Umumiy fikr: Materiallar, energiya va axborot zamonaviy fan va texnologiyaning uchta ustunidir va materialshunoslik bugungi kunda dunyodagi yetakchi fanlardan biridir. Kompozit materiallar materiallar sohasida ko'tarilgan yulduz bo'lib, ularning paydo bo'lishi metall materiallar, noorganik metall bo'lmagan materiallar, polimer materiallar va kompozit materiallarning birgalikda yashash namunasini shakllantirib, materiallar sanoatida sezilarli o'zgarishlarga olib keldi. Kompozit materiallarning keng qamrovli va to'liq ta'rifi quyidagicha: Kompozit materiallar - kompozitsion jarayonlar orqali birlashtirilgan organik polimerlar, noorganik metall bo'lmagan yoki metallar kabi har xil turdagi materiallardan tashkil topgan yangi turdagi materialdir. Ular kompozit effektlar orqali asl komponentlar ega bo'lmagan xususiyatlarni olishda asl komponent materiallarining asosiy xususiyatlarini saqlab qolishlari mumkin; Har bir komponentning ishlashi material dizayni orqali bir-biri bilan to'ldirilishi va bog'lanishi mumkin, bu esa yangi yuqori ko'rsatkichlarga ega bo'ladi.
Boshqalarning kuchli tomonlariga asoslangan kompozitsion materiallar materiallarning rivojlanish yo'nalishini ifodalaydi. Ko'pgina mutaxassislar insoniyat sintetik materiallar davridan kompozit materiallar davriga kirgan deb hisoblashadi va bu taklif ma'lum ilmiy asosga ega. Keng qamrovli ko'rsatkichlar uchun turli xil yuqori talablarga javob beradigan yangi materialni sintez qilish juda qiyin. Agar kimdir qoniqarli materialni o'z vaqtida ishlab chiqmoqchi bo'lsa, laboratoriyadan chuqur ishlab chiqarishgacha bo'lgan tsikl ham juda uzoq. Ammo mavjud materiallar birlashtirilsa, talablarni qondirish osonroq bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, kompozit materiallar anizotrop materiallar bo'lib, materiallardan foydalanish uchun mustahkamlovchi tolalarni joylashtirish haqiqiy stress holatiga qarab ishlab chiqilishi mumkin, bu esa umumiy izotrop materiallar bilan erishib bo'lmaydigan materiallarni tejash imkonini beradi. Kompozit materiallarning yuqori ishlashi tufayli ular dunyoning rivojlangan mamlakatlari tomonidan e'tiborga sazovor bo'ldi va yangi materiallar sohasida rivojlanishning ustuvor yo'nalishlaridan biri sifatida tanlandi, bu kompozit materiallarning ahamiyatini to'liq ko'rsatadi.
Ko'pgina qatronlar asosidagi kompozit materiallar atmosfera muhitida, suv yoki dengiz suviga botiriladi yoki er ostiga ko'miladi. Ba'zilari turli xil erituvchilar uchun saqlash tanklari sifatida ishlatiladi. Havo, suv, kimyoviy muhit, yorug'lik, nurlanish va mikroorganizmlar ta'sirida ularning kimyoviy tarkibi, tuzilishi va turli xossalari turli xil o'zgarishlarga uchraydi. Ko'pgina hollarda, harorat va stress holati ushbu kimyoviy reaktsiyalarga, ayniqsa yuqori harorat va yuqori haroratli havo oqimi eroziyasiga bardosh berishi kerak bo'lgan og'ir muhitda ishlaydigan aerokosmik transport vositalari va ularning dvigatel qismlari uchun muhim ta'sir ko'rsatadi. Ularning kimyoviy barqarorligi hal qiluvchi ahamiyatga ega.
Polimer, qatronlar asosidagi kompozit materiallarning matritsasi sifatida, turli yo'llar bilan kimyoviy parchalanishi mumkin. Bu korroziy kimyoviy moddalar bilan o'zaro ta'sir qilish orqali yoki bilvosita stressni, shu jumladan termal degradatsiya, radiatsiya degradatsiyasi, mexanik buzilish va biodegradatsiyani yaratish orqali sodir bo'lishi mumkin. Polimer matritsaning o'zi organik modda bo'lib, u eroziyalanishi, shishishi, eritilishi yoki organik erituvchilar tomonidan tizimning stressli korroziyasiga olib kelishi mumkin. Stressli korroziya deb ataladigan narsa ma'lum organik erituvchilar bilan o'zaro ta'sirlashganda stressga duchor bo'lgan materiallarning muddatidan oldin ishdan chiqishini anglatadi. Bunday stress foydalanish paytida yoki ishlab chiqarish texnologiyasidagi muayyan cheklovlar tufayli qo'llanilishi mumkin.
