Kompozit va kompozit materiallar ishlab chiqarish

Oddiy qilib aytganda, KOMPOZITLAR yoki KOMPOZIT MATERIALLAR har xil fizik yoki kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan ikki yoki bir nechta materiallardan iborat bo'lgan materiallardir, lekin ular birlashganda tarkibiy materiallardan farq qiladigan materialga aylanadi. Ta'kidlashimiz kerakki, tarkibiy materiallar tuzilishda alohida va aniq bo'lib qoladi. Kompozit materialni ishlab chiqarishdan maqsad, uning tarkibiy qismlaridan ustun bo'lgan va har bir tarkibiy qismning kerakli xususiyatlarini birlashtirgan mahsulotni olishdir. Misol tariqasida; quvvat, past og'irlik yoki past narx kompozitsiyani loyihalash va ishlab chiqarishga turtki bo'lishi mumkin. Biz taklif qilayotgan kompozitlar turi zarrachalar bilan mustahkamlangan kompozitlar, tolalar bilan mustahkamlangan kompozitlar, shu jumladan keramika-matritsa / polimer-matritsa / metall-matritsa / uglerod-uglerod / gibrid kompozitlar, strukturaviy va laminatlangan va sendvich-strukturali kompozitsiyalar va nanokompozitlar.

 

Kompozit materiallar ishlab chiqarishda biz qo'llaydigan ishlab chiqarish usullari quyidagilardir: Pultrusion, prepreg ishlab chiqarish jarayonlari, ilg'or tolalarni joylashtirish, filamentni o'rash, moslashtirilgan tolalarni joylashtirish, shisha tolali purkash jarayoni, tufting, lanxid jarayoni, z-pinning.
Ko'pgina kompozit materiallar ikki fazadan iborat bo'lib, matritsa uzluksiz va boshqa fazani o'rab oladi; va matritsa bilan o'ralgan dispers faza.
Bu yerga bosishingizni tavsiya qilamizAGS-TECH Inc tomonidan kompozitlar va kompozit materiallar ishlab chiqarishning sxematik rasmlarini YUKLAB Oling.
Bu sizga quyida taqdim etayotgan maʼlumotlarni yaxshiroq tushunishingizga yordam beradi. 

 

• Zarrachalar bilan mustahkamlangan KOMPOZITLAR: Bu turkum ikki turdan iborat: Katta zarrachali kompozitlar va dispersiya bilan mustahkamlangan kompozitlar. Birinchi turda zarracha-matritsa o'zaro ta'sirini atom yoki molekulyar darajada davolash mumkin emas. Buning o'rniga doimiy mexanika amal qiladi. Boshqa tomondan, dispersiya bilan mustahkamlangan kompozitlarda zarralar odatda o'nlab nanometr diapazonlarida ancha kichikdir. Katta zarrachali kompozitsiyaga misol sifatida to'ldiruvchilar qo'shilgan polimerlar mavjud. To'ldirgichlar materialning xususiyatlarini yaxshilaydi va polimer hajmining bir qismini yanada tejamkor material bilan almashtirishi mumkin. Ikki fazaning hajm ulushlari kompozitsiyaning harakatiga ta'sir qiladi. Katta zarrachali kompozitlar metallar, polimerlar va keramika bilan qo'llaniladi. CERMETS keramika / metall kompozitlariga misoldir. Bizning eng keng tarqalgan sermetimiz sementlangan karbiddir. U kobalt yoki nikel kabi metall matritsasidagi volfram karbid zarralari kabi refrakter karbidli keramikadan iborat. Ushbu karbid kompozitlari qattiqlashtirilgan po'lat uchun kesish asboblari sifatida keng qo'llaniladi. Qattiq karbid zarralari kesish harakati uchun mas'uldir va ularning pishiqligi egiluvchan metall matritsasi tomonidan yaxshilanadi. Shunday qilib, biz ikkala materialning afzalliklarini bitta kompozitsiyada olamiz. Biz foydalanadigan katta zarrachali kompozitsiyaning yana bir keng tarqalgan namunasi - yuqori kuchlanish, qattiqlik, yirtiqlik va aşınma qarshilikka ega kompozitsiyani olish uchun vulkanizatsiyalangan kauchuk bilan aralashtirilgan uglerod qora zarralari. Dispersiya bilan mustahkamlangan kompozitsiyaga misol qilib, juda qattiq va inert materialning nozik zarrachalarining bir xil tarqalishi bilan mustahkamlangan va qotib qolgan metallar va metall qotishmalari mavjud. Alyuminiy metall matritsasiga juda kichik alyuminiy oksidi parchalari qo'shilsa, biz yuqori haroratga chidamliligiga ega bo'lgan sinterlangan alyuminiy kukunini olamiz. 

