Тема. Композиты. Определение, классификация. Композиты химического отверждения

Задача 7. Адгезив – это:

а) кварц;

б) барий;

в) кремний;

г) Бис-Гма;

д) ортофосфорная кислота.
Задача 8. Инструменты для полировки пломб из амальгам:

а) твердосплавные боры;

б) полиры;

в) стальные боры;

г) алмазные боры.
Задача 9. Наполнитель в композитах это:

а) мономер Бис-Гма;

б) ацетон;

в) спирт;

г) кремниевая мука;

д) бариевое стекло.
Ситуационные задачи

Учебные

1. При лечении среднего кариеса, локализующегося в пришеечной области 12 зуба, врач выбрал композиционный материал, состоящий из порошка и жидкости, каковы отдаленные результаты использования данного пломбировочного материала?

2. Кариозная полость II класса с поражением глубоких слоев дентина 24 зуба отпрепарирована, запломбирована композитом класса A. Дайте оценку проведенному лечению.

3. Спустя три месяца после наложения пломбы по III классу, пациент обратился с жалобами на появление краевой полости по периметру пломбы. В чем причина данного явления? Каковы способы устранения данного недостатка?

4. Спустя два месяца после наложения пломбы из химического композита в кариозную полость 22 зуба пациент обратился с жалобами на изменение цвета ее поверхности. Какие причины могли привести к данному осложнению?

5. После нанесения адгезива в кариозную полость 46 зуба врач высушил ее воздухом в течение 60 секунд. Допущена ли ошибка?

6. Кариозная полость IV класса 21 зуба запломбирована карбодентом. Правильно ли сделан выбор пломбировочного материала? Аргументируйте.

7. Акрилоксид в момент появления тянущихся нитей внесен в кариозную полость 21 зуба. Допущены ли ошибки в технике пломбирования? К чему они приведут?

8. На дно и стенки кариозной полости IV класса 33 зуба с поражением средних слоев дентина наложена прокладка из фосфат-цемента, пломба Prisma. Дайте оценку технике наложения пломбировочного материала.

9. В момент внесения композита в полость по V классу 43 зуба возникла кровоточивость десны. Каковы последствия такого явления? Способы устранения кровоточивости?

10. При пломбировании полости IV класса 42 зуба сепарационную полоску не закрепили клиньями. Как это может повлиять на качество пломбирования?
Контрольные

1. После препарирования кариозной полости V класса в 31 зубе, врач сформировал стенки эмали гладкие, без фаски. К чему это может привести после наложения пломбы?

2. При пломбировании кариозной полости по III классу в 11 зубе с применением химического композита, врач добавил большое количество каталитической пасты, для того чтобы придать более светлый оттенок пломбировочному материалу. Верна ли такая методика?

3. Поверхность композитной пломбы была отполирована карборундовым камнем. Каковы последствия?

4. Поверхность композитной пломбы обработана полирами сразу после затвердевания материала, в первое посещение. В чём ошибка?

5. Полость с поражением средних слоёв дентина запломбирована химическим композитом без наложения прокладки. К чему это приведёт?

6. Почему нельзя эвикрол замешивать металлическим шпателем?

7. Одним концом пластмассового шпателя набрана каталитическая паста, другим – базисная в равных количествах, шпатель протёрли и выбросили в плевательницу. Есть ли погрешность в методике подготовки пасты?

8. Слегка влажную эмаль после промывания протравки обработали адгезивом, адгезив распределили воздухом, была ли допущена ошибка?

9. Для пломбирования полости по V классу был выбран акрилоксид. Оцените выбор пломбированного материала.

10. Две пасты из химического композита смешали на шероховатой поверхности стекла. Допущена ли ошибка?
Тестовый контроль знаний

1. Существуют ли различия в технике травления эмали и технике травления дентина?

а) да;

б) нет.

2. Влияет ли протравливание твердых тканей зубов на состояние пульпы?

а) да;

б) нет.

3. Как изолировать дентин во время протравливания эмали при работе с химическим композитом?

а) воском;

б) фторлаком;

в) изолирующей прокладкой;

г) лечебной прокладкой.

4. Что может стать причиной выпадения пломбы?

а) недостаточное высушивание полости;

б) плохая изоляция от ротовой жидкости;

в) внесение материала после полимеризации;

г) несоблюдение правил препарирования кариозной полости.