Har xil turdagi substratlarga ko'ra, materiallarning turli xil kimyoviy moddalarga sezgirligi farq qiladi. Umumiy shisha tolali mustahkamlangan plastmassalar kuchli kislotalar, tuzlar va esterlarga chidamli, ammo gidroksidi emas. Umuman olganda, odamlar suvning moddiy xususiyatlarga ta'siriga ko'proq e'tibor berishadi. Suv, odatda, qatronlar asosidagi kompozit materiallarning dielektrik kuchining pasayishiga olib kelishi mumkin. Suvning ta'siri materialning kimyoviy bog'lanishlari uzilganda yorug'likning tarqalishi va shaffofligini keltirib chiqaradi, bu ham mexanik xususiyatlarga muhim ta'sir qiladi. Yelimlanmagan yoki faqat issiqlik bilan ishlov beriladigan shisha tolali epoksi qatroni yoki poliester qatronidan tashkil topgan kompozit materiallarning kuchlanish kuchi, kesish kuchi va egilish kuchi qaynoq suvdan sezilarli darajada ta'sir qiladi. Birlashtiruvchi vositalardan foydalanish bu yo'qotishni sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Suv va turli xil kimyoviy moddalarning ta'siri harorat, aloqa vaqti, shuningdek, kuchlanishning kattaligi, matritsaning xususiyatlari va mustahkamlovchi materialning geometrik tuzilishi, xususiyatlari va oldindan ishlov berish bilan bog'liq. Bundan tashqari, u kompozit materialning sirt holatiga ham bog'liq va tolali uchlari ochiq bo'lgan material shikastlanishga ko'proq moyil bo'ladi.
Polimerlarning termal degradatsiyasining bir nechta usullari va yo'llari mavjud, ular orasida bir vaqtning o'zida bir nechta rejimlar paydo bo'lishi mumkin. Agar polimer zanjirining to'liq uzilishiga "fermuar" tipidagi depolimerizatsiya mexanizmi sabab bo'lishi mumkin bo'lsa, bir vaqtning o'zida uchuvchi past molekulyar moddalar ishlab chiqarilishi mumkin. Boshqa usullar orasida yuqori molekulyar og'irlikdagi mahsulotlarni yoki filial zanjirlarini ajratish uchun polimer zanjirlarining tartibsiz uzilishi, shuningdek, tsiklik molekulyar zanjir tuzilmalarining mumkin bo'lgan shakllanishi kiradi. Plomba moddalarining mavjudligi polimerlarning degradatsiyasiga ta'sir qiladi va ba'zi metall plomba moddalari, ayniqsa aerobik muhitda katalitik ta'sir orqali parchalanishni tezlashtirishi mumkin. Qatronlar asosidagi kompozit materiallarning yonishi va degradatsiyasi ishlab chiqarilgan uchuvchi moddalar bilan bog'liq va odatda yonish xavfini kamaytirish uchun olovni to'xtatuvchi moddalar qo'shiladi. Ba'zi polimerlar yuqori harorat sharoitida issiqlikka chidamli koks qatlamini ishlab chiqarishi mumkin. Ushbu polimerlar neylon, polyester tolalar va boshqalar bilan qo'shilganda, bu armaturalarning parchalanishi issiqlikni olib tashlaydigan va kuygan polimerni sovutadigan, issiqlikka chidamliligini yanada yaxshilaydigan va kompozit materialni mukammal mexanik xususiyatlarga ega bo'lgan uchuvchi moddalar ishlab chiqarishga olib keladi. yaxshi seysmik qarshilik kabi xususiyatlar.
Ko'pgina polimerlar ultrabinafsha nurlanish yoki boshqa yuqori energiyali nurlanishlar ta'sirida shikastlanadi va mexanizm yorug'lik va nurlanish energiyasi atomlar orasidagi kovalent bog'lanish energiyasidan oshib ketganda molekulyar zanjirlar uziladi. Qo'rg'oshin bilan to'ldirilgan polimerlar yuqori energiyali nurlanishning oldini olish uchun ishlatilishi mumkin. Ultraviyole nurlanish odatda ko'proq e'tiborni tortadi va tez-tez iste'mol qilinadigan qo'shimchalar ultrabinafsha nurlanishni yutuvchi yoki aks ettiruvchi uglerod qora, sink oksidi va titan dioksidini o'z ichiga oladi.
