Kompozit malzemeler. "Rusya Kompozitleri", kompozit malzemelerden taşıyıcı yapılar oluşturuyor
Giriş
Şu anda, ABD ve Avrupa'da ağırlıklı olarak kompozit cam elyafı ve karbon fiber çekme profillerin kullanıldığı yaya köprüleri oluşturmaya yönelik deneysel tasarım ve teknolojik çalışmalar yürütülmektedir. Pultrüzyon yöntemiyle elde edilen profillerde gerçekleştirilen cam elyafının yüksek fiziksel ve mekanik özellikleri, bu ürünlerin köprü yapılarının elemanları olarak kullanılmasını, bu uygulama alanını bireysel bir yönde ayırmayı mümkün kılmıştır. Kompozit pultrüzyon profillerinden yapılan köprülerin çelik köprü yapılarına göre başlıca avantajları şunlardır:
- cam elyafının yüksek korozyon ve kimyasal direnci, koşullarda kullanım yeteneği yüksek nem, mevsimsel ve günlük sıcaklık farkları, fiberglas ile temas halindeki çelik bağlantı elemanlarında korozyon olmaması; - rüzgar yüklerine karşı direnç;
- akustik güç ve depremlere dayanıklılık;
- ayrı monte edilmiş, kolayca taşınabilir, değiştirilebilir ve genişletilebilir modüler yapılar şeklinde teslim imkanı;
- hafiflik ve kullanım kolaylığı elle monte edilmiş ulaşılması zor yerlerde;
- kurulum maliyetlerinde bütünleşik azalma, destek yapılarının kütlesi, işletme maliyetlerinde azalma.
Ek olarak, yaya köprüsünün uzay kafes tasarımı, yayaları ve yapının kendisini yağış etkilerinden koruyan bir çatıyı hızlı ve uygun maliyetli bir şekilde kurmanıza olanak tanır.
Malzemeyi ürüne dönüştürmek için en son yüksek performanslı (sürekli) teknolojilerle (pultrüzyon ve sarma) birlikte, yük taşıyan yapıların bir parçası olarak kompozitlerin geliştirilmesi ve işletilmesinde uzun yıllara dayanan (40 yılı aşkın) yerli ve yabancı deneyim, tamamen kompozit bir yaya köprüsünün tasarımı ve imalatına yönelik bir problemin belirlenmesi ve çözülmesinin uygunluğunu onaylar. İşleme sırasında üretilebilirlik ve nispeten düşük maliyet, ana seçim kriterleridir.
Köprü ve bina yapıları için profil üretimi için pultrüzyon teknolojisi
Tek ve çift eksenli olarak güçlendirilmiş ve izotropik olarak güçlendirilmiş camla güçlendirilmiş plastiklerden uzun uzunluktaki köprü profilleri dahil olmak üzere çeşitli güç profillerinin üretilmesi için yüksek, bilgisayar kontrollü bir pultrüzyon teknolojisi, önerilen yönün desteklenmesi ve geniş çapta uygulanması için büyük bir potansiyele sahiptir. Kurulum şeması, Şek. bir tane.
Pultrüzyon işleminin özü, düzlemde cam elyaflarının önceden hesaplanmış bir düzenlemesine (uygulanan ve algılanan yüklerin spektrumuna göre) sahip sürekli bir cam fitil 1 veya dokunmamış, iplik delici bir bant 2 gerçeğinde yatmaktadır. bandın bir kısmı, bir ısıyla sertleşen polimer bağlayıcılı bir banyodan (3) çekilir, ardından klasörlerden (4) içinden, bağlayıcının kürlendiği ürünün enine kesitinin geometrik şeklini gösteren ısıtılmış bir kalıplama kalıbına (5) girer. kısa bir süre, dışarıdan gelen ısı nedeniyle değil, ancak bağlayıcının sertleşme reaksiyonu sırasında açığa çıkan ve hacim içinde boş paketin eşit şekilde ısınmasını sağlayan ısı nedeniyle. Son durum, düşük ısıl iletkenliğe sahip, kalın duvarlı, 5000 mm2'den fazla fiberglas profillerin imalatında belirleyicidir. Deneyimlerin gösterdiği gibi, cam dolgu maddesinin tekstil formu ve yüzey işlemi de eşit derecede önemlidir. Pultrüzyon ürünlerinin imalatında hesaplanan fiziksel ve mekanik özelliklerin sağlanması için, başta yüksek tex 4800-9600 olmak üzere E camına dayalı çeşitli mezheplerde fitiller kullanılmaktadır.
Cam dolgu maddeleri için doğrudan (aktif) yağlayıcıların kullanımı, neme ve diğer agresif ortamlara erişilemeyen, iyi organize edilmiş bir fiber-matris arayüzüne sahip yüksek kaliteli yapısal cam elyafı sağlama gereksinimleri tarafından belirlenir.
tablo 1
NPP "ApATeK-Dubna" tarafından üretilen çekme cam elyafı profillerin özellikleri
| dizin | Malzeme | |
| RBN fitile dayalı | RBN fitil ve NPL bandın kombinasyonu | |
| Yoğunluk, kg / m3 | 1910-2000 | 1910 |
| Lifler boyunca statik bükülme sırasında kırılma gerilimi, MPa | 500 | 360 |
| Çekme gerilimi, MPa | 800 | 500 |
| Gerilim modülleri. MPa | 3600 | 2400 |
| Eksen boyunca sıkıştırma sırasında kırılma gerilimi, MPa | 280 | 280 |
| Lifler boyunca darbe dayanımı, kJ / m 2 | 500 | 450 |
| yangın direnci | G-2 | |
Köprü yapılarının malzemesi için zorunlu gereksinimler, yanmazlık ve "vandalizme karşı dayanıklılıktır". Yanmaya karşı direnç gerekliliklerine uygunluk, değişken değerlikli metallerin nano tozları ve hidroksil içeren bileşikler kullanılarak sağlanır. Bağlayıcının reolojik özelliklerini değiştirmeden istenen sonucu elde etmenin gerekli olduğu durumlarda nanotozların kullanımı özellikle etkilidir. %1'den daha az bakır nanokatkı maddelerinin eklenmesi, yanmaya karşı direncin artmasına neden olur.
Vinil ester reçinesi emprenye edilmiş cam dolgulara dayalı çekme cam elyafı profillerin fiziksel ve mekanik özellikleri ve aleve dayanıklılıkları Tablo'da verilmiştir. bir tane.
ApATeK uzmanları, aşağıdakiler dahil olmak üzere 25'ten fazla fiberglas köprü yapısı tasarladı ve üretti:
- Chertanovo platformunun yakınındaki yaya köprüsü. Devreye alma tarihi - Ekim 2004. Açıklık uzunluğu 41.4 m Köprü Moskova'da sokakta yer almaktadır. Endüstriyel, yaklaşık o.p. Chertanovo (Şekil 2a).
- Kosino platformunun karşısındaki yaya köprüsü. Devreye alma tarihi - Temmuz 2005. Açıklık 47 m'dir Köprü Moskova'da sokakta yer almaktadır. Cascade, operasyon hakkında Kosino (Şek. 2b). Yaya geçidi Moskova'nın Kazan yönünün yeniden inşasının bir parçası olarak tasarlanan ve kurulan Kosino platformunun yukarısında demiryolu, Rusya'da tüm elemanları kompozit malzemeden yapılmış inişli ilk köprüdür. Yol altyapısının ve bitişik bölgenin yeniden inşası ile ilgili zorlu kurulum koşulları, bu durumda özel ekipman kullanımının kapsamını önemli ölçüde sınırlamıştır. Bu sorunun çözümü, kompozit malzemeden yapılmış bir köprü yapısının kullanılmasıydı ve bunun sonucunda köprü, ek teknik ve kurulum kaynaklarının katılımı olmaksızın sıkışık koşullarda birkaç saat içinde kuruldu.
- Deneme platformu. Açıklık 48 m'dir Köprü, Moskova'da Shmitovsky geçidi ile Üçüncü Taşıma Halkasının kesiştiği noktada yer almaktadır. Tasarımın başlangıcından yerinde montajına kadar geçen köprü oluşturma süresi 2 aydı (Şekil 2, c).
- Mobil katlanabilir yaya köprüsü. Açıklık uzunluğu 50 m'dir Köprü 27 Aralık 2006'dan 15 Nisan 2007'ye kadar Moskova'da Smolenskaya Meydanı'na kuruldu (Şekil 2d).
Köprü yapıları, ApATeK uzmanları tarafından geliştirilen ve JSC TsNI-IS NRC Mosty, Devlet Üniter Teşebbüsü Gormost, JSC Soyuzdorproekt ile anlaşmaya varılan Organizasyon Standardı STO 11567537.01-2008'e uygun olarak tasarlanmıştır.
Masada. Tablo 2, 27 m açıklığa ve 3 m genişliğe sahip tipik bir üst yaya köprüsünün inşası için fiyatların yapısına ilişkin karşılaştırmalı verileri göstermektedir Hesaplamalar dikkate alınarak yapılmıştır. mevcut fiyatlar belirli bir üretimde faaliyet gösteren hesaplanmamış maliyet kalemlerinin malzemeleri ve normları hakkında.
Tabloda verilmiştir. 2 verileri, çekme profillerin kullanıldığı bir fiberglas köprünün maliyetinin çelik bir köprüden %9,56 daha pahalı olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, 50 yıl boyunca inceleme altındaki dönem için işletme maliyetlerinin maliyetinin sürdürülmesi metal yapı yaklaşık 160.000 $ ve bir fiberglas yapı için - 20.000 $ olacak.
Köprüleri inşa etmenin ilk maliyetine bağlı olarak ve çelik köprünün bakımının fazla işletme maliyetleri dikkate alındığında, çelik köprünün toplam maliyeti 411.000 $ ve kompozit köprünün toplam maliyeti 295.000 $ olacaktır, bu da kompozit çekmeli yapıların avantajını açıkça göstermektedir.
Büyük boyutlu yapıların üretimi için infüzyon teknolojisi
Kompozitlerden kemerli köprü yapıları üretmek için ikinci yenilikçi yöntem vakum infüzyonudur. Vakum infüzyonu bir üretim sürecidir kompozit ürünler, takviye dolgu maddesinin vakum etkisi nedeniyle düşük viskoziteli reçine ile emprenye edilmesiyle malzemenin oluşturulduğu. Vakum infüzyonuyla ürün üretim döngüsü (Şekil 3) beş aşamadan oluşur: takviye dolgu maddesinin hazırlanması (Şekil 3, a), takviye dolgu maddesinin sert bir forma yerleştirilmesi (Şekil 3, b), vakumun yerleştirilmesi torba ve bir emprenye sistemi (Şekil 3, c), azaltılmış basınç nedeniyle takviye dolgu maddesinin reçine ile emprenye edilmesi (Şekil 3, d), BİTMİŞ ürünün polimerizasyonu ve çıkarılması (Şekil 3, e).
Tablo 2
Metal ve kompozit yapılardan yapılmış bir köprünün oluşturulması ve montajı için maliyetler
| Eşya maliyeti | fiberglas | Çelik | |
| bin ABD doları | |||
| Tasarım | 60 | 30 | |
| Temel | 45 | 55 | |
| malzemeler | 62 | 10 | |
| alt montajlar | 72 | 90 | |
| yerinde kurulum | 21 | 42 | |
| yüzey işleme | 7 | 22 | |
| teknolojik ekipman | 8 | 2 | |
| Toplam: | 275 | 251 | |
Vakum infüzyon teknolojisi kullanılarak büyük boyutlu kompozit yapılar üretmek mümkündür. Bu tür ürünlere örnek olarak gemi gövdeleri, yel değirmeni kanatları, köprü yapıları vb. Şekil 4, Rusya'nın polimer kompozit malzemeden yapılmış ilk kemer köprüsünü göstermektedir. Köprü, vakum infüzyonu ile NPP ApATeK'te üretildi. Açıklık uzunluğu 23 m'dir Köprü, 18 Haziran 2008'de Moskova'da Ekim'in 50. Yıldönümü Parkı'na (Prospekt Vernadskogo metro istasyonu) kuruldu. Bu proje sonucunda, rekreasyon alanları, parklar ve küçük nehirler için bakım gerektirmeyen, 15 ila 30 m açıklık ve 100 yıla varan hizmet ömrüne sahip modüler kompozit kemer köprüler ürün grubu geliştirilmiştir. Yeni vakum infüzyon teknolojisinin seri üretime girmesi, köprü yapısının tek bir teknolojik geçişte üretilmesini mümkün kıldı, böylece montaj işini en aza indirdi ve maliyeti önemli ölçüde düşürdü. Köprülerin ve diğer bina yapılarının üretimi için bu teknolojik sürecin kullanılması, standart isimlendirme öğelerinden tasarım yaparken kaçınılmaz olarak ortaya çıkan tasarım sınırlamalarını ortadan kaldırır ve yeni, sıra dışı, göze hoş gelen mimari formlar oluşturmanıza olanak tanır.
