Historia de materiales compuestos

exploradores antiguos h4>
 Dos o más material heterogéneo se utiliza en conjunto para crear un nuevo material único o mejorar el rendimiento de uno de ellos. El primer uso de este método se aplica a 1500 antes de Cristo, cuando Egipto y Mesopotamia comenzaron a utilizar la arcilla y paja para la estructura de los edificios. También paja introducida en la composición para mejorar los productos de cerámica y barcos.

Ladrillos, que utilizan el desguace, llamados "adobe". Aproximadamente lo que hicieron los egipcios:



Siguiente hito - es del año 1200 aC. Mongoles trataron: crearon el primer arco compuesto. Empleando materiales tales como madera, hueso y cola animal. Generalmente arco mongol está hecho de varias capas de madera, básicamente era un abedul, que se pegan entre sí utilizando cola animal. Almohadillas calientes se encuentran en el lado interior del arco, conductores fijos.

La era de plástico h4> no sería compuestos avanzados, si los científicos inventaron plástico. Antes de esto la única fuente de adhesivo y aglutinantes eran resinas naturales que se derivan de animales o plantas. Y al principio del siglo XX se han desarrollado de vinilo, poliestireno, poliéster y fenol - estos materiales son mayores que el utilizado anteriormente
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Pero los plásticos no fueron capaces de proporcionar una resistencia suficiente. Es mejor que el refuerzo, y en 1935 la empresa Owens / Corning de fibra de vidrio presenta. En combinación con la fibra de polímero plástico es extremadamente fuerte y, al mismo tiempo estructura muy ligera. Este es el comienzo de la industria del plástico reforzado.

El primer anuncio de la fibra de vidrio de productos se refiere a 1939. Este filtro de aire la publicidad de esta empresa.



En 1957 la compañía anunció las cortinas de fibra de vidrio con una impresión.



Aún así algo de 1970 - el panel de fibra de vidrio para el aislamiento durante la construcción
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Las primeras innovaciones en materiales compuestos: Segundo Mundo h4> Muchas invenciones en este campo se inventaron durante la guerra. Como los mongoles crearon su arco compuesto y la Segunda Guerra Mundial reforzaron polímeros permitidos para migrar desde el laboratorio al mundo real.

Se necesitan materiales alternativos que reducen el peso del producto final en aviones militares. Muy rápidamente, los ingenieros se dieron cuenta de los beneficios de los materiales compuestos en términos de su peso y la fuerza.

Además, los ingenieros han aprendido acerca de las ventajas de un material compuesto de fibra de vidrio, tales como radiopronitsaemost. Y comenzaron a aplicar el "carenado" que protegen los radios de factores externos, como el viento.



Durante la guerra, Alemania estaba tratando de desarrollar aviones stealth, mucho antes de que los EE.UU. sigilo. Entonces fue necesario utilizar un material compuesto en el cuerpo, donde entre las capas de madera contrachapada era a la luz de relleno balsa - un árbol que crece en América del Sur. Pero en 1944, este material no era accesible para los alemanes, así que tuve que utilizar sucedáneos compuestos "formholts":. Entre las capas 1 y 5 mm de madera contrachapada era una mezcla de aserrín y carbón poroso impregnado con resina

La adaptación de materiales compuestos h4> En general, por el fin de la guerra un pequeño nicho se llenó industria de los compuestos. Y ahora enfrenta una tarea difícil:. La forma de proceder con las órdenes militares de los productos con fines pacíficos

Entre las opciones obvias eran los barcos. El primer barco con un casco compuesto se presentó en 1946. Alrededor del mismo tiempo para hacer una fibra de vidrio de tablas de surf. Y había un método de "dibujo" -. "Pultrusión" utilizado en la fabricación de materiales compuestos de polímero

Por ejemplo, la extrusión por tracción en seco de circuito. El método simplifica en gran medida la producción.