Mexanik buzilish yana bir buzilish mexanizmi bo'lib, unda kuchlanish kuchayishi chastotasi tarjima orqali bog'lanishning javob qobiliyatidan oshib ketganda, bog'lanishning uzilishi sodir bo'ladi va natijada paydo bo'lgan erkin radikallar keyingi bosqichning degradatsiya rejimiga ham ta'sir qilishi mumkin. Qattiq va mo'rt polimer matritsalari past deformatsiyaga ega bo'lib, zanjir uzilishi yoki uzilishisiz mo'rt sinishi mumkin, yumshoqroq, lekin yopishqoqroq polimer matritsalari asosan mexanik ravishda parchalanadi.
Elyaf bilan mustahkamlangan kompozit materiallar ko'pchilikning e'tiborini tortdi va muhim xususiyatlarga ega. Metall materiallar yoki boshqa noorganik materiallar bilan solishtirganda, u engil vazn, yuqori o'ziga xos kuch, korroziyaga chidamlilik, elektr izolyatsiyasi, lahzali ultra yuqori haroratga chidamlilik, sekin issiqlik o'tkazuvchanligi, ovoz yalıtımı, suv o'tkazmaydigan, oson rang berish kabi afzalliklarga ega va elektromagnitni uzata oladi. to'lqinlar. Bu funktsional va strukturaviy xususiyatlarni birlashtirgan yangi materialdir.
Shisha tolali mustahkamlangan kompozit material (odatda "shisha tolasi" deb nomlanadi) erta ishlab chiqilgan kompozitsion materialdir. Bu shisha tolasi va uning mahsulotlarini mustahkamlovchi materiallar sifatida, matritsa sifatida termoset yoki termoplastik qatronlar va ma'lum kalıplama jarayonlaridan foydalangan holda qilingan strukturadir. Uning ilmiy nomi shisha tolali mustahkamlangan plastmassadir. 1958 yilda sobiq qurilish materiallari vaziri Lay Jifa mashhur va yorqin "shisha tolali" nomini taklif qildi, bu endi sanoatdagi tengdoshlar tomonidan ham mahalliy, ham xalqaro miqyosda tan olingan.
Ushbu turdagi shisha tolali kompozit materiallarning konstruktsiyasini tahlil qilish orqali an'anaviy materiallar bilan taqqoslaganda, kompozit materiallar quyidagi xususiyatlarga ega.
① Materiallarning dizaynga yaroqliligi va kompozit materiallarning ko'p darajali tuzilishi kompozit materiallar va ularning tuzilmalarini loyihalashda katta moslashuvchanlikni keltirib chiqaradi. Kompozit materiallarning mexanik, mexanik, termal, akustik, optik, elektr, korroziyaga qarshi, qarishga qarshi va boshqa fizik-kimyoviy xususiyatlari qismlardan foydalanish talablariga va atrof-muhit sharoitlariga javob berishi mumkin. Komponent materiallari, qatlam dizayni, interfeysni boshqarish va boshqa materiallarni loyihalash vositalarini tanlash va moslashtirish orqali kutilgan maqsadga erishish uchun muhandislik uskunalaridan foydalanish samaradorligini maksimal darajada oshirish mumkin.
② Yuzaki va strukturaviy korroziyaga chidamliligini ta'minlay oladigan kompozit materiallar mukammal korroziyaga chidamliligini, shuningdek, strukturaviy korroziyaga chidamliligiga erishish uchun strukturaviy materiallar kabi mukammal mexanik xususiyatlarni ta'minlaydi. Shu bilan birga, korroziyaga qarshi qoplamalar, kauchuk qoplama plitalari va gil qoplama bloklari (kislota chidamli chinni plitalar, quyma tosh plitalar, granit bloklari va boshqalar) kabi oddiy korroziyaga qarshi materiallar faqat korroziyaga qarshi qatlamlar sifatida ishlatilishi mumkin. Ushbu korroziyaga qarshi qatlamlar shikastlangandan so'ng, strukturaning himoyalangan qismlari korroziyaga uchraydi va shikastlanadi, bu esa asosiy tuzilishdagi xavfsizlik xavfiga olib keladi.