Kompozit kullanmanın verimliliğine dayalı karbon lifleri köprü yapımında
Üst yapıların uzunluğunu artırma ihtiyacıyla ilgili yeni görevler, kompozit bileşiminde karbon fiberlerin kullanılmasıyla elde edilebilecek daha yüksek bir elastisite modülüne sahip kompozitlerin oluşturulmasını ve kullanılmasını gerektirir. Köprü yapımında kullanılması amaçlanan karbon fiberler için mukavemet ve esneklik modülü gereklilikleri, havacılık ve uzayda kullanılan fiberler kadar yüksek değildir. Köprü yapıları için belirli özellikler çok önemli değildir. Hakim olan faktör, elastik mukavemet özelliklerinin ve fiyatın oranıdır.
Bu çalışmanın amacı, cam elyafı profillerin bileşimine dahil edildiğinde, köprü yapılarının maliyetinde önemli bir artış olmaksızın rijitlikte bir artış sağlayacak fiziksel ve mekanik özelliklere sahip karbon liflerinin seçilmesidir.
Bu sorunu çözmek için, bir dizi hesaplamalı, teknolojik ve deneysel çalışma gerçekleştirildi ve karbon elyafı için teknik gereksinimler, temel malzemelerin maliyeti kriterinin yanı sıra karbon elyafının hacimsel içeriğine dayanarak formüle edildi. profiller belirlendi ve karbon fiber takviyeli plastik profillerin üretim teknolojisi geliştirildi.
İnşaat ve köprü yapımında kullanılan pultrüzyon profillerinin üretimi için, poliakrilonitril (PAN) lifleri - 10-30 ktex (100-300 K) gibi yüksek bir metrik sayıya sahip lifler (K =) temelinde yapılan endüstriyel karbon demetleri seçildi. 1000 iplik). Karbon kıtığın yüzeyi aktive edilir ve vinilester, epoksi, poliüretan ve fenolik bağlayıcılarla kombinasyon için uygun evrensel bir boyutlandırma bileşiği ile işlenir.
Karbon fiberlerin cama göre özellikleri tabloda verilmiştir. 3.
Hibrit bir epoksi vinil ester bağlayıcıya dayalı, pultrude edilmiş tek yönlü kompozitlerin fiziksel ve mekanik özellikleri Tablo'da verilmiştir. 4.
Tablodan aşağıdaki gibi. Şekil 4'te, eşit lif içeriğiyle, çekme ve sıkıştırmadaki esneklik modülleri ~2 kat farklılık gösterir.
Çok kriterli yaklaşım, özellikleri belirleyerek, saf cam elyafından yapılmış köprü yapılarının elemanlarına kıyasla, karbon fiber takviyeli plastikten yapılmış bir köprü yapısının elemanlarının rijitliğini ve rekabet edebilirliğini arttırmaktan sorumlu parametreler için alanlar bulmayı mümkün kıldı. liflerin hacmi, hacimsel içeriği, kesitteki dağılımın doğası, profilin geometrisi ve fiyatı.
Kanalın sertliğini artırmak için, ayaklarına karbon fiber ekler yerleştirmenin en etkili yol olduğu gösterildi.
Tablo 3
Karbon ve cam elyafların özellikleri
| Lif | Çekme mukavemeti, MPa | Esneklik modülü, GPa | Elyaf çapı, µm | Takviye içeriği, % ağırlık. | Yoğunluk, kg / m3 |
| Karbon fiber, UK-P | 2500-2800 | 160-200 | 7,5-8,5 | 0,5-1,0 | 1730-1750 |
| Fiberglas "E" | 2500-2800 | 72-80 | 17 | 0,5 | 2560 |
Tablo 4
Pultruded kompozitlerin fiziksel ve mekanik özellikleri
| Malzeme | Elyaf içeriği, % hac. | Yoğunluk, kg / m3 | Çekme mukavemeti, MPa, daha az değil | Çekme modülü, GPa, daha az değil | Nihai basınç dayanımı, MPa, daha az değil | Sıkıştırmada esneklik modülü, GPa, en az | Kayma mukavemeti, MPa, daha az değil |
| CFRP | 60 | 1560 | 1200 | 105 | 700 | 95 | 60 |
| fiberglas | 60 | 2050 | 1200 | 48 | 500 | 45 | 60 |
Aşağıdaki parametrelerle karakterize edilen keyfi bir kanalı (Şekil 5) düşünün: duvar yüksekliği H, raf genişliği B, raf kalınlığı T 1, duvar kalınlığı T 2 Profilin ana özellikleri aşağıdaki miktarlardır:
- A enine kesit alanıdır;
- g - profilin doğrusal ağırlığı;
- I xx - OX ekseni etrafındaki bölümün atalet momenti;
- EI xx - OX eksenine göre bölüm sertliği;
- k xx - karbon eklerin eklenmesiyle bölümün OX eksenine göre sertliğinde artış;
- p - karbon eklerin eklenmesiyle profil maliyetinde artış.
Farklı elastisite modülüne sahip karbon fiberlerin hacim içeriğine bağlı olarak profil sertliğindeki değişimi hesaplayarak değerlendirmek ilgi çekiciydi (Şekil 6). 1,2,3 sayıları, sırasıyla farklı elastisite modülleri E = 350, 270 ve 190 GPa olan karbon fiberlerin hacim içeriği v üzerindeki hesaplanan sertlikteki nispi değişimi gösteren bağımlılıkları gösterir.
Şekil l'den aşağıdaki gibi Şekil 6'da gösterildiği gibi, yüksek modüllü liflerin (E = 300–350 GPa) kullanılması, profilin sertliğini 4 kat artırmayı mümkün kılar.
Ancak karbon fiber, cam fiberden çok daha pahalıdır. Bu nedenle, bir karbon fiber kanalın maliyeti, sertliğini artırarak elde edilen faydalardan daha ağır basabilir. Yeni malzemelerin kullanımının etkinliğini değerlendirmek için, K I kullanımının etkinliği dediğimiz bir değer sunuyoruz. Bu değer formülle hesaplanır.
nerede Δk xx - parametreleri değiştirirken sertlikteki artışın yoğunluğu; Δp - malzeme maliyetindeki artışın yoğunluğu; φ - değişken parametre.
eğer K ve<1, то модификацию профиля считаем не эффективной, в противном случае - эффективной.
K parametresini tahmin edelim ve formüle göre kanala karbon eklerinin eklenmesiyle
burada K ug - karbon ekler ile profil sertliği; K - karbon ekler olmadan profil sertliği; ΔE=(E ug -E st)/E st - karbon fiberin elastisite modülünde cam fibere göre nispi artış; ν ug - karbon ekindeki karbon fiberin hacimsel içeriği; ν n - plastikteki takviye dolgu maddesinin hacimsel içeriği; kilim - karbon ekler ile profilin maliyeti; P - karbon ekler olmadan profilin bir doğrusal metresinin maliyeti; E ug, E st - karbon fiber ve fiberglas modülü; r y - 1 kg karbon fiberin maliyeti; p st - 1 kg cam elyaf maliyeti; p y - kömür yoğunluğu; p st - cam yoğunluğu; I ug - profilin atalet momenti; I ug - karbon ek parçasının atalet momenti; S köşesi - karbon ek parçasının alanı.
İfadeyi (1) inceleyerek, verimliliğin, elastikiyet modülündeki artış ile karbon fiber fiyatı arasındaki ilişkiye ve ayrıca geometrik parametrelerin oranına bağlı olduğu sonucuna varabiliriz.
K ve >=1'in etkili bir modifikasyonu ile, karbon fiberin maliyeti ile elastisite modülü arasında bir ilişki bulmak mümkündür, bu noktada karbon fiber kullanmanın avantajlıdır:
Örnek olarak, bir köprü kanalını 388x120x12/10 mm değiştirirken izin verilen maksimum karbon fiber maliyetini tahmin edelim.
Giriş parametreleri
- Karbon yoğunluğu, g / cm3 - 1.73
- Cam yoğunluğu, g / cm3 - 2,56
- 1 kg İngiltere'nin maliyeti, c.u. - 18
- 1 kg cam fitilin maliyeti, c.u. - 1,6
- Takviye dolgu maddesinin içeriği - 0,4
- Fiberglas modülü, GPa — 34.4
- CFRP modülü, GPa — 78.8
- atalet momenti, mm 4 - 142 x 10
- Karbon-fiberglas ek parçanın atalet momenti, mm 4 - 101 x 10
- Fiberglas kanalın maliyeti, c.u./m - 35
- Karbon-fiberglas uç alanı, mm 2 - 2880
 |
 |
Bu değerleri formül (2) ile değiştirerek, karbon doldurucunun maliyetinin 18 c.u'yu geçmemesi gerektiğini elde ederiz.
Pultrüzyon yöntemi ile 388 x 120 x 12/10 mm kesitli kanal yapılmıştır. Karbon demeti UK (30 ktex), cam elyafı ile dönüşümlü olarak kanalın kanallarına eşit bir şekilde tanıtıldı. Aynı zamanda, raf malzemesindeki karbon fiberin hacim içeriği %20 idi (tüm ürünün hacmine göre, %10). Şek. Şekil 7, karbon fiber ekler içeren tam ölçekli bir profil kesitinin bir fotoğrafını göstermektedir.
Profil raflardan kesilen numuneler üzerinde elde edilen fiberglas hibrit malzemenin özellikleri tabloda verilmiştir. 5. Tam boyutlu bir profilin bükülmesini test etmek için kurulumun bir fotoğrafı, şekil 2'de gösterilmektedir. sekiz.
Masada. Şekil 6, CTP ve CTP kanalları (2,8 m açıklık) için bükme deneyinin sonuçlarını göstermektedir. Elde edilen verileri analiz ederek, profilin sertliğinin 1,4 kat arttığı sonucuna varabiliriz.
Elde edilen verileri karşılaştırırken, karbon fiber takviyeli plastiğe dayalı pultrude profilin sertliğinin hesaplanan ve deneysel değerlerinin nispeten yüksek bir yakınsaması kuruldu ve bu, 160–200 GPa modüllü karbon fiber kullanmanın etkinliğini doğruladı. köprü yapılarının pultrüzyon elemanları.
Tablo 5
Fiberglasın özellikleri
| Karakteristik | Ortalama değer | Değişim katsayısı, % |
| Çekme mukavemeti σ B , MPa | 529 | 10,2 |
| Elastik modülü E, GPa | 48,27 | 7,1 |
| Takviye boyunca nihai basınç dayanımı σ B , MPa | 366 | 9,5 |
| Donatı boyunca basınç dayanımı σ B , MPa | 98,9 | 7,4 |
| Kırılma gerilimi τ , MPa | 41,1 | 2,6 |
Tablo 6
Bükme deneyinin sonuçları
Köprü inşası için nanomalzemeler
Pultrüzyon ve infüzyon yöntemleriyle köprü yapılarının elemanlarının üretimi için teknolojik süreçler, örneğin büyük miktarda toz haline getirilerek yanmaya karşı direnç sorununu çözmeyi zorlaştıran, sıkı bir şekilde düzenlenmiş reolojik özelliklere sahip polimer bağlayıcıların geliştirilmesini gerektirir. bağlayıcının viskozitesini keskin bir şekilde artıran yangın geciktiriciler.
Soruna bariz bir çözüm, bir nanomodifiye edicinin kullanılmasıdır - pratik olarak bağlayıcının viskozitesini etkilemeyen, ancak direnci karakterize eden parametreler açısından bir etki sağlayan,% 1'den daha az miktarda bir bakır nanopartikül tozu. %100'den fazla alüminyum oksit trihidrat içeren bir bileşik seviyesinde yanma.
Nanobakırın alev geciktirici olarak çalışma mekanizması, polimerin yanması sırasında salınan 4f elektronunun OH radikaline transferine dayanır. Bu durumda 0 değerlikli bakır oksitlenir ve radikal indirgenerek inaktif hale gelir, yanma durur. Bakırın güçlü bir indirgeyici ajan olduğu ve sertleştiricileri ve katalizörleri devre dışı bırakabileceği bilinmektedir. Bu olumsuz etkiyi ortadan kaldırmak için nanobakır kapsüllendi. epoksi bileşikleri. Oksidasyonu önlemek için, bakır nanoparçacıkların polimerlerle birleştirilmesinin tüm işlemleri vakum ortamında gerçekleştirildi. Rus ve ABD patentlerinde, bakır nanopartiküllerin silikat nanopartiküller ve alüminyum oksit trihidrat ile kombinasyon halinde kullanılmasının, polimerlerin ve bunlara dayalı kompozitlerin yangına karşı korunmasında sinerjistik bir etki sağladığı gösterilmiştir.
