Химические композиты

Сортировка: По умолчаниюНаименование (А -> Я)Наименование (Я -> А)Цена (по возрастанию)Цена (по убыванию)Рейтинг (по убыванию)Рейтинг (по возрастанию)Артикул (А -> Я)Артикул (Я -> А)

На странице: 25405075100

НН Бест (NN Best) химический (2х15г+бонд+гель) ..

Композит химического отверждения (Chemical Cure Composite) в наборе: Chemical Cure Composite (паста база) в баночке, 15 гр. — 1 шт.; Chemical Cure Composite (паста катализатор) в баночке, 15гр. — 1 шт.; Бонд для дентина и эмали (катализатор) во фл..

UNI-FILL химический композит (14+14 гр) ..

Здоровая улыбка и красивый зубной ряд свидетельствуют о хорошем самочувствии человека, ведь инфекция в ротовой полости негативно воздействует на все системы и органы. Химические композиты позволяют максимально эстетично восстановить утраченный зуб, сократить время приема и полимеризации. Системы «порошок-жидкость» или «паста-паста» имитируют реакцию отверждения, благодаря смешиванию перекиси бензоила и амина с формированием свободных радикалов. Химически отверждаемые стоматологические композиты высокого качества и умелая рука специалиста — залог успешного и длительного результата.

 

Технологические свойства и особенности химических композитов

 

Скорость полимеризации таких стоматологических расходных материалов зависит непосредственно от присутствия ингибиторов, количества инициаторов и рабочей температуры. Независимо от размеров пломбы и глубины отверстия, стоматологические композиты химического отверждения равномерно распределяются и твердеют. Абсолютно все виды материалов данного рода меняют цвет за счет окисления основного вещества — перекиси бензоила, макронаполненные варианты — за счет шероховатой структуры.

 

Выпускная форма состоит из двух композитов, которые смешиваются перед самим процессом пломбирования. После процедуры замешивания материал приобретает превосходную пластичность, это качество сохраняется около двух минут, которых как раз достаточно для работы стоматолога. Если затраченное время выше указанного, пломба может выпадать и наблюдается нарушении адгезии. Внесение и формирование материала — сложный процесс, поэтому опыт и профессионализм специалиста обязательны. 

 

Преимущества химических композитов

 

Отвержение происходит в течении 5 минут, поэтому за один сеанс пациент может восстановить несколько единиц зубного ряда. Все преимущества химических композитов напрямую зависят от их качества, производителя и руки мастера. Если подобрать дешевый аналог и обратиться к неопытному стоматологу, композиты потеряют эстетический вид, потемнеют и не порадуют износостойкостью.

 

Основные преимущества данных композитных материалов:

 

• простое и быстрое применение;
• экономия за счет доступной стоимости и низкой расходности вещества;
• высокая скорость производства реставрации;
• равномерная полимеризация;
• оптимальная адгезия к тканям зуба;
• высокая прочность.

 

Где купить химические композиты?

 

Если вы желаете заказать химически отверждаемые стоматологические композиты по доступной цене, обращайтесь в наш интернет-магазин «TrueDent». У нас огромный ассортимент оригинальной продукции от ведущих производителей. Качество гарантировано, как и доступная ценовая политика. Быстрая доставка и приветливое обслуживание вас точно порадуют.

 

Купить химические композиты можно как в розницу, так и оптом. Мы рады плодотворному сотрудничеству со стоматологическими клиниками и центрами реставрации. Комфортный интерфейс нашего сайта позволит в один клик подобрать нужный товар. Описание товаров и наличие реальных фотографий способствуют грамотному выбору химических композитов. Чтобы связаться с нами, воспользуйтесь интерактивной формой или контактным номером. 

Химические композиты

Выберите категорию:

Все Стоматологические материалы » Световые композиты » Химические композиты » Жидкотекучие композиты » Артикуляционная бумага,спрей » Адгезивы и Бондинги » Боры и фрезы стоматологические »» Фрезы твердосплавные зуботехнические для ортопедической стоматологии »»» Фрезы для прямого наконечника »»»» Фрезы с простой мелкой нарезкой »»»» Фрезы с супермелкой крестообразной нарезкой »»»» Фрезы с мелкой крестообразной нарезкой »»»» Фрезы с крупной крестообразной нарезкой »»»» Шаровидные фрезы »»»» Фрезы с очень крупной крестообразной нарезкой »»»» Фрезы с мелкой спиральной нарезкой »»»» Фрезы с прямопоперечной нарезкой »»»» Фрезы с крестообразно-поперечной нарезкой »»» Фрезы для фрезерных установок »»»» Параллельные фрезы »»»» Градусные фрезы »»»» Фрезы для воска »» Фрезы для работы с акрилом » Герметики стоматологические » Временные ортопедические конструкции » Временные пломбы » Гемостатические препараты » Одноразовые расходники »» Бахилы »» Ватные валики и шарики, драй-типсы »» Журналы »» Индикаторы »» Крафт-пакеты »» Маски »» Одноразовые стаканы »» Пакеты »» Подголовники »» Пылесосы »» Разное »» Рулоны »» Салфетки дезинфицирующие »» Салфетки и фартуки нагрудные »» Слюноотсосы » Дезрастворы »» Для вращающихся инструментов »» Для поверхностей и инструментов » Материалы для каналов » Распломбировка каналов » Одежда и простыни одноразовые » Полировочные средства »» Диски полировочные »» Камни полировочные »» Пасты полировочные »» Резинки (полиры) »» Штрипсы (полоски) полировочные »» Щетки полировочные » Гигиена » Ретракция десны » Рентген » Цементы пломбировочные » Прокладочные материалы » Аксессуары » Слепочные массы »» Альгинатные массы » Девитализация пульпы » Лечебные препараты » Отбеливание зубов » Матрицы »» Матрицы металлические »» Матрицы пластиковые » Хирургические материалы » Ортопедические материалы »» Слепочные (оттискные) материалы » Пломбирование каналов » Цементы для фиксации » Гигиенические материалы » Штифты »» Штифты — Стекловолоконные »» Штифты — Беззольные » Наконечники Стоматологические » Обработка и расширение каналов Стоматологическое оборудование Стоматологические инструменты » Терапевтические инструменты » Хирургические инструменты Зуботехнические материалы » Пластмассы » Воск » Вспомогательные материалы » Наконечники » Лаки » Песок » Аксессуары » Гильзы для термопласты » Сплавы » Сетки укрепляющие Зуботехническая лаборатория » Несъемное »» Металлокерамика »»» Металлокерамика »»» Металлокерамика на имплантанте. Цементная фиксация. »»» Металлокерамика на имплантанте. Винтовая фиксация CoCr. »»» Металлокерамика на имплантанте. Винтовая фиксация. Мост. »»» Металлокерамика на имплантанте. Винтовая фиксация. Вклейка. »»» Металлокерамика на имплантанте. Цементная фиксация с индивидуальным абатментом »»» Металлокерамика на имплантанте. Винтовая фиксация с индивидуальным абатментом. Вклейка. »»» Металлокерамика на имплантанте. Винтовая фиксация на титановом основании. »»» Металлокерамика на имплантанте. Промежуточная часть цементная фиксация. »»» Металлокерамика на имплантанте. Промежуточная часть CoCr. »»» Дополнения »»»» Керамическое плечо »» Диоксид циркония »» E-MAX и композиты »» Временные Конструкции и WAX UP »» Культевые вкладки и цельнолитые коронки » Съемное »» Съемные протезы »» Бюгельные протезы и комбинированные конструкции »» Починки и диагностика » Индивидуальные абатменты »» Индивидуальный абатмент Titan с винтом »» Индивидуальный абатмент ZrO2 с титановым основанием. »» Титановое основание »» Анодирование титана. Эндоинструменты

Производитель:

Все3М3М,СШАAmazing WhiteAQUAJEARDENT, ШВЕЦИЯARKONA,ПольшаBausch,ГерманияBISCO,СШАClean+SafeCLEAR.SOFT.ACCURATE,КитайColteneCrosstex,СШАD-perfectDental Technologies,СШАDENTAMERICA, СШАDentsply Maillefer SironaDISPODENTDispodent ,СШАDMGEuronda,ИталияEuroTypeEVIDSUN,РОССИЯFatihGC,ЯпонияGecoGeoSoftHumanChemieIkadent (Икадент)ITENA,ФранцияJNB,ВеликобританияJOTAKenda Dental PolishersKerrKulzer (Германия)MANIMedenta Instrumets Co.METANICNordiska Dental ABOmegaTechOMEGATECH ,ГерманияPD,ШвейцарияPresident Dental (Германия)Pressing Dental S.r.l.Prime Dental,СШАPRO-ENDOProflineRenfert GmbHSeptodontSPIDENTSPIDENT, КОРЕЯSPOFASpofaDentalSprues WaxSure Dent CorporationTokuyama Dental,ЯпонияULTRADENTViskovitaVOCO,ГерманияWAVE DENTALYamahachi DentalYildiz Cila,ТурцияZhermack S.p.A.ZHERMACK,ИталияАмикоБОЗОНБорер Хеми АГВинар,РоссияВита-Пул,РоссияВладМиВаГексаЕмельян Савостин,РоссияЗуботехническая лаборатория Астра-МедКитайКРИСТИДЕНТКРИСТИДЕНТ,РОССИЯМедполимерНИОПИКНорд-ОстОМЕГА ДЕНТОмега-ДентОООООО»Фреза»(г. Казань)Производитель 1Производитель 10Производитель 11Производитель 12Производитель 13Производитель 14Производитель 15Производитель 16Производитель 17Производитель 18Производитель 19Производитель 2Производитель 20Производитель 21Производитель 22Производитель 23Производитель 24Производитель 25Производитель 26Производитель 27Производитель 28Производитель 29Производитель 3Производитель 30Производитель 31Производитель 32Производитель 33Производитель 34Производитель 35Производитель 36Производитель 37Производитель 38Производитель 39Производитель 4Производитель 40Производитель 41Производитель 42Производитель 43Производитель 44Производитель 45Производитель 46Производитель 47Производитель 48Производитель 49Производитель 5Производитель 50Производитель 51Производитель 52Производитель 53Производитель 54Производитель 55Производитель 56Производитель 57Производитель 58Производитель 59Производитель 6Производитель 60Производитель 61Производитель 62Производитель 63Производитель 64Производитель 65Производитель 7Производитель 8Производитель 9РD ,ШвейцарияРОССИЯРуДентСтомаСтомадентСтомадент,РоссияСШАТЕХНОДЕНТТехнодент,РоссияТОРТОР,РоссияЭстэйд-Сервисгруп

Кафедра химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов — Структура института

Состав ППС и НПР:

Должность	Количество ППС
Профессора	4
Доценты	5
Преподаватели и ассистенты	2
НПР	0