③ Kompozit materiallarning konstruktiv dizayni material dizaynini o'z ichiga oladi. An'anaviy materiallarning konstruktiv dizaynida faqat talablarga muvofiq standartlashtirilgan materiallarni tanlash kerak. Kompozit materiallar konstruksiyalarini loyihalashda materiallar konstruktiv dizayner tomonidan loyihalash shartlaridan kelib chiqqan holda loyihalashtiriladi. Yuqorida aytib o'tilganidek, kompozit tuzilmalar ko'pincha material va tuzilish bilan bir vaqtda shakllanadi va material ham dizaynga ega. Shuning uchun kompozit materialning konstruktiv dizayni - bu material dizaynini o'z ichiga olgan yangi turdagi strukturaviy dizayn. Buni ham moddiy, ham konstruktiv jihatdan ko'rib chiqish mumkin. Dizaynerlar strukturaning xususiyatlaridan kelib chiqqan holda, turli xil kuchlanish holatlariga ko'ra, strukturaning turli qismlari uchun turli xil xususiyatlarga ega kompozitsion materiallarni loyihalashlari mumkin.
④ Materiallar xususiyatlarining kompozit texnologiyaga bog'liqligi: Komponent materiallarning fizik va kimyoviy o'zgarishlari kompozit materiallar konstruktsiyalarini shakllantirish jarayonida sodir bo'ladi. Turli xil shakllantirish jarayonlarida qo'llaniladigan turli xil xom ashyo turlari, mustahkamlovchi materiallar, tolaning hajmi va yotqizish sxemalari ham har xil. Turli shakllanish jarayonlarida ishlatiladigan xom ashyo turlari, mustahkamlovchi materiallarning shakllanishi, tolaning hajmi va yotqizish sxemalari ham har xil. Shuning uchun komponentlarning ishlashi jarayon usullari, jarayon parametrlari va ishlab chiqarish jarayonlariga juda bog'liq. Bundan tashqari, qoliplash jarayonida jarayon parametrlarini to'g'ri nazorat qilish qiyinligi sababli, kompozit komponentlarning ishlash dispersiyasi odatda muhim ahamiyatga ega. Kompozit materiallar tuzilmalari uchun struktura va materiallar birlashtirilganligi sababli, qoliplash va ishlab chiqarish orqali turli xil strukturaviy shakllarga erishish va hatto strukturaning umumiy dizaynini amalga oshirish nisbatan oson. Ushbu ustunlikni amalga oshirish kompozit materiallar konstruktsiyasini loyihalash va ishlab chiqarish jarayonini loyihalashning yaqin integratsiyasiga tayanadi. Oqilona konstruktiv dizayn ishlab chiqarish jarayonlarining imkoniyatlarini hisobga olishi kerak va ishlab chiqarish jarayonini loyihalash strukturaning optimal dizaynini maksimal darajada ta'minlashi kerak.
⑤ Mexanik tahlil nuqtai nazaridan, kompozit materiallar va an'anaviy materiallar (masalan, metall materiallar) o'rtasidagi muhim farq shundaki, ikkinchisi bir hil va izotrop, birinchisi esa heterojen va anizotrop hisoblanadi. Bir xillik deb ataladigan narsa ob'ekt ichidagi har bir nuqtaning ishlashi bir xil bo'lishini anglatadi, ya'ni ob'ektning ishlashi uning ichki holatiga bog'liq emas; Va heterojenlik mutlaqo teskari. Izotropiya deb ataladigan narsa ob'ekt ichidagi nuqtada barcha yo'nalishlarda bir xil ishlashni anglatadi; Va anizotropiya nuqtaning ishlashi uning yo'nalishiga bog'liqligini ko'rsatadi. Kompozit materiallarning kuchli anizotropiyasi va heterojenligi tufayli tashqi kuchlar ta'sirida ularning deformatsiya xususiyatlari umumiy izotrop materiallarnikidan farq qiladi. Tashqi kuch ko'pincha bir nechta asosiy deformatsiyalarga olib kelishi mumkin va bir qatlamli va laminatlangan panellarning kuchi va turli parametrlari yo'nalish funktsiyalari hisoblanadi. Shuning uchun kompozit materiallarning mexanik xususiyatlarini o'rganishda ularning murakkabligi va o'ziga xosligiga e'tibor berish kerak. Strukturaviy dizaynda, strukturadagi maksimal kuchlanishni hisobga olishdan tashqari, materialning anizotropik xususiyatlarida aks ettirilgan zaif bog'lanishlarga ham e'tibor qaratish lozim, bu asosan kesish va ko'ndalang xususiyatlar tolaga qaraganda ancha zaifdir. yo'nalish xususiyatlari.
