Juda xilma-xil materiallar
Kompozit materiallar an'anaviy materiallardan farq qiladi, chunki kompozit qismlar ikkita alohida komponentni o'z ichiga oladi - tolali va matritsali materiallar (ko'pincha polimer qatronlar) - ular birlashganda bir-biridan ajralib turadi, lekin o'zaro ta'sir qilishda yangi material hosil qiladi, uning xususiyatlarini shunchaki qo'shish orqali oldindan aytib bo'lmaydi. komponentlar.
Darhaqiqat, tolalar / qatronlar birikmasining asosiy afzalliklaridan biri uning to'ldirilishidir. Yupqa shisha tolalar, masalan, nisbatan yuqori kuchlanish kuchiga ega, lekin osonlikcha shikastlanadi. Aksincha, ko'pchilik polimer qatronlar zaif kuchlanish kuchiga ega, lekin juda qattiq va egiluvchan. Biroq, tola va qatronlar birlashtirilganda, ular bir-birining zaif tomonlarini qoplaydi va har qanday alohida komponentga qaraganda ancha foydali bo'lgan materialni yaratadi.
Kompozitlarning strukturaviy xususiyatlari asosan tolalarni mustahkamlashdan kelib chiqadi. Avtomobil qismlari, kemalar, iste'mol tovarlari va korroziyaga chidamli sanoat qismlari kabi yirik bozorlar uchun tijorat kompozitlari odatda uzluksiz, tasodifiy yo'naltirilgan shisha tolali yoki doimiy, ammo yo'naltirilmagan tolali shakllardan tayyorlanadi.
Dastlab harbiy aerokosmik bozor uchun ishlab chiqilgan bo'lib, an'anaviy strukturaviy metallarga qaraganda yaxshiroq ishlaydigan ilg'or kompozitlar endi aloqa sun'iy yo'ldoshlari, samolyotlar, sport tovarlari, transport, og'ir sanoat va neft va gazni qidirish va shamol turbinalari qurilishi uchun energiya sektorida mavjud.
Yuqori unumdor kompozitlar o'zlarining strukturaviy xususiyatlarini uzluksiz, yo'naltirilgan, yuqori quvvatli tolani mustahkamlovchi materiallardan -- ko'pincha uglerod tolasi, arilpoliamid tolasi yoki matritsadagi shisha toladan -- oladi, bu esa ishlov berish qobiliyatini yaxshilaydi va mexanik xususiyatlarni yaxshilaydi. qattiqlik va kimyoviy qarshilik kabi.
Elyaf yo'nalishini nazorat qilish mumkin, bu har qanday dasturda ishlashni yaxshilashi mumkin bo'lgan omil. Misol uchun, kompozit golf klubi shaftlarida bor va uglerod tolalari kompozit milning ichida turli burchaklarga yo'naltirilgan bo'lib, ularning mustahkamligi va qattiqlik xususiyatlaridan to'liq foydalanishga qodir va moment yuklariga va bir nechta egilish, siqish va kuchlanish kuchlariga bardosh bera oladi.
Shisha tola
Kompozit sanoatda ishlatiladigan tolalarning katta qismi shisha hisoblanadi. Fiberglass eng qadimgi va eng keng tarqalgan mustahkamlovchi material bo'lib, ko'pgina so'nggi bozor ilovalarida (aerokosmik sanoat muhim istisno hisoblanadi) og'irroq metall qismlarni almashtirish uchun ishlatiladi.
Shisha tola uglerod tolasiga qaraganda og'irroq va qattiqroq bo'lib, keyingi eng keng tarqalgan mustahkamlovchi materialdir, lekin u ko'proq zarbaga chidamli va sinish vaqtida kattaroq cho'zilish xususiyatiga ega (ya'ni, sinishidan oldin u ko'proq cho'ziladi). Shisha turiga, filament diametriga, qoplama kimyosiga ("o'lcham" deb ataladi) va tola shakliga qarab keng ko'lamli xususiyatlar va ishlash darajalarini olish mumkin.
Shisha filamentlar uzluksiz shisha filamentlar to'plami bo'lgan iplar deb ataladigan to'plamlar shaklida etkazib beriladi.
Roving odatda katta g'altakning atrofida ip kabi o'ralgan burilmagan iplar to'plamidir. Bir uchli roving ipning uzunligi bo'ylab harakatlanadigan bir nechta shisha filamentlarning uzluksiz ipidan iborat. Ko'p uchli rovingda uzun, lekin to'liq uzluksiz bo'lmagan iplar mavjud bo'lib, ular o'rash paytida qo'shilgan yoki tushirilgan. Ip - bu bir-biriga o'ralgan iplar to'plami.
Yuqori samarali tola
Uglerod tolasi - yuqori samarali dasturlarda eng ko'p qo'llaniladigan tola - poliakrilonitril (PAN), rayon va asfaltni o'z ichiga olgan turli xil prekursorli tizimlardan tayyorlanadi. Oldingi tolalar kimyoviy ishlovdan o'tkaziladi, qizdiriladi va cho'ziladi, so'ngra yuqori quvvatli tolalar hosil qilish uchun karbonlanadi. Bozordagi birinchi yuqori samarali uglerod tolasi rayon prekursorlaridan tayyorlangan.
Bugungi kunda poliakrilonitril va asfalt asosidagi tolalar ko'pgina ilovalarda sun'iy tolalar o'rnini egalladi. Panga asoslangan uglerod tolasi eng ko'p qirrali hisoblanadi. Ular ajoyib kuch va yuqori qattiqlikni o'z ichiga olgan ajoyib xususiyatlar qatorini taklif qiladi. Asfalt tolalari neft yoki ko'mir smolali bitumdan tayyorlanadi va yuqoridan o'ta yuqori qattiqlikka va pastdan salbiy eksenel termal kengayish koeffitsientiga (CTE) ega. Ularning CTE xarakteristikalari, ayniqsa, elektron asboblar korpuslari kabi termal boshqaruvni talab qiladigan kosmik qurilmalarda foydalidir.
Ular shisha yoki aramid tolalarga qaraganda kuchliroq bo'lishiga qaramasdan, uglerod tolalari nafaqat zarbaga kamroq chidamli, balki metall bilan aloqa qilganda galvanik korroziyaga ham uchraydi. Ishlab chiqaruvchilar laminatlash jarayonida to'siq materiallari yoki parda qatlamlari (odatda shisha tolali / epoksi) yordamida oxirgi muammoni bartaraf etishadi.
Yuqori samarali uglerod tolasining asosiy tolali shakli filament to'plami deb ataladigan uzluksiz tolalar to'plamidir. Uglerod tolasi to'plami minglab uzluksiz, burilmagan filamentlardan iborat bo'lib, iplar sonidan keyin "K" bilan ifodalanadi, bu 1 ga ko'paytiriladi,000 (masalan, 12K filamentlar soni 12,000). To'plamlar to'g'ridan-to'g'ri filament o'rash yoki pultrusion kalıplama kabi jarayonlarda ishlatilishi mumkin yoki bir tomonlama lentalar, matolar va boshqa mustahkamlangan shakllarga aylantirilishi mumkin.