Основные дисциплины, читаемые преподавателями кафедры

• Аппаратурное оформление и основы проектирования предприятий по переработке пластмасс и полимерных композиционных материалов
• Дизайн и конструирование изделий из пластмасс и формующей оснастки
• Инструментальные физико-химические методы исследования полимеров
• Математические методы в технологии переработки пластмасс
• Методы исследования процессов переработки полимеров
• Механика гетерофазных систем
• Оптимизация химико-технологических процессов переработки пластмасс
• Основы проектирования и оборудование предприятий по переработке пластмасс
• Процессы теплообмена, реология и макрокинетика в технологии переработки полимеров
• Ресурсосберегающие и природоохранные технологии в переработке пластмасс
• Современные полимерные материалы
• Структура и механические свойства полимеров и полимерных композиционных материалов
• Структурообразование в полимерных композиционных материалах
• Сырье и материалы для производства изделий из полимеров
• Теоретические и экспериментальные методы исследования структуры и свойств полимерных материалов
• Технология производства изделий из пластмасс
• Технология производства изделий из полимерных композиционных материалов
• Физико-химические основы создания композиционных материалов и нанокомпозитов
• Физико-химия гетерофазных систем

Направления подготовки

• 18.03.01 «Химическая технология», профиль «Химическая технология и переработка полимеров»;
• 18.04.01 «Химическая технология», магистерская программа «Химическая технология переработки пластических масс и композиционных материалов».
• 18.06.01 «Химическая технология», шифр научной специальности 05.17.06 «Технология и переработка полимеров и композитов»

Основные направления научных исследований на кафедре

• Физико-химические закономерности структурообразования гетерогенных гетерофазных полимерных материалов в технологических процессах получения и их переработки в изделия с комплексом уникальных свойств.
• Радиопрозрачные армированные пластики и изделия.
• Полимерные технологии получения высокотемпературных полимеров и карбидных материалов и изделий для работы при температурах выше 2500 ^оС.
• Технология создания нанокомпозитов.
• Технология создания особо прочных ориентированных полимерных материалов и изделий различного функционального назначения.
• Физико-химические основы и технологии электроформования нано-, микроволокон и волокнистых полимерных композитов из растворов полимеров.
• Разработка энерго- и ресурсосберегающих технологий получения композиционных материалов на основе вторичного полимерного сырья.

Основные научные результаты, полученные на кафедре

Общее количество статей работников кафедры за 5 лет, опубликованных в рецензируемых журналах WoS и Scopus: 34

Перечень наиболее значимых научных публикаций работников кафедры в рецензируемых журналах WoS и Scopus за 2019-2020 годы: L.Y. Fetisov, D. V. Chashin, D.V. Saveliev, M.S. Afanasev, I.D. Simonov-Emelyanov, M.M. Vopson, Y.K. Fetisov / Magnetoelectric direct and converse resonance effects in a flexible ferromagnetic-piezoelectric polymer structure // Journal of Magnetism and Magnetic Materials 485 (2019) 251-256.

Композиты — Справочник химика 21

    Естественно, что перед обсуждением современных аспектов теории полимеров и композитов, а также экспериментальных и численных методов изложен необходимый подготовительный материал — теория напряжений и деформаций, связь напряжений с деформациями с учетом влияния температуры, разнообразные постановки статических и динамических задач. [c.6]

    В качестве основы (матрицы) используются металлы и сплавы, полимеры, керамика. Они обеспечивают связь между составляющими компонентами, прочность и пластичность под действием нагрузок. Значительно разнообразнее применяемые наполнители, особенно для композитов на основе пластмасс, от которых зависит прочность и жесткость композитов. Из наполнителей следует выделить металлические и углеродные волокна, дисперсные тугоплавкие металлы с размером частиц от 0,01 до 0,06 мкм, нитевидные кристаллы карбида и нитрида кремния. Созданы также упрочняющие нити и волокна с нанесенными барьерными слоями карбид бора — бор на вольфраме, карбид бора на боре, углеродные волокна, покрытые карбидом кремния, бором, бор на оксиде кремния (IV) и т. д. [c.177]

    МЕХАНИКА ПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИТОВ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК [c.47]

    Действительно, корректная обработка многих результатов, полученных в самых разнообразных условиях, позволяет убедиться в выполнении соотношения Гриффитса Рс а. если брать для расчетов значения удельной свободной энергии тех поверхностей, которые реально успевают образоваться в ходе разрушения. Так, прочность композитов из кварцевого песка с хлоридом натрия, измеренная на воздухе и в воде, оказывается связанной с поверхностной энергией сухой и увлажненной силанольной поверхности [272]. Если же проанализировать результаты измерений скорости роста трещины во влажном кварце [298], то из анализа полученного отношения нижнего и верхнего пороговых значений фактора интенсивности напряжений можно сделать вывод, что при напряжениях выше верхнего порога рвутся силоксановые связи без участия воды, а при докритическом росте трещины успевает образоваться гидроксилированная поверхность и произойти ее [c.97]

    Фиалков A. . Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. М. Аспект Пресс, 1997. 718 с. [c.94]

    По материалу матрицы композиты делятся на три группы металлические, керамические и органические. Композиционные материалы с керамической матрицей или керметы синтезируют методом порошковой металлургии на основе тугоплавких оксидов, боридов, карбидов и нитридов различных элементов и содержат такие тугоплавкие металлы как хром, молибден, вольфрам, тантал. [c.327]

    В этом направлении ведущая роль принадлежит керамике и композиционным материалам (композитам) на основе керамических матриц. Перспективность керамики, как материала будущего, объясняется не только отмеченными выше доступностью сырья и низкими затратами на производства, но, также, ее многофункциональностью, безопасностью в эксплуатации и экологическими преимуществами производства. [c.326]

    Композиты состоят из пластичной основы — матрицы, служащей связующим материалом, и различных компонентов в таком виде, который может обеспечить их совмещение с матрицей и последующее формование изделия. [c.327]

    Значение металлов как важнейших материалов современной техники и, как следствие, возрастающая роль их в народном хозяйстве, несмотря на внедрение полимерных материалов и композитов, обусловлены рядом их специфических качеств. К таким качествам относятся  [c.3]

    Неорганические соединения вместе с органическими полимерами послужили основой для создания целого ряда принципиально новых композиционных материалов (композитов). [c.94]

    Пока еще основными потребителями композитов являются авиационная и космическая промышленность. Их использование не только позволяет получать высокоэкономичные и надежные конструкции, но и дает возможность реализовать перспективные аэродинамические схемы, например истребитель с крылом обратной стреловидности. По многим главным физико-химическим свойствам — прочности, ударной вязкости, усталостной прочности и др.— композиты выигрывают у традиционных материалов в 5 раз, а иногда и более. [c.177]

    Кафедра химии и технологии пластмасс и полимерных композитов Московской Государственной Академии тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова [c.2]

    За счет выбора композитов, их количественного соотношения, размеров, формы ориентации и прочности соединения друт с другом физико-механические свойства КМ можно регулировать в самых широких пределах. К наиболее перспективным современным материалам, используемым в качестве наполнителя в КМ относятся углеродные волокнистые материалы, которые в научной литературе уже на ранних этапах их разработки называли материалами будущего. [c.4]

    Для получения композита с заданными свойствами необходимо определить наиболее выгодное сочетание наполнителя и матрицы, а также выбрать наиболее благоприятный технологический режим получения углеродной матрицы. [c.86]

    Типы симметрий металлов и минералов чрезвычайно разнообразны [4, 31] кроме того, искусственные материалы типа композитов в приближении линейной теории также могут обладать ярко выран енной анизотропией упругих свойств, в том числе криволинейной, образующейся при использовании технологических процессов типа намотки. [c.15]

    Особенности строения и свойств полимеров п композитов [c.47]

    ГЛ. 2. МЕХАНИКА ПОЛИМЕРОВ II КОМПОЗИТОВ [c.52]

    Для иллюстрации характера сенсибилизированной изомериза-ии удобно рассмотреть ( с-гранс-изомеризацию бутенов в при-/тствии сенсибилизатора — бензола. Реакцию можно вести при змнатной температуре, облучая ячейку с газообразными композитами (парциальное давление бензола в ячейке ниже давления О насыщенного пара) через светофильтр ртутной лампой. В ра-эте [14] использовали фильтр, не пропускавший свет с длиной злны меньше 200 нм при этом единственным продуктом изоме-1зации цис-бутеяа-2 был транс-бутен-2. [c.59]

    Композиционными материапами (сокращенно- композиты ) называют материалы, полученные соединением мелких частиц раэгнородных веществ. Научились прочно сращивать в единый монолит частицы (и нитевидные кристаллы) таких вещсстЕ, как, например, А1 20з и металл или несколько металлов, не сплавляющихся друг с другом. Композиционный материал обладает комплексом ценных свойств, оторых не имеют индивидуальные вещества,  [c.366]

    Рассмотрим некоторые вопросы модификации битума ТЭП — наиболее широко применяемого модификатора для битумов. Отечественные исследователи, как правило, модифицируют полимером готовый битум, изготовленный по технологии прямого окисления гудрона. При этом в состав битума можно ввести не более 5% модификатора. Дальнейшее увеличение концентрации приводит к расслоению, разделению фаз, выпотеванию свободного полимера из композиции. При таком подходе недостаточно полно реализуются потенциальные возможности модификации битума ТЭП. Исследования зарубежных специалистов показали, что полимеры типа СБС в состав битума можно вводить до 15% по массе и при этом иметь однородную однофазную систему. За рубежом модификации подвергают дорожные неокисленные битумы с высоким значением пенетрации. При этом отпадает необходимость в использовании третьего компонента — пластификатора, применение которого для модификации окисленных битумов обусловлено необходимостью повышения пластичности и снижения вязкости композитов. [c.38]

    Создание композиционных материалов или композитов — важнейшее направление в разработке новых силикатных материалов. Композитами (от латинского сотрозШо — сочетание) называются материалы, образованные в результате объемного сочетания химически разнородных компонентов с четкой границей раздела между ними. В результате этого, в композитах появляются свойства, которыми не обладает ни один из входящих в композит компонентов. Это позволяет получать материалы, сочетающие лучшие свойства составляющих их фаз прочность, пластичность, износостойкость, малая плотность и т.п. [c.327]

    Композиционные материалы (композиты) состоят из пластичной основы (матрицы) и наполнителя — включений специальных компонентов. Они очень многообразны. Условно можно выделить кера-мико-металлические материалы (керметы.), наполненные органические полимеры (норпласты), газонаполненные материалы (пены). [c.177]

    Композиты с полимерными матрицами получают более широкое распространение, чем на основе металлов или керамики. Например, создан углеволоконный композит со связующим полиэфирэфиркето-ном (ПЭЭК), сулящий революционное улучшение важнейших эксплуатационных показателей качества конструкции для тяжелых динамических нагрузок. [c.177]

    Компоненты композитов не должны растворяться или иным способом поглощать друг друга. Они должны обладать хорошей адгезией и быть взаимно совместамы. Свойства КМ нельзя определить только по свойствам компонентов, без учета их взаимодействия. Каждая составляющая несет определенную функцию и вносит свой вклад в свойсгва композита. Рассмотрим требования, предъявляемые к армирующим наполнителям, например, к волокнам. [c.69]