Coches - otra área importante para materiales compuestos poliméricos
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En 1954 en los EE.UU. a la venta allí coche primeros deportes, que KORUS de fibra de vidrio: Kaiser-Darrin. Esta máquina se aceleró a 60 millas por hora en 15 segundos 1. Una velocidad máxima - un poco menos de 100 millas por hora, que es alrededor de 160 kmh
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Estas características convierten dostizhymymi cuando los caballos de fuerza del motor 90, gracias en gran parte a la avtomobyali peso bajo, alrededor de 2.200 libras, o 997 kg.





En la década de 1970, los materiales se vuelven aún mejor y más difícil. La compañía DuPont, a saber, un grupo corriendo Stephanie Kwolek, fibras de aramida desarrollados, conocido por nosotros como el Kevlar. Ahora bien, es un material bien conocido usado en chalecos antibalas. Kevlar es cinco veces más fuerte que el acero. Desarrollado este material para reforzar los neumáticos, y que ahora se está utilizando para estos fines. Además, se refuerzan con los cables de cobre y fibra óptica.

Neumático de coche Wrangler con Kevlar.



Manga Kevlar con dock para iPhone.



También se usa Kevlar de aeronaves no tripuladas. Por ejemplo, para una protección adicional UAV RQ-11 Raven.

Espacio y la aviación h4> aluminio y otros metales en la fabricación de piezas de aviones sustituidos con materiales compuestos de baja densidad, reduciendo así el peso de la aeronave. Esto a su vez ahorra combustible. Así que en la aviación civil son ahora ampliamente utilizado materiales compuestos.

En el Boeing 787 DreamLiner de materiales compuestos basados ​​en carbono realizado el 50% de los elementos del fuselaje. De este modo, la aeronave más ligera y más fuerte que el revestimiento convencional con fuselaje de aluminio.



Motor Genx de General Electric también tiene un material compuesto, que constituye la envuelta, los álabes de turbina y toberas que inyectan el combustible en la cámara de combustión.

Armas h4> Por supuesto, los materiales compuestos utilizados en la creación de armas. Por ejemplo, un misil balístico intercontinental "Topol-M": el 90% de los que se compone de materiales compuestos, incluyendo el diseño del motor y una parte de cabeza
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Rifle reemplazo Christensen armas, hecho de fibra de carbono. El rifle se basa en el grupo del perno Remington-700.



Mosquetón de carbono personalizado R-93 con cañones intercambiables.



Culos para fusiles, hechos de materiales compuestos. Presentado en la "innovación abierta" en el último año, el fabricante ruso de HC «compuesto».

materiales compuestos de polímeros modernos h4> Los compuestos de grupos más interesantes - son polímeros. No es de madera contrachapada y la paja en el ladrillo, y en la producción de materiales complejos, incluyendo el trabajo inodgda incluso a la nano (10 -9 grados).

Un poco de la teoría en este momento. El refuerzo se utiliza:
Tela de carbono (carbono);
Tejido de aramida (Kevlar);
Tejido híbrido (carbono + Kevlar);
Tejidos híbridos unidireccionales;
Fibra de vidrio;
Telas multiaxiales;
Cinta de carbono;
Prepregs.

¿Cómo utilizar la tela de carbono? H4>
 Para la fabricación de piezas carboxílicos usados ​​como una fibra de carbono con distribución aleatoria y llena todo el volumen de los hilados y tejidos (tejido de carbono) materiales. Los tipos más comunes de tales enredos como tafetán, sarga, raso.

La densidad del tejido o masa específica, expresada en g / m2, además del tipo de tejido depende del grosor de la fibra, que se determina por la cantidad uglenitey. Esta característica de varios miles. Por lo tanto, la abreviatura 1K significa mil hebras de la fibra.

