ما در دوره ای از تغییر سریع قرار داریم ، با توسعه سریع علم و فناوری و سرعت تجدید فناوری مواد جدید نیز سریعتر و سریعتر می شود. یک ماده واحد به سختی می تواند الزامات انسانها را برای شاخص های مختلف جامع برآورده کند و کامپوزیت های مادی به یک روند اجتناب ناپذیر تبدیل شده اند. مواد کامپوزیت تحت این روند رونق می گیرند و اندازه بازار به سرعت در حال رشد است. در عین حال ، خصوصیات سازگار با محیط زیست از موادی مانند سبز ، کم کربن ، کارایی بالا و بازیافت تجدید پذیر به تدریج ارزش دارد. بنابراین ، کدام مواد پتانسیل توسعه در ذهن خودی های صنعت دارند؟ امروز ، بیایید نگاهی به 7 ماده امیدوار کننده کامپوزیت بیندازیم.
فیبر کربن با کارایی بالا و مواد کامپوزیت آن فیبر کربن با کارایی بالا و مواد کامپوزیت آن به عنوان "پادشاه سبک وزن" ، فیبر کربن دارای چگالی کمتر از 1/4 فولاد و استحکام 5 تا 7 برابر فولاد است. همچنین دارای ویژگی های مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت در برابر اصطکاک ، هدایت حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی است. استفاده اصلی از فیبر کربن به عنوان یک ماده تقویت کننده مورد استفاده قرار می گیرد و با رزین ، فلز ، سرامیک و کربن برای تولید مواد کامپوزیت پیشرفته ترکیب می شود. مواد کامپوزیت رزین تقویت شده با فیبر کربن دارای بالاترین استحکام و مدول خاص در بین مواد مهندسی موجود است. قطر فیبر کربن فقط 5 میکرون است که معادل یک دهم تا یک دوازدهم مو است ، اما استحکام آن بیش از 4 برابر آلیاژ آلومینیوم است. در مقایسه با قطعات ساختاری آلیاژ آلومینیوم ، مواد کامپوزیت فیبر کربن می توانند وزن 40 ~ 40 ٪ را کاهش دهند. در مقایسه با قطعات فلزی فلزی ، مواد کامپوزیت فیبر کربن می توانند وزن 60 ٪ 60 ٪ را کاهش دهند.
الیاف پاراگراف با کارایی بالا و مواد کامپوزیت آن پارا فیبر آرامید یک ماده استراتژیک بسیار مهم است. استحکام آن 5 ~ 6 برابر سیم فولادی است ، مدول خاص آن 2 ~ 3 برابر فیبر فولادی یا شیشه ای است ، چقرمگی آن 2 برابر فولاد است و وزن آن فقط در حدود 1/5 از فولاد است. از آن می توان به عنوان یک ماده ساختاری باربری و همچنین یک ماده عملکردی برای محافظت در برابر گرما ، مقاومت به فرسایش و مقاومت در برابر خوردگی استفاده کرد. در حال حاضر یکی از بزرگترین الیاف آلی جهان با مدول بالا ، استحکام بالا ، مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت اسید و قلیایی و وزن سبک است. الیاف پاراگراف بالا و مواد کامپوزیت آنها عمدتاً در تقویت فیبر نوری ، صنعت خودرو ، هوافضا ، تجهیزات برقی ، حمل و نقل ریلی ، حفاظت از نظامی ، کالاهای ورزشی ، انرژی جدید و سایر زمینه ها استفاده می شود. در سالهای اخیر ، تحقیقات و توسعه کشور من از الیاف پارا آرام ، مثمر ثمر بوده است و موانع فنی به طور مداوم شکسته شده است.
فیبر پلی اتیلن پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا و فیبر پلی اتیلن پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا و مواد کامپوزیت آن به عنوان سه الیاف اصلی فناوری پیشرفته در جهان به همراه فیبر کربن و فیبر آرام شناخته می شوند. این فیبر با بالاترین قدرت خاص و مدول خاص در جهان است. این فیبر از پلی اتیلن با وزن مولکولی 1 تا 5 میلیون چرخیده است. با توجه به وزن سبک ، استحکام بالا و جذب انرژی خاص ، به تدریج فیبر آرامید را جایگزین کرده و به فیبر ارجح در زمینه ضد گلوله های فردی تبدیل می شود.