Pultrüzyon profilleri (kanal 400 x 120 x 18 mm), nanobakır ile modifiye edilmiş bir bağlayıcı temelinde yapılmıştır (Şekil 9).
Tablo 7
Tutuşabilirlik ve tutuşabilirlik tayini sonuçları
| dizin | KM + %100 | CM + bakır nanopartiküller |
| Yanıcılık GOST 30244-94 | ||
| Hava sıcaklığı baca gazları, °С | 184 | 105 |
| Kendi kendine yanma süresi, s | 29 | 26 |
| Uzunluk boyunca numunede hasar, % | 15 | 12 |
| Numunelerin ağırlıkça hasar derecesi | 2 | 1 |
| Yanıcılık GOST 30402-96 | ||
| Yoğunlukta tutuşma süresi ısı akışı, ile birlikte: | ||
| 20 kW/m2 | 600 | mevcut olmayan |
| 25 kW/m2 | - | 911 |
| 30 kW/m2 | 154 | 391 |
| Kritik yüzey ısı akısı yoğunluğu, kW / m 2 | 20 | 25 |
Bir kanaldan kesilen kompozit numunelerin yapısı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Resimler Şek. 10, bakır parçacıklarının tek kapanımlarını ve birkaç parçacığın kümelerini gösterir.
Masada. Şekil 7, bina yönetmeliklerine göre tutuşabilirlik ve tutuşabilirliğin belirlenmesinin sonuçlarını göstermektedir. Sunulan sonuçlardan, yanıcılık testi sırasında, hemen hemen tüm göstergelerin, özellikle en önemlilerinden biri olan baca gazı sıcaklığını düşürdüğü görülebilir. Baca gazı sıcaklığının neredeyse 1,5 kat düşürülmesinin sonuçları ve 20 kW / m2'lik bir ısı akısı yoğunluğunda tutuşmanın olmaması, örneğin engelliler için rampalar gibi yer altı geçitlerinde çalıştırılan nesneler için önemli göstergelerdir.
Nanomodifiye edilmiş bir bağlayıcının kullanılmasıyla, bir grup pultrüzyon profili yapıldı ve bunların kullanılmasıyla, NPP ApATeK tarafından Sochi şehrine bağışlanan ilk köprü inşa edildi. Açıklık uzunluğu 13 m'dir. Şekil 11, nanokatkı maddelerinin uygulamalarını göstermektedir.
bibliyografik liste
- Klenin Yu.G. Fiberglas köprü yapıları / Yu.G. : Sat. nesne. Sorun. 1. M. : TsAGI Yayınevi, 2001. S. 135-140.
- Klenin Yu.G. Kompozit malzemelerin köprü yapıları için uygulanması / Yu.G. nesne. Sorun. 3. M. : TsAGI Yayınevi, 2004. S. 5-12.
- Ozerov S.N., Pankov A.V. Yaya köprüsünün yapısal güç şemasının seçimi ve profil yelpazesi // Endüstri ve ulaşımda uygulanan ileri uçak yapım teknolojileri deneyiminin uygulanması: Sat. nesne. Sorun. 3. M.: TsAGI Yayınevi, 2004. S. %42-4.
- Kazak A.E., Pankov A.V. yaratma olasılığının değerlendirilmesi demiryolu köprüsü kompozit pultrüzyon profillerinden // Sanayi ve ulaşımda uçak yapımında uygulanan ileri teknolojilerin deneyiminin uygulanması: Sat. nesne. Sorun. 3. M. : TsAGI Yayınevi, 2004. S. 36-41.
- Polimer kompozit malzemeler: yapı, özellikler, teknoloji: ders kitabı. ödenek / M.L. Kerber, V.M. Vinogradov, G.S. Golovkin ve diğerleri; ed. AA Berlin. Petersburg: Meslek, 2008.
- Klenin Yu.G. Güç ve elektrik yalıtımı amaçlı profillerin üretimi için pultrüzyon teknolojisinin geliştirilmesi // Endüstride ve ulaşımda uçak yapımı için uygulamalı umut vaat eden teknolojiler deneyiminin uygulanması: eşyaların toplanması. nesne. Sorun. 2. M.: TsAGI Yayınevi, 2003. S. 36-38.
- Cam elyafından yapılan radyotransparent ürünler / Gurtovik I.G., Sokolov V.I., Trofimov N.N., Shalgunov S.G.M.: Mir, 2002.
- Marshall R. Sürat tekneleri hakkında her şey: tasarım ve performansı anlamak. McGraw-Hill Professional, 2002. ISBN 0071362045, 9780071362047.
- Koefoed M. Rüzgar Türbini Kanatları için VARTM Sürecinin Modellenmesi ve Simülasyonu: Özel Rapor. hayır. 50 Makine Mühendisliği Enstitüsü, Aalborg Üniversitesi. Danimarka. Ocak 2003, ISSN 0905-2305.
- Ushakov A., Klenin Y., Ozerov S. Modüler kemerli köprü tasarımının geliştirilmesi // 5. Uluslararası Mühendislik ve İnşaat Konferansı Bildirileri (IECC"5), Irvine, CA, ABD. 2008. S. 95-101.
- Kompozit malzemeler: 8 ciltte Cilt 3: ed. L.Brautman, R.Krok; başına. İngilizceden. M. : Mashinostroenie, 1978; Kompozit malzemelerin mühendislikte uygulanması / ed. B. Notona, 1978.
- Karbon lifleri / ed. S. Simamura; başına. Japonlardan. M. : Mir, 1987.
- Pultmsion kompozitler ve nanomodifiye polimerler bazında yüksek yangın direncine sahip ürünler / A.E.Ushakov, U.G.Klenin, T.G.Sorina, A.X.Hayretdinov, A.A.Safonov // Proceedings of 2nd Global Pultrusion Conf. Kompozit Profiller - Mühendislik ve Tasarım. Baltimore, ABD, 2009.
AE Uşakov: Profesör, Dr. tech. Bilimler. genel müdür STC ApATeK-Dubna. Universitetskaya st., 11, bina 16. 141980 Dubna, Rusya
Yu G. Klenin: NTIC "ApATeK-Dubna" Genel Müdürü.
TG Sorina: samimi teknoloji Bilimler, Bilimsel Araştırma Merkezi "ApATeK-Dubna" Baş Uzmanı.
AH. Hayretdinov: Bilimsel Araştırma Merkezi "ApATeK-Dubna" baş uzmanı.
A.A. Safonov: samimi teknoloji Sci., Bölüm Başkanı, Bilimsel Araştırma Merkezi "ApATeK-Dubna".
diğer geleneksel ürünlerden farkı
Modern olmadan yenilikçi teknolojiler yaratmak imkansız en son çözümler inşaat alanında, ayrıca ticari ve konut inşaatlarında, restorasyon çalışmalarında karayolları. Daha önce bu teknolojilerde çelik, alüminyum, betonarme ürünler kullanılıyordu, ancak bugün polimer bileşiklerinden yapılan sentetik kompozit ürünlerden daha modern, dayanıklı ve çevre dostu bir şey yok.
Kural olarak, bir kompozit malzemenin bileşimi iki parça bileşen içerir: bir bağlayıcı (matris) veya bir takviye malzemesi. Matris sayesinde ürüne belirli bir şekil verilir ve takviye malzemesini sabitler. Bundan dolayı matris güçlendirilir ve özelliklerini ürüne aktarır. Maddelerde bu özelliklerin böyle bir kombinasyonunun, temelde yeni bir kompozit malzeme yaratması garanti edilir.
Takviye maddesinin türü, türleri belirler kompozit malzemeler. Bu özelliklerine göre dolgun, lifli, katmanlı bir yapıya sahip olabildikleri gibi, hacimli ve iskeletsel de olabilirler. Belirli bir kompozit malzemenin sahip olduğu özellikler, matrisin ve takviye malzemesinin sahip olacağı fiziksel, mekanik, kimyasal özelliklerin kombinasyonuna bağlıdır. Kompozit malzemeler son zamanlarda çok popüler hale geldi ve çok sık kullanılıyor farklı bölgeler. Bu, bu malzemelerin sahip olduğu gerçeğiyle kolayca açıklanabilir. bütün çizgi onları diğer geleneksel ürünlerden ayıran avantajlar.
Kompozit malzemelerin ana avantajları, sentetik malzemelerin daha yüksek mukavemete ve deformasyona, yırtılmaya, sıkıştırmaya, kesmeye ve bükülmeye karşı direncine sahip olma özelliklerini içerir. Ek olarak, polimerik sentetik malzemeler ağırlık olarak daha hafiftir, nakliye ve kurulum için uygundur. Aynı zamanda, bu pozisyonların maliyetlerini optimize etmek için de iyi bir fırsat var.
Kompozit kimyasallara dayanıklıdır agresif ortam, yağış da ona zarar vermez. Malzeme ani sıcaklık değişimlerinden korkmaz, olumsuz iklim koşullarında farklı sıcaklık koşullarında etkin bir şekilde kullanılabilir. Yukarıdakilerin hepsine, bu malzemenin tamamen güvenli olduğunu söyleyebiliriz. çevre ve tüm çevresel gerekliliklere tam olarak uygundur.
Kompozitlerin özellikleri.
Kompozit malzemeler, onları geleneksel yapı malzemeleri arasında çok olumlu bir şekilde ayıran kendi özelliklerine sahiptir. Yeni malzemeler, geliştiricilerin doğal olarak çalıştırılan yapıların özelliklerini iyileştirme arzusu sayesinde yaratılır. şu an, ayrıca devreye alınanlar. İnşaatçılar tarafından yönetilen bu teknolojiler, yeni fırsat daha modern yapılar ve teknolojiler geliştirmek. Gelişim özelliklerinin en çarpıcı tezahürlerinden biri polimer malzemeler, kompozitin inşaatın çeşitli alanlarında çok yaygın olarak kullanıldığı bir gerçektir.
Kompozit malzemeler, haklı olarak yirmi birinci yüzyılın inşası için hammadde olarak adlandırılabilir. Düşük yoğunlukta en yüksek fiziksel ve mekanik özelliklere sahiptirler. Çelik ve alüminyum alaşımlarından daha güçlüdürler.
Kompozit malzemeler, takviye elemanlarının izotropik bir bağlayıcı ile birleştirilmesiyle oluşan karmaşık heterojen (heterojen) yapılardır. Takviye elemanı ince bir elyaf, iplik, kıtık veya kumaş şeklinde olabilir, bu malzemenin fiziksel özelliklerini sağlar, elyaf yönelimi yönünde güçlü ve sert olması garanti edilir ve matris bütünlüğünü sağlar. yapı. Mevcut kompozit malzemelerin takviye yönünde belirli bir mukavemeti ve sertliği vardır ve bu rakam çelik, alüminyum takviye ve titanyum alaşımlı ürünlere göre 4 kattan daha fazla olabilir.
Yıkım anında malzeme üzerine gelen bir dış yük yardımıyla yapının dayanımı belirlenir. Sertlik veya esneklik modülü, dış stresin etkisi altında yapıların yer değiştirmesini belirleyen malzemelerin özellikleridir. Bu özellik, değişken değerler geliştirdiği ve temelde büyük bir yük olduğu anda yapının stabilite kaybı olgusuyla doğru orantılıdır. Böyle anlarda destekleyici yapı yok edilebilir. Özgül mukavemet ve özgül sertlik, malzemenin yoğunluğuna göre nihai gerilimin elastisite modülüne oranıdır. Daha yüksek spesifik malzeme özellikleri ile yapı daha hafif ve daha güçlü olacak ve burkulma eşiği çok daha yüksek olacaktır.
Takviye malzemeleri için, kural olarak, cam, bazalt, aramid, karbon, bor, organik bileşiklerin yanı sıra metal tel ve bıyıktan yapılmış yüksek mukavemetli lifler kullanılır. Bu takviye bileşenleri, monofilament, iplik, tel, kıtık ve ayrıca kumaş veya ağ şeklinde kullanılabilir.
Kompozit bir malzemede matris, bileşimin bütünlüğünün sağlandığı, takviye elyafının şeklinin ve konumunun sabitlendiği en önemli bileşendir. Matris malzemesi sayesinde, elemanların üretimi için en uygun yöntemi sağlamanın yanı sıra, kompozitin uygun çalışma sıcaklığı seviyesini, kimyasal tahriş edici maddelere karşı direnci, kompozitin çökelme etkisi altındaki davranışını ve yüksek veya düşük sıcaklıklar.