A menudo escuchamos a los niños a los automovilistas de la zona que están "pegados en los coches de carbono." Aquí estamos, de hecho, a menudo no se encuentra en compuestos de polímeros, y una películas decorativas ordinarias realizadas en el marco del carbono. Hicacos ventajas tal película no: el peso de los artículos no llegan a ser menos en la fuerza, también, ella no va a ganar. Por lo que es - sólo la búsqueda de la moda y el deseo de hacer sus propios coches, como las carreras de coches de Need For Speed ​​
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En la construcción de edificios y carreteras, para el refuerzo de las capacidades y recipientes de hormigón utilizados en fibra de carbono y barras de refuerzo de fibra de vidrio, inertes a todos los medios de comunicación agresiva, tiene una alta durabilidad y la esperanza de vida de 75 años.



Reforzar la construcción y, posteriormente, se puede realizar con una parte externa, usando cinta de carbono impregnado con una formulación epoxi de dos componentes. Imagen mejor, por desgracia, no encontró.



El asfalto puede ser reforzado mediante la adición de fibras a la misma. Recordado paja y arcilla en el principio del post?

Nanotecnología h4> compuestos de polímeros sami son apenas nanotehnoologichnymi si la nanotecnología se define como "un conjunto de métodos y técnicas de la ingeniería utilizada en el estudio, diseño y producción de materiales, dispositivos y sistemas, incluyendo la vigilancia específica y estructura de control, composición química y hacer reaccionar los componentes individuales de los elementos a nanoescala (con dimensiones del orden de 100 nm o menos), que conducen a una mejora, ya sea en funcionamiento adicional y / o características de los consumidores y las propiedades de los productos obtenidos ».

Sin embargo, recientemente entrado en las resinas poliméricas de mercado que actúan como un aglutinante, el cual, basado en el proceso de producción, que está cubierto por la definición de la nanotecnología.

Medicina h4> Por supuesto, los militares inicialmente se desarrollan muy a menudo se convierten en productos en tiempos de paz, y se utilizan también en medicina. Diqing
Por supuesto, las tecnologías inicialmente militares a menudo convertidos en productos utilizados en tiempos de paz y que incluye la medicina.

Comenzamos, por supuesto, con la odontología. Rellenos pones? Con alta probabilidad fueron compuestos. Justo cuando usted esté listo para instalar los componentes de la mezcla de médico, a continuación, establecer en su lugar y luego se mantenga una lámpara ultravioleta pocos minutos. Este sello fotopolimerizable.

Hay focas y curado químico. Por ejemplo, el polvo de cemento de ionómero de vidrio y líquido en el que el polvo - alyumoftorsilikatnoe vidrio con flúor y líquido - una solución acuosa de ácido poliacrílico.



Fibras compuestas se utilizan en la fabricación de ortesis. Brace - una herramienta especial diseñada para la descarga, fijación, o la corrección de las funciones de activación de la articulación o una extremidad. Aquí están Cortez, vendajes, zapatos y otros productos.





Ni que decir tiene, las dentaduras se hacen de materiales compuestos. En el caso de muestras para los corredores es necesario, ya que esta flexibilidad y la fuerza de otros materiales son incapaces de proporcionar.

Conclusión h4> antiguas técnicas que ayudaron a hacer ladrillos y arcos más fuertes, combinados con materiales modernos da ventajas inestimables en diferentes áreas. Entre estas áreas - la aviación y automotriz, aeroespacial, la medicina, incluyendo la odontología y prótesis, y la construcción. Incluso algo tan simple como refuerzo en estructuras de concreto, ahora se ha vuelto más tecnológico, hecho de fibra de vidrio y fibra de carbono. Sellos en el dentista, como he escrito anteriormente, se aplican también a los materiales compuestos. Los materiales compuestos se han convertido en parte de nuestras vidas, a veces completamente invisible para nosotros.

El uso de este método es posible incluso en casa. He mencionado en uno de los publicaciones pasadas , tengo la intención de hacer una nueva moda para su quadrocopter. Una vez alcanzar este éxito - escribir.

Fuente: geektimes.ru/post/240596/