5. Какие химические компоненты входят в состав паст?

а) мономеры;

б) инициаторы полимеризации;

в) поглотители света.

6. Что представляют собой частицы наполнителя?

а) силанизированный кварц;

б) барий;

в) стронций;

г) медь.

7. Ингибитор полимеризации предназначен для длительного срока хранения материала?

а) да;

б) нет.

8. Каковы преимущества химических композитов?

а) отсутствие усадки;

б) высокая степень полируемости.

9. Какие композиты используют чаще всего?

а) микрофильные;

б) макрофильные;

в) гибридные.

10. Необходим ли подбор цвета при работе с химическим композитом?

а) да;

б) нет.
Домашнее задание:

а) написать классификацию современных композитов;

б) описать методику пломбирования кариозных полостей химическими композитами;

в) нарисовать инструменты для отделки пломб из композитов химического отверждения.
Литература

Основная

1. Боровский Е.В., Иванов B.C., Максимовский Ю.М., Максимовская Л.Н. Терапевтическая стоматология: учебник. – М.: Медицина, 2001. – С. 242-245.

2. Зубные болезни / под ред. Н.Н. Гаражи. – Ставрополь: Изд-во СтГМА, 1998. – С. 154-161.

3. Магид Е.А., Мухин Н.А., Маслак Е.Е. Фантомный курс терапевтической стоматологии: атлас / под ред. Ю.М. Максимовского. – 3-е издание, перераб. и доп. – М.: Медицина, 1966. – С. 154-161.

4. Максимовский Ю.М. Фантомный курс терапевтической стоматологии: Учеб. пособие. – М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. – С. 161-171.

5. Практикум по одонтологии / под ред. Н.Н. Гаражи. – Ставрополь: Изд-во СГМА, 1999. – С. 78-86.

6. Практическая терапевтическая стоматология: Учебное пособие / А.И. Николаев, Л.М. Цепов. – 6-ое изд., перераб. и доп. – М.: МЕД пресс-информ, 2007. – С. 302-309.

7. Терапевтическая стоматология: Учебник для студентов медицинских вузов / Под ред. Е.В. Боровского. – М.: Медицинское информационное агентство, 2006. – С. 326-331.
Дополнительная

1. Курякина Н.В., Омаров О.Г. Практикум по фантомному курсу
терапев­ти­ческой стоматологии. – Москва: Мед. книга, 2007. – С. 230-252.

2. Пломбировочные материалы и их применение / под ред. М.М. Пожарицкой. – М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ. 2002. – С.29-35.

3. Скорикова И.И. с соавт. Пропедевтика стоматологических заболеваний. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. – С. 133-139.

4. Сохов СТ. с соавт. Лекарственные средства и пломбировочные материалы, применяемые для лечения осложненных форм кариеса. – М.: АНМИ, 2002. – С. 281 -282

Практическое занятие № 16

Гибридные композиты: описание, недостатки, положительные свойства

Обновлено 17 апреля 2019 г.

Стоматолгии, где вы сможете установить пломбу

Гибридные композиты – это пломбировочные материалы, обладающие высокой прочностью и достаточной эстетичностью. Гибридные композиты в наши дни применяются мало – их вытеснили более удобные и эстетичные микрогибридные и микронаполненные композитные материалы.

Общая информация о гибридных композитах

Создание гибридных материалов открыло большие возможности для улучшения физических, механических и эстетических характеристик композитов. В гибридных композитах содержится смесь частиц наполнителя, имеющих различные размеры от 0,04—5 мкм, а также различный химический состав: в него входит бариевое и стронциевое стекло, соединения фтора, обожженный оксид кремния. Создатели этих материалов хотели, чтобы большие частицы обеспечивали композиту высокую прочность, а маленькие частицы улучшали полируемость. Изменяя соотношения между большими и малыми частицами, варьируя их составом, формой и распределением можно целенаправленно получать определенные качества композита, например, эстетичность можно получить полируемостью путем увеличения количества малых частиц; прочность повышается путем увеличения количества частиц большого размера. Гибридные композиты имеют высокую прочность, но из-за наличия больших частиц, при абразивном износе их поверхность быстро теряет сухой блеск.

Набор гибридных композитов

Гибридные композиты обладают положительными и отрицательными свойствами микро- и макронаполненных композиционных материалов.