Matris, epoksi, polyester ve diğer bazı ısıyla sertleşen, polimerik ve termoplastik malzemelerden malzemeler olabilir. Lifli yapıya sahip kompozit malzemelerde, dış yüklerin etkisi altında oluşan gerilme, yüksek mukavemetli lifler tarafından algılanır. Ayrıca donatı yönünde yapının sağlamlığını sağlarlar. Kompozit malzemelerin özelliklerinin yönlü doğası nedeniyle mükemmel niteliklere sahiptirler. Kompozit malzemeler, işin özelliklerine ve özelliklerine en uygun, önceden belirlenmiş özelliklere sahip yapılar oluşturmak için kullanılabilir. Matris için çeşitli lifler ve malzemeler ve ayrıca bir kompozit oluştururken takviye işleminin meydana geldiği şema nedeniyle, mukavemeti, sertliği, çalışma sıcaklığı seviyesini, kimyasal direnci ve diğer özellikleri amaçlı olarak kontrol etmek mümkündür.
Çeşitli şekillerdeki malzemelerin üretimi için teknolojik sürecin geniş olanakları, yapılabilecek geniş kompozit malzeme yelpazesini belirler. Tüm teknolojilere bağlı olarak, özel üniteler ve ekipman, alet ve diğer makinelerin kullanılması gereklidir. Bu teknikle, en sıra dışı inşaat çözümleri için donatı çubukları farklı yönlerde bükülebilir.
Bu bölümde, kompozit malzemelerin üretiminde neler kullanıldığını, ne tür takviye malzemesi ve matris kullanılabileceğini ve ayrıca üretimde ne tür teknolojilerin kullanıldığını ayrıntılı olarak ele alabiliriz.
Kompozit malzemeler ve teknolojileri.
Kompozitler için takviye malzemeleri:
|
1. Fiberglas. Kompozit malzemelerin üretimi için teknolojide cam elyafı gibi takviye malzemeleri kullanılmaktadır. Bu malzeme, ekstrüzyonla eritilmiş bir cam türevidir. Üretim sürecinde erimiş iplikler, çok güçlü hale gelen dönen filtrelerden geçirilir. Bu malzeme cam ürünlerin aksine kırılmaz, kırılmaz ama aynı zamanda oldukça dayanıklı kalır ve ondan çeşitli amaçlarla kumaş ve kablo üretimine olanak sağlar. Kural olarak, evlerin yapımında, sermaye inşaatı için temellerin yanı sıra otoyoldaki yeniden yapılanma çalışmalarında çok sık ve yaygın olarak kullanılır. Fiberglas ayrıca cephelerin ısı yalıtımı ve ses yalıtımı için de kullanılır. Fiberglas ayrıca, fiberglas takviye, kaplama panelleri, levhalar, fiberglas karolar gibi bitirme ve yapısal malzemeler için düzenli olarak kullanılır. Bu malzeme yangın geciktiricidir, bu nedenle hem ticari hem de konut olmak üzere her türlü ortam için güvenlidir. Fiberglası geleneksel malzemelerle karşılaştırırsak, kompozit fiyat açısından avantajlıdır. Bu teknoloji, çelikten daha yüksek özgül mukavemete sahip malzemelerin üretilmesini mümkün kılar. Ayrıca cam elyafına kesinlikle herhangi bir şekil verilebilmesi de çok önemlidir. |
||
 |
2. Bazalt lifi. Kompozit üretimi için çok popüler olan diğer bir malzeme, tasarım olarak bazalt, bazanit ve gabradiyabaza benzer kayalardan yapılan bazalt elyaftır. Bu malzemelerin kombinasyonları da kullanılmaktadır. Bu elyaf, yüksek sıcaklıkta özel fırınlarda üretilir. Malzemeler erir ve özel bir çıkıştan serbestçe akar. Bazalt elyafı iki tip olabilir - kesikli ve sürekli, bu iki tip arasındaki farklar malzemenin kendi özelliklerindedir. Filtre üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu malzeme, güçlendirme için başarıyla kullanıldığı için hafifliğe ve dayanıklılığa sahiptir. beton yapılar. Bazalt lifi, yapının darbe dayanımı, donma direnci ve yapıların su geçirmezliği açısından niteliklerini önemli ölçüde iyileştirdiği için inşaatta kullanılır. Bazalt elyafı, ısı yalıtımı ve yangından koruma, bazalt takviyeli plastik bağlantı elemanları, ultra ince temizlemeli filtre dolguları, betonarme karışımları, olumsuz hava koşullarında ve çok ağır şartlarda çalışan çeşitli makinelerin yalıtımında kullanılır. Düşük sıcaklık. Bu malzemeden, daha sonra boru hattı kaplaması için kullanılan bazalt şilteler ve elyaf levhalar yapılır. Bazalt elyaf ürünlerinin başlıca avantajları, yüksek kimyasal dayanım, düşük ağırlık ve çok uygun fiyat gibi özelliklerdir. Bazalt elyafın gözenekli yapısı verimi engellemez ve bazalt elyaflardan yapılan elyaf metal ürünlerin aksine korozyona uğramaz ve katodik bir etkiye sahip değildir. |
|
 |
3. Karbon fiber. Kompozit malzemelerin üretiminde de karbon fiber kullanılmaktadır. Bu malzeme sadece karbonat karbon içeren bir maddedir. İlk olarak 19. yüzyılın sonlarında Thomas Edison tarafından yapılan ve patenti alınan bu malzeme, organik liflerin yüksek sıcaklıklarda işlenmesi yöntemi kullanılarak elde edilebilen süper güçlü bir elementtir. Karbon karbonattan kompozit malzemelerin üretimi karmaşık bir şekilde yürütülen oldukça karmaşık bir süreçtir. Malzeme tamamen katılaşıp grafitleştikten sonra elyaftaki saf karbon miktarı yaklaşık %99 olacaktır. Karbon kompozitler esas olarak fragmanların üretiminde kullanılır. uçak, ayrıca sürekli yüksek yüklere maruz kalan cihazlar. Bu malzeme çok yüksek sıcaklıkta eridiği için vakum fırınlarının üretiminde ısı yalıtımı amacıyla başarıyla kullanılmaktadır. Ek olarak, karbon kompozit, radyo mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan elektromanyetik dalgaları etkili bir şekilde emme yeteneğine sahiptir. Karbon fiber son derece yüksek kimyasal dirence sahiptir. Uzay araçları, süpersonik uçaklar, yarış arabalarının parçaları, elektromanyetik dalgaları emen ekranlar ve ayrıca profesyonel spor ekipmanlarının üretiminde kullanılır. Karbon fiberi geleneksel malzemelerle karşılaştıran yeni teknoloji malzemesi hafif ve güçlüdür, bu da onu herhangi bir plastik veya metalin yerine geçer. |
|
 |
4. Aramid lifi. Aramid elyaf, kompozit malzemelerin üretiminde de sıklıkla kullanılmaktadır. Bazen Kevlar olarak da adlandırılır. Kopolimer ipliklerden beş yüz dereceye kadar ısıtılarak elde edilen dayanıklı sentetik bir malzemedir. Bu malzemenin para-aramid ve meta-aramid elyaflar gibi birkaç çeşidi vardır. İkincisi çok yüksek bir ısı direncine sahiptir, bu nedenle giysilerde aksesuar oluşturmak için kullanılabilirler. Aramid elyaflar birçok endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Hafifliği ve gücü birleştirir. Havacılık araçlarının tasarımında, yarış arabalarının parçalarının yanı sıra yarışçılar, askeriye, itfaiyeciler ve diğer özel alanlar için tulum ve ekipman üretiminde kullanılırlar. Aramidin vücut zırhı, kablo kılıfı, ağır hizmet kabloları, yangın geciktirici giysiler ve güçlendirici araba lastikleri üretiminde kullanılması da önemlidir. Bu malzeme çok yüksek seviyeçekme mukavemetinin yanı sıra kimyasal saldırılara karşı yüksek direnç ve yüksek erime noktası. Bu nitelikler sayesinde, aramid elyafın neredeyse hiç analogu yoktur, bu da ondan fitil üretmeyi mümkün kılar. Bu lifin ipliklerinden oluşan demetlerdir. Fitillerin yoğunluğu veya kalınlığı değişebilir, demetteki liflerin iplik sayısına, ipliğin çapına, üretildiği hammaddenin türüne bağlıdır. |
Yukarıda açıklanan lifler bazında fitiller üretilir. fitil- sürekli elyaf ipliklerinden birleştirilmiş bir demettir. Fitillerin özellikleri farklıdır: yoğunluk veya kalınlık - demetteki lif ipliklerinin sayısı, tek bir ipliğin çapı, üretildikleri hammadde tipi, yağlayıcı tipi ve kullanım amacı. Ana tanımları metinlerde ("teks") bulunur - bu, 1 kilometrelik fitilin gram cinsinden ağırlığıdır. Fitiller, bir film içinde hermetik olarak paketlenmiş makaralar veya makaralar halinde teslim edilir.
 |
Cam fitil, cam elyafından dokunmuş sürekli bir ipliktir. İçerdiği iplik sayısına bağlı olarak fitilin kalınlığını belirtmek için tex (“tex”) değeri kullanılır. Temel olarak, fitil, ayrı fiberglas şeritler kullanılarak özel bobin sarma ünitelerinde üretilir. Cam demeti hazır Reçetelemek özel yapıştırıcı yağlayıcı adı verilen bir termoplastikten yapılmıştır. Cam fitil fitingler, çeşitli profiller yapmak için kullanılabileceği gibi, kimyasalları depolamak ve taşımak için kullanılabilen döner silindirler, borular, tanklar da yapılabilmektedir. Fitil takviye malzemesi olarak kullanılabilir. Fiyatının çok uygun olması, malzemenin hafif ve plastik olması nedeniyle, bitirme işlerinde ve cephelerin dekorasyonunda çok sık kullanılmaktadır. Ayrıca fitil, plastiklerin doldurulması, pultrude profillerin imalatı, bina takviyesi, termal plastiklerin takviyesi ve ayrıca cam elyafı imalatı için kaliteyi arttırmak için kullanılır. asfalt beton kaplama, ayrıca yüksek basınçta kullanılan boru ve kapların imalatı için. Cam fitil bazlı ürünlerin birçok avantajı vardır. Her şeyden önce uygun fiyat, yüksek mukavemet, güvenlik, olumsuz koşullara dayanıklılık, hasarlara karşı dayanıklılık ve uzun süre ısı yalıtım malzemesi olarak kullanılabilir. |
|
 |
bazalt fitil aslında katı bazalt ipliklerin eşit şekilde gerildiği bir demettir. İplik yapmak için kaba bazalt kırma taş ezilir, elenir, yıkanır ve kurutulur. Bu bileşim, kırıntının 1500 dereceye kadar ısıtıldığı eritme için iyileştirici fırınlara yüklendikten sonra. Bileşim erimeye ve besleyiciye akmaya başlar, ardından kullanılarak çekildiği yerden spunbond besleyiciye girer. özel cihaz, sürekli iş parçacığı oluşturan. Eğirme yöntemi, fitilin düz ipliklerle tek sarılı mı yoksa katlanmış mı olacağını belirler. Maddenin agresif bir ortama karşı yüksek mukavemeti ve direnci, nakliye için boru üretiminde fitilin kullanılmasına izin verir. kimyasal maddeler, yüksek sıcaklık koşullarındaki gazlar ve yakıtlar ve yağlayıcılar. Bazalt bazlı fitil ayrıca kumaş ve prepreglerin imalatında, bina takviyesinde, plastik takviyede ve beton ürünler, çatı kaplama ve kaplama malzemeleri imalatında, ısı yalıtım şiltesi imalatında, yollarda inşaat ve yeniden yapılanma işlerinde asfalt kaplamanın iyileştirilmesinde. |
|
 |
Karbon fitil, katı karbon liflerinden dokunan ipliklerdir. Malzemenin bir parçası olan elyaf filamanlar, kıtığın çok yüksek bir çekme mukavemetine sahip olması nedeniyle 15 mikrona kadar çok küçük bir çapa sahiptir. Ayrıca malzeme çok az ağırlık. Üretim sırasında, karbonizasyonun meydana gelmesi nedeniyle kimyasal olarak işlenen 1700 dereceye kadar ısıtılırlar. Fitiller kangal halinde satılır ve kuru bir yerde saklanmalıdır. Karbon fitil şantiyelerde, gemi yapımında ve uçak imalatında kullanılabilir. Fitillerin sahip olduğu yüksek mekanik özellikler, epoksi, vinil ve polyester reçine içeren sistemleri lamine etmeyi ve güçlendirmeyi mümkün kılar. Karbon filamentleri içeren fitiller tıbbi amaçlarla inşaat, elektrik mühendisliği, uçak imalatı ve roket biliminde, petrol endüstrisinde, uzay endüstrisinde ve spor malzemeleri imalatında kullanılmaktadır. Karbon fitilin avantajları açıktır - geleneksel olarak kullanılan malzemelerle karşılaştırıldığında, yüksek çekme mukavemetine sahiptir, paslanmaz ve aşırı yüksek sıcaklıklara dayanır. Demetin bir parçası olan karbon lifleri, alfa parçacıklarını yakalayabilir ve özellikleri, karmaşık şekillerde kesintisiz ürünler oluşturmayı mümkün kılar. |
Kompozit bağlayıcı çeşitleri. Bileşik matrisler:
1. Epoksi bağlayıcı.
Kompozit bağlayıcılar ve matrisler çeşitli tipler. Çoğu zaman, epoksi grubunun bir maddesinden oluşan bir epoksi bağlayıcı kullanılır. Bu malzeme alkali, asit ve halojen çözeltilere dayanıklı üç boyutlu bir yapıya sahiptir. Epoksi bağlayıcı, çok çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çeşitli takviye elemanlarını yapıştırmak ve yüksek kaliteli bir kompozit malzeme elde etmek için kullanılır. Ayrıca elektronik cihazlar, çeşitli panolar ve diğer cihazlar için sızdırmazlık maddesi olarak kullanılır. Bu bağlayıcı yaygın olarak kullanılır inşaat işleri yanı sıra ev amaçları için.
