Соединенных Штатах производство бетона представляет собой отрасль с оборотом 30 миллиардов долларов в год, а во всем мире производство товарных бетонных смесей, крупнейший сегмент рынка бетона, в 2015 году превысило 100 миллиардов долларов дохода9.0007

  Бетон недорогой для производителя и прочный на сжатие. Однако бетон имеет низкую прочность на растяжение, поэтому при растяжении он легко разрушается. Чтобы уменьшить это, в бетон встраивают дополнительный материал, такой как стальные стержни, некоторые пластиковые или керамические стержни. Эти материалы с высокой прочностью на растяжение помогают бетону выдерживать большие нагрузки при растяжении.

  Составы бетона

  — Для самолетов/военных

  Как правило, высокопроизводительные, но более экономичные композиты из углеродного волокна или композиты из арамидного волокна используются там, где требуется высокая жесткость и легкий вес . В то время как гораздо более дешевые композиты из стекловолокна используются в менее требовательных приложениях, где прочность и вес не так важны.

  В военных самолетах малый вес является главным фактором производительности и грузоподъемности. Таким образом, в настоящее время углеродного волокна композита и арамидного волокна 9Композиты 0004 — лучшие материалы для производства. То же самое сейчас происходит в коммерческом авиастроении, и, возможно, наиболее ярким примером этого является новый Boeing 787, где основным материалом, используемым при производстве планера, являются композитные материалы.

  Материалы коммерческого самолета Boeing 787 Dreamliner. Источник: Modern Airliner

  Как показано на рисунке выше, среди 50% передовых композитов большой процент составляют композиты из углеродного ламината и многослойного углеродного композита.

  — Для автомобилей

  Крупнейшие производители автомобилей все чаще обращаются к композитным материалам, чтобы соответствовать все более строгим требованиям к характеристикам и весу, в конечном итоге повышая эффективность использования топлива и сокращая производственные затраты. Наиболее типичными используемыми материалами являются стекловолокно/полиуретан и стекловолокно/полиэстер.

  Наряду с вышеупомянутыми композитными материалами, некоторые производители более высокого класса использовали углеродное волокно с большим эффектом. Tesla, Ferrari, Lamborghini и многие другие производители увеличили использование углеродного волокна для снижения веса, повышения жесткости и прочности, от интерьера до мелких деталей кузова и целых компонентов шасси.

  Карбоновый комплект салона Tesla

  Применяя углеродное волокно для дизайна интерьера, дверных и верхних дверных порогов, нактоуза приборов, стереосистемы и отделки центральной консоли, Tesla значительно улучшила внешний вид и спортивность автомобиля. преимущество в снижении общей массы автомобиля.

  — Прочее

  Другие применения композитных материалов

  Применение	Примеры
  Прибор	Приборы для приготовления пищи, посудомоечные машины, холодильники, прачечные, льдогенераторы и мелкая бытовая техника
  Энергия	Ветряные турбины, топливные элементы, солнечные батареи и насосы
  Морской	Крышки двигателя, гидроциклы, крышки доступа к лодкам, кожух двигателя
  Сантехника/сантехника	Смесители, раковины, водостоки, души и ванны
  Ювелирные изделия	Чехлы для телефонов, ноутбуков, инструментов, ювелирных изделий, часов и т. д.

  Раковины из композитных материалов

  Ветряные турбины из композитных материалов

  Морские композиты

  4. Обзор истории

  Тысячи лет назад человек начал комбинировать такие материалы, как солома и грязь, грубую форму композита, который использовался для улучшения строительства домов, в то время как древнее производство кирпича было записано в египетских гробницах. картины. С тех пор использование человеком композитов расширилось во всех сферах жизни до огромного количества приложений, которые мы имеем сегодня.

