Tot sobre el compost

Els anàlegs més senzills d'un compost que vénen al cap per a un principiant són les gofres de rebosteria i la fusta contraxapada. En el primer cas, un farciment cremós es troba entre els pastissos amb projeccions de malla. La segona opció són les capes de fibra disposades perpendicularment, que estan impregnades amb una composició adhesiva.

El compost és una combinació de capes de materials diferents i diferents que es diferencien en una sèrie de propietats físiques, tecnològiques i mecàniques. Un dels principals requisits és la neutralitat, proporcionada per una similitud important en les propietats químiques de les capes utilitzades. Les propietats tecnològiques i mecàniques, així com una sèrie de propietats físiques del compost resultant difereixen dels paràmetres inicials anàlegs de cadascuna de les capes per separat.

Només hi ha dos tipus de capes intercalades en un material compost: una matriu amb cèl·lules i un farciment. L'anàleg de construcció més senzill del compost és el formigó armat, format per un marc d'acer, l'espai dins del qual (i en part fora d'ell) s'omple d'abocament de formigó, que es va endurir i va guanyar força en un mes des de la data d'abocament de la solució de formigó. .

Estructuralment, els materials compostos ho són fibrós, endurit per dispersió, endurit parcialment (no confondre amb l'enduriment parcial, esmentat en el sentit d'alguna millora en els paràmetres de composició) i nanomètrics.

Exemples de materials compostos.

• Paper de segell per diners i documents que contenen pèls sintètics que augmenten la resistència a la tracció i l'abrasió. També són un dels molts indicadors de la falsificació d'un bitllet.
• Maons d'argila amb palla inclosa. El maó de tova guanya certa resistència a l'esquerda.
• Adhesiu epoxi amb pols de metall o fusta. Aquest últim s'introdueix a la composició per tal d'estalviar resina epoxi.
• Carboni que trenca en impactes multidireccionals. No s'esquerda només quan els xocs i vibracions coincideixen en el vector del seu impacte amb la direcció en què es mou el ciclista. Si colpeja un quadre de bicicleta de carboni sobre qualsevol objecte, per exemple, un pal de formigó, la fibra de carboni es trencarà en fragments.
• Triplex: capes de vidre a les viseres davantera i posterior del cotxe, unides per capes de cel·luloide. En cas d'accident, s'exclou la dispersió d'un gran nombre de fragments en forma de falca, que sovint provoca la pèrdua de visió del conductor implicat en un accident.

Tan, El vidre blindat per a vehicles policials i militars està format per tres o més capes de vidre temperat - només es pot perforar amb bales o obusos perforants. El vidre blindat pertany a materials compostos laminats. La varietat de desenvolupaments disponibles avui dia divideix el material compost en desenes de tipus i varietats, cadascun dels quals té una gran demanda al mercat de serveis de construcció i reparació.

Tan, hi ha mirall, farciment, quars i altres materials compostos dissenyats per a aplicacions específiques. Les característiques de cadascuna d'aquestes espècies difereixen entre si. Per exemple, els nanocomposites i microcomposites sense polímers no es cremen.Només es carbonitzen quan s'escalfen a almenys centenars de graus centígrads, la qual cosa simplifica el seu ús a temperatures inusuals per a les condicions de l'habitació.

Els materials compostos es fabriquen segons l'esquema següent. Primer, el component de la matriu s'aplica a les fibres de reforç, després es formen les cintes de l'ingredient de reforç i la pròpia matriu mitjançant un motlle de compressió. El material resultant es pressiona, sinteritza i s'aplica un recobriment addicional a les fibres. A més, el material secundari format (la següent etapa) s'envia per tornar a premsar, passa l'etapa d'aplicació de la matriu en forma de polvorització amb l'ajuda de plasma. La tercera pressió -esprémer- és l'etapa final. Així, la compressió (premsament) es realitza almenys tres vegades.

Els materials compostos naturals són lleugers, duradors i d'última generació. S'utilitzen principalment per a avions, inclosos avions i míssils. Els compostos senzills són creats per la mateixa naturalesa, per exemple, els anells d'arbres de fusta, escorça. Els materials compostos naturals creats per l'home són maons d'argila, que contenen sorra, blocs de ciment i sorra amb l'addició de serradures i altres.