2. Poliimid bağlayıcılar.
Poliimid bağlayıcı daha az ünlü ve popüler değildir. Bu maddeler, parçacıklar arasında çok sayıda bağ bulunan karmaşık bir yapıya sahip olan ısıya dayanıklı malzeme sınıfına aittir. Bu parçacıkların ısı direnci nedeniyle, bu malzeme, uzay aracı termal koruma sistemlerinde, roket endüstrisinde ve ayrıca agresif yüksek sıcaklıklarda kullanılan diğer birçok üründe bir bağlayıcı olarak kullanılır. Bu tip bağlayıcıyı seçerken, bu malzemenin toksisite faktörünü hesaba katmak gerekir, normal sıcaklıklarda çok yüksek bir viskozite seviyesi, bu yeterlidir. yüksek fiyat, uzun bir üretim süreci ile ilişkilidir.
3. Polyester bağlayıcı.
Polyester bağlayıcılar, esterlerin doymuş partiküllerle polimerizasyonu sırasında oluşan bir üründür. Bu maddenin özelliği, polimerizasyon işlemi sırasında oluşan yüksek oranda stiren içermesidir. Bu, bu malzemenin iki olumsuz özelliğine yol açabilir - gözenekli yapıya ek olarak toksik de olabilir. Ancak bu bağ bir epoksi bağlayıcıdan daha ucuzdur ve ayrıca daha düşük viskoziteye sahiptir ve uygulaması daha kolaydır.
4. Fenol-formaldehit bağlayıcı.
Fenol-formaldehit bağlayıcının özelliği, çalışma sıcaklığı seviyesinin çok yüksek olabilmesidir. Ayrıca, petrol ürünlerinin sentezinin bir yan ürünü olduğu için bu malzemenin çok erişilebilir olması önemlidir. İyi bir akışkanlığa sahiptir, böylece çeşitli konfigürasyonlarda ürünler elde edilebilir. Bu bağlayıcının kullanılmasıyla, kompozit malzemede iyi emprenye edilmiş bir takviye elemanı elde edilebilir.
5. Karbon bağlayıcı.
Karbon bağlayıcı, çok yüksek fiziksel ve mekanik özelliklere sahip bir ürün üretilmesini mümkün kılacaktır. doğrusal katsayısı termal Genleşme≈10-7-10-8; 1000 W/m.K'ye kadar termal iletkenlik katsayısı; esneklik modülü Е≈600 GPa. Bu madde aynı zamanda mükemmel elektriksel özelliklere ve ayrıca yüksek kimyasal inertliğe sahiptir. Bu bağ, motorların nozül bloklarının, ısıya dayanıklı karoların yanı sıra elektrik mühendisliği elemanlarının imalatı sürecinde kullanılır.
6. Siyanat-eter bağlayıcı.
Siyanat ester bağlayıcı, yüksek radyasyon direncine, işlem süresine bağlı değişken mekanik özelliklere ve ayrıca düşük nem emilimine ve düşük dielektrik sabitine sahiptir. Ek olarak, siyanat ester bağlayıcılar, diğer malzemelerde mikro çatlaklara ve ardından maddenin parçalanmasına neden olabilen sıcaklık değişimlerine karşı çok dirençlidir. Bu özelliklerinden dolayı siyanat eter, uzay endüstrisi için kompozit malzemelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu madde, reflektörlerin, kaportaların, antenlerin, reflektörlerin yanı sıra boyutsal olarak kararlı uzamsal yapıların imalatında kullanılır.
 |
JELKOTLAR Kompozit malzemeleri kaplamak için jelkot adı verilen modifiye reçineler kullanılır. Polyesterden yapılırlar veya epoksi reçine, bu nedenle kompozit pürüzsüz olacak parlak yüzey. Jelkot uygulaması, pullanma olmadan düzgün bir tabaka garanti eden bir püskürtme tabancası ile yapılmalıdır. Bir parçanın oluşturulması sürecinde, genellikle daha kalın bir tabaka halinde uygulanabilen özel bir matris tipi jelkot kullanılır. Kural olarak, bu reçine kaplanmıştır. fiberglas ürünler ek koruma oluşturan ve malzemelerin ömrünü uzatan. Ayrıca jelkot yardımı ile yüzey istenilen renge boyanır. |
Kompozit malzemelerin üretimine yönelik teknolojiler hakkında bilgi okunabilir
"Rusya Kompozitleri", büyük yük taşıyan yapıların üretimi için nanomodifiye edilmiş bir kompozit malzeme geliştiriyor.
“Merkez uzmanlarının çalışma planları arasında, %25 daha yüksek taşıma kapasitesi, %20 azaltılmış ağırlık, %10 azaltılmış üretim iş yoğunluğu, %15 daha düşük maliyet ile taşıyıcı yapıların oluşturulması yer alıyor. eksi 65°C'den artı 65°C'ye kadar tüm iklim koşullarında” diyor.
Kompozitlerden yapılmış taşıyıcı yapıların kullanılmasının temel avantajı, kurulum hızı ve kolaylığıdır ve bu, kazaların ve doğal afetlerin, acil durumların sonuçlarının hızla ortadan kaldırılması için özellikle önemlidir.
Vladimir Nelyub, "Tasarlanan yapıların modüler ilkesi, standart bir yapının belirli bir arıza durumu için esnek bir çözüm oluşturmayı mümkün kılıyor" diyor. — Çalışmanın sonucu, inşaat, elektrik enerjisi endüstrisi ve petrol ve gaz endüstrisinde kullanılan bir dizi büyük boyutlu ürünün yaratılmasıdır: ana taşıyıcı yapılar, bina ve yapıların yapımında tipik dikey kolonlar, prefabrike köprülerin taşıyıcı elemanları, taşıyıcı tavanlar, boru hatları.
Sektörler arası mühendislik merkezi "Rusya Kompozitleri" MSTU'nun yapısal bir alt bölümüdür. N.E. Bauman, üniversitenin ileri teknoloji çözümlerinin (yeni malzemeler, kompozitler, nanoteknolojiler, bilgi Teknolojisi), bilimsel altyapının oluşumu ve modern eğitim teknolojileri ve programlar. Merkez, ulaşım, inşaat, konut ve toplumsal hizmetler, enerji, petrol ve gaz gibi Rus ekonomisinin kilit sektörlerinde teknolojilerin ve endüstriyel ürünlerin geliştirilmesinden uygulanmasına kadar mühendislik ve bilim ve eğitim hizmetlerinin "kapalı döngüsünü" uygular. , tıp ve BT.
MSTU im. N.E. Bauman - Moskova Eyaleti Teknik Üniversite onlara. N.E. Bauman- Rusya'daki ilk teknik üniversite. MVTU'da eğitim. N.E. Bauman 19 fakültede tam zamanlı eğitim vermektedir. Lisansüstü ve doktora çalışmaları, iki özel lise vardır. MVTU im. N.E. Bauman, modern makine mühendisliği ve enstrümantasyonun neredeyse tüm yelpazesinde 19 binden fazla öğrenciye eğitim veriyor. 320'den fazla doktor ve yaklaşık 2000 bilim adayı, bilimsel ve eğitimsel çalışmalar yürütmektedir. Toplamda, Üniversite yaklaşık 200 bin mühendis mezun etti. Üniversitenin ana yapısal alt bölümleri, bir fakülte ve bir araştırma enstitüsünü içeren bilimsel ve eğitim kompleksleridir.
Bu yöntem sırasında önceden hazırlanmış dolgu maddeleri kullanılır. Bu yöntem sayesinde, mukavemet için yüksek bir ürün homojenliği garanti edilir ve göstergeler kontrol edilir. Ancak ortaya çıkan ürünün kalitesi büyük ölçüde işçilerin beceri ve deneyimine bağlıdır.
El kalıplama ile fiberglas ürünlerin üretimi birkaç aşamaya ayrılmıştır. Beklenen ürünün matrisinin yüzeyinin temizlendiği, daha sonra yağdan arındırıldığı ve sonunda bir ayırıcı mum tabakasının uygulandığı ilk aşama hazırlık olarak adlandırılır. İlk aşamanın sonunda, matris koruyucu ve dekoratif bir tabaka olan jelkot ile kaplanır. Bu katman sayesinde gelecekteki ürünün dış yüzeyi oluşturulur, renk ayarlanır ve su, ultraviyole ve kimyasal reaktifler gibi zararlı faktörlerin etkisinden korunma sağlanır. Temel olarak, bitmiş ürünü üretmek için negatif matrisler kullanılır. Özel jelkot tabakası kuruduktan sonra şekillendirme adı verilen bir sonraki adıma geçebilirsiniz. Bu aşamada başlangıçta kesilen cam malzeme matrise yerleştirilir, başka bir dolgu maddesi de kullanılabilir. Daha öte bir süreç var beklenen ürünün "iskeletinin" oluşumu. Daha sonra önceden karıştırılmış katalizörlü reçine hazırlanan cam malzemeye uygulanır. Reçine, fırçalar ve yumuşak rulolar kullanılarak matris üzerine eşit şekilde dağıtılmalıdır. Son aşama haddeleme olarak adlandırılabilir. Henüz kürünü almamış laminattan hava kabarcıklarını çıkarmak için kullanılır. Çıkarılmazlarsa, bu bitmiş ürünün kalitesini etkiler, bu nedenle laminatın sert bir rulo ile yuvarlanması gerekir. Bitmiş ürün katılaştığında, kalıptan çıkarılır ve deliklerin açılması, fazla cam elyafının kenarlar boyunca kesilmesi vb. dahil olmak üzere işlenir.
Bu yöntemin avantajları:
- minimum yatırımla karmaşık şekle ve önemli boyuta sahip bir ürün elde etmek için gerçek bir fırsat var;
- gömülü parçalar ve bağlantı parçaları ürüne dahil edildiğinden ve ekipman ve gerekli ekipman maliyeti oldukça düşük olduğundan, ürünün tasarımı kolayca değiştirilebilir;
- bir matris yapmak için oranlarını ve şeklini koruyabilen herhangi bir malzeme kullanılır.
Bu yöntemin dezavantajları:
- el emeğinin önemli maliyetleri;
- performans oldukça düşük;
- ürünün kalitesi, kalıpçının niteliklerine bağlı olacaktır;
- Bu yöntem, küçük ölçekli ürünlerin üretimi için uygundur.
2. Püskürtme.
Küçük ve orta ölçekli üretim için bu yöntem uygundur. Püskürtme yönteminin, bu yöntem için ekipmanın satın alınmasıyla ilgili belirli maliyetler olmasına rağmen, temaslı kalıplamaya göre birçok avantajı vardır.
Özel bir kurulum uygulamanıza izin verir koruyucu kaplama ve plastik. Bu nedenle, malzemenin ön kesimi ve bir bağlayıcının hazırlanması gerekli değildir, bunun sonucunda el işçiliği kısmı büyük ölçüde azalır. Özel kurulumlar, reçine ve sertleştirici dozlarını otomatik olarak kesin bir şekilde hesaplar, ayrıca fitili gerekli boyutta (0,8 - 5 cm) parçalara ayırırlar. Kesme işleminden sonra ipliğin parçaları bağlayıcı jetin içine düşmeli ve matrise aktarım sırasında ıslanmalıdır. El emeği nedeniyle, matristeki fiberglas için sızdırmazlık işlemi bir haddeleme silindiri kullanılarak gerçekleştirilir.
Püskürtme ile fiberglas üretiminde bir takım avantajlar:
- malzemenin kesilmesine ve binderin hazırlanmasına gerek kalmaması nedeniyle zamandan ve kullanım alanından tasarruf edilir;
- kalıplama için özel olarak hazırlanmış yerlerin sayısını azaltarak üretim alanlarının sayısını azaltmak mümkündür;
- ürünün kalıplanma hızı artar;
- ürün kalite kontrolü basitleştirilmiştir;
- ücret fonu önemli ölçüde tasarruf edilir;
- Fitilin nispeten ucuz bir malzeme olması nedeniyle, ortaya çıkan ürünün maliyeti önemli ölçüde azalır.