  История композиционных материалов

  Были разработаны методы производства

  Время	Разработка композитного материала
  Около 3400 г. до н.э.	Около 3400 г. до н.э. человек склеил деревянные полосы под разными углами, чтобы создать фанеру .
  2181-2055 гг. до н.э.	Египтяне используют слои льна или папируса, пропитанные гипсом, для создания картона, датируемого 2181–2055 гг. до н.э.
  Около 1500 г. до н.э.	Древние используют соломинки для укрепления глиняных кирпичей , глиняной посуды и лодок.
  Около 1200 г. н.э.	Монголы изобрели первые составных лука , изготовленных из комбинации дерева, бамбука, костей, сухожилий крупного рогатого скота, рогов, бамбука и шелка, скрепленных натуральной сосновой смолой.
  1870-е — 1890-е	Полимеризация позволила преобразовать новые синтетические смолы из жидкого состояния в твердое в сшитой молекулярной структуре.
  Начало 1900-х	Были разработаны пластмассы , такие как винил, полистирол, фенол и полиэстер.
  1930-е	Компания Owens Corning запустила производство полимеров, армирующих волокно ( FRP ), представив первое стекловолокно . В 1936 году были запатентованы ненасыщенные полиэфирные смолы.
  1940-е	Вторая мировая война перевела промышленность FRP от исследований к реальному производству. К 1947 г. был изготовлен и испытан автомобиль с полностью композитным кузовом.
  Начало 1950-х	, такие как пултрузия , формование в вакуумных мешках и крупномасштабная намотка . Обмотка накала стала основой для крупногабаритных ракетных двигателей, которые продвигали исследование космоса в 1960-х годах и позже.
  1960-е	В 1961 году было запатентовано первое углеродное волокно , и через несколько лет композиты из углеродного волокна стали использоваться в коммерческих целях. Морской рынок был крупнейшим потребителем композиционных материалов в XIX веке.60-е годы.
  1970-1980-е	В 1970-х годах автомобильный рынок превзошел морской и стал крупнейшим рынком композитных материалов — эта позиция сохраняется и сегодня.
  1990-2000	К середине 1990-х композиты стали массовым производством и строительством в качестве экономичной замены традиционным материалам. Потребители каждый день соприкасаются с композитными материалами, от ручек до красиво окрашенных входных дверей в своих домах. В середине 2000-х разработка сертифицированных композитных материалов для самолетов 787 Boeing Dreamliner для высокопрочных и жестких конструкций .
  Сегодняшний день	Развитие композиционных материалов постоянно увеличивает их применение в автомобильной, бытовой и потребительской промышленности. И сейчас композиты только начинают проникать в нанотехнологии. Согласно статистике marketandmarkets, объем мирового рынка композитных материалов, по прогнозам, вырастет с 69 долларов США.с 0,50 млрд в 2015 году до 105,26 млрд долларов США к 2021 году при среднегодовом темпе роста в 7,04% в период с 2016 по 2021 год .
  Будущее	Исследования композитных материалов привлекают все больше внимания со стороны правительств, производителей и университетов. Это привлечет больше инвестиций, чтобы помочь в изобретении большего количества волокон и смол. Это приведет к более широкому применению композитных материалов как в существующих, так и в новых отраслях промышленности. Также весьма вероятно, что использование экологически чистых композитных материалов, таких как переработанный пластик и полимеры на биологической основе, возрастет.

  5. Почему PITAKA выбирает композитные материалы

  Как обсуждалось ранее, легкий вес является важной характеристикой, которая объясняет, почему композитные материалы, такие как арамидное волокно и углеродное волокно, все чаще используются в автомобильной и авиационной промышленности. Точно так же для чехла или кошелька для телефона Every Day Carry (EDC) чрезвычайно важна легкость .

  Для команды PITAKA одной из целей проектирования было создание прочных, высококачественных продуктов, которые никоим образом не отвлекают внимание от дизайна продуктов, которые вы хотите, чтобы мы защищали. это почему мы используем композитные материалы.

  Кроме того, аксессуары для повседневного использования, которые предлагает PITAKA, отличаются непревзойденной красотой и простотой . Да, и, конечно же, предельная прочность , важная характеристика всех наших разработок здесь, в PITAKA.

  И это одна из вещей, с которой композиционные материалы справляются лучше всего, отчасти благодаря их выдающимся свойствам, но также, если вы возьмете композитный материал, такой как углеродное волокно или арамидное волокно, с полотняным или саржевым переплетением, они демонстрируют очень минималистическую эстетику. самостоятельно. Теперь, когда мы берем их и применяем к нашим продуктам, получается что-то действительно особенное и уникальное.