La fibra de vidre és reconeguda com una de les fibres compostes clàssiques. És una cinta composta de plàstic que s'adhereix a tot tipus de superfícies. Aquesta matriu manté els fils de fibra de vidre al seu lloc. Gràcies als filaments de vidre premsats d'aquesta manera, la resistència d'aquest material està assegurada. El plàstic és inherentment suau i flexible, mentre que el vidre és dur i trencadís.

Combinant aquestes propietats, és possible obtenir un material molt flexible i alhora sòlid en el qual plàstic i vidre es complementen. El composite s'utilitza per a la fabricació de carrosseries per a cotxes i embarcacions a motor. El compost de vidre no s'oxida ni s'oxida.

Els materials de construcció més moderns que van aparèixer molt més tard contenen metall, ceràmica i/o polímer com a substància principal. La classificació d'aquests materials també té en compte els additius no metàl·lics, com ara estelles de fusta o pols. El compost de fusta reforçada amb plàstic, o tauler compost (i material de làmina fet amb els mateixos ingredients), s'utilitza en la fabricació de mobles i terrats de terrassa o terrassa.

La fusta, triturada i barrejada amb un polímer fos fins a un estat suau, s'utilitza com a coberta de coberta endurida, sobre la qual podeu caminar i fins i tot moure mobles: El tauler o la làmina de plàstic de fusta no es trencarà ni s'esquerdarà, al ser un material sòlid.

MDF - caixa o perfil sòlid, que no utilitza resina sintètica ni plàstica, sinó exclusivament resines d'origen natural. La fusta triturada en estelles i pols s'impregna amb aquesta substància i després passa per les etapes de sinterització i premsat al forn. Els productes comuns fets de MDF són portes i laminats d'alta qualitat. Durant la sinterització i l'enduriment de la resina, es polimeritzen: es forma un polímer natural, en el qual es dissol pols de fusta (i es distribueixen les estelles).

L'exemple més senzill és un aliatge d'alumini o magnesi reforçat amb fibra de carboni. Però l'alumini es pot complementar amb carbur de silici i la composició de coure-níquel es pot complementar amb grafè, un subtipus de fibra de carboni.Els materials compostos amb una matriu metàl·lica són forts, tenen una rigidesa acceptable per resoldre la majoria de problemes, resistents al desgast, resistents a l'oxidació i tenen relativa lleugeresa en comparació amb els productes totalment metàl·lics.

Són cars i difícils de processar. Per exemple, els elements de pistó per als motors dièsel de combustió interna estan fets de compostos moderns. El revestiment compost per a la façana està fet de xapa d'alumini, entre les capes de les quals s'aboca plàstic. La tinció ajuda a donar un color diferent a aquest acabat.

En lloc de metall, el material principal del compost ceràmic, com podeu suposar, és la ceràmica. Per exemple, com a element s'utilitza vidre que conté bor basat en inclusions de silicats. Serveix com a component secundari de la matriu i està reforçat amb fibra de carboni o inclusions ceràmiques, en la funció de les quals s'utilitza carbur de silici. El composite ceràmic permet, per exemple, fer front a la fragilitat de la ceràmica sòlida, creant un reforç característic per superar el fenomen d'esquerdes de torsió.

El compost de carboni-carbur és un dels productes més demandats del mercat per als materials compostos., que permet obtenir una composició que està per davant de la fibra de carboni i el compost pel que fa a les seves característiques de resistència i un indicador de la fiabilitat de les peces fetes amb aquesta substància. Aquest compost s'utilitza, per exemple, en la producció de peces per a un sistema de frenada i embragatge d'automòbil.

Avui no s'atura el desenvolupament de materials més moderns, que substituirien els que ja han entrat al mercat, que té desenes de milers de tipus de productes fets amb ells. Tan, les dimensions de les fibres de reforç en nanotecnologia són 1000 vegades més petites que les seves predecessores més llargues. Un dels materials del futur són els nanotubs de carboni, dels quals, per exemple, es fan pals d'hoquei. En aquest exemple, la fibra de nanocarboni està recoberta amb un material compost de níquel-cobalt. Aquest club és gairebé tres vegades més fort i una cinquena part més sense torçar-se sense trencar-se que un producte similar fet d'aliatge d'acer.