Bağlayıcı az miktarda hazırlandığında, daha sonra manuel kalıplama ile, aletlerde ve konteyner duvarlarında bağlayıcının %5'e kadar kalması oldukça ekonomik değildir. Ortaya çıkan ürünün kalitesinin tesis operatörünün beceri ve deneyimine bağlı olacağı bilinmektedir. Bu yöntem, elle kalıplama sırasındakiyle aynı takımları kullanır.
3. Pultrüzyon.
Pultrüzyon teknolojisi, tek eksenli olarak yönlendirilmiş lifli plastiklerden profil ürünlerinin sürekli üretimine dayanmaktadır. Uygun bir malzemeden sabit kesitli bir profil ürünü ancak pultrüzyonla elde edilebilir.
Özel pultrüzyon makinesi sayesinde fiberglas profil üretilir. Böyle bir makine, takviye malzemelerini beslemek için bir bölüm, bir kalıp, bir emprenye bölümü, bir çekme ünitesi, ısıtma elemanları için bir kontrol ünitesi ve bir kesme bölümünden oluşur. Yönlendirilmiş elyaf paketi en iyi şekilde kuruduğunda ve kuru paketten pompalanan polimer bileşimi ile emprenye edildiğinde güçlendirilir. Bu teknoloji sayesinde malzemeye hava girmeyecektir. Fazla reçine hazneye geri akacak ve geri dönüştürülecektir. Takviye malzemesi olarak kullanılan fitil, kuru haldeki bobinlerden sarılarak özel bir yöntemle demet haline getirilir. Daha sonra malzeme emprenye cihazına girer - bu, polyester, epoksi veya başka bir bağlayıcı ile tamamen ıslatıldığı özel bir reçine banyosudur. Daha sonra emprenye edilmiş malzeme, görevi bir profil konfigürasyonu oluşturmak olan ısıtılmış bir kalıba gönderilir. Daha sonra bileşim belirtilen sıcaklıkta sertleşir. Sonuç olarak, konfigürasyonu düze şeklini tekrarlayan bir fiberglas profil elde edildi.
Pultrüzyonla elde edilen ürünlerin, klasik kalıplama yöntemleriyle yapılan parçalara göre özelliklerde üstün olduğu kanıtlanmıştır. Bu yöntemin maliyetindeki artış, bu işlemin özelliği olan bir takım avantajlardan kaynaklanmaktadır. Faydaları arasında daha sıkı gerilim ve lif yönlülük kontrolü, azaltılmış gözenek sayısı ve lif içeriğinin kompozitte tutulması yer alır. Açıkçası, katmanlar arası kayma özelliği bile açık bir şekilde iyileştirilmiştir. Şu anda, birçok kişinin ilgisini çeken ve endüstri için çok şey ifade eden ana pultrüzyon işleminin çeşitli varyantları geliştirilmiştir. Avantajları iyi elektriksel, fiziksel, kimyasal ve termal özelliklerdir, yüksek performans ve mükemmel boyutsal tolerans. Kalıcı katmanlı ve levha yarı mamul ürünlerin imalatı için bu tür pultrüzyon yöntemlerinden biri amaçlanmaktadır.
Bununla birlikte, her yöntemin dezavantajları vardır. Bu yöntem, bağlayıcı maddenin sıcaklığına ve katılaşma hızına bağlı olacak olan işlemin hızı gibi bir dezavantajla karakterize edilir. Düşük ısıya dayanıklı polyester reçineler için genellikle küçüktür. Diğer bir dezavantaj, çok karmaşık olmayan kesit şekline sahip ürünler (kare, yuvarlak, I-profil ve diğerleri) haricinde, ürünün uzunluk boyunca sabit bir bölümünü sağlamanın zor olmasıdır. Ürünü almak için yalnızca iplik veya demet kullanmanız gerekir. Ancak son zamanlarda, profil ürünleri elde etme yöntemindeki bu eksiklikler kademeli olarak ortadan kaldırılmış ve bu sürecin uygulanması gözle görülür şekilde genişlemiştir. Polivinil eterlere ve epoksi reçinelere dayalı bileşim, polimer matrisleri olarak kullanılır. Polisülfon, polietersülfon ve plastikleştirilmiş poliimide dayalı bu tür polimerik matrislerin kullanımı, yaklaşık yüz iki m/dak'lık bir hızda yaklaşık beş mm çapında bir çubuk oluşturma hızına ulaşılmasını mümkün kılar.
Karmaşık takviyeli profil ürünleri elde etmek için, lifli hasırlar veya kumaşlardan oluşan katmanlı malzemeleri çekme yöntemini kullanmak gerekir. Bugüne kadar, bir spiral tabakanın ve broşun sarılmasını birleştiren boru biçimli ürünlerin üretilmesi için yöntemler geliştirilmiştir. Karmaşık bir enine kesit profiline sahip rüzgar türbini kanatları, karmaşık bir takviye modeline sahip malzemelerin kullanımına örnek olarak gösterilebilir. Kavisli bir yüzeye ve sabit olmayan bir enine kesite sahip olan otomotiv yaprak yayları için yarı mamul ürünlerin kalıplanması için alet şimdiden geliştirilmiştir.
4. Sarma.
Fiberglas ürünlerin kalıplanması için en umut verici yöntemlerden biri, şekil ve çalışma özelliklerine bağlı olarak bitmiş ürünlerde gerekli dolgu yapısını oluşturması nedeniyle elyaf sarma yöntemidir. Dolgu maddesi olarak demet, bant, ip kullanımı sayesinde ürünlerde maksimum mukavemet sağlanmasına olanak sağlar. Ayrıca, bu tür dolgu maddeleri en ucuzudur.
Elyaf sarma işlemi, kalıcı bir fitil (kıtık) veya iplik (iplik) şeklindeki bir takviye malzemesinin dönen bir mandrel etrafına sarıldığı nispeten basit bir yöntem olarak tanımlanabilir. Sarma açısını ve takviye malzemesinin konumunu özel mekanizmalar izler. Bu cihazlar, mandrelin dönüşüne uygun bir hızda hareket eder. Malzeme, mandrel yüzeyi tamamen kaplanana kadar birbiriyle temas halinde şeritler halinde veya özel bir desene göre mandrelin etrafına sarılır. Ardışık katlar, gerekli kalınlığa ulaşılana kadar aynı açıda veya farklı sarım açılarında uygulanabilir. Sarma açısı, boyuna denilen çok küçükten büyük, dairesele kadar değişir. Bu düzenleme, bu aralığın sarmalının tüm açılarını yakalayan mandrelin eksenine göre 90 0 anlamına gelir.
Isıyla sertleşen reçine, takviye malzemesi için bir bağlayıcı görevi görür. Islak sarma işleminde, reçine sarma işlemi sırasında doğrudan uygulanır. Kuru sarma işlemi, B aşamasında reçine ile önceden emprenye edilmiş fitil kullanımına dayanır. Sertleştirme, aşırı basınç olmadan yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilir. Sürecin son aşaması, ürünün mandrelden alınmasına dayanır. Gerekirse bitirme işlemleri yapılabilir: mekanik işleme veya taşlama yöntemi. Ana sarım işlemi, yalnızca sarımın doğasında olduğu kadar tasarım özellikleri, malzeme kombinasyonları ve ekipman tiplerinde de farklılık gösteren birçok varyasyonla karakterize edilir. Yapı, bir dönüş yüzeyinde olduğu gibi sarılmalıdır. Bununla birlikte, örneğin henüz sertleşmemiş bir sarılı parçayı kapalı bir kalıbın içinde sıkıştırarak başka tipte ürünler oluşturmak da mümkündür.
Tasarım, çapı birkaç santimetreden birkaç on santimetreye kadar elde edilen düz bir silindire, boruya veya boruya benziyor. Sarma, konik, küresel ve jeodezik şekilli ürünleri kalıplamanıza olanak tanır. Basınçlı kaplar ve depolama tankları elde etmek için sargıya bir uç kapak takılmalıdır. Dış veya iç basınç, sıkıştırma yükleri veya tork gibi standart dışı yükleme koşullarında çalışacak ürünler oluşturmak mümkündür. Yüksek basınçlı metalden yapılmış termoplastik borular ve kaplar, sarım sırasında harici bandajlarla güçlendirilir. Ortaya çıkan ürünler, yüksek derecede doğrulukla karakterize edilir. Ancak sarım işleminin, daha yavaş üretim hızlarıyla karakterize edilen başka bir yönü daha vardır. Avantajı, kesinlikle herhangi bir kalıcı takviye malzemesinin sarım için uygun olmasıdır.
Sarma işlemi için makineler kullanılabilir farklı şekiller: zincirli tahrike dayalı çeşitli torna tezgahlarından ve makinelerden üç veya dört hareket ekseni ile karakterize edilen daha karmaşık bilgisayarlı birimlere. Sürekli boru üreten makineler de var. Büyük tankları sarmanın rahatlığı için, kurulum sahasında portatif ekipman tasarlanmalıdır.
Sarma yönteminin ana avantajları:
- sürecin hızı nedeniyle ekonomik olarak karlı malzeme döşeme yöntemi;
- reçine / cam oranını ayarlama yeteneği;
- düşük kendi ağırlığı, ancak aynı zamanda yüksek mukavemet;
- bu yöntem korozyona ve çürümeye yatkın değildir;
- nispeten ucuz malzemeler;
- profillerin yönlü liflere sahip olması ve iyi bir cam malzeme içeriği nedeniyle laminatların iyi yapısı.
5. Basmak.
Presleme işlemi doğrudan vermekten oluşur istenilen şekil malzemenin hızlı katılaşma sıcaklığında kalıpta oluşan yüksek basıncın etkisi altındaki ürün. Preslenen malzemedeki dış basınç nedeniyle, malzemenin sıkışması ve eski yapının kısmen yapısının bozulması meydana gelir. Temas eden malzeme parçacıkları arasında sıkıştırma sırasında oluşan sürtünme, bağlayıcının erimesine yol açacağı kesin olan termal enerjinin ortaya çıkmasına neden olur. Malzeme viskoplastik duruma geçtikten sonra basınç etkisi altında kalıp içinde yayılarak yekpare ve sıkıştırılmış bir yapı oluşturur. Sertleştirme işlemi, bağlayıcının serbest grupları arasındaki çoklu yoğuşmadan dolayı makromoleküllerin çapraz bağlanma reaksiyonuna dayanır. Reaksiyon, metanol, su, formaldehit, amonyak vb. gibi düşük moleküler, uçucu maddelerin salındığı ısı gerektirir.
Doğrudan presleme teknolojisi için parametreler:
- ön ısıtma sıcaklığı;
- baskı basıncı;
- presleme sıcaklığı;
- baskı altında geçici maruz kalma;
- baskı öncesi parametreler;
Doğrudan presleme sırasında basınç doğrudan kalıp boşluğundaki malzemeye etki eder, bu nedenle kalıp parçaları erken aşınabilir. Ürün boyutlarına bağlı olarak presleme süresi 4 ila 7 dakika arasında olabilir. Takviye için plastiklerin doğrudan sıkıştırılmasının, lifli dolgu maddesinin nasıl emprenye edildiğine bağlı olarak iki çeşidi vardır:
- Kuru, önceden emprenye edilmiş tuvaller ve kumaşlar preslenir;
- Formda emprenye ile preslenir.
İlk yöntem daha popüler. Doğrudan presleme, nispeten basit bir şekle sahip ürünler yapmak için kullanılır. Parçanın dış yüzeyinin kalitesine yönelik yüksek talepler nedeniyle, prepreglerden boşlukların hazırlanmasında bileşenlerin dozlanması için otomatik kurulumlar oluşturulmuştur. Boşluk paketlerini çok boşluklu pres kalıplarına yükleyen özel otomatik manipülatörler tasarlanmıştır. Yeni nesil yüksek hassasiyetli presler aşağıdakilerle donatılmıştır: modern sistemler kontrol, bu sayede yüksek kaliteli bir yüzeye sahip parçalar elde etmek mümkündür ve bunların maliyeti yaklaşık olarak çelik parçalarla aynıdır.
6. SMC teknolojisi.
Kompozit malzemelerin yayılmasının önündeki ciddi bir engel, geleneksel teknolojilerin üretimleri için modern büyük ölçekli üretimin ihtiyaçlarına, üstelik tamamen otomatik hale getirilmesinin yetersiz adaptasyonudur. Bugüne kadar, kompozit parçalar hala "parça mal" olarak kalmaktadır. Tecrübeli personelin pahalı işçiliği bu malzemelerin maliyetinde yüksek bir paya sahiptir. Buna rağmen, son yıllarda kompozit üretimi için otomatik yöntemlerin hazırlanmasında önemli ilerlemeler kaydettik. SMC teknolojisi en çok aranan gelişmelerden biri haline geldi.
