Përbërës & Materiale të Përbëra Prodhim

E përkufizuar thjesht, KOMPOZITET ose MATERIALET E PËRBËRËS janë materiale që përbëhen nga dy ose shumë materiale me veti të ndryshme fizike ose kimike, por kur kombinohen ato bëhen një material që është i ndryshëm nga materialet përbërëse. Duhet të theksojmë se materialet përbërëse mbeten të ndara dhe të dallueshme në strukturë. Qëllimi në prodhimin e një materiali të përbërë është të përftohet një produkt që është më i lartë se përbërësit e tij dhe që kombinon veçoritë e dëshiruara të secilit përbërës. Si nje shembull; forca, pesha e ulët ose çmimi më i ulët mund të jenë motivuesi pas projektimit dhe prodhimit të një përbërjeje. Lloji i kompozitave që ne ofrojmë janë kompozita të përforcuara me grimca, kompozita të përforcuara me fibra, duke përfshirë përbërjet me matricë qeramike / matricë-polimer / matricë metalike / karbon-karbon / kompozita hibride, kompozita strukturore dhe të laminuara dhe të strukturuara me sanduiç dhe nanokompozite.

 

Teknikat e fabrikimit që ne përdorim në prodhimin e materialeve të përbëra janë: Pultrusion, proceset e prodhimit të parapreg, vendosja e avancuar e fibrave, mbështjellja e filamentit, vendosja e përshtatur e fibrave, procesi i shtrimit me spërkatje me tekstil me fije qelqi, tufatimi, procesi i lanksidit, z-gozhdimi.
Shumë materiale të përbëra përbëhen nga dy faza, matrica, e cila është e vazhdueshme dhe rrethon fazën tjetër; dhe faza e shpërndarë e cila është e rrethuar nga matrica.
Ne ju rekomandojmë që të klikoni këtu për tëSHKARKONI Ilustrimet tona Skematike të Prodhimit të Përbërjeve dhe Materialeve të Përbëra nga AGS-TECH Inc.
Kjo do t'ju ndihmojë të kuptoni më mirë informacionin që po ju ofrojmë më poshtë. 

 

• KOMPOSITET E PËRFORCUR ME GJERIMË: Kjo kategori përbëhet nga dy lloje: Kompozita me grimca të mëdha dhe kompozita të forcuara me dispersion. Në llojin e parë, ndërveprimet grimcë-matricë nuk mund të trajtohen në nivel atomik ose molekular. Në vend të kësaj, mekanika e vazhdueshme është e vlefshme. Nga ana tjetër, në përbërjet e përforcuara me dispersion, grimcat janë përgjithësisht shumë më të vogla në intervalin dhjetëra nanometër. Një shembull i përbërjes së grimcave të mëdha janë polimeret të cilave u janë shtuar mbushësit. Mbushësit përmirësojnë vetitë e materialit dhe mund të zëvendësojnë një pjesë të vëllimit të polimerit me një material më ekonomik. Fraksionet vëllimore të dy fazave ndikojnë në sjelljen e përbërjes. Kompozitat e grimcave të mëdha përdoren me metale, polimere dhe qeramikë. CERMETS janë shembuj të kompoziteve qeramike / metalike. Cermeti ynë më i zakonshëm është karabit i çimentuar. Përbëhet nga qeramika zjarrduruese e karabit si grimcat e karbitit të tungstenit në një matricë të një metali si kobalti ose nikeli. Këto përbërje karabit përdoren gjerësisht si mjete prerëse për çelikun e ngurtësuar. Grimcat e forta të karbitit janë përgjegjëse për veprimin e prerjes dhe qëndrueshmëria e tyre rritet nga matrica metalike duktile. Kështu ne marrim avantazhet e të dy materialeve në një përbërje të vetme. Një shembull tjetër i zakonshëm i përbërjes së grimcave të mëdha që përdorim janë grimcat e zeza të karbonit të përziera me gomë të vullkanizuar për të përftuar një përbërje me rezistencë të lartë në tërheqje, rezistencë, grisje dhe rezistencë ndaj gërryerjes. Një shembull i një përbërjeje të përforcuar me dispersion janë metalet dhe lidhjet metalike të forcuara dhe ngurtësuara nga shpërndarja uniforme e grimcave të imëta të një materiali shumë të fortë dhe inert. Kur thekon shumë të vogla të oksidit të aluminit shtohen në matricën metalike të aluminit, ne përftojmë pluhur alumini të sinterizuar i cili ka një forcë të përmirësuar në temperaturë të lartë. 