  Г-н Ютака (дизайнер PITAKA) всегда считал, что каждый EDC предназначен не только для переноски, но и для продолжения вас. Поэтому мы всегда ищем красивую и долговечную продукцию, и мы ее производим.

  Так почему бы не ознакомиться с ассортиментом изделий из композитных материалов PITAKA и не позволить им говорить самим за себя! Шагните в путешествие PITAKA здесь.

  Дополнительные сведения о композитах | Обзор полимерных композитов

  Усовершенствованные композиты | Облегчение , Замена металла , Транспорт , Строительство + Строительство

  Расширенные объяснения композитов

  
  

  Если вам нужен легкий, прочный, экономичный и настраиваемый материал, вам могут подойти композиты. Композиты используются во многих различных отраслях промышленности, от автомобильной до аэрокосмической и от инфраструктуры до отдыха. Поскольку композиты сочетают в себе смолы с различными типами армирования волокнами и могут быть изготовлены с использованием различных процессов, возможности практически безграничны.

  Таким образом, полезно изучить различные типы и области применения передовых композитов. Это исчерпывающее руководство охватывает все, от основ композитов до свойств, преимуществ и распространенных областей применения.

  Дополнительные сведения о композитах
  Что такое композит?
  Как изготавливаются современные композиты?
  Что такое «волокнистый композит»?
  Как изготавливаются углеродные и волокнистые композиты?

  Свойства и применение
  Каковы преимущества передовых композитов?
  Когда используются современные композиты?
  Каковы некоторые общие области применения полимерных композитов?

  Более глубокое погружение в передовые композиты
  Есть ли разница между полимерными композитами, термореактивными композитами и термопластическими композитами?
  Какую роль играет пултрузия в создании передовых композитов?
  Что такое композитные панели?

   

  Расширенные основы работы с композитами

  Что такое композит?

  На самом базовом уровне композит представляет собой комбинацию двух или более различных материалов. Полученный продукт обычно имеет свойства, существенно отличающиеся от свойств отдельных компонентов. Композиты могут быть разных форм, включая панели, ламинаты, ленты или нестандартные формы и размеры.

   

  Как изготавливаются современные композиты?

  Усовершенствованные композиты или полимерные композиты изготавливаются путем объединения армирующего материала (например, стекловолокна, углеродного волокна или арамидного волокна) со смолой, которая является другим названием полимера. Благодаря этой комбинации вы получаете лучшее из обоих миров: прочность волокна и уникальные преимущества полимера, такие как огнестойкость или химическая стойкость. Когда дело доходит до производства композитов, существуют сотни способов изготовления полимерных композитов в зависимости от свойств, формы и объема, необходимых для конкретного применения. Некоторыми распространенными вариантами производства являются пултрузия, впрыскивание смолы, литье смолы (RTM) и намотка нити. Стекловолокно является одним из наиболее распространенных полимерных композитных армирующих материалов, а углеродное волокно является одним из самых прочных.

   

  Что такое «волокнистый композит»?

  Волокнистые композиты, более известные как композиты из армированного волокном полимера (FRP), представляют собой полимерные материалы, армированные волокном. Вы также можете услышать, что эти композиты называют «пластиковыми композитами» или «пластиком, армированным волокном». Волокно включено в полимер для придания жесткости и прочности конечному материалу.

  При исследовании композитов вы можете увидеть, что они описаны как композиты, армированные непрерывным волокном. Композит, армированный непрерывным волокном, представляет собой тип FRP, в котором однонаправленные волокна непрерывно проходят через конечный продукт в одном направлении. Это создает другие свойства, чем если бы волокно было разделено на более мелкие кусочки и распределено по смоле в разных направлениях. В целом волокна могут быть непрерывными, длинными или короткими по длине.

   

  Как изготавливаются композиты из углеродного волокна и стекловолокна?