Bu teknolojinin son ürünleri iki aşamalı bir sürece tabi tutulur. Teknolojinin ilk aşaması, prepregin otomatik bir konveyör tesisinde üretilmesi ve ikinci aşamada prepregin çelik kalıplarda bitmiş parçalara işlenmesi gerçeğiyle karakterize edilir. Bu aşamaları daha ayrıntılı olarak açıklayalım. Yapıştırma malzemesi için baz olarak doymamış polyester reçine kullanılır. Avantajları arasında düşük fiyat ve kısa sertleşme süresi sayılabilir. Takviye bileşeni, levha hacminde rastgele dağılmış olan kıyılmış cam elyafıdır. Uzun süreli depolama reçine kürleme sistemi tarafından sağlanan oda sıcaklığında birkaç ay boyunca. Kimyasal koyulaştırıcılar, cam elyafı birkaç kat emprenye edildikten sonra bağlayıcının viskozitesini arttırır, böylece prepregin işlenebilirliğini ve raf ömrünü arttırır. Bağlayıcıya katılan mineral dolgu maddeleri çok sayıda, yangın direncini artırın bitmiş ürün ve ve yüzeylerinin kalitesi gözle görülür şekilde iyileştirilir.
Ortaya çıkan prepreg, ısıtılmış çelik kalıplarda preslenerek otomatik bir süreçte işlenir. Bu kalıplar tasarım olarak termoplastikler için enjeksiyon kalıplarına benzer. Bağlayıcı formülasyonu sayesinde prepreg 150°C sıcaklıkta ve 50-80 bar basınçta ~30 sn/mm kalınlık oranında sertleşir. Çok düşük ayarlı büzülme, SMC teknolojisinin önemli bir özelliğidir. Yüksek mineral dolgu içeriği ve özel termoplastik katkılar sayesinde %0,05'e varan büzülme elde edilir. Ortaya çıkan ürünlerin darbe dayanımı 50-100 kJ/m 2 ve yıkıcı eğilme dayanımı - 120-180 MPa'dır. Ayda birkaç bin ila yüz binlerce arasında büyük miktarlarda yüksek kaliteli kompozit ürünler elde etmek için SMC teknolojisini kullanmak ekonomik olarak uygundur. Avrupa pazarı yılda yüz binlerce benzer malzeme üretiyor. Elektrik gücü, otomobil ve demiryolu endüstrileri bu malzemelerin en büyük tüketicileridir.
7. RTM yöntemi (Reçine Transfer Kalıplama).
RTM yöntemi, bağlayıcının hali hazırda dolgu maddeleri veya preformlar içeren kapalı bir matrise aktarıldığı basınç altında kompozitlerin emprenye edilmesi ve kalıplanmasına dayanır. çeşitli kumaşlarçeşitli dokumalar, örneğin çok eksenli veya emülsiyon malzemesi ve toz cam paspaslar gibi bir takviye malzemesi görevi görebilir. Bağlayıcı, düşük dinamik viskoziteye sahip, 50-120 dakika jelleşen reçinedir. GOST 28593-90, reçinenin viskozitesini ve jelleşme süresini tanımlar.
Bu yöntem, yılda 500-10.000 öğelik standart hacimler için mükemmeldir. Matris tasarımı, parçanın dış konturlarını her iki tarafta tekrar eden kompozit veya çelik formlardan oluşur. Yapılar, kenetleme noktalarında desteklenen kapalı çelik çerçevelerin hassas hizalanmasıyla tutulan yüksek sıcaklık derecelerine sahiptir.
Bu yöntem, 0.2m2'den 100m2'ye kadar olan matrislerin üretimi için idealdir. Matris tasarımı kompozit veya çelik kalıplardan oluşmaktadır. Kontur matrisi daha hafif ve daha esnek bir tasarımdan oluşur. Matrisin yarısı, vakumun etkisi altında birbirine bağlanır.
RTM teknolojisinin avantajları:
- otomatik üretim, böylece insan müdahalesinin rastgele doğasını azaltır;
- kullanılan hammadde miktarının azaltılması ve kontrol edilmesi;
- malzemenin çevre üzerindeki etkisi azalır;
- iyileştirilmiş çalışma koşulları;
- daha iyi emprenye nedeniyle nispeten güçlü ürünler oluşturulur;
- nispeten ucuz ekipman.
CM'den ürünlerin tasarım ve uygulama özellikleri
Lifli dolgu maddelerine (FFM) dayalı kompozit malzemelerden ürünler tasarlarken, üretirken ve kullanıma sunarken, hiçbirBu malzeme sınıfında bulunan bir dizi özelliği dikkate almak gerekir:
a) VKM'nin fiziksel ve mekanik özelliklerinin anizotropisi.
Geleneksel malzemeler (çelik, dökme demir) ve dispersiyonla sertleştirilmiş CM'ler izotropik özelliklere sahipse, VCM'ler belirgin bir anizotropi özelliğine sahiptir. Lifli takviye ve matrisin özelliklerinde önemli bir farkla, VKM'nin farklı yönlerdeki özellikleri arasındaki oran değişebilir. Geniş bir aralıkta Xia: 3-5 kattan 100 kata veya daha fazlasına.
b) Tasarımcı, yapıları, geleneksel malzemelerden yapılan yapıları tasarlarken, levha şeklindeki yarı mamul ürünlerle ilgilenir. çelik, profil haddelenmiş ürünler, döküm vb. garantili tedarikçilerle com özellikleri. Görevi uygun yarı kumaş seçmektir. kats, fonksiyonel amaca göre geometriyi belirleme, ve bireysel parçaları bağlama yolları. Teknisyenin görevi, yapıcı bağlantının istenen şeklini, boyutlarını ve kalitesini sağlamaktır. elementler. Yarı mamul oluşturmanın tüm aşamalarında meydana gelen süreçlerin analizi, gerekli karakter seviyesine sahip bir malzeme elde edilmesi teristik, malzeme bilimcilerin yetkinliğine aittir. Bir Zamanlar geleneksel malzemelerden ürün elde etme sürecinin üç aşamaya ayrılması ve organizasyonel bölünmesi:
- malzeme bilimi- gerekli ha ile malzeme elde edilmesiözellikler;
- tasarım- yapısal ürünlerin tasarımı;
- teknolojik- Ürün ve makine imalatı.
Bu aşamalar zamanla ayrılır ve ilgisiz kabul edilebilir.tasarımcı, malzeme bilimcileri tarafından elde edilen malzemenin özelliklerine göre yönlendirilirse ve genel bir fikre sahipse, kendi aralarında modern teknolojilerin seviyesi hakkında.
CM'den yapıların üretimi, kural olarak, malzemenin oluşturulmasıyla tek bir teknolojik işlemde gerçekleşir. Aynı zamanda, senkronize ancak yapının imalatı ile karmaşık fiziko-kimyasal ve matrisin yapısının oluşumu ve toplam dönüşümleri, bunun takviye malzemesi ile etkileşimi ile ilişkili termofiziksel süreçler. Bunlara doğrudan mekanik fenomenler eşlik eder. malzemenin özelliklerini ve kompozitin taşıma kapasitesini etkileyenparçalar, yüksüz durumda kusurların oluşması üzerine. Bu nedenle, CM'den ürün tasarlayan bir tasarımcı, geliştirirken CM oluşturmak için malzeme bilimi ilkelerini bilmeli ve dikkate almalıdır. ve CM'den ürün elde etmek için teknolojik yöntemler. Yükleme ve çalışma koşulları hakkında tasarım bilgisi olmayan bir teknoloji uzmanı, VKM'den gelen ürünüm, KM ve geleneksel malzemeler arasındaki farkları etkin bir şekilde kullanarak ürünler üretemiyor, çünkü CM özellikleri, yapısal ve geometrik faktörlere (takviye elyaflarının ve matrisin hacim içeriği, katmanların sayısı ve düzeni ve vb.) önceden bilinmez. Bu nedenle, yaklaşım olmalıdıryapısal ve teknolojik ve bu organizasyonel özellikleri belirlerCM'den ürünlerin üretiminin fizibilitesi.
içinde)Tasarımın imalat aşamaları arasındaki yakın ilişki nedeniylegelenler KM - elde etmek için malzeme, yapı ve teknolojilerin oluşturulması - özel tasarım bürolarını kullanmak daha verimli hale gelir,tasarım ve teknolojik potansiyele sahip, donanımlıbilgisayar teknolojisi ve güçlü ama esnek deneysel üretimmülkiyet, çünkü her şey yapıcı kararlarçalışmak gerekliürünlerin prototipleri üzerinde test edin. Üretim organizasyonunda böyle bir kampanya, CM'lerin yaygın olarak kullanıldığı her sektörde olmalıdır.Uygulama: inşaat, ulaşım, havacılık, kimya malastik endüstrisi, elektrik endüstrisi vb. çünkü öncekigereksinimleri çok farklıdır.
G)Polimer CM'den parçalar tasarlarken, gereklidireksikliklerini dikkate alın:
Düşük kesme mukavemeti;
Düşük sıkıştırma performansı;
Artan sürünme;
PCM'nin nispeten düşük ısı direnci.
Düşük kesme ve temas mukavemeti nedeniyle PCM ürünlerinin ek yerlerine özel dikkat gösterilmelidir.
e)Limit durum problemlerine olan büyük ilgiye rağmen niya, güvenlik marjlarını belirlemek için güvenilir yöntemlerKM'den yapısal elemanlar, no. karmaşıklığı nedeniyle CM ürünlerinin gücü ile ilgili problemler, değeri deneysel testlerin sonuçlarının işlenmesinde yöntemlerin seçimi ny.
Şu anda, CM yapılarının gücünün değerlendirilmesi, aşağıdakileri içeren bir dizi testten oluşmaktadır:
%100 operasyonel yük testi;
Yapıyı yıkıma götüren seçici testlerniya.
Kalite güvencesi ve bu iki tür testin başarıyla tamamlanması istikrar sağlar teknolojik süreçler.
Son yıllarda, tahribatsız muayene yöntemleri kullanılarak her bir parçanın mukavemetinin ayrı ayrı değerlendirilmesi ön plana çıkmıştır.niya - ultrason, akustik emisyon vb.
e)KM'den parçalar üzerindeki toleransların ve uyumların belirlenmesi.
Çünkü CM ürünlerinde yüzey oluşumu çeşitli şekillerde (sarma, presleme, serme vb.) gerçekleşir ve bunlar çoğu zaman maruz kalmaz işleme, ardından sistemyüzey temizliği için lansmanlar ve gereksinimler çok inşa edilmelidir esnek. Benzer bir yaklaşım, başlangıç malzemelerinin parametrelerinin dağılımı ve bunların CM'deki oranı, teknolojik süreç sırasındaki görünümü ile ilişkili kütle dağılımının düzenlenmesine uygulanmalıdır. dolgu maddesinin yönüne göre değişen hacimler vb.
ve)Mühendislik ürünlerinin imalatında KM'ye geçiş, makine bileşenlerinin detaylandırılmasını etkiler. Çünkü dolandırıcılık malzemesi gelecekte işlenmesi istenmeyen belirli parçalar için akar, ardından tabii ki yükselir bireysel parçaları birleştirme sorunu. Üretim Yöntemleri metalden yapılmış makinelerin benzer bileşenleri, bu durumda ya maetkisiz veya hiç kabul edilemez. Bu bağlamda, tavsiye edilirdaha önce bir seriye bölünmüş olan CM'den komple bir montaj yapmak farklıdırdaha sonra ayrılabilir veya kalıcı bağlantılar kullanılarak bir ürüne monte edilen parçalar. Bu yön çok etkiliçünkü işçilik maliyetleri ve enerji maliyetleri azalır, ancak işletme maliyetleri azalır telsizler, teknolojik donanımların ve üretim sürecinin yeniden yapılandırılmasını gerektirmektedir.