Таким образом, гибридные композиты обладают следующими положительными свойствами:

• достаточными эстетическими характеристиками;

• хорошей механической прочностью;
• качество поверхности пломбы получается лучше, чем у макронаполненных композиционных материалов;
• рентгеноконтрастностью.

Недостатки гибридных композитов следующие:

• качество поверхности не такое идеальное как у микронаполненных композитов;
• имеет недостаточную полируемость, а также низкую стойкость сухого блеска.

Гибридные композиты в наше время мало применяются, так как их вытеснили микрогибридные и микронаполненные композитные материалы. Самыми известными гибридными композитами являются «Призма» и «Призмафил», которые на сегодняшний день выпускает компания «СтомаДент».

«Призма» является композитом химического отверждения. Этот материал имеет хорошую механическую прочность, рентгеноконтрастность, он обладает прозрачностью, цветовой стойкостью, легкой полируемостью. Адгезивная система позволяет обеспечить хорошее сцепление с эмалью зуба.

«Призмафил» является светоотверждаемым композитом, он аналогичен материалу, который ранее выпускали на заводах «Dentsply». Он удобен в работе, обладает хорошей прочностью, рентгеноконтрастностью, хорошей полируемостью, хорошей цветостойкостью, его прозрачность близка к эмали. Проводились исследования материалов, которые показали, что механическая прочность «Призмафил» порой превосходит прочность некоторых современных зарубежных аналогов. Благодаря полученным во время исследования результатам и имеющемуся клиническому опыту можно порекомендовать «Призмафил» для более широкого применения в качестве пломбировочного материала кариозных полостей в жевательных зубах. Кроме того, адгезивной системой «Призмафила» обеспечивается надежное сцепление материала с протравленной эмалью и стеклоиономерным цементом.

Гибридные композиты «Призмы» и «Призмафила» используются при обучении студентов. Они помогают как студентам, так и начинающим врачам-стоматологам осваивать технологии применения современных композитов, не неся больших материальных затрат, при этом обеспечивая вполне приемлемое качество лечения. Гибридные композиты относятся к универсальным пломбировочным материалам, однако они не всегда эффективны в качестве пломбировочного материала для полостей II и IV классов. Чтобы обеспечить высокую эстетичность и необходимую высокую прочность пломбы гибридные композиты применяют в сочетании с микронаполненными композитами и парапульпарными штифтами (пинами).

Травящий агент может попасть на соседний зуб, если он не защищен матрицей, что может стать причиной появления кариеса. Попадание кислоты на слизистую оболочку ротовой полости приводит к ожогу. В таком случае травящий раствор следует удалить путем полоскания рта раствором щелочи, например, пятипроцентным раствором гидрокарбоната натрия или водой. Если повреждения тканей значительные, то их лечат с помощью антисептиков, ферментов, кератопластических препаратов.

При травлении не должно быть контакта ротовой жидкости с протравленной эмалью (при лечении должен обязательно использоваться слюноотсос, иначе адгезия композитов сильно ухудшается из-за присутствия муцина слюны). Если эмаль загрязнена слюной или кровью, следует повторить травление снова (очищающее травление длится 10 с).

Промыв полость рта, ее надо подсушить струей воздуха, после этого эмаль становится матовой.

Полезная статья?

Сохрани, чтобы не потерять!

Отказ от ответственности: Этот материал не предназначен для обеспечения диагностики, лечения или медицинских советов. Информация предоставлена только в информационных целях. Пожалуйста, проконсультируйтесь с врачом о любых медицинских и связанных со здоровьем диагнозах и методах лечения. Данная информация не должна рассматриваться в качестве замены консультации с врачом.

Читайте также

Нужна стоматология? Стоматологии Самары

Выберите метроРоссийскаяМосковскаяГагаринскаяСпортивнаяСоветскаяПобедаБезымянкаКировскаяЮнгородокАлабинская

Посмотрите стоматологии Самары с услугой «Лечение кариеса»

Возле метроРоссийскаяМосковскаяГагаринскаяСпортивнаяСоветскаяПобедаБезымянкаКировскаяЮнгородокАлабинская

Свойства упорядоченных мезопористых структур γ-Al2O3 и композитов γ-Al2O3-NaAlO2, полученных с применением полимер-коллоидных комплексов в качестве темплатов

Дата размещения: 20 декабря 2018 г.