  Как и в большинстве композитных материалов, существуют сотни различных способов изготовления композитов из углеродного волокна или стекловолокна. В самом общем смысле волокно соединяется со смолой. Это можно сделать тремя распространенными способами: 1) путем создания тканой структуры, 2) путем помещения волокнистой ткани в форму, в которую вводится смола, или 3) путем пултрузии, когда волокна протягиваются через смолу, а затем формуют и отверждают в нагретой матрице. Углеродное волокно известно своей прочностью, ударной вязкостью, гашением вибрации и электропроводностью, в то время как стекловолокно обладает превосходными механическими и изоляционными свойствами.

  Вернуться к началу

   

  Свойства и применение

  Каковы преимущества передовых композитов?

  Усовершенствованные композиты или полимерные композиты ценятся за их исключительное соотношение прочности и веса, высокую жесткость, долговечность и устойчивость к коррозии, химическим веществам и воздействию окружающей среды. Они могут быть изготовлены специально для обеспечения прочности и жесткости в определенных направлениях или определенных областях в зависимости от варианта использования. Благодаря почти безграничным возможностям и универсальности инженеры-материаловеды и дизайнеры имеют свободу и творческий подход для создания новых комбинаций материалов для уникальных применений.

   

  Когда используются современные композиты?

  Передовые композитные материалы часто используются для замены металла, дерева или других традиционных материалов. Полимерный композит придает изделию прочность и жесткость, добавляя при этом такие преимущества, как устойчивость к влаге и коррозии. Использование композита снижает вес детали, что повышает эффективность использования топлива и упрощает транспортировку, обработку и установку конечного продукта.

  В частности, композиты FRP могут быть равны или превосходить по прочности сталь, алюминий и другие традиционные материалы. Если вы ищете какое-либо из следующих свойств для своего приложения, стоит изучить композит FRP.

  • Уменьшенный вес — композиты до 75 % легче стали и до 25 % легче алюминия.
  • Долговечность — Композитные конструкции имеют очень долгий срок службы, устойчивы к усталости и выдерживают многие погодные условия.
  • Гибкость дизайна — композитам можно придавать сложные формы и текстуры при относительно низких затратах.
  • Меньше обслуживания — Композиты считаются материалами, не требующими особого ухода, поскольку они не ржавеют и не подвергаются коррозии, а также устойчивы к высоким температурам.

   

  Каковы некоторые общие области применения полимерных композитов?

  Благодаря своей широкой универсальности полимерные композиты уже используются в различных отраслях промышленности, и продолжают открываться новые области применения. Ниже приведен список распространенных отраслей, в которых часто используются композитные материалы.

  • Marine  — Структурные панели корпуса, настил, стрингеры, парусные латы, краснодеревщики, дверные панели, конструкции мачты и анкерные штифты могут быть изготовлены из полимерных композитов. Полиэстер, армированный стекловолокном, является наиболее распространенным композитом, используемым в лодках и кораблях, в то время как армирование арамидным волокном используется в ключевых областях высокопроизводительных парусных лодок, таких как секции носа и киля. Композиты устойчивы к элементам и агрессивной морской воде, обеспечивают высокую прочность и жесткость, а также гасят шум и вибрацию для более плавной езды.
     
  • Коммунальное хозяйство  — Традиционные деревянные и металлические опоры и траверсы все чаще заменяются полимерными композитами, поскольку они не проводят электропроводность, долговечны и имеют меньший вес, чем дерево или сталь, что упрощает их установку. Композиты, армированные стекловолокном, также используются в других приложениях для передачи и распределения электроэнергии, таких как изоляторы, разрядники и оборудование для опорных линий. Во всех случаях полимерные композиты улучшают эксплуатационные характеристики благодаря своей устойчивости к коррозии, нагреву, атмосферным воздействиям и пламени.
     
  • Автомобилестроение — Полимерные композиты используются в нескольких частях транспортных средств, в том числе в конструктивных элементах, компонентах под капотом и салоне, дверях, сиденьях, корпусах, усилителях бамперов и панелях кузова. Использование композитных материалов в автомобилях может снизить затраты на инструменты и повысить гибкость конструкции для производителей, а также повысить эффективность использования топлива и общее впечатление от вождения для потребителя за счет снижения шума и вибрации.