    К 4)еакциям с высокой термодинамической вероятностью (более 95%) протекания в условиях крекинга относятся реакции расщепления парафинов и олефинов. дегидроциклизации парафинов, дегидрирования гидроароматических углеводородов и перераспределения водорода в ненасыщенных циклических углеводородах с образованием циклояарафиновых и ароматических углеводородов [1]. Такие реакции, как изомеризация, деалкилирование алкилароматических углеводородов, перераспределение водорода в линейных олефинах, циклизация парафинов и олефинов с образованием нафтенов характеризуются термодинамической вероятностью протекания до определенного равновесного состояния, [1, 2]. Однако близкое к равновесию соотнощение композитов наблюдается только для некоторых реакций изоме-ризациТКолефинов, изомеризации и деалкилирования ароматических углейодородов. [c.66]

    Углепластики обладают довольно высокой электропроводностью, что позволяет применять их как антистатические и элеклрообогревающие мате-риальг С увеличением содержания УВ в ПКМ до определенной объемной доли (40 — 70%)) в зависимости от типа полимеров и УВ, текстильной формы УВ наблюдается повышение прочности и модуля упругости. Затем эти показатели начинают ухудшаться вследствие недостаточного количества полимера, необходимого для получения монолитного композита и разрушения хрупких УВ на стадии формирования при высокой степени уплотнения. Максимальное содержание У В в ПКМ ограничивается также плохой смачиваемостью УВ связующим. [c.85]

    Для машиностроительного комплекса основным направлением химизации должно стать значительное увеличение поставок новых конструкционных и электроизоляционных материалов, пластмасс инженерно-технического назначения, высоконанолнеииых полимеров, стеклоармированных композитов, лаков высокой термостойкости и других прогрессивных материалов. Это даст возможность расширить сферы их применения в электронной, радиотехнической и медицинской промышленности, строительстве, волоконно-оптической и мембранной технике и повысить технический уровень этих производств. [c.181]

    Все эти характеристики зависят от давления и температуры в процессе по. даения угдерод-углеродных композитов. В качестве смол чаще всего применяют фенольные, полиамидные, поливинилсилоксановые, полифенил-силоксановые, фурфуриловые и эпоксиноволачные. Прогрессивным и перспективным направлением является использование в качестве пропиточного материала пеков нефтяного и каменноугольного происхождения. Эти связующие имеют следующие достоинства низкую стоимость, высокое содержание углерода при сохранении термопластичности, способность к графита- [c.88]

    При изложении методов решения рассмотрены следующие вопросы 1) преобразование Лапласа — Карсона, принцип соответствия и его численная реализация 2) вычисление эффективных модулей 3) асимптотические методы механики композитов — метод гомогенизации и метод Бахвалова — Победри 4) метод осреднения в динамических задачах 5) эффекты дисперсии и затухания волн в полимерах и композитах 6) динамические эффекты, связанные с неоднородностью конструкций 7) вариационные постановки краевых и начально-краевых задач и их реализация по методу конечных элементов 8) принципы построения автоматизированной системы научных исследований (АСНИ) на базе метода конечных элементов 9) метод конечных разностей 10) метод характеристик и метод геометрической оптики для слабо неоднородных комнозитов. [c.6]

    Настоящая книга посвящена издогкенню современных экспериментальных и численных методов механики полимеров и композитов. Особенностью книги является ориентация на применение ЭВМ как нри организации и проведении экспериментальных пс-следовапий и обработке опытных данных, так и прп решении конкретных краевых задач об определении напряжений и деформаций в конструкциях. [c.6]

---

Области применения — Группа компаний композит

Изначально композитные материалы разрабатывались исключительно со стратегическими, военными целями, однако, по прошествии относительно небольшого промежутка времени, они прочно заняли свое место как материалы широкого потребления, нашедшие применение в судостроении, автомобилестроении, химической промышленности, ветроэнергетике, авиационной промышленности и т.д. Композиты успешно заменяют привычные нам материалы, такие как металл, камень и дерево.

Благодаря таким своим свойствам как прочность, легкость, долговечность, неподверженность коррозии, пожаростойкость, композитные материалы широко применяются в строительстве как в качестве конструкционных, так и отделочных материалов. На основе композитов изготавливается искусственный камень, без которого сложно представить себе современное строительство и интерьеры.

Композитный материал на основе смолы и стеклянных армирующих элементов — стеклопластик успешно применяется в химической промышленности, заменяя при этом металл.

Несомненным преимуществом стеклопластика является то, что он не подвержен воздействию агрессивных сред, и гораздо более долговечен, чем металл. Это позволяет применять стеклопластик там, где использование изделий из других материалов невозможно, или же связано с большими сложностями и рисками, например, хранение и транспортировка очень агрессивных химически активных веществ.

Из стеклопластика изготавливают корпуса и надстройки яхт и кораблей, детали и элементы тюнинга автомобилей, отделочные панели, используемые в поездах и метро, изделия для активного отдыха (бассейны, лыжи, горки в аквапарках). Также следует отметить важную роль современных композитных материалов в ветроэнергетике, где они используются для изготовления лопастей ветрогенераторов. Это одна из наиболее динамично развивающихся областей их применения, поскольку идея создания экологически чистой энергетики актуальна как никогда.

Ведутся активные исследования в области нанокомпозитов, которые, благодаря своему составу, будут иметь как абсолютно новые свойства, так и качества, присущие обычным композитам, но увеличенные в несколько раз. Применение композитных материалов во всех областях находится в постоянном развитии. С каждым днем появляются новые материалы с более совершенными

 

Химики РУДН синтезировали многофункциональный композитный материал из хитозана

Химики РУДН получили композит с включениями цинка в полимерную матрицу на основе хитозана — продукта переработки панцирей ракообразных. Новый материал нетоксичен, но проявляет антибактериальные свойства и может применяться как катализатор в популярной реакции органического синтеза.

Хитозан, который получают из хитина, — главного вещества в панцирях ракообразных и других членистоногих, интересен для «зеленой химии» из-за нескольких свойств. Он производится из доступного сырья, и материалы из него, как правило, биосовместимы, нетоксичны и легко разлагаются в природных условиях. К тому же они представляют собой полимеры — длинные молекулы-цепочки повторяющихся звеньев, модификация которых позволяет придать материалу новые свойства.

«В предыдущих исследованиях нам удалось с помощью ультразвуковой обработки получить на основе хитозана полимер одновременно с каталитическими и антибактериальными свойствами. Известно, что упрочнить такие материалы и улучшить их характеристики позволяет интеграция в полимерную матрицу ионов металлов. Наиболее подходящие для модификации наших материалов соединения металлов — комплексы с двухвалентным цинком, который тоже проявляет антибактериальную и каталитическую активность», — кандидат химических наук Андрей Критченков, ассистент кафедры неорганической химии РУДН.

На первом этапе эксперимента исследователи сопоставили новый подход к синтезу производных хитозана со стандартным. Использование ультразвука позволило химикам РУДН получить производное хитозана и йодосодержащего ароматического альдегида гораздо быстрее, чем в обычных условиях. Чтобы к 60% исходных звеньев хитозана присоединились углеводородные кольца альдегида, потребовалось 10 минут вместо трех часов. К тому же ультразвук сократил объем необходимого для реакции альдегида в 2,6 раза. Температура реакции в обоих случаях не превышала 25°C. Затем полученное производное хитозана обработали небольшим количеством хлорида цинка и едким натром. Образовался композитный материал, в котором каждое звено хитозана несло полученное из альдегида кольцо атомов и катион цинка.

Для сравнения химики РУДН синтезировали аналогичный композит с включением цинка из чистого хитозана. Каталитический эффект новых материалов оценили в трехкомпонентной реакции Манниха, которая позволяет одновременно образовать новую связь между атомами углерода и добавить к соединению какую-либо функциональную группу. Композит на основе производного хитозана оказался более эффективным катализатором по сравнению и с модифицированным цинком хитозаном, и с неорганическими соединениями цинка. При этом новый материал можно использовать в катализе шесть раз подряд благодаря устойчивости к высокой температуре. В тестировании антибактериальных свойств новый композит сравнивали с теми же каталитическими веществами, а также с антибиотиками ампициллином и гентамицином. Все вещества оказались губительными для бактерий кишечной палочки и золотистого стафилококка, но медицинские препараты тем не менее были эффективнее в два и более раза.

«Композитный материал на основе производного хитозана с цинком показал впечатляющие каталитические свойства и сравнимую с действием известных антибиотиков антибактериальную активность. Чтобы выяснить, как эти качества связаны со структурой материала, мы продолжаем проект и синтезируем аналогичные материалы в реакциях с другими альдегидами», — кандидат химических наук Андрей Критченков, ассистент кафедры неорганической химии РУДН.

Результаты исследования опубликованы в Mendeleev Communications.

Компоцем композит химического отверждения (цвет А2 паста основная 14 гпаста каталитическая14 г).

Компоцем композит химического отверждения (цвет А2 паста основная 14гпаста каталитическая14г)(ВладМиВа)

НАЗНАЧЕНИЕ
для пломбирования кариозных полостейnbsp II, III, IV, Vnbsp классов по Блэку
востановление культи зуба
для фиксации шин.
nbsp
СОСТАВ И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА
nbsp
nbspМатериал «Компоцем» выпускается комплектом порошок-жидкость или паста-паста.
nbsp«Компоцем» (порошок-жидкость) — двухкомпонентный композиционный материал. Порошок представляет собой тонкодисперсный силанизированный кварц, окрашенный пигментами и содержащий инициатор отверждения жидкость содержит бисфенолглицидилметакрилат, триэтиленгликольдиметакрилат, активатор полимеризации.
Композиционный материал «Компоцем» обладает рядом специфических свойств, которые выгодно отличают его от других пломбировочных цементов
высокая механическая прочность
стабильность и низкая растворимость в ротовой жидкости
минимальная усадка при твердении
идентичность с тканями зуба (цвет, стойкость к истиранию).
nbsp

Наличие в наборе порошков разных цветовых оттенков (А2, А3, В2 по шкале VITA) позволяет произвести подбор материала, максимально близкого по оптическим характеристикам к естественным тканям зуба.
nbsp«Компоцем» (паста-паста) — представляет собой композит на основе метакрилатных олигомеров (Бис-ГМА, ТГМ) иnbsp модифицированного тонкодисперсного неорганического наполнителя (до 80% массы).
nbsp«Компоцем» выпускается в виде двух паст (основной и каталитической) разных цветовых оттенков по шкале VITA (А2, А3, В2). Полученный в результате смешивания равных количеств паст пломбировочный материал, обладает высокой механической прочностью, стабильностью и низкой растворимостью в ротовой жидкости, устойчивостью к истиранию.
nbspВходящий в набор адгезив химического отверждения обеспечивает надежное краевое прилегание.
nbsp
ФОРМА ВЫПУСКА
Паста основная оттенка А2, А3, В2nbspnbspnbspnbsp 14nbsp г
Паста каталитическаяnbspnbspnbspnbsp 14 г
Гель для травления эмалиnbspnbspnbspnbspnbsp 5 мл
Адгезив (жидкость № 1)nbspnbspnbspnbspnbspnbspnbsp 5 мл
Адгезив (жидкость № 2)nbspnbspnbspnbsp 5 мл.

nbsp

Композитов

Композит получают путем физического объединения двух или более материалов (компонентов) для получения комбинации (смеси) структурных свойств, отсутствующих в каком-либо отдельном компоненте. Они могут, например, обеспечивать большую прочность и жесткость, чем любой из отдельных компонентов, при этом будучи максимально легкими.