Совет по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 002.106.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте химии растворов  им. Г.А. Крестова Российской академии наук,

153045, г. Иваново, ул. Академическая, д. 1, тел. (4932) 336259

объявляет, что ЯМАНОВСКАЯ Инна Алимовна

представила диссертацию на соискание ученой степени кандидата наук «Свойства упорядоченных мезопористых структур γ-Al2O3 и композитов γ-Al2O3-NaAlO2, полученных с применением полимер-коллоидных комплексов в качестве темплатов»

по специальности 02.00.01 – неорганическая химия, химические науки.

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Агафонов Александр Викторович, заведующий лабораторией «Химия гибридных наноматериалов и супрамолекулярных систем» ИХР РАН, тел. (4932) 35-18-59, [email protected].

Предполагаемая дата защиты: 28 февраля 2019 г. в 14.00

Официальные оппоненты:

Лефедова Ольга Валентиновна

доктор химических наук, профессор

ФГБОУ ВО «Ивановский государственный химико-технологический университет», кафедра физической и коллоидной химии, профессор кафедры

Симоненко Николай Петрович

кандидат химических наук, доцент Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук, лаборатория химии легких элементов и кластеров, старший научный сотрудник

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ивановский государственный университет», Научно-исследовательский институт наноматериалов (НИИН)

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ

к итоговому модульному контролю

1. Основные стоматологические инструменты для терапевтического приема. Виды, назначение

2. Дезинфекция и стерилизация различных видов стоматологических инструментов.

3. Анатомическое строение временных зубов верхней челюсти.

4. Анатомическое строение временных зубов нижней челюсти.

5. Анатомическое строение постоянных резцов и клыков.

6. Анатомическое строение постоянных премоляров.

7. Анатомическое строение первого и второго постоянных моляров.

8. Классификация кариозных полостей по Блэку. Основные этапы препарирования кариозной полости.

9. Особенности формирования кариозной полости в зависимости от выбора пломбировочного материала (амальгамы, композита, цемента — традиционных и стеклоиономерних).

10. Препарирование и формирование полости 1 класса во временных и постоянных зубах у детей.

11. Препарирование и формирование полости 2 класса во временных и постоянных зубах у детей.

12. Препарирование и формирование полости 3 класса во временных и постоянных зубах у детей.

13. Препарирование и формирование полости 4 класса во временных и постоянных зубах у детей.

14. Препарирование и формирование полости 5 класса во временных и постоянных зубах у детей.

15. Классификация стоматологических пломбировочных материалов.

16. Техника приготовления искусственного дентина и цинк-эвгенольный пасты.

17. Цинк-фосфатные цементы. Состав, свойства, показания к применению. Техника приготовления и пломбирования цинк-фосфатными цементами.

18. Силикатные и силико-фосфатные цементы. Состав, свойства, недостатки.

19. Техника приготовления силикатных и силико-фосфатных цементов. Техника пломбирования.

20. Стеклоиономерный цемент. Общая характеристика группы, положительные свойства и недостатки.

21. Методика приготовления стеклоиономерного цемента. Техника пломбирования.

22. Материалы для прокладок. Группы, основные требования. Методика наложения лечебной и изолирующей прокладок.

23. Серебряная амальгама. Основные компоненты, положительные и отрицательные свойства. Типы амальгам.

24. Техника пломбирования амальгамой. Необходимые инструменты.

25. Современная классификация композиционных материалов. Состав, свойства, показания к использованию.

26. Композиционные материалы химического отверждения. Положительные и отрицательные свойства, показания к применению.

27. Техника пломбирования кариозной полости композиционными материалами химического отверждения.

28. Композиционные материалы светового отверждения. Положительные и отрицательные свойства, показания к применению.

29. Техника пломбирования кариозной полости фотополимерным композиционным материалом.

30. Адгезивные системы. Виды, назначение. Техника применения.

31. Компомеры. Общая характеристика, показания к применению, преимущества и недостатки.

32. Пломбировочные материалы для полостей 1 класса во временных и постоянных зубах у детей, техника их использования.

33. Пломбировочные материалы для полостей 2 класса во временных и постоянных зубах у детей, техника их использования.

34. Техника восстановления контактного пункта при пломбировании кариозных полостей 2 класса. Необходимые аксессуары.

35. Пломбировочные материалы для полостей 3, 4 и 5 классов во временных и постоянных зубах у детей.

36. Особенности пломбирования полостей 3, 4 классов в постоянных зубах.