 

• TOLA MUKAMMATLI KOMPOZITLAR: Kompozitlarning ushbu toifasi aslida eng muhim hisoblanadi. Maqsadga erishish - og'irlik birligi uchun yuqori quvvat va qattiqlik. Ushbu kompozitsiyalardagi tolaning tarkibi, uzunligi, yo'nalishi va kontsentratsiyasi ushbu materiallarning xususiyatlari va foydaliligini aniqlashda juda muhimdir. Biz foydalanadigan tolalarning uchta guruhi mavjud: mo'ylovlar, tolalar va simlar. MO'YOTLAR juda yupqa va uzun monokristallardir. Ular eng kuchli materiallar qatoriga kiradi. Ba'zi mo'ylovli materiallarga grafit, kremniy nitridi, alyuminiy oksidi misol bo'ladi.  FIBERS esa asosan polimerlar yoki keramika bo'lib, polikristal yoki amorf holatda bo'ladi. Uchinchi guruh - bu nisbatan katta diametrga ega bo'lgan va ko'pincha po'lat yoki volframdan iborat nozik simlar. Tel bilan mustahkamlangan kompozitsiyaga misol sifatida rezina ichiga po'lat simni o'z ichiga olgan avtomobil shinalari kiradi. Matritsa materialiga qarab, bizda quyidagi kompozitsiyalar mavjud:
POLYMER-MATRIX KOMPOZITLARI: Ular polimer qatroni va mustahkamlovchi tarkibiy qism sifatida tolalardan tayyorlanadi. Shisha tola bilan mustahkamlangan polimer (GFRP) deb ataladigan ularning kichik guruhi polimer matritsasida doimiy yoki uzluksiz shisha tolalarni o'z ichiga oladi. Shisha yuqori quvvatga ega, u tejamkor, tolalarga oson ishlab chiqariladi va kimyoviy jihatdan inertdir. Kamchiliklari ularning cheklangan qattiqligi va qattiqligidir, xizmat ko'rsatish harorati faqat 200 - 300 C gacha. Fiberglas avtomobil korpuslari va transport uskunalari, dengiz transporti korpuslari, saqlash idishlari uchun javob beradi. Qattiqligi cheklanganligi sababli ular aerokosmik va ko'prik qurish uchun mos emas. Boshqa kichik guruh uglerod tolasi bilan mustahkamlangan polimer (CFRP) kompozit deb ataladi. Bu erda uglerod polimer matritsasidagi tolali materialimizdir. Uglerod o'zining yuqori o'ziga xos moduli va kuchi va ularni yuqori haroratlarda ushlab turish qobiliyati bilan mashhur. Uglerod tolalari bizga standart, oraliq, yuqori va o'ta yuqori kuchlanish modullarini taklif qilishi mumkin. Bundan tashqari, uglerod tolalari turli xil jismoniy va mexanik xususiyatlarni taklif qiladi va shuning uchun har xil maxsus moslashtirilgan muhandislik ilovalari uchun mos keladi. CFRP kompozitlari sport va dam olish uskunalari, bosimli idishlar va aerokosmik tarkibiy qismlarni ishlab chiqarish uchun ko'rib chiqilishi mumkin. Shunga qaramay, boshqa kichik guruh, Aramid tolasi bilan mustahkamlangan polimer kompozitlari ham yuqori quvvatli va modulli materiallardir. Ularning kuchi va vazn nisbati juda yuqori. Aramid tolalari KEVLAR va NOMEX savdo nomlari bilan ham tanilgan. Kuchlanishda ular boshqa polimer tolali materiallarga qaraganda yaxshiroq ishlaydi, lekin ular siqilishda zaifdir. Aramid tolalari qattiq, zarbaga chidamli, siljish va charchoqqa chidamli, yuqori haroratlarda barqaror, kuchli kislotalar va asoslardan tashqari kimyoviy jihatdan inertdir. Aramid tolalari sport buyumlari, o'q o'tkazmaydigan jiletlar, shinalar, arqonlar, optik tolali kabel qoplamalarida keng qo'llaniladi. Boshqa tolali mustahkamlovchi materiallar mavjud, ammo ular kamroq ishlatiladi. Bular asosan bor, kremniy karbid, alyuminiy oksidi. Boshqa tomondan, polimer matritsa materiali ham juda muhimdir. Bu kompozitning maksimal xizmat ko'rsatish haroratini aniqlaydi, chunki polimer odatda past erish va parchalanish haroratiga ega. Polimer matritsasi sifatida poliesterlar va vinil esterlar keng qo'llaniladi. Qatronlar ham ishlatiladi va ular mukammal namlik qarshiligi va mexanik xususiyatlarga ega. Masalan, poliimid qatroni taxminan 230 daraja Selsiyda ishlatilishi mumkin. 
METAL-MATRIXLI KOMPOZITLAR: Ushbu materiallarda biz egiluvchan metall matritsadan foydalanamiz va xizmat ko'rsatish harorati odatda ularning tarkibiy qismlaridan yuqori. Polimer-matritsali kompozitlar bilan solishtirganda, ular yuqori ish haroratiga ega bo'lishi mumkin, yonmaydi va organik suyuqliklarga nisbatan yaxshi degradatsiyaga chidamli bo'lishi mumkin. Biroq, ular qimmatroq. Mo'ylovlar, zarrachalar, uzluksiz va uzluksiz tolalar kabi mustahkamlovchi materiallar; va mis, alyuminiy, magniy, titanium, super qotishmalar kabi matritsali materiallar keng tarqalgan. Alyuminiy oksidi va uglerod tolalari bilan mustahkamlangan alyuminiy qotishma matritsasidan tayyorlangan dvigatel komponentlari misol ilovalardir. 