⑥ Korroziyani oldini olish uchun ishlatiladigan kompozit materiallarning tarkibiy xususiyatlari tufayli kompozit materiallardan tayyorlangan buyumlar yoki qismlar bir vaqtning o'zida mukammal korroziyaga chidamlilik, elektr o'tkazuvchanlik (o'tkazuvchanlik yoki izolyatsiya) va issiqlik ko'rsatkichlariga (issiqlik o'tkazuvchanligi yoki izolyatsiyasiga) ega bo'lishi mumkin. Misol uchun, shisha tolali va qatron materiallarining o'zlari elektr izolyatsiyasi va issiqlik izolyatsiyasi materiallari bo'lib, mukammal elektr izolyatsiyasi va issiqlik izolyatsiyasi xususiyatlariga ega. Biroq, biz korroziyaga qarshi qatronga o'tkazuvchan yoki issiqlik o'tkazuvchan komponentlarni haqiqiy ehtiyojlarga muvofiq kiritishimiz mumkin, shuning uchun kompozit material tegishli o'tkazuvchan yoki issiqlik o'tkazuvchan xususiyatlarga ega.
⑦ Korroziyaga qarshi kompozit materiallarning yaxshi sirt ishlashiga ishlab chiqarish jarayonida shablonning sirt holatini, sirt qatlami qatroni va mustahkamlovchi materiallarning xilma-xilligini va ishlab chiqarish jarayonini sozlash orqali erishish mumkin, bu esa korroziyaga qarshi juda silliq sirt hosil qiladi. korroziyaga qarshi kompozitsion mahsulotlar. Va sirtni hidrofobiklik, oleofoblik, aşınma qarshilik, issiqlik o'tkazuvchanligi, elektrostatik o'tkazuvchanlik va ehtiyojlarga ko'ra miqyosga qarshi kurashish kabi maxsus xususiyatlarga ega bo'ling.
Yuqoridagi tarkib kompozit materiallarning umumiy xususiyatlarini umumlashtiradi. Agar kompozit materiallar an'anaviy materiallar bilan taqqoslansa, kompozit materiallar quyidagi afzalliklarga ega ekanligini aniqlash mumkin.
① Yuqori o'ziga xos kuch va yuqori o'ziga xos modulga ega bo'lgan tolali kompozit materiallarning eng katta afzalligi ularning yuqori o'ziga xos kuchi va yuqori o'ziga xos modulidir. Maxsus quvvat materialning mustahkamligi va uning zichligiga nisbatini bildiradi, xususiy modul esa material modulining uning zichligiga nisbatini bildiradi. Maxsus kuch va o'ziga xos modul strukturaviy materiallarning yuk ko'tarish qobiliyatini o'lchash uchun muhim ko'rsatkichdir. Aviatsiya, aerokosmik, avtomobillar, poezdlar, kemalar va boshqa harakatlanuvchi tuzilmalardagi konstruktiv qismlar uchun ular juda muhim ko'rsatkichlardir, ya'ni yaxshi ishlash va engil vaznga ega bo'lgan tuzilmalarni yasash mumkin. Kimyoviy asbob-uskunalar va qurilish loyihalari uchun yuqori o'ziga xos kuch va modulga ega bo'lgan materiallar o'z vaznini kamaytirishi, ko'proq yuklarga bardosh berishi va seysmik chidamliligini oshirishi mumkin.
② Charchoqqa qarshi yaxshi ishlash. Charchoq etishmovchiligi - o'zgaruvchan yuk ostida materiallarda yoriqlar paydo bo'lishi va tarqalishi natijasida yuzaga keladigan past kuchlanish buzilishi. Charchoqning shikastlanishi Xan etnik guruhi orasida samolyot halokatlarining asosiy sabablaridan biridir. Kompozit materiallarning tolalar yo'nalishi bo'yicha kuchlanishdagi charchoq xususiyatlari metallarga qaraganda ancha yaxshi. Metall materiallarning charchoq buzilishi asta-sekin ichkaridan tashqariga ortadi va keyin birdan kengayadi. Kompozit materiallarning charchoq buzilishi har doim tolalar yoki matritsaning zaif bo'g'inlaridan boshlanadi va asta-sekin bog'lash yuzasiga tarqaladi. Ko'p zararlar mavjud bo'lganda va hajmi katta bo'lsa, zarardan oldin aniq belgilar mavjud bo'lib, ularni o'z vaqtida aniqlash va choralar ko'rish mumkin. Metall materiallarning charchoqqa chidamliligi chegarasi odatda valentlik kuchining 30% -50% ni tashkil qiladi. Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan qatronlar asosidagi kompozit materiallarning charchoqqa chidamliligi chegarasi ularning valentlik kuchining 70% -80% ni tashkil qiladi. Shu sababli, uzoq muddatli o'zgaruvchan yuk sharoitida ishlaydigan kompozit materiallardan tayyorlangan komponentlar uzoqroq xizmat qilish muddati va shikastlanishdan ko'proq xavfsizlikka ega.