37. Окончательная обработка постоянной пломбы. Необходимые инструменты и аксессуары.

38. Назовите этапы эндодонтического лечения.

39. Топография полости зуба во временных молярах. Техника вскрытия полости зуба во временных молярах.

40. Топография полости зуба во временных и постоянных резцах и клыках. Техника вскрытия полости зуба во временных и постоянных резцах и клыках.

41. Топография полости зуба в премолярах. Техника вскрытия полости зуба в премолярах.

42. Топография полости зуба в постоянных молярах верхней челюсти. Техника вскрытия полости зуба в постоянных молярах верхней челюсти.

43. Топография полости зуба в постоянных молярах нижней челюсти. Техника вскрытия полости зуба в постоянных молярах нижней челюсти.

44. Этапы инструментальной обработки корневых каналов. Какие инструменты используются на каждом этапе.

45. Современная классификация эндодонтических инструментов, назначение, правила использования.

46. Импрегнационные методы лечения зубов. Средства. Техника серебрения корневых каналов.

47. Современная классификация материалов для корневых пломб.

48. Материалы, используемые для корневых пломб во временных и постоянных зубах. Их характеристика, преимущества и недостатки.

49. Этапы пломбирования корневых каналов гуттаперчей (метод латеральной конденсации). Показания к применению гуттаперчевых штифтов в детской терапевтической стоматологии.

50. Ошибки при инструментальной обработке корневых каналов во временных и постоянных зубах с несформированными корнями. Методы предупреждения.

51. Ошибки при пломбировании корневых каналов во временных и постоянных зубах с несформированными корнями. Методы предупреждения.

Ориентировочный перечень ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ И ЗАДАНИЙ для итогового модульного контроля

Модуль «Пропедевтика детской терапевтической стоматологии»

1. Уметь отличать временные и постоянные зубы за анатомическими признаками.

2. Владеть техникой препарирования кариозных полостей I класса во временных и постоянных зубах.

3. Владеть техникой препарирования кариозных полостей II класса во временных и постоянных зубах.

4. Владеть техникой препарирования кариозных полостей III класса во временных и постоянных зубах.

5. Владеть техникой препарирования кариозных полостей IV класса во временных и постоянных зубах.

6. Владеть техникой препарирования кариозных полостей V класса во временных и постоянных зубах.

7. Уметь приготовить цинк-фосфатный цемент для пломбирования.

8. Уметь приготовить стеклоиономерный цемент для пломбирования.

9. Уметь приготовить композиционный материал химического отверждения для пломбирования.

10. Уметь приготовить амальгаму для пломбирования.

11. Уметь приготовить силикатный и силико-фосфатный цемент для пломбирования.

12. Владеть техникой травление эмали и дентина, нанесение адгезивных систем.

13. Владеть техникой внесения изолирующих и лечебных прокладок.

14. Владеть техникой пломбирования кариозной полости I класса во временном и постоянном зубе различными пломбировочными материалами.

15. Владеть техникой пломбирования кариозной полости II класса с восстановлением контактного пункта во временном и постоянном зубе различными пломбировочными материалами.

16. Владеть техникой пломбирования кариозной полости III класса с восстановлением контактного пункта во временном и постоянном зубе различными пломбировочными материалами.

17. Владеть техникой пломбирования кариозной полости IV класса во временном и постоянном зубе различными пломбировочными материалами.

18. Владеть техникой пломбирования кариозной полости V класса во временном и постоянном зубе различными пломбировочными материалами.

19. Владеть техникой раскрытие полости зуба во временных и постоянных резцах и клыках.

20. Владеть техникой раскрытие полости зуба в постоянных премолярах.

21. Владеть техникой раскрытие полости зуба во временных и постоянных молярах.

22. Уметь выбрать инструменты для механической обработки корневых каналов во временных и постоянных зубах с учетом степени сформированности корня.

23. Владеть техникой механической обработки корневых каналов во временных и постоянных зубах с учетом степени сформированности корня.

24. Владеть техникой медикаментозной обработки корневых каналов во временных и постоянных зубах с учетом степени сформированности корня.

25. Владеть техникой импрегнацийнои обработки корневых каналов во временных и постоянных зубах с учетом степени сформированности корня.

26. Уметь приготовить резорцин-формалиновая пасту.

27. Уметь приготовить цинк-евгенолову пасту для пломбирования корневых каналов.

