Історія композиційних матеріалів

композитний матеріал є гетерогенним твердим матеріалом двох або більше компонентів з чіткою різницею між ними. Найпростіший приклад звичайний клеєний фанери. Але є багато цікавих технологій та матеріалів, які використовуються в літаках, автомобільних та інших галузях. Детальніше - під бракат.



Стародавні відкриття
Два або більше гетерогенних матеріалів використовуються разом, щоб створити новий унікальний матеріал або поліпшити продуктивність одного. Перше використання цього методу датується 1500 р. до н.е., коли глина і солома використовували в Єгипті і Месопотамії для будівництва будівель. Також солома була включена до складу для зміцнення керамічних виробів і катерів.

Брюки, які використовували скребкування, називають саманом. Це те, що Єгиптяни робили.



Наступним верхам є рік 1200 нашої ери. Монголи спробували: вони створили перший композитний бант. Використовуються матеріали, такі як дерево, кістка і тваринний клей. Монгольські цибулі зазвичай виготовляються з декількох шарів деревини, переважно берези, які клеїли з клеєм тварин. Чорнильні вагонки знаходяться на внутрішній стороні цибулі, закріплені венами.



Вчені не винайшли пластмаси. До цього були натуральні смоли, які були отримані з тварин або рослин. І на початку XX століття розвивався вініл, полістирол, фенол і поліестер – ці матеріали значно перевершують раніше використовуваних.

Але пластмаси не змогли забезпечити достатню міцність. Краще армування було потрібно, а в 1935 р. Owens/Corning введено склопластик. У поєднанні з пластиковими полімери, скловолокна є надзвичайно міцною і дуже легкою структурою. Це початок армованої полімерної промисловості.

Перша реклама склопластику датується 1939 р. Це реклама для повітряного фільтра компанії.



У 1957 році компанія рекламувала волокно штори з принтом.

доб.

Ще одне з 1970 – склопластикові панелі для теплоізоляції під час будівництва.



Багато винаходів в цій галузі придумали під час війни. Як і монголи створили свою композитну луку, Друга світова війна дозволило армувати полімери для міграції з лабораторій до реального світу.

У військовій авіаційній промисловості потрібні альтернативні матеріали для зменшення ваги кінцевого продукту. Дуже швидко інженери реалізували переваги композитів з точки зору їх ваги і міцності.

Також інженери дізналися про переваги склопластикових композитів як радіопроникності. І почали використовувати ярмарки, які захищають радіомоделі від зовнішніх чинників, зокрема вітру.

- відео

Під час війни Німеччина також намагалася розвивати крадіжку літака, довгий до Стеталта в США. Потім потрібно було використовувати композитний матеріал у випадку, де між шарами фанери буде наповнювач легкої бальзи - дерево, що росте в Південній Америці. Але в 1944 році цей матеріал був непристойним для німців, тому його необхідно було використовувати ерсац композитний «формхольц»: між шарами 1,5 мм фанери була сумішшю смоло-сушеної тирси і пористого вугілля.



В цілому, до кінця війни була заповнена невелика ніша композитної галузі. І тепер було важко завдання: як рухатися від військових замовлень до мирних продуктів.

Серед очевидних варіантів були човни. Перший композитний човен був представлений в 1946 році. Навколо того ж було виготовлено склопластикову плиту. І був метод «пулінгу» – «пульцева», що використовується в виробництві полімерних композиційних матеріалів.

Так ось сухий трубопровідний контур. Метод значно спростить виробництво.



Автомобілі є ще однією важливою площею для полімерних композитів.

У 1954 році на продаж в США з'явився перший спортивний автомобіль, корус якого виготовлений з склопластику, з'явився на продаж в Сполучених Штатах: Kaiser-Darrin. Ця машина прискорюється до 60 миль на годину в 15.1 секунд. І максимальна швидкість трохи менше 100 миль на годину, що становить близько 160 км / год.

Такі характеристики були досягнуті з двигуном 90 кінної сили у багатьох за рахунок невеликої ваги автомобіля, близько 2200 фунтів, тобто 997 кг.

990 р.



У 1970-х роках матеріали стали ще кращими і більш складними. DuPont, група під керівництвом Stephanie Kwolek, розроблена арамідні волокна, відомі як Kevlar. Тепер це відомий матеріал, який використовується в бронетанковій броні. Kevlar в п'ять разів сильніше, ніж сталь. Цей матеріал був розроблений для армування автомобільних шин, і він все ще використовується для цього. Вони також посилюють мідні та волоконно-оптичні кабелі.

Автомобільна шина Wrangler з використанням Kevlar.



Кевлар рукав з iPhone док.



У безпілотному літаку також використовується єврей. Наприклад, для додаткового захисту безпілотного літального транспортного засобу RQ-11 Raven.



Алюміній та інші метали у виробництві повітряних частин заміщені композитами низької щільності, що знижує вагу повітряного судна. Це, в свою чергу, економить паливо. Композиції тепер широко використовуються в цивільній авіації.

У Boeing 787 DreamLiner, 50% елементів fuselage виготовлені з вуглецевих композитних матеріалів. Таким чином, цей літак легше і міцніше, ніж звичайний лайнер з алюмінієвою фюзелою.