KERAMIK-MATRIKS KOMPOZITLARI: Seramika materiallari o'zining ajoyib yuqori harorat ishonchliligi bilan mashhur. Biroq, ular juda mo'rt va sinish chidamliligi uchun past qiymatlarga ega. Bir keramika zarralarini, tolalarini yoki mo'ylovlarini boshqasining matritsasiga joylashtirish orqali biz sinish chidamliligi yuqori bo'lgan kompozitlarga erisha olamiz. Ushbu o'rnatilgan materiallar, asosan, yoriq uchlarini burish yoki yoriq yuzlari bo'ylab ko'prik hosil qilish kabi ba'zi mexanizmlar orqali matritsa ichidagi yoriqlar tarqalishini inhibe qiladi. Misol tariqasida, SiC mo'ylovlari bilan mustahkamlangan alumina qattiq metall qotishmalarini qayta ishlash uchun kesuvchi asboblar qo'shimchalari sifatida ishlatiladi. Ular sementlangan karbidlarga qaraganda yaxshiroq ko'rsatkichlarni ko'rsatishi mumkin.  
KARBON-KARBON KOMPOZITLARI: Ham mustahkamlovchi, ham matritsa ugleroddir. Ular 2000 santigraddan yuqori haroratlarda yuqori kuchlanish modullari va mustahkamliklari, emirilishga chidamliligi, yuqori sinish chidamliligi, past issiqlik kengayish koeffitsientlari, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Bu xususiyatlar ularni termal zarba qarshiligini talab qiladigan ilovalar uchun ideal qiladi. Uglerod-uglerodli kompozitlarning zaifligi uning yuqori haroratlarda oksidlanishga nisbatan zaifligidir. Foydalanishning odatiy misollari issiq presslash qoliplari, ilg'or turbinali dvigatel komponentlarini ishlab chiqarishdir. 
GİBRID KOMPOZITLAR: Ikki yoki undan ortiq har xil turdagi tolalar bitta matritsada aralashtiriladi. Shunday qilib, xususiyatlar kombinatsiyasi bilan yangi materialni moslashtirish mumkin. Bunga misol qilib, uglerod va shisha tolalarni polimerik qatronlar tarkibiga kiritish mumkin. Uglerod tolalari past zichlikdagi qattiqlik va quvvatni ta'minlaydi, ammo qimmat. Boshqa tomondan, shisha arzon, ammo uglerod tolalarining qattiqligi yo'q. Shisha-uglerod gibrid kompozitsiyasi kuchliroq va qattiqroq bo'lib, uni arzonroq narxda ishlab chiqarish mumkin.
TOLA MUKIMATLANGAN KOMPOZITLARNI QAYTA QILISH : Bir xil yo'nalishda yo'naltirilgan tolalar bir tekis taqsimlangan uzluksiz tolali mustahkamlangan plastmassalar uchun biz quyidagi usullardan foydalanamiz.
PULTRUSIY: Uzluksiz uzunlikdagi va doimiy kesmadagi novdalar, nurlar va quvurlar ishlab chiqariladi. Uzluksiz tolali rovinglar termoset qatroni bilan singdiriladi va ularni kerakli shaklga keltirish uchun po'lat qolipdan tortiladi. Keyinchalik, ular yakuniy shakliga erishish uchun nozik ishlov berilgan qolipdan o'tadilar. Qattiqlashtiruvchi matritsa qizdirilganligi sababli, u qatron matritsasini davolaydi. Tortgichlar materialni qoliplar orqali tortadi. O'rnatilgan ichi bo'sh yadrolardan foydalanib, biz quvurlar va ichi bo'sh geometriyalarni olishimiz mumkin. Pultrusion usuli avtomatlashtirilgan va bizga yuqori ishlab chiqarish tezligini taklif qiladi. Har qanday uzunlikdagi mahsulotni ishlab chiqarish mumkin. 
PREPREG ISHLAB CHIQARISH JARAYONI: Prepreg - qisman qotib qolgan polimer qatroni bilan oldindan singdirilgan uzluksiz tolali armatura. Strukturaviy ilovalar uchun keng qo'llaniladi. Material lenta shaklida keladi va lenta sifatida jo'natiladi. Ishlab chiqaruvchi uni to'g'ridan-to'g'ri shakllantiradi va qatron qo'shmasdan to'liq davolaydi. Prepreglar xona haroratida qattiqlashuv reaktsiyalariga kirishganligi sababli ular 0 C yoki undan past haroratlarda saqlanadi. Foydalanishdan keyin qolgan lentalar past haroratlarda saqlanadi. Termoplastik va termoset qatronlar ishlatiladi va uglerod, aramid va shishadan mustahkamlovchi tolalar keng tarqalgan. Prepreglarni ishlatish uchun avval tashuvchining qo'llab-quvvatlovchi qog'ozi chiqariladi, so'ngra prepreg lentasini asbob bilan jihozlangan yuzaga yotqizish yo'li bilan ishlab chiqariladi (yotqizish jarayoni). Istalgan qalinlikni olish uchun bir nechta qatlamlarni yotqizish mumkin. Tez-tez amaliyot ko'ndalang qatlamli yoki burchakli qatlamli laminat ishlab chiqarish uchun tolalar yo'nalishini o'zgartirishdir. Nihoyat, quritish uchun issiqlik va bosim qo'llaniladi. Prepreglarni kesish va yotqizish uchun ham qo'lda ishlov berish, ham avtomatlashtirilgan jarayonlar qo'llaniladi.
FILAMENT O'RMA: Uzluksiz mustahkamlovchi tolalar ichi bo'sh  va odatda siklindirik shaklga rioya qilish uchun oldindan belgilangan naqshda aniq joylashtirilgan. Elyaflar birinchi navbatda qatronli vannadan o'tadi va keyin avtomatlashtirilgan tizim orqali mandrelga o'raladi. Bir necha marta o'rash takrorlangandan so'ng, kerakli qalinliklar olinadi va quritish xona haroratida yoki pechda amalga oshiriladi. Endi mandrel olib tashlanadi va mahsulot buziladi. Filamentni o'rash tolalarni aylana, spiral va qutbli naqshlarda o'rash orqali juda yuqori kuch-og'irlik nisbatlarini taklif qilishi mumkin. Quvurlar, tanklar, korpuslar ushbu texnika yordamida ishlab chiqariladi. 