 

• KOMPOZITET E PËRFORCUR ME FIBRA: Kjo kategori kompozitesh është në fakt më e rëndësishmja. Qëllimi për t'u arritur është forca dhe ngurtësia e lartë për njësi të peshës. Përbërja, gjatësia, orientimi dhe përqendrimi i fibrave në këto kompozita janë kritike në përcaktimin e vetive dhe dobisë së këtyre materialeve. Ekzistojnë tre grupe fibrash që përdorim: mustaqet, fijet dhe telat. Mustaqet janë njëkristal shumë të hollë dhe të gjatë. Janë ndër materialet më të forta. Disa shembuj të materialeve të mustaqeve janë grafiti, nitridi i silikonit, oksidi i aluminit.  FIBERS nga ana tjetër janë kryesisht polimere ose qeramikë dhe janë në gjendje polikristaline ose amorfe. Grupi i tretë janë TELA të imët që kanë diametra relativisht të mëdhenj dhe shpesh përbëhen prej çeliku ose tungsteni. Një shembull i përbërjes së përforcuar me tela janë gomat e makinave që përfshijnë tela çeliku brenda gomës. Në varësi të materialit të matricës, kemi përbërjet e mëposhtme:
KOMPOZITET POLIMER-MATRICË: Këto janë bërë nga një rrëshirë polimer dhe fibra si përbërës përforcues. Një nëngrup i këtyre të quajtura Kompozita me polimer të përforcuar me fibra qelqi (GFRP) përmbajnë fibra qelqi të vazhdueshme ose të ndërprera brenda një matrice polimer. Xhami ofron forcë të lartë, është ekonomik, i lehtë për t'u fabrikuar në fibra dhe është kimikisht inerte. Disavantazhet janë ngurtësia dhe ngurtësia e tyre e kufizuar, temperaturat e shërbimit janë vetëm deri në 200 – 300 C. Tekstil me fije qelqi është i përshtatshëm për trupat e automobilave dhe pajisjet e transportit, trupat e automjeteve detare, kontejnerët e magazinimit. Ato nuk janë të përshtatshme për hapësirën ajrore dhe as për ndërtimin e urave për shkak të ngurtësisë së kufizuar. Nëngrupi tjetër quhet Kompozit me polimer të përforcuar me fibra karboni (CFRP). Këtu, karboni është materiali ynë fibër në matricën e polimerit. Karboni është i njohur për modulin dhe forcën e tij specifike të lartë dhe aftësinë e tij për t'i mbajtur ato në temperatura të larta. Fijet e karbonit mund të na ofrojnë moduli elastik standard, të ndërmjetëm, të lartë dhe ultra të lartë. Për më tepër, fibrat e karbonit ofrojnë karakteristika të ndryshme fizike dhe mekanike dhe për këtë arsye janë të përshtatshme për aplikime të ndryshme inxhinierike të përshtatura me porosi. Kompozitat CFRP mund të konsiderohen për të prodhuar pajisje sportive dhe rekreative, enë nën presion dhe komponentë strukturorë të hapësirës ajrore. Megjithatë, një nëngrup tjetër, Kompozitat polimer të përforcuar me fibra Aramid janë gjithashtu materiale me rezistencë të lartë dhe modul. Raportet e tyre të forcës ndaj peshës janë jashtëzakonisht të larta. Fijet Aramide njihen gjithashtu me emrat tregtarë KEVLAR dhe NOMEX. Nën tension, ato performojnë më mirë se materialet e tjera me fibra polimerike, por janë të dobëta në ngjeshje. Fijet Aramide janë të forta, rezistente ndaj goditjeve, rezistente ndaj zvarritjes dhe lodhjes, të qëndrueshme në temperatura të larta, kimikisht inerte, përveç kundër acideve dhe bazave të forta. Fijet Aramide përdoren gjerësisht në mallra sportive, jelek antiplumb, goma, litarë, mbulesa kabllosh me fibra optike. Materiale të tjera përforcuese me fibra ekzistojnë, por përdoren në një shkallë më të vogël. Këto janë kryesisht bor, karabit silikoni, oksid alumini. Materiali i matricës polimer nga ana tjetër është gjithashtu kritik. Përcakton temperaturën maksimale të shërbimit të përbërjes sepse polimeri në përgjithësi ka një temperaturë më të ulët të shkrirjes dhe degradimit. Poliesterët dhe esteret vinyl përdoren gjerësisht si matricë polimer. Përdoren gjithashtu rrëshira dhe ato kanë rezistencë të shkëlqyer ndaj lagështirës dhe veti mekanike. Për shembull, rrëshira poliimide mund të përdoret deri në rreth 230 gradë Celcius. 
KOMPOZITET METAL-MATRIKË: Në këto materiale ne përdorim një matricë metalike duktile dhe temperaturat e shërbimit janë përgjithësisht më të larta se përbërësit e tyre përbërës. Kur krahasohen me përbërjet me matricë polimer, këto mund të kenë temperatura më të larta funksionimi, të jenë të padjegshme dhe mund të kenë rezistencë më të mirë ndaj degradimit ndaj lëngjeve organike. Megjithatë ato janë më të shtrenjta. Materiale përforcuese si mustaqe, grimca, fibra të vazhdueshme dhe të ndërprera; dhe materialet e matricës si bakri, alumini, magnezi, titani, superaliazhet janë duke u përdorur zakonisht. Shembuj të aplikimeve janë komponentët e motorit të bërë nga matricë aliazh alumini të përforcuar me oksid alumini dhe fibra karboni. 