Двигун Genx від General Electric також має композитні матеріали: вони виготовлені з корпусу, турбінних лопаток та інжекторів, які вводять паливо в внутрішню камеру згоряння.





Звісно, композитні матеріали використовуються при створенні зброї. Наприклад, міжконтинентальна балістична ракета Topol-M: 90% від неї складається з композитів, в тому числі двигунів і бородавки.



Заміна бульбашної гвинтівки Christensen Arms, виготовленої з вуглецевого волокна. Зброя на основі групи вимикача Remington-700.



Carbon Custom R-93 з змінними бочками.



Бути для гвинтівок з композитних матеріалів. Подаровано на Open Innovations минулого року російським виробником HC Composite.

Найцікавіші групи композитів – полімери. Це не фанера або солома в цегли, але складні матеріали у виробництві, іноді включають роботу навіть на нано рівні (10 до -9 градусів).

Невелика теорія цього часу. Для використання арматури:
вуглецеві тканини (карбон);
Арамідні тканини (Kevlar);
Гібридні тканини (карбон + Kevlar);
односторонні гібридні тканини;
Скляні тканини;
Багатовісні тканини;
вуглецеві стрічки;
Приват24

Як використовують вуглецеві тканини?
Для виготовлення деталей вуглецевого волокна використовується як просте вуглецеве волокно з хаотично розташованим і начинкою цілого обсягу матеріалових ниток, так і тканинних (карбонова тканина). Найпоширенішими видами плетіння є Plain, Twill, Satin.

Щільність тканини, або специфічна маса, виражена в г / м2, крім виду плетіння залежить від товщини волокна, яка визначається кількістю вуглецевих волокон. Ця характеристика є декількома тисячами. Отже, акронім 1К означає тисячі ниток в клітковині.

Нерідко ми чуємо від хлопчиків в області автомобілебудування, які вони «покарані на машині». Ось, власне, ми говоримо частіше не про полімерні композити, але про звичайні декоративні плівки, зроблені під вуглецем. і яка перевага такої плівки не дає: вага деталей не стане меншою, на міцність, теж вона не виграє. Так це просто гонщик моди і бажання зробити свій власний автомобіль схожий на гоночний автомобіль від Need For Speed.

р.

В будівництві будівель і доріг використовується арматура бетонних танків і складських приміщень, арматура вуглецевого волокна і скловолокна, вставка до всіх агресивних середовищ, що має високу міцність і очікуваний термін експлуатації 75 років.



Можлива армування при будівництві і після неї ззовні: за допомогою вуглецевої стрічки, просоченої двокомпонентним епоксидним складом. На жаль, я не знайшов краще зображення.

154294

Асфальт може бути армований, додаючи в нього волоконно-опаливні волокна. Чи пам'ятаєте солому і глину на початку швидко?



Полімерні композити навряд чи можуть називати нанотехнології, якщо нанотехнології визначено як « сукупність технологічних методів і методів, що використовуються в дослідженні, розробці та виробництві матеріалів, пристроїв та систем, в тому числі цільового контролю та управління структурою, хімічним складом та взаємодією їх окремих нанорозмірних елементів (з розмірами порядку 100 нм або менше), що призводять до поліпшення або виникнення додаткових операційних та / або споживчих характеристик і властивостей отриманих виробів. й

Але останнім часом полімерні смоли вводили на ринок, що діє як бункер, який, на основі процесу їх виробництва, повністю падіння під визначенням нанотехнологій.

Звичайно, спочатку військові розробки дуже часто перетворюються на продукти мирного часу, і використовуються в тому числі в медицині.
Звісно, спочатку військові розробки дуже часто перетворюються в продукти мирного часу, а також використовуються в медицині.

Почнемо, звичайно, з стоматологією. Ви були надані печатки? Вони, мабуть, композитні матеріали. Перед тим як ви, відразу перед установкою лікар перемішує компоненти, потім встановлюємо в місці, а потім займає кілька хвилин ультрафіолетової лампи. Це легкі начинки.

Є також хімічні затискачі. Наприклад, цемент на основі скла, виготовлений з порошку і рідини, в якому порошок є алюмінієвим фторолікатним склом з фтором, а рідина є водним розчином поліакрилової кислоти.



Композитні волокна використовуються в виробництві ортозів. Ortez є спеціальним пристроєм, призначеним для розвантаження, фіксації, активації або виправлення функцій суглоба або кінцівки. Товарів у наявності: 36



3610Р. 4200Р.

Звичайно, протези також виготовляються з композитних матеріалів. У випадку зразків для бігунів це просто необхідно, оскільки інші матеріали не можуть надати таку гнучкість і міцність.



Стародавній метод, який допоміг зробити цегли і луки міцніше, в поєднанні з сучасними матеріалами дає безцінні переваги в різних галузях. Серед цих напрямків є авіа та автомобільна, космічна, медицина, в тому числі стоматологія та протезування, а також будівництво. Навіть щось, як просте, як армування в залізобетонних конструкціях зараз стає більш технологічно розвиненою, виготовлена з склопластику і вуглецевого волокна. Зубні ущільнення, як я писав вище, також композитні матеріали. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу.

При цьому використання цього методу можливо навіть в домашніх умовах. Я згадував у попередній пост, що я планую зробити нові моди для мого квадрокоптера. Я буду писати.

Джерело: geektimes.ru/post/240596/