③ Yuk ko'taruvchi strukturaning damping ko'rsatkichi nafaqat uning shakliga bog'liq, balki strukturaviy materialning o'ziga xos modulining kvadrat ildiziga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Shunday qilib, kompozit materiallar yuqori tabiiy chastotaga ega. Shu bilan birga, kompozit materiallarning matritsali tolali interfeysi tebranish energiyasini yutish qobiliyatiga ega, buning natijasida materialning tebranishini pasaytirish yuqori bo'ladi. Bir xil o'lchamdagi nurlar ustida olib borilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, alyuminiy qotishma nurlari tebranishni to'xtatish uchun 9 soniya kerak bo'lsa, uglerod tolasi / epoksi kompozit nurlari tebranishni to'xtatish uchun faqat 2,5 soniya kerak bo'ladi. Ushbu misol muammoni tushuntirish uchun etarli. Aramid kompozit materiallarining zarba assimilyatsiya qilish ko'rsatkichlari uglerod tolali kompozit materiallardan yaxshiroqdir.
④ Kompozit materiallarning shikastlanish xavfsizligi yaxshi. Kompozit materiallarning shikastlanishi an'anaviy materiallar kabi birdaniga sodir bo'lmaydi, lekin matritsaning shikastlanishi, interfeysdagi delaminatsiya, tolaning sinishi va boshqalar kabi bir qator jarayonlardan o'tadi. Komponent haddan tashqari yuklanganda va oz miqdorda tolalar singanida, yuk qisqa muddatda butun komponentning yuk ko'tarish qobiliyatini yo'qotmaslik uchun matritsaning uzatilishi orqali tezda shikastlanmagan tolalarga qayta taqsimlanadi.
⑤ Ko'p ishlatiladigan shisha tolali mustahkamlangan termoset kompozitsion materiallar (odatda termosetli shisha tolali shisha deb nomlanadi) yaxshi kimyoviy korroziyaga chidamliligiga ega va odatda kislota, suyultirilgan ishqor, tuz, organik erituvchilar, dengiz suvi va namlikka chidamli. Shisha tolali termoplastik qatronlar asosidagi kompozit materiallar (odatda termoplastik shisha tolali shisha deb ataladi) odatda termosetlash materiallariga qaraganda yaxshiroq kimyoviy korroziyaga chidamliligiga ega. Umuman olganda, kimyoviy korroziyaga qarshilik asosan substrat tomonidan belgilanadi. Shisha tolasi gidroflorik kislota kabi ftoridlarga chidamli emas. Hidroflorik kislota kabi ftoridlar uchun mos bo'lgan kompozit materiallar mahsulotlarini ishlab chiqarishda mahsulotdagi muhit bilan aloqa qiladigan sirt qatlamining mustahkamlovchi materiali shisha tolasidan foydalana olmaydi. To'yingan poliester yoki polipropilen (nagiz) ishlatilishi mumkin va matritsa ham gidroflorik kislota qatronidan foydalanishi kerak.
⑥ Yaxshi elektr xususiyatlariga ega bo'lgan qatronlar asosidagi kompozit materiallar asboblar, motorlar va elektr jihozlarida izolyatsiyalash komponentlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan ajoyib izolyatsiya materiallaridir. Ular nafaqat elektr jihozlarining ishonchliligini oshiribgina qolmay, balki xizmat muddatini ham uzaytira oladi. Ular yuqori chastotada yaxshi dielektrik xususiyatlarni saqlab turishi mumkin, elektromagnit to'lqinlarni aks ettirmaydi va yaxshi mikroto'lqinli shaffoflikka ega. Hozirgi vaqtda ular samolyotlar, kemalar va yer usti radar qoplamalarini ishlab chiqarish uchun konstruktiv materiallar sifatida keng qo'llaniladi.