Els materials compostos endurits per dispersió es classifiquen com a nanomaterials en què la longitud de les fibres principals es porta a un valor de 100 nm. Però en els darrers anys, deu nanopartícules s'han reduït de longitud fins a 10 nm; s'utilitza un enfocament similar, per exemple, en semiconductors i conductors que formen un cristall d'un microprocessador, microcontrolador o microcircuits que formen una memòria electrònica. A les bigues i panells compostos s'apliquen estàndards estrictament especificats: per exemple, la rigidesa (mòdul de Young) ha de ser d'almenys 130 gigapascals, els materials han de resistir el desgast per fatiga i ser dimensionalment estables. L'objectiu és resoldre tots aquests problemes alhora. Desavantatges: cost elevat a causa de l'augment de la càrrega intensiva de coneixement en el desenvolupament, implementació i aplicació pràctica d'aquests materials.

El mercat rus per a la producció de CM fa només el 3% dels subministraments d'exportació a nivell mundial. Això es deu a la manca de documents reguladors uniformes que simplifiquen la producció de materials de construcció compostos, i fins fa poc s'importava el 90% de les matèries primeres per a la producció.

Tan, la producció de plàstic reforçat amb fibra de carboni a Rússia acaba de començar a desenvolupar-se, mentre que, per exemple, la Xina és un dels principals productors de composite. Els nous materials, en la creació dels quals també van participar científics russos, es basen principalment en l'ús de nanopartícules.

Els materials compostos s'utilitzen en la construcció d'aeronaus per a la producció de determinats components del motor i estructures de càrrega d'avions. Les indústries espacials els utilitzen per a la producció d'estructures de suport i de revestiment per a coets i satèl·lits, que experimenten un fort escalfament quan entren en òrbita. La indústria de l'automòbil utilitza composite per a la fabricació de carrosseries i para-xocs. La indústria minera utilitza CM com a material per a perforacions. L'enginyeria civil utilitza CM per a la construcció d'elements de pont i altres estructures de gran alçada.

El requisit previ principal en diferents branques de l'enginyeria mecànica és l'alleugeriment del pes mort dels cotxes i equips especials, tot tipus de vehicles: fins a un 70% dels components són materials no metàl·lics. Un sòl autonivelant (abocar sòls), així com les escales abocades, implica l'ús d'un compost, en el qual, abans de reaccionar amb l'aire, hi ha una substància semilíquida, possiblement xaroposa. Aquest compost es pot aplicar fàcilment al subsòl de formigó amb cola epoxi en la qual es dissol el farciment base.

El càlcul de la viabilitat de l'ús de CM es basa en el paràmetre més important: l'efectivitat de l'ús de tecnologies adequades. Les matrius metàl·liques i no metàl·liques en la fabricació d'un compost més complex es poden combinar en una seqüència diferent. Com a exemple, un pneumàtic de bicicleta, en una cinta de córrer del qual s'utilitzen diverses capes de fibra de reforç: niló, kevlar, fil d'acer prim i compost, que permeten augmentar el nombre de línies de protecció. Gràcies a aquestes tecnologies, els ciclistes no "agafen" espines i trossos de vidre, filferro, movent-se pel costat de la carretera sense asfalt, camins de terra i carreteres pedregoses.

Aquest pneumàtic recorrerà no un, sinó no menys de vint mil quilòmetres abans que es desgasti tant que, tanmateix, les punxades es convertiran en un fet freqüent. El càlcul del cost d'un d'aquests pneumàtics, al qual aquest preu pot augmentar 10 vegades o més, us permet beneficiar-vos d'una petita reducció general del preu, sense canviar els pneumàtics similars fins a 10 vegades (aquest factor es considera com un temps dedicat. en manipulacions de reparació) - en passar tots els mateixos 20.000 km amb els mateixos pneumàtics.

En aquest cas, els pneumàtics de bicicleta són una mena de multicomposite, on s'utilitzen diverses capes de millora (matrius) i no una. El càlcul de la producció d'un tipus particular de material compost es basa en la forma en què s'utilitza. Les inclusions de reforç s'utilitzen com a fils, cintes, teixit prim, fibrós o component de corda. La quantitat d'enduridor en el material en volum i en pes és del 30-80%, depenent de la finalitat d'un tipus particular de compost.