28. Владеть техникой пломбирования корневых каналов пастами во временных зубах.

29. Владеть техникой пломбирования корневых каналов пастами в постоянных зубах с учетом степени сформированности корня.

30. Владеть техникой пломбирования корневых каналов гуттаперчей в постоянных зубах с учетом степени сформированности корня.

КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А. Н. ТУПОЛЕВА

 

    Заведующий кафедрой: Халиулин Валентин Илдарович

    Ученая степень: доктор технических наук

    Ученое звание: профессор

    Корпоративная электронная почта: [email protected]

    Телефон/Факс: +7 (843) 231 03 25

    Адрес: 420015, г. Казань, ул. Толстого, д. 15, каб. 226

 

История кафедры. В октябре 1934 г., через два года после основания Казанского авиационного института (КАИ), приказом № 135 была образована кафедра «Производство и организация производства самолетов», заведующим кафедрой назначен Пархоменко И.Ф. В период с 1934 по 1936 гг. кафедра участвует в опытном производстве самолетов КАИ-1 и КАИ-3, а в 1938 г. под руководством заведующего кафедрой Сивальнева Е.Н. участвует в постановке на производство нового изделия на Казанском авиационном заводе.

Во время Великой отечественной войны преподаватели кафедры активно работают на оборонных предприятиях г. Казани. В это же время организована лаборатория научно-исследовательского сектора.

В 1950 г. на кафедре прошла защита первой кандидатской диссертации аспиранта Лысова М.И., который становится заведующим кафедрой через семь лет, в 1957 году. В это время кафедра называется «Производство самолетов».  В 1959 г. состоялась первая в КАИ защита докторской диссертации по технологической тематике Лысовым М.И. В период с 1960 по 1985 гг. на базе научного потенциала кафедры основаны кафедры Авиационного приборостроения, которую возглавил Ахмеров А.Ф. (защитил докторскую диссертацию в 1977 г.), и Обработки металлов давлением под руководством Катаева Ю.П. (защитил докторскую диссертацию в 1970 г.). В этот период организованы отраслевая комплексная технологическая лаборатория МАП и учебная и научно-исследовательская лаборатория АСТТП, опубликованы монография Лысова М.И. «Теория и расчет процессов изготовления деталей методами гибки», а также монография Лысова М.И. и Закирова И.М. «Пластическое формообразование тонкостенных деталей авиатехники». В 1984 г. состоялась Всесоюзная научно-техническая конференция, посвященная 50-летию кафедры, а в 1985 г. сотрудниками кафедры Лысовым М.И., Закировым И.М., Горбуновым В.А., Щетининым Г.М., Шафиковым И.С. получена «Премия МИНВУЗА СССР за лучшую научную работу». В 1987 г. заведующим кафедры становится Закиров И.М. (защитил докторскую в 1986 г.).

С середины 80-х активно развивается новое научное направление – технология складчатых конструкций, в рамках данной тематики опубликована монография Халиулина В.И. «Технологические схемы изготовления многослойных конструкций». В 1997 г. по данной теме состоялась защита докторской диссертации Халиулина В.И., который в 1998 г. был избран деканом факультета Летательных аппаратов, а в 2000 г. стал заведующим кафедрой «Производство летательных аппаратов».

С 1992 года по теме складчатых конструкций начинаются работы с ОНП «Труд», по заказу КНР спроектирована и изготовлена установка для формообразования z-гофра из тонколистовых материалов. Затем в 2001 г. начинаются работы с корпорацией Airbus S.A.S. по теме «Складчатые конструкции», которые продолжаются до 2012 г. включительно. С 1993 года на кафедре функционирует Центр композитных технологий, организованы учебные и исследовательские лаборатории по технологии композитов, полимерных покрытий, складчатых конструкций.

В настоящее время на кафедре работают 4 профессора, 9 доцентов, 15 аспирантов, а также научные сотрудники, ведущие инженеры и инженеры, всего 42 сотрудника. Всю учебную и научно-исследовательскую работу кафедра тесно связывает с запросами авиационной, ракетостроительной и машиностроительной промышленности.