⑦ Qatronlar asosidagi kompozit materiallar yaxshi issiqlik ko'rsatkichlariga, past issiqlik o'tkazuvchanligiga, chiziqli kengayishning kichik koeffitsientiga ega va harorat farqi mavjud bo'lganda metallarga qaraganda kamroq termal stress hosil qiladi. Ular ajoyib izolyatsiya materialidir. Fenolik qatronlar asosidagi kompozit materiallar bir zumda yuqori haroratga chidamli bo'lib, termal himoya va issiqlikka chidamli eroziya uchun ideal material bo'lib xizmat qilishi mumkin. Ular raketalar, raketalar va kosmik kemalarni 2000 darajadan yuqori haroratli va yuqori tezlikdagi havo oqimining tozalash ta'siridan samarali himoya qila oladi. Bunga qo'shimcha ravishda, qatron matritsasi materiallarining dizayni tufayli, issiqlik o'tkazuvchanligi zarur bo'lganda, uning issiqlik o'tkazuvchanligi etarli issiqlik o'tkazuvchanligini ta'minlash uchun tegishli modifikatsiya usullari orqali qayta ishlab chiqilishi mumkin.
Kompozit materiallarning kamchiliklari: Qatronlar asosidagi kompozit materiallarda ham ko'plab kamchiliklar yoki kamchiliklar mavjud. Quyidagi tarkib qatronlar asosidagi kompozit materiallarning asosiy kamchiliklarini qisqacha tanishtiradi, shuning uchun o'quvchilar qatronlar asosidagi kompozit materiallarning afzalliklaridan to'liq foydalanish, oldini olish yoki amaliy dasturlarda qatronlar asosidagi kompozit materiallarning asosiy xususiyatlarini to'liq tushunishlari mumkin. ularning kamchiliklarini bartaraf etish va shu bilan qatronlar asosidagi kompozit materiallarning eng yaxshi iqtisodiy samaradorligiga erishish.
① Kompozit tolali materiallarning (shisha tolali) elastik moduli past. Fiberglasning elastik moduli yog'ochdan ikki baravar ko'p, ammo umumiy konstruktiv po'latdan 10 baravar kichik. Shuning uchun, shisha tolali konstruktsiyalarda ko'pincha etarli darajada qattiqlik va sezilarli deformatsiya mavjud. Ushbu kamchilikni yaxshilash uchun nozik qobiqli tuzilmalar va sendvich tuzilmalardan foydalanish mumkin va uni hal qilish uchun yuqori modulli tolalar yoki ichi bo'sh tolalar ham qo'llanilishi mumkin.
② Umuman olganda, tolalar bilan mustahkamlangan kompozit materiallarning qatlamlararo kesish kuchi va qatlamlararo valentlik kuchi past qatlamlar orasidagi kuchga ega bo'lgan matritsadan pastroqdir. Shu sababli, qatlamlararo kuchlanish ta'sirida laminatlangan panellarning delaminatsiyasining buzilishiga olib kelishi oson, bu kompozitsion konstruktsiyalarning buzilishiga olib keladi, bu ma'lum tuzilmalarda kompozitsion materiallardan foydalanishga ta'sir qiluvchi muhim omil hisoblanadi. Shu sababli, strukturani loyihalashda qatlamlararo kuchlanishni iloji boricha kamaytirish kerak yoki qatlamlararo delaminatsiyaning buzilishiga yo'l qo'ymaslik uchun muayyan tizimli choralar ko'rish kerak.
③ Ko'pgina mustahkamlovchi tolalar (aramid tolalari, o'ta yuqori molekulyar og'irlikdagi polietilen tolalar va boshqalar bundan mustasno) mo'rt materiallardir va cho'zilganida sinish kuchlanishi juda kichik. Shuning uchun tola bilan mustahkamlangan kompozit materiallar ham mo'rt materiallardir. Bu tola yo'nalishi bo'ylab to'g'ri va undan ham ko'proq tola yo'nalishiga perpendikulyar. Ularning sinish kuchlanishi metall materiallarnikiga qaraganda ancha kichikdir. Kompozit materiallarning mustahkamligini, sinish qarshiligini, charchoqqa chidamliligini va zarba qarshiligini oshirish uchun tolalarning sinish kuchlanishini, matritsaning qattiqligini va interfeys holatini yaxshilashi mumkin.
