Семь наиболее перспективных композитных материалов

Семь наиболее перспективных композитных материалов

Мы живем в быстро меняющуюся, быстро меняющуюся эпоху, быстрое развитие науки и техники, темпы обновления технологий новых материалов также становятся все быстрее и быстрее.Одному материалу было трудно удовлетворить требования человечества по целому ряду комплексных показателей, композитный материал стал неизбежной тенденцией.Композиционные материалы в такой тенденции энергичного развития, быстрого роста размера рынка, в то же время, материал зеленый, низкоуглеродистый, высокопроизводительный, возобновляемый рециклинг и другие экологически чистые функции постепенно обращают на себя внимание.Итак, какие материалы, по мнению представителей отрасли, имеют потенциал развития?Сегодня я познакомлю вас с 7 наиболее перспективными композитными материалами.

1. Высококачественное углеродное волокно и его композиционные материалы.

Углеродное волокно как «король легкого веса», его плотность составляет менее 1/4 стали, прочность в 5-7 раз выше стали, при этом он обладает высокой температурой, трением, теплопроводностью, коррозионной стойкостью и другими характеристиками.Углеродное волокно в основном используется в качестве армирующего материала, а смолы, металла, керамики и углеродного композита - в производстве современных композитных материалов.Композиты на основе эпоксидной смолы, армированные углеродным волокном, имеют самую высокую удельную прочность и удельный модуль среди существующих конструкционных материалов.

Углеродное волокно диаметром всего 5 микрон, что эквивалентно длине волоса от десяти до двенадцати, но прочность алюминиевого сплава более чем в четыре раза.По сравнению с конструкционными деталями из алюминиевого сплава эффект снижения веса композитного материала из углеродного волокна может достигать 20–40%;По сравнению со стальными металлическими деталями эффект снижения веса композитного материала из углеродного волокна может достигать 60–80%.

2. Высококачественное параарамидное волокно и его композиционные материалы.

Параарамидное волокно является чрезвычайно важным стратегическим материалом: его прочность в 5–6 раз выше, чем у стальной проволоки, удельный модуль упругости в 2–3 раза выше, чем у стали или стекловолокна, прочность в 2 раза выше, чем у стали, а вес составляет всего около 1/1. 5 стали.

Его можно использовать как в качестве несущих конструкционных материалов, так и в качестве термостойких, абляционных и коррозионностойких функциональных материалов. В настоящее время это крупнейший в мире масштаб производства высокомодульных, высокопрочных, высокотемпературных, кислотостойких и щелочестойких, легких и прочных материалов. другие превосходные свойства одного из органических волокон.

Высококачественное параарамидное волокно и его композиты в основном используются в усовершенствовании оптоволокна, автомобильной промышленности, аэрокосмической промышленности, электротехнике, железнодорожном транспорте, военной защите, спортивных товарах, новой энергетике и других областях.В последние годы исследования и разработки параарамидных волокон в Китае оказались плодотворными, и технические барьеры постоянно преодолеваются.

3. Сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно и его композиционные материалы.

Полиэтиленовое волокно со сверхвысоким молекулярным весом и углеродное волокно, арамидное волокно, известное как три основных высокотехнологичных волокна в мире, в настоящее время является самым высоким в мире по прочности и модулю, чем волокно, его молекулярная масса составляет от 1 до 5 миллионов полиэтилена. волокна.

Благодаря своему легкому весу, высокой прочности, специфическому поглощению энергии и другим характеристикам оно постепенно заменило арамидное волокно и стало первым выбором волокна в области индивидуальной пуленепробиваемости.

4. Углерод/углеродные композиционные материалы

Углеродные / углеродные композиты представляют собой углеродные волокна и их ткани, армированные композитами на основе углерода, с легким весом, хорошей абляционной стойкостью, хорошей термостойкостью, жаропрочностью, конструктивными особенностями и другими выдающимися характеристиками, которые считаются одними из наиболее перспективных высокотемпературных материалов. материалы.

Благодаря своим уникальным свойствам углерод/углеродные композиты широко используются в аэрокосмической, автомобильной промышленности, медицине и других областях, таких как сопла ракетных двигателей и их накладки на горловины, торцевые крышки космических кораблей и системы теплозащиты передних кромок крыльев самолетов. тормозные диски и так далее.

5. Композиты, армированные базальтовым волокном.

Базальтовые волокна обладают высокой прочностью и жесткостью, устойчивы к высоким температурам и коррозии, а также очень легкие.По сравнению с другими композиционными материалами он разлагается, нетоксичен, не загрязняет окружающую среду и т. д. В 21 веке он известен как «зеленый промышленный материал».Он имеет высокую ценность для применения в аэрокосмической, военной промышленности, автомобильном транспорте и других областях.

6. Углеродные/керамические композиционные материалы.

Углеродные / керамические композиты с высокоэффективной керамикой, высокой прочностью, высоким модулем, высокой твердостью, ударопрочностью, стойкостью к окислению, высокой температурой, стойкостью к кислотам и щелочам, малым коэффициентом теплового расширения, легким весом и т. д. - это новый тип высоких Температура конструкционных и функциональных материалов соответствует использованию 1650 ° C. В то же время углеродно-керамические композиты также могут использоваться в аэрокосмической, военной, дорожной и других областях.В то же время углеродно-керамические композиты также преодолевают общие керамические материалы, хрупкость, однофункциональность и другие недостатки и признаны одним из идеальных высокотемпературных конструкционных материалов и фрикционных материалов.

Углеродные/керамические композиционные материалы широко используются в аэрокосмической, оборонной промышленности, энергетике, автомобилестроении, высокоскоростных поездах и других областях.Он признан самым идеальным высокотемпературным конструкционным материалом и фрикционным материалом в новом поколении авиационных и автомобильных тормозных материалов, а также известен как самый высокий уровень характеристик тормозного материала в настоящее время.

7. Композит с металлической матрицей

Металломатричный композит — композиционный материал, искусственно объединенный с одной или несколькими металлическими или неметаллическими армирующими фазами с металлом и его сплавом в качестве матрицы, который является важной отраслью современных композиционных материалов.

Он характеризуется высокой поперечной прочностью и прочностью на сдвиг, хорошей ударной вязкостью и усталостью, а также другими комплексными механическими свойствами, а также обладает преимуществами теплопроводности, электропроводности, стойкости к истиранию, небольшого коэффициента теплового расширения, хорошего демпфирования, негигроскопичности, отсутствия старения. и отсутствие загрязнения.Благодаря своим превосходным характеристикам широко используется в аэрокосмической, автомобильной, электронной и машиностроительной промышленности.