Композиты все чаще разрабатываются для решения множества задач. Например, композиты, армированные волокном, используются для замены таких материалов, как металлы и их сплавы.

Композиты могут предложить:

• малый вес
• жесткость и прочность
• низкий коэффициент расширения
• Устойчивость к усталости
• простота изготовления сложных форм
• простой ремонт поврежденных конструкций
• устойчивость к коррозии

Есть много разных типов композитов. В этом модуле рассматриваются два наиболее важных элемента, которые в настоящее время разрабатываются для многих целей:

• Полимерные композиты, армированные волокном
• Композиты, армированные частицами

Фазы в композитах

Композиты, армированные волокном и частицами, обычно состоят из более или менее непрерывной фазы.Эта непрерывная фаза также известна как матрица , а материал, который распределяется по матрице, известен как дисперсная фаза (Фиг.1).

Рисунок 1, иллюстрирующий фазы композита.

Дисперсную фазу иногда называют армированием , если это фаза, добавляемая для увеличения прочности. В качестве альтернативы, он называется наполнителем , если он добавляется для других целей, например, для увеличения объема матрицы по низкой цене, не влияя на свойства композита.Также может быть фаза для создания связи между слоями или фазами, иногда называемая интерфейсом , .

При проектировании композитов необходимо учитывать следующие факторы:

• Соотношение матрицы и дисперсной фазы может варьироваться в зависимости от предполагаемого использования композита. Матричная фаза может быть сыпучим материалом с диспергированными в нем частицами или волокнами. Это также может быть второстепенная фаза, больше похожая на клей, склеивающий частицы или волокна вместе, придающий жесткость очень гибким массивам волокон и придающий структуру тому, что в противном случае было бы рыхлыми частицами.Матрица также служит для защиты дисперсной фазы от механических повреждений и химического воздействия. Если матрица пластичная, она предотвращает распространение трещин между волокнами или частицами, даже когда она подвергается сильному износу.

• Размер и форма частиц и волокон дисперсной фазы определяют, насколько плотно они могут быть упакованы. Хотя более мелкие частицы обеспечивают большую площадь поверхности для контакта с матрицей, более длинные волокна дают лучшее армирование. Необходимо найти баланс.

• Граница раздела между матрицей и дисперсной фазой также контролирует общие характеристики композита. Прочность композита зависит не только от свойств матрицы, но и от того, насколько хорошо он прилипает к частицам и волокнам дисперсной фазы.

Полимерные композиты, армированные волокном

Армированные волокном полимерные композиты (FRP, также известные как композиты с полимерной матрицей (PMC)) подразделяются на:

a) Полимерные композиты, армированные углеродным волокном (CFRP)
b) Полимерные композиты, армированные стекловолокном (GFRP)
c) Полимерные композиты, армированные арамидным волокном (AFRP)

В каждом случае волокно заключено в матрицу из смолы (непрерывная фаза).Эти матрицы обычно представляют собой акрилицепоксифенольные или полиэфирные смолы.

Производство

Производство армированного волокном композитного материала включает несколько этапов, на которых производится наполнитель (волокно) и затем, если требуется, выравнивается перед введением матрицы.

Волокна, изготовленные из полимеров (например, арамидов, см. Ниже), стекла и металлов, могут быть получены из расплавленного состояния путем их вытягивания. Большинство углеродных волокон сначала получают из полимера, например поли (пропенонитрила) (полиакрилонитрила), который затем окисляется с последующим пиролизом.Если волокна не выровнены (случайная ориентация) друг с другом, наполнитель и матрица могут быть смешаны вместе в виде порошков или суспензий, сформированы или отформованы, а матрица отверждена и связана с наполнителем под действием тепла или химической реакции. Формование может быть выполнено литьем под давлением или литьем композита. При необходимости перед дальнейшей обработкой для упрочнения композита выполняется дополнительная обработка.

Производство композитных материалов с ориентированным волокном (рис. 1) является более сложным.Волокна могут использоваться как моноволокна, или они могут быть скручены в пряжу, содержащую до 10 000 нитей. Затем пряжу ткут или связывают в двух- или трехмерные ткани, которые затем могут быть сформированы в ленты путем плетения или плетения. Нити также можно перерабатывать в нетканые маты из волокон, произвольно ориентированных в двух измерениях.

Маты, ленты и ткани могут быть пропитаны матричным материалом (или материалами, из которых изготовлена ​​матрица) перед окончательной сборкой и обработкой, и в этом случае они называются препрегом ( preg -im preg , без обозначения ).

Таким образом, нет необходимости обрабатывать отдельные химические вещества. Его просто раскатывают и используют как ламинат. Отверждение происходит путем нагревания.

Ткани и маты помещают в формы, иногда вручную, пропитывают матричным материалом и обрабатывают. Они могут быть сжаты механически или с помощью методов прессования или вакуумного формования. Нити или ленты также могут быть намотаны, пропуская через ванну с матрицей перед их переработкой в ​​твердую форму.

Простым примером препрега является повязка, которая используется для закрепления сломанных конечностей (Блок 67).Бинт изготовлен из полиэстера и пропитан линейным полиуретаном, матрицей. Повязка, препрег, гибкая и наматывается на сломанную конечность. При замачивании молекулы полиуретана вступают в реакцию с водой, образуя поперечные связи между молекулами, создавая сильный, но легкий отблеск.

(a) Полимерные композиты, армированные углеродным волокном (углепластик)

Углеродные волокна обычно получают путем нагревания нитей из поли (пропенонитрила) (полиакрилонитрила, PAN) при температуре приблизительно 500 K в атмосфере воздуха с образованием окисленного PAN.Окисленный PAN затем помещают в печь с инертной атмосферой газа, такого как аргон, и нагревают до ~ 2000 K, процесс, известный как пиролиз, нагрев вещества в отсутствие воздуха. Продукт, углеродное волокно, содержит цепочки атомов углерода, которые связаны из стороны в сторону (лестничные полимеры), образуя узкие слои атомов углерода толщиной в один атом, известные как графен. Выделение графена профессорами Андре Геймом и Константином Новоселовым из Манчестерского университета настолько важно, что в 2010 году эти два ученых были удостоены Нобелевской премии по физике.

Можно представить это как кусок проволочной сетки в очень маленьком (атомном) масштабе. Графен также является основной структурой графита и углеродных нанотрубок. В случае углеродного волокна листы сливаются, образуя единую круговую нить. Углеродные волокна используются в качестве наполнителя в непрерывной матрице полимера, часто эпоксидной смолы. Слои ткани из углеродного волокна укладываются в требуемой форме, обычно в форме, которую затем заполняют эпоксидной смолой и нагревают.

использует

Композиты из углеродного волокна являются относительно дорогими строительными материалами и поэтому используются, когда их легкость и прочность имеют первостепенное значение.Примеры использования включают высококачественное спортивное оборудование, такое как рамы теннисных ракеток, клюшки для гольфа и удочки, а также в ноутбуках и фотоаппаратах.

Они также широко используются при строительстве самолетов. Фюзеляжи новейших коммерческих самолетов (Boeing 787 (Dreamliner) и Airbus A350) изготавливаются в основном из углепластика из-за его превосходной легкости и прочности.

Другое свойство углепластика используется в тормозах самолетов. Они необходимы для быстрого поглощения значительного количества энергии без механических повреждений или заеданий.Обычная конструкция основана на нескольких вращающихся и неподвижных дисках, температура поверхности которых может достигать 3000 К. Следовательно, материал диска должен иметь отличную термостойкость и ударопрочность, а также высокотемпературную стойкость вместе с хорошей теплопроводностью. Углерод — идеальный материал, а диски изготовлены из углеродного композита, в котором наполнитель — углеродное волокно, а матрица — углерод, полученный в результате пиролиза метана. Кроме того, они весят примерно на 30% меньше, чем стальные диски, и поэтому значительно экономят топливо.

Углепластики

также использовались в течение многих лет для изготовления кузовов гоночных автомобилей F1, обеспечивая водителям более надежную защиту даже при авариях на скорости более 300 км / ч ^–1 . В настоящее время они используются в автомобилях класса люкс (часть линейки Mercedes Benz и для крыши GM Corvette ZR1) и в качестве защитного снаряжения для мотоциклистов.

Углепластики

все чаще используются для «модернизации» существующих крупных конструкций, таких как мосты из железобетона. Ткань из углеродного волокна оборачивается вокруг деталей, нуждающихся в укреплении.

(b) Полимерные композиты, армированные стекловолокном (GFRP)

Стекловолокно изготовлено из кремнезема (песка), карбоната натрия и карбоната кальция вместе с другими соединениями, которые придают необходимые свойства. Материалы нагреваются примерно до 1700 К в печи, а затем экструдируются прямо из печи через металлические (сплав платины и родия) отверстия различного диаметра (4–34 мкм) для получения нитей. Высокоскоростная намоточная машина, вращающаяся быстрее выходящего расплавленного стекла, втягивает их под натяжением в очень тонкие волокна.Количество отверстий от 200 до 8000.

Нити покрыты смазкой, чтобы защитить их, и собраны вместе на барабане, выглядя как катушка с нитью.

В стекловолокне, в котором стекловолокно является наполнителем (дисперсная фаза), матрица обычно представляет собой полиэфирную смолу, хотя также используются эпоксидные и акриловые полимеры.

использует

GFRP широко используются в производстве лодок по причинам стоимости и обслуживания. В то время как большие суда обычно строятся из стали, более 80% корпусов судов длиной менее 40 м изготовлены из полимера, армированного стекловолокном.Это гораздо более дешевый процесс, и за корпусом легче ухаживать. Кроме того, существуют определенные применения, в которых магнитные, электрические или тепловые свойства GFRP являются предпочтительными, например, тральщики, которые должны быть немагнитными, чтобы избежать активации мин.

Препреги на основе стеклофенольной смолы также используются для улучшения защиты бронированных автомобилей.

(c) Полимерные композиты, армированные арамидом (ARPC)

Арамид — полимерный ароматический амид.Кевлар ^® — особенно широко используемый арамид.

С ним очень трудно обращаться, так как единственный эффективный растворитель — концентрированная серная кислота. Кевлар ^® состоит из легких атомов, но он очень прочен и гибок, его вес к весу в пять раз превышает прочность стали. Его сила зависит от того, как полимерные цепи выровнены, а плоские молекулы удерживаются вместе водородными связями. Эти слои молекул могут складываться вдоль оси волокна (рис. 2).

Эти уже прочные волокна используются в качестве наполнителя в ARPC с фенольной смолой или эпоксидной смолой в качестве матрицы.Они особенно полезны там, где необходимо поглощать и рассеивать энергию, и они также способны противостоять истиранию.

Рис. 2 Структура кевлара ^® .

использует

Эти композиты широко используются в авиации, для лопастей винта вертолетов, в спорте, для изготовления ракеток для тенниса, бадминтона и сквоша, а также для изготовления лодок, таких как каяки и шлюпки.

Рис. 3 Кевлар ® и другие полиароматические амиды также используются в качестве волокон в тканях для защитной одежды.Их огнестойкие свойства приводят к тому, что их используют пожарные, а их прочность означает, что они используются для бронежилетов. С любезного разрешения DuPont.