KOMPOZITET QERAMIK-MATRIKË : Materialet qeramike njihen për besueshmërinë e tyre jashtëzakonisht të mirë në temperaturë të lartë. Megjithatë ato janë shumë të brishta dhe kanë vlera të ulëta për qëndrueshmërinë në thyerje. Duke futur grimca, fibra ose mustaqe të një qeramike në matricën e një tjetre, ne jemi në gjendje të arrijmë përbërje me rezistencë më të lartë në thyerje. Këto materiale të ngulitura në thelb pengojnë përhapjen e plasaritjeve brenda matricës me disa mekanizma të tillë si devijimi i majave të plasaritjes ose formimi i urave nëpër faqet e çarjeve. Si shembull, aluminat që janë të përforcuara me mustaqe SiC përdoren si futje të veglave prerëse për përpunimin e lidhjeve të metaleve të forta. Këto mund të zbulojnë performanca më të mira në krahasim me karbitet e çimentuara.  
KOMPOZITET KARBON-KARBON: Si përforcimi ashtu edhe matrica janë karboni. Kanë module të larta tërheqëse dhe forcë në temperatura të larta mbi 2000 C, rezistencë ndaj zvarritjes, rezistencë të lartë ndaj thyerjes, koeficientë të ulët të zgjerimit termik, përçueshmëri të lartë termike. Këto veti i bëjnë ato ideale për aplikime që kërkojnë rezistencë ndaj goditjeve termike. Dobësia e përbërjeve karbon-karbon është megjithatë cenueshmëria e tyre ndaj oksidimit në temperatura të larta. Shembuj tipikë të përdorimit janë kallëpet me presion të nxehtë, prodhimi i avancuar i komponentëve të motorit të turbinës. 
KOMPOZITET HIBRID: Dy ose më shumë lloje të ndryshme fibrash janë të përziera në një matricë të vetme. Kështu mund të përshtatet një material i ri me një kombinim të vetive. Një shembull është kur të dy fijet e karbonit dhe të qelqit përfshihen në një rrëshirë polimerike. Fijet e karbonit ofrojnë ngurtësi dhe forcë me densitet të ulët, por janë të shtrenjta. Xhami nga ana tjetër është i lirë, por i mungon ngurtësia e fibrave të karbonit. Kompoziti hibrid qelqi-karbon është më i fortë dhe më i fortë dhe mund të prodhohet me një kosto më të ulët.
PËRPUNIMI I KOMPOZITËVE TË PËRFORCUARA ME FIBRA: Për plastika të vazhdueshme të përforcuara me fibra me fibra të shpërndara uniforme të orientuara në të njëjtin drejtim, ne përdorim teknikat e mëposhtme.
PULTRUSION: Prodhohen shufra, trarë dhe tuba me gjatësi të vazhdueshme dhe seksione tërthore konstante. Rrotullimet e vazhdueshme të fibrave janë të ngopura me një rrëshirë termofikse dhe tërhiqen përmes një kokte çeliku për t'i paraformuar ato në formën e dëshiruar. Më pas, ata kalojnë përmes një makinerie shërimi të përpunuar me saktësi për të marrë formën e saj përfundimtare. Meqenëse matrica e kurimit nxehet, ajo shëron matricën e rrëshirës. Tërheqësit e tërheqin materialin nëpër kapakë. Duke përdorur bërthama të zbrazëta të futura, ne jemi në gjendje të marrim tuba dhe gjeometri të zbrazëta. Metoda e pultrusionit është e automatizuar dhe na ofron ritme të larta prodhimi. Është e mundur të prodhohet çdo gjatësi produkti. 
PROCESI I PRODHIMIT TË PREPREG-ut: Prepreg është një përforcues me fibra të vazhdueshme i parangopur me një rrëshirë polimer të pjekur pjesërisht. Përdoret gjerësisht për aplikime strukturore. Materiali vjen në formë shiriti dhe dërgohet si shirit. Prodhuesi e formon atë drejtpërdrejt dhe e kuron plotësisht pa pasur nevojë të shtojë asnjë rrëshirë. Meqenëse prepregati i nënshtrohen reaksioneve të kurimit në temperaturën e dhomës, ato ruhen në temperatura 0 C ose më të ulëta. Pas përdorimit, shiritat e mbetur ruhen përsëri në temperatura të ulëta. Përdoren rrëshira termoplastike dhe termofikse dhe fibrat përforcuese të karbonit, aramidit dhe qelqit janë të zakonshme. Për të përdorur parapregat, fillimisht hiqet letra mbështetëse mbajtëse dhe më pas fabrikimi kryhet duke vendosur shiritin e parapregimit në një sipërfaqe të veglave (procesi i shtrimit). Mund të vendosen disa shtresa për të marrë trashësinë e dëshiruar. Praktika e shpeshtë është alternimi i orientimit të fibrës për të prodhuar një laminat me shtresa të kryqëzuara ose këndore. Së fundi, nxehtësia dhe presioni aplikohen për shërim. Si përpunimi me dorë ashtu edhe proceset e automatizuara përdoren për prerjen e parapregave dhe shtrimin.
mbështjellja e FILAMENTIT: Fijet përforcuese të vazhdueshme pozicionohen me saktësi në një model të paracaktuar për të ndjekur një formë të zbrazët  dhe zakonisht ciklindirike. Fijet fillimisht kalojnë nëpër një banjë rrëshirë dhe më pas mbështillen në një mandrelë nga një sistem i automatizuar. Pas disa përsëritjeve të mbështjelljes përftohen trashësitë e dëshiruara dhe shërimi kryhet ose në temperaturë dhome ose brenda furrës. Tani mandreli është hequr dhe produkti është çformuar. Dredha-dredha e filamentit mund të ofrojë raporte shumë të larta forcë-peshë duke mbështjellë fibrat në modele rrethore, spirale dhe polare. Tubat, rezervuarët, kafazet prodhohen duke përdorur këtë teknikë. 