     

  • Aerospace  — Детали самолетов, такие как лонжероны крыльев, интерьер, фюзеляж и обтекатели, могут получить преимущества от свойств композитных материалов. Как и в автомобилестроении, меньший вес полимерных композитов может повысить эффективность использования топлива, что приведет к снижению затрат на топливо для авиакомпаний. В самолетах более легкий вес композитных материалов также увеличивает скорость и маневренность. В дополнение к более легкому весу композиты FRP обеспечивают более долговечные детали, которые прочнее, чем традиционные металлы, а также обладают усталостной и коррозионной стойкостью.
     

  Вернуться к началу

   

  Более глубокое погружение в передовые композиты 

  Есть ли разница между полимерными композитами, термореактивными композитами и термопластическими композитами?

  Полимерные композиты могут быть термореактивными или термопластичными, поэтому термореактивные композиты и термопластичные композиты являются типами полимерных композитов. Хотя вы также можете услышать, что эти композиты называют «пластиковыми композитами» или «армированным пластиком», исторически композитные материалы чаще всего являются термореактивными. Тем не менее, термопластичные композиты набирают популярность из-за их пригодности для повторного использования, простоты производства и гибкости конструкции. Основное различие между термореактивным материалом и термопластом заключается в том, что термореактивный материал нельзя изменить после того, как он был сформирован, отвержден и охлажден, в то время как термопласты можно повторно нагревать и формовать.

  Термореактивные и термопластичные материалы имеют разные преимущества и выбираются в зависимости от типа свойств, необходимых для применения. Например, термореактивные композиты обладают высокой термостойкостью и отличной усталостной прочностью. С другой стороны, термопластичные композиты обладают повышенной прочностью и возможностью вторичной переработки.

   

  Какую роль играет пултрузия в создании передовых композитов?

  Пултрузия — это один из способов производства передовых композитных материалов. Это непрерывный процесс формования, при котором волокна пропитываются жидким полимером, а затем осторожно протягиваются через нагретую головку для формирования деталей. Пултрузию можно использовать для изготовления изделий практически любой длины, таких как балки, швеллеры, трубы, трубки, удочки и клюшки для гольфа. Если вы слышали такие термины, как «пултрузионное углеродное волокно», это просто означает, что композит из углеродного волокна был получен в процессе пултрузии.

   

  Что такое композитные панели?

  Композитные панели, также называемые сэндвич-панелями, представляют собой несколько слоев FRP-композитов, на которые нанесен слой материала сердцевины, образующий сэндвич-структуру. Лицевые листы или внешние слои композитной сэндвич-панели изготавливаются из композитных ламинатов, которые представляют собой слои композитного материала. В зависимости от применения другие материалы, такие как пена, помещаются между полимерными ламинатами для создания определенных свойств. Обычный термопластичный ламинат представляет собой однонаправленную ленту, очень тонкий материал, в котором все волокна идут в том же направлении, что и смола. Однонаправленная лента обычно изготавливается в рулонах, что позволяет непрерывно изготавливать длинные отрезки материала. Органолисты — это еще один вид ламината, который может быть изготовлен из углеродных, стеклянных или арамидных волокон.

  Баллистические панели — еще один тип композитных панелей. Эти панели предназначены для защиты от пуль и других снарядов и могут быть сконструированы для обеспечения защиты военного уровня. Баллистические панели изготавливаются из нескольких слоев тканого стекловолокна, а затем инкапсулируются смоляной системой. Обычно баллистические панели используются для стен, ограждений и защитной одежды.

  Вернуться к началу

   

  Подходят ли современные композиты для вашего продукта?

  Лучший способ определить, подходит ли усовершенствованный композит для вашего случая использования, — это обсудить ваши потребности со специалистом по композитам. В Avient у нас есть эксперты по широкому спектру материалов, которые укажут вам правильное направление.

  Для начала лучше узнать, в какой среде будет находиться ваш продукт и какие свойства вам нужны (например, термо- или водостойкость, твердость или мягкость, цвет). Наша миссия в Avient — решать самые сложные в мире проблемы материаловедения, а это означает поддержку вас от исследований и разработок до производства.