Композиты, армированные частицами (PRC)

Существует два основных типа композитов, армированных частицами: композиты, армированные крупными частицами, и композиты, армированные мелкими частицами. Материалы классифицируются не строго по физическим размерам частиц, а скорее по механизму армирования.В материале, армированном мелкими частицами, механизм находится на молекулярном уровне, и частицы могут диспергироваться в матрице или осаждаться из нее.

Армирование крупными частицами, как следует из названия, включает более крупные частицы и распределение нагрузки между фазами. Какой бы ни была их геометрия, частицы малы по сравнению с размером структуры и равномерно распределены в ней.

Частицы могут улучшить прочность композита на излом по сравнению с матрицей, предотвращая или препятствуя распространению трещин через матрицу, либо физически блокируя и останавливая трещины, либо отклоняя и разделяя их, чтобы препятствовать их продвижению по куску.Они также могут улучшить жесткость и прочность композита по сравнению с матрицей, перенося часть нагрузки.

использует

Бетон — это простой повседневный образец PRC, состав которого варьируется в зависимости от предполагаемого использования. Наиболее распространенной матрицей является паста из портландцемента, которая подвергается химическим реакциям, приводящим к схватыванию в течение нескольких часов, а затвердевание продолжается в течение нескольких недель или месяцев. Этот материал армирован заполнителем (дисперсной фазой), например галькой или стружкой (1-2 см) и песком (1-2 мм).Помимо армирования, дисперсная фаза дает и другие преимущества. Реакции начального схватывания бетона являются экзотермическими, и, когда используются только цемент и вода, это приводит к проблемам с отводом тепла и растрескиванием. Добавление заполнителя решает эту проблему, действуя как теплоотвод, снижая скорость и величину повышения температуры.

Бетон часто содержит дополнительную фазу в виде стальной проволоки, стержней или троса для придания еще большей прочности.

Тугоплавкие карбиды — это твердые износостойкие керамические материалы, такие как карбиды титана и вольфрама (TiC и WC). Они могут быть включены в матрицу из металла, часто из кобальта или никеля, для изготовления режущих кромок станков. Это пример металлокерамики, комбинации керамики и металла. Твердый сплав обеспечивает износостойкую режущую кромку, но сам по себе может расколоться при ударе с формируемым металлом. Металлическая матрица повышает упругость и упрощает изготовление.Со временем, по мере того, как частицы удаляются, новые частицы обнажаются, чтобы удерживать острую режущую кромку, в результате чего инструмент в некоторой степени самозатачивается.

Технический углерод по существу состоит из сферических частиц углерода, образующихся при сжигании нефти или газа при ограниченном поступлении кислорода, и часто называется печной сажей. Наиболее важное использование частиц — это армирующая фаза в виде твердых частиц в резине, используемой при производстве шин. Шины могут быть изготовлены из различных смесей натурального каучука и синтетических каучуков, причем смесь зависит от предполагаемого использования (например, для боковой стенки, протектора или внутренней облицовки).

К синтетическим каучукам относятся:

Использование технического углерода в резине улучшает износостойкость. Однако для того, чтобы усиление было эффективным, частицы должны быть в диапазоне 20-50 нм, равномерно распределены в количествах до 30% и хорошо связаны с матрицей. Хотя шины из этого композитного материала дороже в производстве, они обладают большей долговечностью.

Дата последнего изменения: 18 марта 2013 г.

Наука и технология композиционных материалов

Послушайте эту тему

В таком развитом обществе, как наше, все мы зависим от композитных материалов в некоторых аспектах нашей жизни.Стекловолокно был разработан в конце 1940-х годов и стал первым современным композитом. Он по-прежнему самый распространенный, составляя около 65 процентов всех производимых сегодня композитов. Он используется для изготовления корпусов лодок, досок для серфинга, спортивных товаров, облицовки бассейнов, строительных панелей и кузовов автомобилей. Вы вполне можете использовать что-то из стекловолокна, даже не подозревая об этом.

Лодки, доски для серфинга, автомобили и многое другое: нас окружают стекловолокно и другие композитные материалы. Источник изображения: sobri / Flickr.

Что делает материал композитным

Композиционные материалы образуются путем объединения двух или более материалов, которые имеют совершенно разные свойства.Различные материалы работают вместе, чтобы придать композиту уникальные свойства, но внутри композита вы можете легко отличить разные материалы друг от друга — они не растворяются и не смешиваются друг с другом.

Композиты существуют в природе. Кусок дерева представляет собой композит, состоящий из длинных волокон целлюлозы (очень сложной формы крахмала), удерживаемых вместе гораздо более слабым веществом, называемым лигнином. Целлюлоза также содержится в хлопке и льне, но именно связующая способность лигнина делает кусок древесины намного прочнее, чем пучок хлопковых волокон.

Это не новая идея

Люди использовали композитные материалы на протяжении тысячелетий. Возьмем, к примеру, сырцовые кирпичи. Если вы попытаетесь согнуть лепешку из засохшей грязи, она легко сломается, но она окажется крепкой, если вы попытаетесь раздавить или сжать ее. Кусок соломы, с другой стороны, обладает большой силой, когда вы пытаетесь ее растянуть, но почти не имеет силы, когда вы ее сминаете. Когда вы объединяете грязь и солому в блок, свойства двух материалов также объединяются, и вы получаете кирпич, который прочен как на сжатие, так и на разрыв или изгиб.Говоря более технически, у него есть и хорошие прочность на сжатие и хорошо предел прочности .

Мужчина восстанавливает древнюю цитадель из сырцового кирпича в Иране после того, как она была повреждена в результате землетрясения. Глиняные кирпичи — это те же материалы, которые использовались для его строительства около 2500 лет назад. Источник изображения: OXLAEY.com / Flickr.

Еще один известный композит — бетон. Здесь заполнитель (мелкие камни или гравий) скреплен цементом. Бетон имеет хорошую прочность при сжатии, и его можно сделать более прочным при растяжении, добавив в композит металлические стержни, проволоку, сетку или тросы (таким образом создавая железобетон).

Композиты были сделаны из формы углерода, называемой графеном, в сочетании с металлической медью, в результате чего был получен материал, в 500 раз более прочный, чем сама медь. Точно так же композит графена и никеля имеет прочность более чем в 180 раз больше никеля.

Что касается стекловолокна, то он сделан из пластик армированный нитями или стекловолокном. Эти нити можно либо связать вместе и сплести в мат, либо их иногда можно разрезать на короткие отрезки, которые произвольно ориентированы в пластиковой матрице.

Больше чем сила

В настоящее время многие композиты производятся не только для улучшения прочности или других механических свойств, но и для других целей. Многие композиты предназначены для того, чтобы быть хорошими проводниками или изоляторами тепла или иметь определенные магнитные свойства; свойства, которые очень специфичны и специализированы, но также очень важны и полезны. Эти композиты используются в огромном количестве электрических устройств, включая транзисторы, солнечные элементы, датчики, детекторы, диоды и лазеры, а также для изготовления антикоррозионных и антистатических покрытий на поверхности.

Композиты, изготовленные из оксидов металлов, также могут обладать определенными электрическими свойствами и используются для производства кремниевых чипов, которые могут быть меньше по размеру и более плотно упакованы в компьютер. Это увеличивает объем памяти и скорость компьютера. Оксидные композиты также используются для создания высокотемпературных сверхпроводящих свойств, которые теперь используются в электрических кабелях.

Изготовление композита

Большинство композитов состоит всего из двух материалов.Один материал (матрица или связующее) окружает и связывает скопление волокон или фрагменты гораздо более прочного материала (армирования). В случае глиняных кирпичей две роли берут на себя грязь и солома; в бетоне — цементом и заполнителем; в дереве целлюлозой и лигнином. В стекловолокне армирование обеспечивается тонкими нитями или стекловолокном, часто вплетенными в нечто вроде ткани, а матрица представляет собой пластик.

Примеры различных форм армирования стекловолокном, которые будут использоваться при создании стекловолокна.Источник изображения: Cjp24 / Wikimedia Commons.

Стекловолоконные нитки из стекловолокна очень прочные при растяжении, но они также хрупкие и ломаются при резком сгибании. Матрица не только удерживает волокна вместе, но и защищает их от повреждений, разделяя любые стресс из их. Матрица достаточно мягкая, чтобы ее можно было придать инструментам, и ее можно размягчить подходящими растворителями, чтобы можно было произвести ремонт. Любая деформация листа стекловолокна обязательно растягивает часть стекловолокна, и они способны этому противостоять, поэтому даже тонкий лист очень прочен.Кроме того, он довольно легкий, что является преимуществом для многих приложений.

За последние десятилетия было разработано много новых композитов, некоторые из которых обладают очень ценными свойствами. Тщательно выбирая арматуру, матрицу и производственный процесс, который их объединяет, инженеры могут адаптировать свойства к конкретным требованиям. Они могут, например, сделать композитный лист очень прочным в одном направлении, выравнивая волокна таким образом, но более слабым в другом направлении, где прочность не так важна.Они также могут выбирать такие свойства, как устойчивость к теплу, химическим веществам и атмосферным воздействиям, выбирая подходящий матричный материал.

Выбор материалов для матрицы

В качестве матрицы во многих современных композитах используются термореактивные или термопластичные пластмассы (также называемые смолами). (Использование пластика в матрице объясняет название «армированный пластик», которое обычно дают композитам). Пластмассы полимеры которые удерживают арматуру вместе и помогают определить физические свойства конечного продукта.

Термореактивные пластмассы являются жидкими при приготовлении, но затвердевают и становятся жесткими (т. Е. Затвердевают) при нагревании. Процесс схватывания необратим, поэтому эти материалы не становятся мягкими при высоких температурах. Эти пластмассы также устойчивы к износу и воздействию химикатов, что делает их очень прочными даже в экстремальных условиях окружающей среды.

Термопласты, как следует из названия, твердые при низких температурах, но размягчаются при нагревании. Хотя они используются реже, чем термореактивные пластмассы, они обладают некоторыми преимуществами, такими как более высокая вязкость разрушения, длительный срок хранения сырья, возможность вторичной переработки и более чистое и безопасное рабочее место, поскольку для процесса отверждения не требуются органические растворители.

Керамика, углерод и металлы используются в качестве матрицы для некоторых узкоспециализированных целей. Например, керамика используется, когда материал будет подвергаться воздействию высоких температур (например, теплообменники), а углерод используется для продуктов, которые подвергаются трению и износу (например, подшипники и шестерни).

Изображение под электронным микроскопом в искусственных цветах композита с магниевой матрицей, армированного карбидом титана и алюминия. Источник изображения: ZEISS Microscopy / Flickr.

Выбор материалов для армирования

Хотя стекловолокно является наиболее распространенным армированием, во многих современных композитах теперь используются тонкие волокна из чистого углерода.Можно использовать два основных типа углерода — графит и углеродные нанотрубки. Оба являются чистым углеродом, но атомы углерода расположены в разных кристаллических конфигурациях. Графит — очень мягкое вещество (используется в «свинцовых карандашах») и состоит из листов атомов углерода, расположенных в виде шестиугольников. Связи, удерживающие шестиугольники вместе, очень прочные, но связи, удерживающие вместе листы шестиугольников, довольно слабые, что и делает графит мягким. Углеродные нанотрубки изготавливаются путем скатывания одного листа графита (известного как графен) в трубку.Это создает чрезвычайно прочную структуру. Также возможно изготовление трубок из нескольких цилиндров — трубок внутри трубок.