Основные направления деятельности кафедры. На кафедре «Производство летательных аппаратов» можно выделить три основных направления деятельности:

1. Подготовка бакалавров и магистров по двум направлениям:

• 24.03.04 Авиастроение», профиль «Технология производства самолетов»;

• 22.03.01 Материаловедение, технологии материалов и покрытий», профиль «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов»;

Обучение по направлениям предусматривает:

• изучение дисциплин конструкторского и технологического циклов в области создания транспортных средств;

• освоение с первого по пятый курс методов компьютерного проектирования с использованием самых продвинутых средств графического моделирования и расчетов.

Также на кафедре существует аспирантура по направлению 05.07.02 «Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов».

1. Проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (в том числе с привлечением студентов). На базе кафедры Производство летательных аппаратов функционирует Центр композитных технологий, который представляет собой комплекс лабораторий, оснащенных современным оборудованием (иностранного и отечественного производства) и программным обеспечением. В Центр композитных технологий входят следующие лаборатории:

• Лаборатория CAD/CAM/CAE систем. В этой лаборатории создают 3D модели изделий из композитов и оснастки, проводят анализ процессов и расчет технологических параметров с помощью ПО FiberSIM и PAM RTM.

• Лаборатория изготовления конструкций из композитов. Это основная лаборатория ЦКТ. Именно в ней происходит реализация всех идей и проектов. Здесь сосредоточено все современное оборудование и передовые технологии в области композитов.

• Лаборатория технологического оснащения. Изготовление технологической оснастки и контроль точности изготовления деталей производят в этой лаборатории.

• Лаборатория физико-химии композитов. В этой лаборатории исследуют свойства связующего и заполнителя, для получения оптимальных свойств конструкций из композитов.

• Лаборатория складчатых структур. В этой лаборатории сосредоточено экспериментальное и опытное оборудование для производства заполнителя со складчатой геометрией из различных материалов.

• Лаборатория статических и ударных испытаний. В этой лаборатории проводят испытания образцов и изделий, в том числе и неразрушающим методом контроля, как при положительных, так и при отрицательных значениях температуры.

• Лаборатория акустических исследований. В этой лаборатории испытывают материалы на различные акустические свойства.

Более подробную информацию о каждой лаборатории и оснащении вы можете найти в сети Интернет по адресу: http://www.cct-kai.com/index.php/ru/struktura-tsentra

1. Проведение курсов повышения квалификации сотрудников вузов и предприятий по программам «Технология конструкций из композитов» (72 часа) и «Технология изготовления оснастки из композиционных материалов» (52 часа). На данный момент повышение квалификации прошли специалисты таких предприятий как ПАО «Казанский вертолетный завод» (г. Казань), АО «Информационные спутниковые системы» им. ак. М.Ф. Решетнева» (г. Железногорск Красноярского края), ОАО «НПО «Сатурн» (г. Рыбинск), ОАО «Государственный ракетный центр им. ак. В.П. Макеева» (г. Миасс), ОАО «Красмаш» (г. Красноярск), АО «Златмаш» (г. Златоуст), ОАО «ГМЗ «Агат» (г. Гаврилов-Ям), ЗАО «Казанский Гипронииавиапром» (г. Казань), ОАО «КнААПО им. Ю.А. Гагарина» (г. Комсомольск-на-Амуре), а также представители университета прикладных наук M S Ramaiah University of Applied Sciences, г. Бангалор, Индия.

С программами можно ознакомиться по ссылке.

Научно-исследовательская работа ведется по следующим основным направлениям:

• Технология производства конструкций высокой степени интегральности из композиционных материалов.

• Современные методы проектирования и изготовления изделий из КМ.

• Компьютерные технологии в проектировании композитов.

• Новые типы композиционных материалов.

• Разработка физико-химических основ получения полимерных композиционных материалов специального назначения.

• Создание легкого складчатого заполнителя для сэндвич-панелей.

Полный список публикаций и патентов представлен на странице в сети Интернет по адресу http://www.cct-kai.com/index.php/ru/nauka-i-obrasovanie-ru/mediya

Область профессиональной деятельности выпускника: разработка композиционных материалов, включая нанокомпозиты, проектирование и производство прогрессивных конструкций с использованием композитов на предприятиях машиностроительной отрасли, моде-лирование композиционных материалов и технологий на предприятиях авиационно-космического комплекса, научных организациях, а также предприятиях малого бизнеса. Выпускникам гарантируется стопроцентное трудоустройство на машиностроительных предприятиях и частных фирмах. В связи с возрождением машиностроения потребность в специалистах инженерного профиля сейчас высока. Нашим выпускникам делают предложения не только предприятия г. Казани, но и филиалы фирм Airbus SAS, Boeing, ОКБ «Сухой», «МИГ» (г. Москва) и др. Зарплата квалифицированного специалиста не меньше, чем в коммерческих структурах.