 

• KOMPOZITET STRUKTURORE: Në përgjithësi këto përbëhen nga materiale homogjene dhe të përbëra. Prandaj vetitë e tyre përcaktohen nga materialet përbërëse dhe dizajni gjeometrik i elementeve të tij. Këtu janë llojet kryesore:
KOMPOZITET LAMINAR: Këto materiale strukturore janë bërë nga fletë ose panele dydimensionale me drejtime të preferuara me rezistencë të lartë. Shtresat grumbullohen dhe çimentohen së bashku. Duke alternuar drejtimet e rezistencës së lartë në dy boshtet pingule, marrim një përbërje që ka rezistencë të lartë në të dy drejtimet në rrafshin dydimensional. Duke rregulluar këndet e shtresave mund të prodhohet një përbërje me forcë në drejtimet e preferuara. Ski modern është prodhuar në këtë mënyrë. 
PANELE SANDWICH: Këto përbërje strukturore janë të lehta, por megjithatë kanë ngurtësi dhe forcë të lartë. Panelet sanduiç përbëhen nga dy fletë të jashtme të bëra nga një material i fortë dhe i fortë si lidhjet e aluminit, plastika e përforcuar me fibra ose çeliku dhe një bërthamë midis fletëve të jashtme. Bërthama duhet të jetë e lehtë dhe shumicën e kohës të ketë një modul të ulët elasticiteti. Materialet kryesore të njohura janë shkume polimerike të ngurtë, druri dhe huall mjalti. Panelet sanduiç përdoren gjerësisht në industrinë e ndërtimit si material për çati, dysheme ose mur, si dhe në industrinë e hapësirës ajrore.  

 

• NANOKOMPOSITET: Këto materiale të reja përbëhen nga grimca të përmasave të nanozuara të ngulitura në një matricë. Duke përdorur nanokompozitët, ne mund të prodhojmë materiale gome që janë barriera shumë të mira për depërtimin e ajrit duke ruajtur të pandryshuara vetitë e tyre të gomës.