Композиты из углеродного волокна легки и намного прочнее, чем стекловолокно, но при этом более дороги. Из этих двух графитовые волокна дешевле и их легче производить, чем углеродные нанотрубки. Они используются в конструкциях самолетов и в высокопроизводительном спортивном оборудовании, таком как клюшки для гольфа, теннисные ракетки и гребные лодки, и все чаще используются вместо металлов для ремонта или замены поврежденных костей.

Нити бора даже прочнее (и дороже) углеродных волокон. Нанотрубки из нитрида бора обладают дополнительным преимуществом, поскольку они намного более устойчивы к нагреванию, чем углеродные волокна. Они также обладают пьезоэлектрическими качествами, что означает, что они могут генерировать электричество при приложении к ним физического давления, такого как скручивание или растяжение.

Полимеры также могут использоваться в качестве армирующего материала в композитах. Например, кевлар, первоначально разработанный для замены стали в радиальных шинах, но наиболее известный благодаря использованию в пуленепробиваемых жилетах и ​​шлемах, представляет собой чрезвычайно прочное полимерное волокно, придающее прочности композитному материалу.Он используется в качестве арматуры в композитных изделиях, которые требуют легкой и надежной конструкции (например, структурные части корпуса самолета). Еще более прочным, чем кевлар, является вещество, состоящее из комбинации графена и углеродных нанотрубок.

Выбор производственного процесса

Для изготовления объекта из композитного материала обычно используется какая-либо форма. Армирующий материал сначала помещается в форму, а затем полужидкий матричный материал распыляется или закачивается для формирования объекта.Можно приложить давление, чтобы вытеснить пузырьки воздуха, а затем форму нагревают, чтобы матрица затвердела.

Процесс формования часто выполняется вручную, но автоматическая обработка становится все более распространенной. Один из этих методов называется пултрузия (термин, образованный от слов «вытягивание» и «экструзия»). Этот процесс идеально подходит для производства прямых изделий с постоянным поперечным сечением, например мостовых балок.

Во многих тонких структурах сложной формы, таких как изогнутые панели, композитная структура создается путем наложения листов тканого армирующего волокна, пропитанного пластиковым матричным материалом, поверх базовой формы соответствующей формы.Когда панель будет достигнута подходящей толщины, матричный материал отверждается.

Сэндвич-композиты

Многие новые типы композитов создаются не с помощью матрицы и метода армирования, а путем укладки нескольких слоев материала. Структура многих композитов (например, тех, которые используются в панелях крыла и корпуса самолетов) состоит из пластиковых сот, зажатых между двумя обшивками из композитного материала, армированного углеродным волокном.

Сотовая композитная сэндвич-структура от НАСА.Источник изображения: НАСА / Wikimedia Commons.

Эти многослойные композитные материалы сочетают в себе высокую прочность и, в частности, жесткость на изгиб и малый вес. Другие методы включают в себя простую укладку нескольких чередующихся слоев разных веществ (например, графена и металла) для создания композита.

Зачем использовать композиты?

Самым большим преимуществом композитных материалов является прочность и жесткость в сочетании с легкостью.Выбирая подходящую комбинацию армирования и материала матрицы, производители могут добиться свойств, которые точно соответствуют требованиям для конкретной конструкции для конкретной цели.

• Композиты в Австралии

  Австралия, как и все развитые страны, проявляет большой интерес к композитным материалам, которые многие люди считают «материалами будущего». Основная задача — снизить затраты, чтобы композитные материалы можно было использовать в продуктах и ​​приложениях, которые в настоящее время не оправдывают затрат.В то же время исследователи хотят улучшить характеристики композитов, например сделать их более устойчивыми к ударам.

  Одна из новых технологий включает «текстильные композиты». Вместо того, чтобы укладывать армирующие волокна по отдельности, что является медленным и дорогостоящим процессом, их можно связать или сплести вместе, чтобы получить своего рода ткань. Он может быть даже трехмерным, а не плоским. Пространства между текстильными волокнами и вокруг них затем заполняются матричным материалом (например, смолой) для изготовления продукта.

  Этот процесс довольно легко может быть выполнен машинами, а не вручную, что делает его быстрее и дешевле. Соединение всех волокон вместе также означает, что композит с меньшей вероятностью будет поврежден при ударе.

  По мере того, как стоимость снижается, другие применения композитов начинают выглядеть привлекательными. При изготовлении корпусов и надстроек лодок из композитов используется их устойчивость к коррозии. У минных охотников ВМС Австралии композитный корпус, поскольку магнитный эффект стального корпуса может помешать обнаружению мин.

  Также в разработке находятся вагоны для поездов, трамваев и других средств передвижения, сделанные из композитных материалов, а не из стали или алюминия. Здесь привлекательность заключается в легкости композитов, поскольку в этом случае автомобили потребляют меньше энергии. По той же причине в будущем мы увидим все больше и больше композитов в автомобилях.

Современная авиация, как военная, так и гражданская, является ярким тому примером. Без композитов было бы гораздо менее эффективно. Фактически, требования, предъявляемые этой отраслью к легким и прочным материалам, были основной движущей силой развития композитов.Сейчас обычным явлением являются крылья и хвостовое оперение, гребные винты и лопасти несущего винта, сделанные из современных композитных материалов, а также большая часть внутренней конструкции и деталей. Каркасы некоторых небольших самолетов полностью сделаны из композитных материалов, как и крыло, хвостовое оперение и панели корпуса больших коммерческих самолетов.

Размышляя о самолетах, стоит помнить, что композиты с меньшей вероятностью, чем металлы (например, алюминий), полностью разрушатся под действием нагрузки. Небольшая трещина в куске металла может очень быстро распространиться с очень серьезными последствиями (особенно в случае самолета).Волокна в композите блокируют расширение любой небольшой трещины и распределяют напряжение вокруг нее.

Правильные композиты также хорошо выдерживают нагрев и коррозию. Это делает их идеальными для использования в продуктах, работающих в экстремальных условиях, таких как лодки, оборудование для обработки химикатов и космические корабли. В целом композитные материалы очень прочные.

Еще одно преимущество композитных материалов состоит в том, что они обеспечивают гибкость конструкции. Из композитов можно придавать сложные формы, что является отличным преимуществом при производстве чего-то вроде доски для серфинга или корпуса лодки.

Кроме того, в настоящее время большая работа направлена ​​на разработку композитных материалов, изготовленных из отходов, таких как сельскохозяйственные отходы, строительные материалы или пластиковые контейнеры для напитков.

Обратной стороной композитов обычно является их стоимость. Хотя при использовании композитов производственные процессы часто бывают более эффективными, сырье стоит дорого. Композиты никогда полностью не заменят традиционные материалы, такие как сталь, но во многих случаях это именно то, что нам нужно.И без сомнения, по мере развития технологии будут найдены новые применения. Мы еще не видели всего, на что способны композиты.

Современная авиация была основным двигателем развития композитов. Источник изображения: Пол Нелхэмс / Flickr.

Что такое композиты? — Композиты 101

Проще говоря, композиты — это комбинация компонентов. В нашей отрасли композиты — это материалы, изготовленные из двух или более природных или искусственных элементов (с разными физическими или химическими свойствами), которые сильнее как команда, чем как отдельные игроки.Материалы компонентов не смешиваются полностью и не теряют своей индивидуальности; они объединяют и вносят свои наиболее полезные черты для улучшения результата или конечного продукта. Композиты обычно разрабатываются с учетом конкретного использования, такого как дополнительная прочность, эффективность или долговечность.

Композиты, также известные как композиты из армированного волокном полимера (FRP), изготавливаются из полимерной матрицы, армированной инженерным искусственным или натуральным волокном (например, стекло, углерод или арамид) или другим армирующим материалом.Матрица защищает волокна от воздействия окружающей среды и внешних повреждений и передает нагрузку между волокнами. Волокна, в свою очередь, обеспечивают прочность и жесткость, укрепляя матрицу, и помогают ей противостоять трещинам и изломам.

Во многих продуктах нашей отрасли полиэфирная смола является матрицей, а стекловолокно — армированием. Но в композитах используется множество комбинаций смол и армирования, и каждый материал вносит свой вклад в уникальные свойства готового продукта: волокно, мощное, но хрупкое, обеспечивает прочность и жесткость, а более гибкая смола придает форму и защищает волокно.Композиты FRP могут также содержать наполнители, добавки, материалы сердцевины или отделки поверхности, предназначенные для улучшения производственного процесса, внешнего вида и характеристик конечного продукта.

Композиты могут быть натуральными или синтетическими. Дерево, природный композит, представляет собой комбинацию целлюлозы или древесных волокон и вещества, называемого лигнином. Волокна придают дереву прочность; лигнин — это матрица или природный клей, который связывает и стабилизирует их. Другие композиты являются синтетическими (искусственными).

Фанера — это искусственный композит, в котором сочетаются натуральные и синтетические материалы.Тонкие слои шпона склеиваются вместе с помощью клея, образуя плоские листы ламинированной древесины , которые прочнее натурального дерева.

Не все пластмассы являются композитами. Фактически, большинство пластиков — из тех, что используются в игрушках, бутылках с водой и других привычных предметах — представляют собой композиты , а не . Это чистый пластик. Но многие виды пластика можно усилить, чтобы сделать их прочнее. Эта комбинация пластика и армирования позволяет производить одни из самых прочных и универсальных материалов (для своего веса), когда-либо разработанных технологиями.

Полимерные смолы (например, полиэфирные, винилэфирные, эпоксидные или фенольные) иногда называют пластиком.

Для определения композитов FRP используется множество терминов. Модификаторы использовались для идентификации конкретного волокна, такого как полимер, армированный стекловолокном (GFRP), полимер, армированный углеродным волокном (CFRP), и полимер, армированный арамидным волокном (AFRP). Другой известный термин — это пластмассы, армированные волокном. Кроме того, с годами были разработаны и другие сокращения, и их использование зависело от географического положения или использования на рынке.Например, армированные волокном композиты (FRC), армированные стекловолокном пластмассы (GRP) и композиты с полимерной матрицей (PMC) можно найти во многих справочных материалах. Каждый из вышеупомянутых терминов означает одно и то же: композиты FRP.

Композитные материалы — обзор

VI Использование композитов

Композиционные материалы в той или иной форме были внедрены почти во все отрасли промышленности. Мы рассмотрим некоторые преимущества использования композитов и обсудим некоторые отрасли, в которых эти материалы использовались.

Широкий диапазон значений свойств, достигаемых с помощью композитов, и возможность изменять свойства являются преимуществом. Композиционные материалы также обычно имеют более высокое отношение прочности и модуля к массе, чем традиционные конструкционные материалы. Эти функции могут снизить вес системы на 20–30%. Снижение веса означает экономию энергии или повышение производительности. Усовершенствованные композиты демонстрируют желаемые динамические свойства, обладают высоким сопротивлением ползучести и хорошими демпфирующими характеристиками.Фактически, превосходные усталостные характеристики композитных материалов позволяют использовать их для ремонта металлических планеров с усталостными повреждениями.