 

• TUZILIK KOMPOZITLARI: Odatda ular bir hil va kompozit materiallardan iborat. Shuning uchun ularning xususiyatlari tarkibiy materiallar va uning elementlarining geometrik dizayni bilan belgilanadi. Mana asosiy turlari:
LAMINAR KOMPOZITLAR: Ushbu konstruktiv materiallar ikki o'lchovli plitalar yoki ustunli yuqori quvvatli yo'nalishlarga ega panellardan tayyorlangan. Qatlamlar bir-biriga yopishtirilgan va tsementlangan. Ikki perpendikulyar o'qda yuqori quvvatli yo'nalishlarni almashtirib, biz ikki o'lchovli tekislikda har ikki yo'nalishda ham yuqori quvvatga ega bo'lgan kompozitsiyani olamiz. Qatlamlarning burchaklarini sozlash orqali afzal yo'nalishlarda mustahkamlikka ega kompozitsion ishlab chiqarish mumkin. Zamonaviy chang'i shu tarzda ishlab chiqariladi. 
SENDVICH PANELLAR: Ushbu strukturaviy kompozitlar engil, ammo yuqori qattiqlik va quvvatga ega. Sendvich panellar alyuminiy qotishmalari, tola bilan mustahkamlangan plastmassa yoki po'lat kabi qattiq va mustahkam materialdan yasalgan ikkita tashqi varaqdan va tashqi plitalar orasidagi yadrodan iborat. Yadro engil bo'lishi kerak va ko'pincha past elastiklik moduliga ega. Ommabop asosiy materiallar qattiq polimerik ko'piklar, yog'och va chuqurchalardir. Sendvich panellar qurilish sanoatida tom yopish materiallari, pol yoki devor materiallari sifatida, shuningdek, aviatsiya sanoatida keng qo'llaniladi.  

 

• NANOKOMPOZITLAR: Ushbu yangi materiallar matritsaga o'rnatilgan nano o'lchamdagi zarrachalardan iborat. Nanokompozitlardan foydalanib, biz kauchuk xususiyatlarini o'zgarmagan holda havo o'tishiga juda yaxshi to'siq bo'lgan kauchuk materiallarni ishlab chiqarishimiz mumkin.