④ Qatronlar asosidagi kompozit materiallarning issiqlikka chidamliligi nisbatan past. Hozirgi vaqtda yuqori samarali qatronlar asosidagi kompozit materiallar 250 darajadan past haroratlarda uzoq vaqt davomida ishlatiladi, umumiy qatronlar asosidagi kompozit materiallar esa uzoq vaqt davomida 60-100 darajadan past haroratlarda qo'llaniladi.
⑤ Kompozit materiallarning ishlashiga katta ta'sir ko'rsatadigan ko'plab omillar mavjud, jumladan tola va matritsa xususiyatlarining darajasi va tarqalishi, teshiklar, yoriqlar va nuqsonlar soni, jarayon oqimi va ishlashi oqilona yoki yo'qmi, davolash jarayoni mos keladimi , va ishlab chiqarish muhiti va sharoitlari talablarga javob beradimi. Bularning barchasi kompozitsion materiallarning xususiyatlarida sezilarli o'zgarishlarga olib kelishi mumkin. Bundan tashqari, hozirgi vaqtda mahsulotlar uchun keng qamrovli monitoring usullari mavjud emas, bu mahsulot sifatini nazorat qilishni qiyinlashtiradi va moddiy xususiyatlarning tarqalishi yuqori. Misol uchun, shisha tolali matoni qo'lda yopishtirish orqali tayyorlangan kompozit mahsulotlar 6% dan 10% gacha bo'lgan quvvat dispersiya koeffitsientiga ega. Yuqorida aytib o'tilgan shisha tolali kompozit materiallarning ishlash ko'rsatkichlari, jarayoni, dizayni va boshqalar bo'yicha xususiyatlari boshqa materiallar bilan taqqoslanmaydi. Shuning uchun shisha tolali materiallar harbiy va fuqarolik ilovalarida keng qo'llanilishi mumkin. So'nggi yillarda shisha tolali texnologiya asosida ba'zi yangi yuqori samarali tolalar bilan mustahkamlangan kompozit materiallar o'rganildi va ishlab chiqildi. Ayniqsa, aviatsiya va aerokosmik texnologiyalarning rivojlanishi, shuningdek, muayyan maxsus ilovalarda muhandislik inshootlari yoki tarkibiy qismlariga bo'lgan ehtiyoj tufayli, mustahkamlovchi materiallarning ko'lamini kengaytirish, ularning fizik-kimyoviy xususiyatlarini yaxshilash, yuqori harorat kabi maxsus talablarga erishish talab etiladi. mustahkamlik, yuqori modul, yuqori haroratga chidamlilik, past zichlik va boshqalar. Bor tolalari, uglerod tolalari, organik tolalar (aramid) va boshqalarni muvaffaqiyatli tadqiq qilish va sinovdan o'tkazish tolalar bilan mustahkamlangan kompozitsiyani rivojlantirish uchun juda keng qo'llash yo'llarini ochdi. materiallar. Hozirgi vaqtda bir nechta asosiy yuqori samarali tolali mustahkamlangan materiallar mavjud, ular orasida quyidagilar mavjud
① Bor tolasi bilan mustahkamlangan kompozit material shisha tolaga qaraganda ancha yuqori o'ziga xos kuch, qattiqlik va elastik modulga ega. Uning siqilish kuchi va termal kengayish koeffitsienti turli konstruktiv kompozit materiallarni tayyorlash uchun ko'proq mos keladi.
② 1960-yillarning boshlarida uglerod tolasi bilan mustahkamlangan kompozit materiallar engil, yuqori quvvatli, qattiq, charchoqqa chidamli va korroziyaga chidamli uglerod tolali kompozit materiallarni ishlab chiqarish uchun qatron, metall va keramika kabi matritsali materiallar bilan kompozitsion edi. Uglerod tolasi turli xil ilovalar ehtiyojlarini qondirish uchun to'g'ridan-to'g'ri uglerod matolari, uglerod sumkalari, uglerod namatlari va boshqalarga to'qilishi mumkin.
③ Aramid tolasi bilan mustahkamlangan kompozit material yuqori quvvatli, yuqori modulli va past zichlikka ega bo'lgan organik toladir. U uglerod tolasidan yuqori kuchga ega, shisha tola va uglerod tolasidan engilroq og'irlik, past issiqlik kengayish koeffitsienti, yaxshi charchoqqa chidamlilik, issiqlikka chidamlilik va olovga chidamlilik va ma'lum raqobatbardoshlikka ega. So'nggi yillarda aramid tolali kompozit materiallar jadal rivojlandi va katta rivojlanish istiqbollariga ega.