Örneğin, 1970 yılında ABD'de binek otomobillerin seri üretimi otomobiller, astar için bir açıklığa sahip bir ön panel tanıtıldıradyatör, ilk kez KM sacdan yapılmıştır. aşağıya ek olarakağırlıkta %50 azalma, tüketimde önemli azalma sağlandı dov birkaç parçayı bir araya getirerek. Bu tek parça panel, birçok sac levha damgalama, mekanik işleme ve montaj, ilgili gerilimleri ortadan kaldırdıpy, formlar ve makine sıkıştırma cihazları. 16 birleştisac dövme ve enjeksiyonla kalıplanmış parçalar tek parça halinde itibaren KM. 1979'da 35'in üzerinde modelde arabalar Muhafazalar ve far soketleri dahil olmak üzere KM ön panelleri kullanılmaya başlandı, park lambaları, fren lambaları, dönüş sinyalleri ve konum lambaları.
h)CM kullanımının ekonomik verimliliğini belirlemeye yönelik yaklaşımları değiştirmek gereklidir. Kural olarak, ekonomik etkiCM uygulaması, "Tüketici" nezdinde incelikte bir artış şeklinde oluşur.ortak teknik, performans özellikleriürün, dayanıklılığı, bakım kolaylığı vb. Bu nedenle ekonomik etkisadece sistematik bir yaklaşım kullanılarak belirlenebilir, öğrenin gelenekselin değiştirilmesinin genel etkisinin tüm bileşenleri KM'de yeni malzeme ve geçiş yeni teknoloji imalatta nii ayrıntıları veya bir bütün olarak yapılar.
Belirtilen özellikleri dikkate alarak yalnızca bireysel bir yaklaşım metaller yerine CM kullanımına geçişi verimli hale getirir ve umut verici, gelişme için yeni ufuklar açan ve teknolojinin iyileştirilmesi.
Kompozit malzemelerin sınıflandırılması
Takviye dolgu malzemelerinin türüne göre modern CM'ler olabilir iki gruba ayrıldı:
dispersiyonla sertleştirilmiş;
lifli.
Dispersiyonla sertleştirilmiş Kompozit malzemeler (PCM), matrisinde ince dağılmış parçacıkların eşit olarak dağıldığı ve güçlendirme fazı rolünü oynamak üzere tasarlanmış malzemelerdir.Dağılmış dolgu partikülleri, özel teknolojik yöntemlerle matrise verilir. Parçacıklar, matris ile aktif olarak etkileşime girmemeli ve erime noktasına kadar içinde çözünmemelidir. Bu malzemelerde takviye fazı nedeniyle bir yapının oluşturulduğu ana yükü matris alır, bu da işleri zorlaştırır. dislokasyonların hareketi. Dispersiyonla sertleştirilmiş CM'ler izotropiktir. Onlara havacılık, roket bilimi vb. alanlarda kullanılır. faz ~%5-7'dir (tüpler, teller, folyo, çubuklar, vb.).
Dağınık parçacıkların matrise dahil edilmesinden kaynaklanan sertleştirme etkisinin mekanizması, farklı DUCM türleri için farklılık gösterir.
1) Dispersiyonla güçlendirilmiş kompozit malzemeler "plastik matris - kırılgan dolgu maddesi"
Bu tür malzemeler için matris, örneğin şu metallerle temsil edilebilir: Al, Ag, Cu, Ni, Fe, Co, Ti. Oksitlerden (Al203; Si02; Cr203; ThO2; TiO2), karbürlerden (SiC; TiC), nitrürlerden (Si3N4; AlN), boritlerden (TiB2; CrB2; ZrB) oluşan bileşikler 2).
Deneysel verilere dayanarak, dolgu malzemesi için aşağıdaki gereksinimler, güçlendirme aşaması olarak en verimli şekilde kullanılmasını sağlamak için formüle edilebilir. Sahip olmalı:
yüksek refrakterlik ( t pl . > 1000 ° İLE BİRLİKTE);
Yüksek sertlik ve yüksek esneklik modülü;
Yüksek dağılım (özgül yüzey alanı - S sp≥ 10 m 2/gr);
Üretim ve operasyon sürecinde dağılmış parçacıkların birleşmesi (füzyonu) olmamalıdır;
Dağılmış parçacıkların metal matrise difüzyon hızının düşük bir değeri olmalıdır.
sertleştirme mekanizması kompozit malzemeler "plastik matris - kırılgan dolgu maddesi".
Sertleşme, dislokasyon mekanizmasına göre ilerler: eğer parçacıklar arasındaki mesafe yeterliyse, dislokasyon, kesme geriliminin etkisi altında aralarında bükülür, bölümleri her bir parçacığın arkasına kapanır ve parçacıkların etrafında ilmekler oluşturur. Dislokasyon döngüleri arasındaki bölgelerde, parçacıklar arasında yeni dislokasyonların itilmesini zorlaştıran elastik bir stres alanı ortaya çıkar (Şekil 1). Bu, bir çatlağın çekirdekleşmesine (başlangıcına) karşı dirençte bir artış sağlar.
Pirinç. bir tane. Plastik bir matriste dislokasyon döngülerinin oluşum sürecinin şematik gösterimi:
1 – dağılmış parçacıklar; 2 - çıkık hatları; 3 – dislokasyon döngüleri; 4 – elastik gerilme alanı;
d dolgu partikül boyutudur; L bitişik dolgu parçacıkları arasındaki mesafedir;
τ kayma gerilmelerinin yönüdür.
Fiş kompozit malzemeler "plastik matris - kırılgan dolgu maddesi".
Genel durumda, "plastik matris - kırılgan dolgu maddesi" tipinde DUCM elde etmek için teknolojik işlemlerin sırası aşağıdaki gibidir:
a) Kompozit tozun elde edilmesi;
b) Basmak;
c) Sinterleme;
d) Yarı mamulün deformasyonu;
e) Tavlama.
2) Dispersiyonla güçlendirilmiş kompozit malzemeler "gevrek matris - plastik dolgu"
Bu tür DCCM'lerin yapısı, içinde eşit olarak dağılmış metal dolgu parçacıkları içeren bir seramik matris ile temsil edilir. Bu kompozitler sermet sınıfına aittir. Bitişik parçacıklar arasındaki mesafe, hacim oranları değiştirilerek belirlenir ve takviyenin etkisi, parçacık içeriği hacimce %15-20 olduğunda ortaya çıkabilir.
Seramik faz olarak, refrakter oksitler ve bazı refrakter oksit olmayan bileşikler kullanılabilir: Al 2 O 3, 3Al 2 O 3∙ 2SiO2 , Cr2O3 , ZrO2 , ThO2 , Y2O3 , Si3N4 , TiN , ZrN , BN, ZrB2 , TiB2 , NbB2 , HfB2 . Metal faz olarak - Fe, Co, Ni, Si, Cu, W, Mo, Cr, Nb, Ta, V, Zr, Hf, Ti. Bir bileşik elde etmek için her bir spesifik sermet çiftinin seçimi, çiftin en eriyebilir bileşeninin erime sıcaklığını aşmayan bir sıcaklıkta katı faz etkileşiminin bir sonucu olarak kararlı bir arayüz oluşturma olasılığından kaynaklanmaktadır. ötektik bir eriyik oluşumu.
Kompozit malzemelerin "kırılgan matris - plastik dolgu" tahribatını önleme mekanizması .
Bu tür kompozitlerin imha süreci şartlı olarak iki aşamaya ayrılabilir. İlk aşamada, yükleme sırasında, matriste artan stres konsantrasyonu nedeniyle ilk olarak gevrek kırılma başlar. mikro heterojenlikler yapısı: mikro gözenekler, tane sınırları, büyük eşit olmayan taneler. Belirli bir kritik gerilim düzeyine ulaşıldığında çatlak başlar.
İkinci aşamada, yayılan bir çatlak plastik metal parçacıklarla etkileşime girer (Şekil 2): ucunda maksimum gerilimler etki eder, bu da metal parçacıkların deformasyonuna, uzamasına ve kırılmasına yol açar. Bu durumda, bu kompozitin yok etme işi, takviyesiz bir malzeme için bu özelliğe kıyasla önemli ölçüde artar. Bu, çatlak cephesine giren tüm parçacıkların plastik deformasyon işi için çatlak enerjisinin maliyeti nedeniyle oluşur. Sonuç olarak, kenarları sünek metalden yapılmış "bağlantı köprüleri" ile örtüştüğü için çatlak gelişimine karşı direnci artar.
Pirinç. 2. Kırılgan bir matriste kırılmayı önleme sürecinin gösterimi:
1 – çatlak cephesinin önündeki metal parçacıklar; 2 - "iletişim köprüleri" oluşturuldu deforme olmuş
metal parçacıklar; 3 – yok edilmiş metal parçacıkları; 4 – çatlak kenarları;σ R- çekme gerilmeleri
Fiş kompozit malzemeler "gevrek matris - plastik dolgu".
Aşağıdakileri elde etmek için kullanılan teknolojik işlemlerin sırası:
a) Kompozit bir toz karışımının elde edilmesi;
b) Bir organik bağlayıcının karışımına giriş;
c) Basmak;
d) Organik bağlayıcının çıkarılması;
e) Sinterleme;
f) İşleme.
Bileşen tozlarının bir karışımının sıkıştırılabilirliğini (plastikleştirmesini) sağlamak için, bazılarının bir çözeltisiyle karıştırılarak bir organik bağlayıcı eklenir. organik madde(polivinil alkol, polivinil bütiral, etilen glikol, kauçuk vb.) ve ardından solventi uzaklaştırmak için kurutulur. Bu işlemin bir sonucu olarak, toz karışımın her bir parçacığı ince bir plastikleştirici tabakası ile kaplanır. Daha sonra kalıba dökülen toz karışıma presleme basıncı uygulandığında, tanecikleri plastikleştirici ara tabakalar boyunca bağlanır. Ürünlerin vakumda veya alümina veya karbon siyahından oluşan bir toz dolguda ısıl işlemden geçirilmesinden sonra, bağlayıcı belirli bir sıcaklıkta uzaklaştırılır. termal yıkım veya yanma (300 - 400° İLE BİRLİKTE). Organik bağlayıcının uzaklaştırılmasından sonra, ürün hacmindeki parçacıklar esas olarak sürtünme kuvvetleri nedeniyle tutulur. Kompozitin sinterleme sıcaklığı, seramik matrisin sinterleme sıcaklığı ile sınırlıdır. Nötr gazlı ortamlarda (argon, helyum) veya vakumda gerçekleştirilir. Gerekirse, sinterlenmiş malzeme bir elmas alet kullanılarak işlenir.
lifli KMtakviye dolgu tipine göre sınıflandırılabilir. İmalatlarında yüksek mukavemetli cam, karbon, bor, organik lifler, metal teller, bir takım karbürlerin bıyıkları, oksitler, nitritler, vb.
Takviye malzemeleri monofilamentler, iplikler, demetler, ağlar, kumaşlar, bantlar, kanvaslar şeklinde kullanılır. Fibröz CM'ler ayırt edilebilirayrıca takviye yöntemiyle: yönlendirilmiş ve stokastik (rastgele). İlk durumda, kompozitler açıkça tanımlanmış bir özellik anizotropisine sahiptir; ikincisinde, yarı izotropiktirler. Hacim fraksiyonu lifli CM'de dolgu maddesi %60-70'tir.
matris türüne göre kompozitler şunlardır:
Polimer (PCM);
Maden (MKM);
Seramik (KKM);
- karbon-karbon(UUKM).
Polimer kompozit malzemeler - BT heterofazikkatı, sıvı veya gaz halindeki dolgu maddelerinin rasgele veya belirli bir sırada dağıldığı sürekli polimerik faza (matris) sahip kompozit malzemeler. Bu maddeler, matris hacminin bir kısmını doldurur, böylece kıt veya pahalı ham maddelerin tüketimini azaltır ve (veya) bileşimi değiştirerek, gerekli nitelikler, teknolojik üretim ve işleme süreçlerinin amacı, özellikleri ve ayrıca ürünlerin çalışma koşulları nedeniyle. Onlara plastiklerin büyük çoğunluğunu içerir, kauçuklar, boyalar ve vernikler, polimer bileşikleri, yapıştırıcılar vb.
Polimer matrisin tipine bağlı olarak dolgulu termoplastikler, termoplastikler (göre polietilen, polivinil klorür, kapron vb.), sentetik reçineler (polyester, epoksifenolik ve benzeri.) ve kauçuklar . Dolgu maddesinin türüne bağlı olarak PCM, parçacık dolgulu plastiklere (dolgu maddesi - kıyılmış lif dahil olmak üzere çeşitli şekillerde dağılmış parçacıklar) ayrılır. takviyeli plastikler(sürekli lifli yapıya sahip bir takviye dolgu maddesi içerir), gazla doldurulmuş plastikler, yağ dolu kauçuklar; dolgu maddesinin doğasına göre dolgulu polimerler asboplastikler (dolgu-asbest), grafit tabakalar (grafit), ahşap laminatlar(ahşap kaplama), fiberglas (fiberglas), karbon fiber (karbon fiber), organoplastikler (kimyasal fiberler), boroplasti(bor fiber), vb. yanı sıra hibrit veya polifiber plastikler (farklı liflerin dolgu-kombinasyonu).
Üretim yöntemine göre, PCM elde edilenlere ayrılabilir: yerleştirme, sarma, pultrüzyon, presleme vb.