مواد کامپوزیت کامپوزیت کربن/کربن مواد کامپوزیت کربن مواد کامپوزیت مبتنی بر کربن تقویت شده توسط فیبر کربن و پارچه آن هستند. آنها از خصوصیات برجسته ای مانند وزن سبک ، مقاومت در برابر فرسایش خوب ، مقاومت در برابر شوک حرارتی خوب ، استحکام درجه حرارت بالا و قابلیت طراحی قوی برخوردار هستند. آنها یکی از امیدوار کننده ترین مواد با دمای بالا محسوب می شوند. با توجه به خواص منحصر به فرد آنها ، مواد کامپوزیت کربن/کربن به طور گسترده در هوافضا ، صنعت خودرو ، دارو و سایر زمینه ها مانند نازل موتور موشک و پوشش های گلو ، کلاه های انتهای شاتل فضایی و سیستم های محافظت از حرارتی لبه های پیشرو ، دیسک های ترمز هواپیما و غیره مورد استفاده قرار گرفته است.
فیبر تقویت شده فیبر بازالت مواد کامپوزیت تقویت شده با فیبر تقویت شده با فیبر ترکیبات مواد غذایی با استحکام و سفتی بالا ، مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی ، و همچنین بسیار سبک است. در مقایسه با سایر مواد کامپوزیت ، این زیست تخریب پذیر ، غیر سمی و سازگار با محیط زیست است و به عنوان "مواد صنعتی سبز" قرن بیست و یکم شناخته می شود. این کشور در هوافضا ، صنعت نظامی ، ترافیک جاده ای و سایر زمینه ها دارای ارزش کاربردی بالایی است.
مواد کامپوزیت کامپوزیت کربن/سرامیکی مواد کامپوزیت سرامیکی/سرامیکی دارای مزایای مقاومت بالا ، مدول بالا ، سختی بالا ، مقاومت در برابر ضربه ، مقاومت به اکسیداسیون ، مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت اسید و قلیایی ، ضریب انبساط حرارتی کوچک و گرانش ویژگی نور سرامیک های با کارایی بالا است. این نوع جدیدی از مواد ساختاری با دمای بالا و مواد کاربردی است که می تواند استفاده از 1650 درجه را برآورده کند. در عین حال ، مواد کامپوزیت کربن/سرامیکی نیز بر کاستی های مواد سرامیکی عمومی مانند شکنندگی زیاد و عملکرد واحد غلبه می کنند و به عنوان یکی از مواد ساختاری با درجه حرارت بالا و مواد اصطکاک شناخته می شوند.
مواد کامپوزیت کربن/سرامیکی به طور گسترده در هوافضا ، دفاع ملی ، صنعت نظامی ، انرژی ، خودروها ، قطارهای پر سرعت و سایر زمینه ها استفاده می شود. این ماده به عنوان ایده آل ترین مواد ساختاری با دمای بالا و مواد اصطکاک در نسل جدید مواد ترمز هواپیما و خودرو شناخته شده است و همچنین در حال حاضر به عنوان بالاترین سطح عملکرد مواد ترمز شناخته می شود.
کامپوزیت ماتریس کامپوزیت ماتریس فلزی یک ماده کامپوزیت است که به طور مصنوعی با فلز و آلیاژ آن به عنوان ماتریس و یک یا چند تقویت کننده فلزی یا غیر فلزی ترکیب می شود. این یک شاخه مهم از مواد کامپوزیت مدرن است. ویژگی های آن از نظر مکانیک استحکام عرضی و برشی بالا ، خواص مکانیکی جامع خوبی مانند چقرمگی و خستگی است و همچنین دارای مزایای هدایت حرارتی ، هدایت الکتریکی ، مقاومت سایش ، ضریب گسترش حرارتی کوچک ، میرایی خوب ، عدم جذب رطوبت ، بدون پیری و آلودگی است. با توجه به عملکرد عالی ، از آن در صنایع هوافضا ، خودرو ، الکترونیک و ماشین آلات استفاده می شود.