Поскольку композитным материалам можно придать практически любую форму, они обеспечивают большую гибкость при проектировании и сокращают количество деталей для изделий. Возможность выбрать компоненты, адаптировать их для получения требуемых свойств, а затем посредством проектирования оптимально использовать эти свойства — ситуация, которая делает композиты очень привлекательными для многих отраслей промышленности.

Матричный полимер может придавать композитам высокую химическую и коррозионную стойкость. В транспортной отрасли широко используются композитные материалы. Легкий вес и высокая прочность, а также возможность легко изготавливать аэродинамические формы привели к снижению затрат на топливо. Отсутствие коррозии материалов и низкие затраты на техническое обслуживание снизили стоимость владения и продлили срок службы многих деталей и продуктов. Примеры продукции в этой отрасли включают кузова и детали для автомобилей и грузовиков, прицепы, цистерны, специальные автомобили и производственное оборудование.

Композиты добавили новые измерения в проектирование и строительство зданий. Их простота изготовления, легкий вес, высокая прочность, низкие эксплуатационные расходы, декоративность и функциональность оказали значительное влияние на промышленность. Время нового строительства было сокращено, и была добавлена ​​большая гибкость при проектировании конструкций.

Композитные материалы повлияли на морскую промышленность на раннем этапе своего развития, и их влияние продолжает расти. Отсутствие коррозии, низкие эксплуатационные расходы и гибкость конструкции способствовали принятию композитов.Легкость изготовления очень больших и прочных изделий из одной детали была другой. Помимо прогулочных катеров, изготавливаются большие военные и коммерческие катера и корпуса судов. На кораблях использовались большие резервуары для топлива, воды и груза. Композиты оказали наибольшее влияние на индустрию спортивных товаров, революционно вытеснив традиционные материалы. Такие приложения, как стержни клюшек для гольфа, удочки, теннисные ракетки, лыжное снаряжение, оборудование для катания на лодках и многие другие продукты спортивного снаряжения, теперь производятся почти исключительно с использованием современных композитов.В большинстве случаев изменение материала привело к повышению производительности или безопасности участников.

Аэрокосмический и военный рынки — это две области, на которые пришлось наибольшее усилие в разработке и продвижении композитных технологий. Потребность в более прочных, жестких и легких структурах дала возможность композитным материалам продемонстрировать свое превосходство над более широко используемыми материалами. Прочность и низкие эксплуатационные расходы — дополнительные преимущества.Это увеличивает срок службы и снижает стоимость обслуживания систем. Разработка новых и усовершенствование существующих производственных процессов привели к снижению производственных затрат. Было сокращено количество деталей, необходимых для изготовления некоторых компонентов, с использованием литья и композитных материалов. Уникальные особенности композитов позволили дизайнерам разрабатывать передовые системы, которые можно было бы изготавливать только из композитных материалов. В конструкции новых военных самолетов почти исключительно используются современные композиты.Корпуса, сопла и носовые обтекатели ракетных двигателей используются в ракетах. Купола радара, лопасти ротора, пропеллеры и многие компоненты вторичной конструкции, такие как обтекатели, двери и панели доступа, также изготавливаются из современных композитных материалов. Многочисленные сосуды высокого давления, вооружение и элементы космической техники изготавливаются из отборных композитных материалов.

Использование композитных материалов будет продолжать расти. По мере того, как все больше инженеров начинают понимать композиты, открываются новые возможности для их использования.По мере увеличения использования композитов будет происходить больше разработок в областях составляющих материалов, анализа, проектирования и изготовления. Композитные материалы обладают огромной гибкостью при адаптации, гибкостью конструкции и низкой стоимостью обработки с минимальным воздействием на окружающую среду. Эти атрибуты создают очень светлое будущее для композитных материалов.

Композиционные материалы — обзор

4.39.4.1 Полимерные композиты

Композиционные материалы применяются благодаря своим улучшенным механическим свойствам, которые были обнаружены, в частности, для таких полимеров, как эпоксидные смолы, полиэфиры, полиуретаны и их производные.Обычно во время процессов приготовления к материалам прикладывают тепло для разжижения термопластичных полимеров и отверждения мономеров или форполимеров. Радиационная обработка, включающая микроволновое облучение, может рассматриваться как экономичный и применимый метод модификации композиционных материалов (, таблица 25, ).

Микроволновое облучение было испытано в качестве альтернативы традиционным методам обработки ламината стекло / эпоксидная смола. ¹³² Численное моделирование было разработано для прогнозирования одномерного профиля переходной температуры композита как при микроволновом, так и при обычном нагреве для ламината стекло / эпоксидная смола толщиной 25 мм.В качестве сырья для экспериментального исследования использовали эпоксидную смолу бисфенол F / эпихлоргидрин (Shell Epon 862) и ароматический диамин (Shell Epi-Cure W) в качестве отвердителя. Мощность микроволн непрерывно изменялась от 0 до 6 кВт, чтобы показать, что можно равномерно отверждать толстые композиты стекло / эпоксидная смола и исключить скачки температуры из-за экзотермических реакций во время отверждения. Благодаря непрерывному регулированию мощности с обратной связью и более эффективной передаче энергии микроволнового излучения стало возможным контролировать отверждение композитов и повышать качество композитов с толстым сечением. ¹³²

В следующей статье был проведен калориметрический анализ (ДСК) кинетики отверждения того же композита стекло / эпоксидная смола для образцов, отвержденных термическим и микроволновым способом. ¹³³ Как численные, так и экспериментальные результаты показали, что микроволны способствовали отверждению толстых ламинатов наизнанку из-за объемного нагрева, что резко сокращало общее время обработки. В обычных термических условиях, чтобы уменьшить температурные градиенты, толстые ламинаты обрабатывались при более низкой температуре отверждения и нагревались с медленными скоростями нагрева, что приводило к чрезмерному времени отверждения.Отверждение снаружи внутрь композита, обработанного в автоклаве, привело к видимым трещинам в матрице, в то время как в композите, обработанном микроволновым излучением, трещины не были видны. Наблюдалось формирование градиентов отверждения внутри двух композитов, отвержденных как в микроволновых, так и в обычных условиях (, рис. 56, ). ¹³⁴

Рис. 56. Формирование градиентов отверждения с двумя ламинатами во время (а) обычного и (б) микроволнового отверждения.

Воспроизведено с разрешения Thostenson, E.Т .; Чжоу, Т.-В. Polym. Композиты 2001 , 22 , 197. ¹³⁴

Хотя градиенты отверждения присутствовали в обоих композитах, обработанных в микроволновых и термических условиях, были отмечены различия в характеристиках затвердевания. В композите, обработанном традиционным способом, градиенты отверждения снаружи внутрь были наиболее значительными на ранних стадиях цикла отверждения, а максимальная скорость отверждения для этой системы эпоксидной смолы имела место в начале отверждения. Следовательно, крайне важно инициировать лечение наизнанку в начале цикла лечения.Уменьшение температурных градиентов на ранних стадиях микроволнового отверждения позволило лучше контролировать процесс затвердевания смолы. При традиционной обработке требовались очень низкие скорости нагрева, чтобы уменьшить тепловую задержку и нагреть композит до температуры, при которой в результате химической реакции выделялось дополнительное тепло. Выработка дополнительного тепла способствует желаемому отверждению наизнанку. Чтобы получить отверждение наизнанку при традиционной обработке, необходимое время цикла было почти в 3 раза больше, чем в случае микроволновой обработки.Таким образом, время обработки может быть значительно сокращено для достижения желаемого отверждения наизнанку за счет использования микроволн. ¹³⁴

В другом примере композитные панели из стекловолокна / эпоксидной смолы (Dow-Derakane 411-350) с 15 слоями матов из стекловолокна были отверждены под воздействием микроволнового излучения. Готовые панели (толщиной примерно 1,5 см) помещали перпендикулярно между источником микроволн и приемником, используемым для контроля поглощения энергии микроволн композитом во время цикла отверждения.Было продемонстрировано, что применение методов отверждения с помощью микроволнового излучения снижает деградацию материала и остаточное напряжение в композите. ¹³⁵

Предварительные исследования микроволнового отверждения полиэфирной смолы и композитного материала, используемых в судостроении, показали, что микроволновое отверждение является альтернативным методом для более быстрой обработки ламинированных материалов для применения в строительстве. Слоистые материалы (10 см × 10 см), сделанные из трех слоев стекловолокна и полиэфирной смолы, были приготовлены вручную и отверждены при выходной мощности микроволнового излучения 1800 Вт.Когда образцы нагревали менее 11–12 с, на механические свойства смол не влияла микроволновая обработка, поскольку поглощенной энергии было достаточно, чтобы только активировать процесс отверждения, но смолы не были полностью отверждены. При более длительных периодах времени смолы быстро затвердевали, и их максимальные значения напряжения были близки к показателям смолы, отвержденной при комнатной температуре в течение 10 дней. Время отверждения более 15 с привело к быстрому процессу отверждения, что привело к появлению ряби и пузырьков в образце.Наконец, длительное время облучения смолы показало отрицательные эффекты с быстрым ухудшением механических свойств, достигающих свойств не полностью отвержденного материала. Более того, было обнаружено, что использование высокой мощности микроволнового излучения в течение короткого времени вызывает быстрое сшивание и создает остаточное напряжение в отвержденной смоле, которое может вызвать растрескивание матрицы. ¹³⁶

При исследовании композитов использовались композиты из стекловолокна (70 мас.%) С диаллилфталатным полиэфиром в качестве матричного материала.Препрег имел форму ленты шириной 1,6 см и толщиной 0,3 см, и он был приготовлен из винилтолуола (30 мас.%), Используемого в качестве сшивающего мономера, и пероксида бензоила, служащего в качестве инициатора. Кроме того, исследование кинетики тонкой пленки показало, что микроволны могут инициировать реакцию при более низкой температуре в объеме и более коротком времени, чем термический нагрев, чтобы избежать больших градиентов температуры. Образцы, приготовленные на дисках из KBr, подвергали изотермическому отверждению в микроволновой печи при 85, 100 и 115 ° C, а степень отверждения контролировали с помощью FTIR-спектроскопии.В результате при микроволновом отверждении наблюдались более высокие скорости реакции по сравнению с термическим отверждением. При более низких температурах полимеризации, таких как 85 ° C, конечная степень отверждения в микроволновом режиме была выше, чем в обычных термических условиях. ¹³⁷

Микроволновое облучение также использовалось для улучшения процесса пултрузии при производстве композитов, армированных стекловолокном. Основные преимущества MAP (пултрузия с помощью микроволн) по сравнению с обычным процессом включают более высокую скорость линии, меньшее тянущее усилие, большую однородность отверждения и меньшую площадь пола в случае простых профилей.Микроволновый нагрев может использоваться для предварительного нагрева предшественника пултрузии перед основной пултрузионной головкой или может использоваться вместе с прозрачной для микроволны головкой в ​​качестве прямой замены. Этот процесс используется для производства твердых цилиндрических профилей на основе стекловолокна и ряда смол, включая ненасыщенный полиэфир, уретан, акрилат, сложный виниловый эфир, эпоксидные и фенольные смолы. ¹³⁸

Микроволновое облучение применялось для обработки полиимидного прекурсора с концевыми заглушками (смола RP-46) и композитов стекло – графит – RP-46.Обработка толстых профилей обычным термическим способом требует медленных темпов нарастания и длительного времени обработки. Следовательно, композитный материал, содержащий проводящие волокна, может быть нагрет с помощью микроволнового процесса для достижения схемы нагрева изнутри наружу и быстрого изменения скорости нагрева. Кроме того, микроволновый процесс может повысить прочность связи между смолой и волокнистой матрицей. ¹³⁹

Были получены как чистая смола, так и композит со стеклянной и графитовой тканью, и было изучено влияние различных параметров, таких как уровень мощности микроволн, материал формы и давление.В зависимости от условий отверждение стекла и гибридных композитов стекло-графит происходило за 36–130 мин при микроволновом облучении, и имидизация чистой смолы и композитов была полной. Образцы смолы, содержащие только 0,057 мас.% Рубленых графитовых волокон, привели к полной имидизации за 6 мин. Однако стекло и композиты стекло-графит были изготовлены с помощью микроволнового облучения с прочностью на изгиб и модулями, эквивалентными 50–80% свойств композитов, полученных с помощью обычных термических процессов.

Было показано, что размер и геометрия образца являются важными факторами в микроволновых процессах. Например, изменение размера образца с 5 до 15 г вызывало повышение температуры на 32 ° C за 10 мин при том же уровне мощности. По существу, не произошло никакого взаимодействия между образцом 5 г полиимидной смолы и микроволновой энергией, что доказывает, что критическая масса требовалась для поглощения микроволновой энергии с высокой эффективностью ( Рисунок 57, ). ¹³⁹

Рис. 57. Влияние размера образца на микроволновое поглощение невысушенной смолы RP-46.

Воспроизведено с разрешения Liu, Y .; Xiao, Y .; Солнце, X .; Scola, D. A. J. Appl. Polym. Sci. 1999 , 73 , 2391. ¹³⁹

Была проведена оценка применения микроволнового излучения для обработки полиимидных композитов с фенилэтинильными концевыми группами, армированных углеродным волокном (PETI-5 / IM7). С помощью микроволнового процесса были получены однонаправленные композиты полиимид– (углеродное волокно) с превосходными термическими и механическими свойствами по сравнению с термическим процессом за половину времени, необходимого для термического процесса. ¹⁴⁰

Температура стеклования и модуль упругости функционально измененных материалов (FGM) были исследованы для системы «эпоксидно-полиуретановый эластомер» (EP / PUR), отвержденной с помощью DDM в обычных и микроволновых условиях. Для этого раствор, содержащий 65 мас.% Смеси EP / PUR / DDM в дихлорметилене, заливали в форму из ПТФЭ и затем облучали микроволновой мощностью 200 Вт в течение 20 мин. Затем фильм отправили на очередной кастинг. После заливки каждого слоя весь образец последовательно облучали мощностью 400 Вт в течение 30 мин.Применяя эту процедуру, были получены материалы с постепенным изменением температуры стеклования от -54 до 162 ° C и модуля упругости от 0,069 до 3,20 ГПа ( таблица 24, ). Хотя время отверждения образца, отвержденного микроволновым излучением при мощности 400 Вт, было меньше, материал обладал лучшими механическими свойствами по сравнению с образцом, отвержденным традиционным способом. Свойства образца были связаны только с настройкой мощности микроволн, и увеличение времени облучения не влияло на предел прочности на разрыв, модуль упругости и удлинение. ¹⁴¹

Таблица 24. Свойства по направлению толщины в FGM, состоящих из эластомера EP / PUR

Направление толщины в FGM
Слой	1	2	4	5	6	7	8	9	10	11
PUR / EP (w / w)	10/0	10/2	10/2	10	10/6	10/8	10/10	8/10	6/10	4/10	2/10	0/10
Предел прочности (МПа)	4.65	5,84	11,6				27,4	32,5	45,8
T г (° C)	–54	–54 9018,3	20,8	25,8	109,2	113,2	139,6	75,9	64,8
E (ГПа)	0,069	0,078 99245 9024		0,078 9024		0,078 9024
				45.7	83,2	60	39,4	1,585	2,62	145	162
				0,86	44,8			44,8		44,8	1,0
					0,99

Цикл отверждения в микроволновой печи: 200 Вт / 20 мин + 400 Вт / 30 мин.

Воспроизведено с разрешения Лю X.Q .; Wang, Y. S .; Zhu, J. H. J. Appl. Polym. Sci. 2004 , 94 , 994. ¹⁴¹

Отчет о химических композитах, Отчет о рынке композитов, Отчет о химическом рынке

Мировая химическая промышленность составляет примерно 1,5 триллиона долларов, а мировая промышленность композитов превышает 76,5 млрд долларов. Учитывая размер рынка и перспективы дальнейшего расширения, химическая промышленность и промышленность композитов представляют привлекательная возможность для игроков отрасли.

Решающее значение для успеха в химической промышленности и производстве композитов имеет знание рыночных тенденций , продукт сочетать смены, потребности клиентов и эффективные рыночные стратегии. Наша постоянная сеть с клиентами, поставщиками и конкурентами создает полную видимость во всем производственно-сбытовая цепочка в химической и композитной промышленности и помогает нашим клиентам бизнес-решения.

Мы предлагаем комплекс консультаций и исследование рынка услуг, которые позволяют нашим клиентам увеличить долю рынка и прибыльность. Некоторые из услуг, предлагаемых Lucintel для индустрии композитов:

Независимо от того, какой у вас продукт, Lucintel поможет вам найти новые рынки сбыта для ваших продуктов. с большей прибыльностью, лучшим соответствием рыночным возможностям и душевное спокойствие, которое исходит от непредвзятой сторонней проверки.Мы предлагаем самые современные услуги поддержки принятия решений, которые помогут вам принимать важные решения с большей точностью, скорость и проницательность.

Химический состав | Scholastic

Прямая информация о химическом составе Луны стала доступна в 1969 году с возвращением первой миссии Аполлона. Хотя данные относятся только к породам, собранным на поверхности, нет оснований полагать, что состав недр Луны будет существенно другим.По атомному составу самым распространенным элементом на Луне является кислород. Он составляет 60% коры Луны по весу, за ним следуют 16-17% кремния, 6-10% алюминия, 4-6% кальция, 3-6% магния, 2-5% железа и 1-2% титана. Все другие элементы присутствуют в количествах, намного меньших, чем 1% по весу. Элементы кислород, кремний и алюминий присутствуют на Луне в количествах, сопоставимых с их существованием в коре Земли. Содержание железа и титана на Луне заметно выше, чем на Земле, в то время как щелочные металлы менее распространены, как углерод и азот.

Из соединений, образованных этими элементами, кремнезем SiO ₂ составляет от 40 до 50% от веса коры Луны по сравнению с 48,5% в коре Земли. Закись железа (FeO) и окись кальция (CaO) составляют от 10 до 20% каждого. Все окисленные соединения, по-видимому, присутствуют на Луне только в наиболее низком состоянии окисления, поскольку они затвердевают при температурах от 1100 до 1200 ° C (от 2000 до 2200 ° F). Любой свободный водород на Луне будет импортирован солнечным ветром, а вода, которая может образоваться в результате его окисления, будет быстро диссоциировать под действием солнечного света.Однако отчет о лунных данных, полученных в результате полета космического корабля NASA Clementine в 1994 году, предполагает наличие водяного льда. Lunar Prospector , еще один космический аппарат НАСА, который вращался (январь 1998 г. — июль 1999 г.) вокруг Луны, был отправлен врезаться в поверхность Луны, чтобы увидеть, может ли образовавшийся шлейф выявить присутствие водяного льда, но результаты были отрицательными. (Корабль нес на себе часть праха ученого-планетолога Юджина Шумейкера, что сделало его первым человеком, которого «похоронили» на небесном теле, отличном от Земли.) Если лед действительно существует, то он лежит в полярных регионах в постоянно затененных кратерах. Он был бы в форме кристаллов, смешанных с частицами других поверхностных материалов, и составлял бы небольшой процент этой смеси. Такого льда могло бы хватить даже на то, чтобы какое-то время поддерживать будущую лунную колонию, если бы его добыча не оказалась чрезмерно дорогостоящей.

Минералогия. Темные кристаллические материалы, которые заполняют бассейны лунных морей, можно описать как габброидные базальты — материалы, похожие на лавы, известные на Земле, но обогащенные железом и титаном.Напротив, континентальные области с высокой отражательной способностью, по-видимому, состоят из полевошпатовых пород, похожих на земные граниты, включая почти чистый полевой шпат, называемый анортозитом. Анортозиты заменили железо или магний в базальтовых породах алюминием, сделав их легче по весу, а также по цвету. Само существование анортозитов на Луне подразумевает химическую дифференциацию коры, в ходе которой более тяжелые элементы, такие как железо, отделяются от более легких компонентов. Более того, анортозиты состоят в основном из крупнозернистых минералов, а это означает, что они должны медленно остывать из расплава, а значит, не на лунной поверхности. Темные кристаллические материалы, которые заполняют бассейны лунных морей, могут быть описаны как габброидные базальты — материалы, похожие на лавы, известные на Земле, но обогащенные железом и титаном. Напротив, континентальные области с высокой отражательной способностью, по-видимому, состоят из полевошпатовых пород, похожих на земные граниты, включая почти чистый полевой шпат, называемый анортозитом. Анортозиты заменили железо или магний в базальтовых породах алюминием, сделав их легче по весу, а также по цвету. Само существование анортозитов на Луне подразумевает химическую дифференциацию коры, в ходе которой более тяжелые элементы, такие как железо, отделяются от более легких компонентов.Более того, анортозиты состоят в основном из крупнозернистых минералов, а это означает, что они должны медленно остывать из расплава, а значит, не на лунной поверхности.

Физическая текстура лунных пород представляет даже больший интерес, чем химический состав, потому что текстура показывает происхождение образований на поверхности Луны. Важным сигналом является тот факт, что от 85 до 90% материала, импортируемого с лунных континентов по весу, составляют брекчии. Состоящие из зерен различных минералов, они представляют собой конгломераты ранее существовавших кристаллических пород, в которых угловатые фрагменты различного происхождения были соединены вместе в результате событий, последовавших за их первым затвердеванием.

Структура таких брекчий указывает на ударный метаморфизм (изменения, вызванные высокими температурами и давлением от удара). Подобные изменения, в свою очередь, указывают на то, что горные породы образовались в результате высокоскоростных ударов небесных тел разного размера по лунной поверхности в течение ее долгой истории.

Лунно-орбитальные космические аппараты также обнаружили области необычно высокого гравитационного притяжения. Эти области, называемые масконами (для массовой концентрации), в основном находятся под большей частью морей.Считается, что они представляют собой локальные скопления глубоко захороненных фрагментов плотного материала либо от ударов тел, которые изначально создали моря, либо из вулканических (вулканических) горных пород, принесенных из расплавленных недр во время лавового затопления морей.