Международная деятельность. Признанием научно-технических результатов является интерес к работе кафедры иностранных специалистов.  С 2001 г. кафедра выполняет работы по  заказу  европейских  аэрокосмических  фирм  Airbus SAS, EADS GmbH, Diel AirCabin GmbH. Также существует договор с университетом им. П. Сабатье (г. Тулуза, Франция) об академическом обмене, в рамках которого проходят зарубежные стажировки студентов.

Заказчики и партнеры. Уже более 20 лет кафедра «Производство летательных аппаратов» активно занимается хоздоговорной деятельностью. Среди заказчиков можно отметить как масштабные иностранные компании, такие как Airbus SAS (Франция), EADS GmbH (Германия), Diel AirCabin GmbH (Германия), NUAA (Китай), так и отечественные предприятия: ФГУП «ЦАГИ» (г. Жуковский), ЗАО «АэроКомпозит» (г. Москва), ОАО «НПО «Сатурн» (г. Рыбинск), АО «Информационные спутниковые системы» им. ак. М.Ф. Решетнева» (г. Железногорск Красноярского края), ПАО «Казанский вертолетный завод» (г. Казань), ЗАО «Авиастар-СП» (г. Ульяновск), ОАО «КАМАЗ» (г. Набережные Челны), ОАО «Авиадвигатель» (г. Пермь), ОАО «НПП «Рубин» (г. Пенза). Кроме того, на кафедре ведутся работы в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2014-2020 годы».

Партнерами кафедры ПЛА и Центра композитных технологий являются такие университеты, как МГУ им. М.В. Ломоносова (г. Москва), МГТУ им. Н.Э. Баумана (г. Москва), СГАУ им. С.П. Королева (г. Самара), МАИ (г. Москва), Университет им. П. Сабатье (г. Тулуза, Франция), компании ХК Композит, ИНУМиТ, СКМ-Полимер, САМПОЛ, Carbon Studio, Stevik S.A.S. (Франция), IsoJet (Франция), INASCO (Греция), RAMPF (Германия).

Контактная информация

Корпоративная электронная почта: [email protected]

Телефон/Факс: +7 (843) 231 03 25

Адрес: 420015, г. Казань, ул. Толстого, д. 15, каб. 226

Сайт: pla.kai.ru

Преимущества использования композитных материалов

Гибкость дизайна — Термореактивные композиты предоставляют дизайнерам практически неограниченную гибкость при проектировании форм и форм. Из них могут быть отлиты самые сложные компоненты, и они могут быть изготовлены с широким диапазоном плотностей и химических составов, чтобы иметь точные рабочие характеристики.

Низкая стоимость кубического дюйма — При сравнении затрат на основе объема, термореактивные композиты имеют более низкие материальные затраты, чем традиционные материалы, такие как дерево, инженерные термопласты и металлы.Кроме того, поскольку термореактивные композиты имеют низкое содержание нефти, они не подвержены колебаниям цен, характерным для продуктов на нефтяной основе.

Более низкие материальные затраты — Поскольку термореактивные композиты можно точно формовать, мало отходов и, следовательно, значительно ниже общие затраты на материалы по сравнению с изделиями из металла.

Повышение производительности — Промышленные дизайнеры и инженеры могут снизить затраты на сборку, объединив несколько ранее собранных деталей в один компонент.Кроме того, вставки можно формовать непосредственно в детали во время процесса формования, что устраняет необходимость в постобработке. Кроме того, композиты обычно не требуют дополнительной обработки, что сокращает незавершенное производство и время выхода на рынок.

Другие ключевые преимущества:

• Точность размеров после формования
  • Жесткий допуск, повторяемость формовки
  • Низкая усадка формы
• Химическая стойкость
• Составные части и функции
• Коррозионная стойкость
• Гибкость дизайна
• прочный
• Высокий модуль упругости при изгибе для высоких нагрузок
• Высокая производительность при повышенных температурах
  • Термостойкость
  • Естественно огнестойкий
  • Сопротивление ползучести
  • Сохранение механических свойств
  • Превосходная термическая стабильность
• Легче металла
• Более низкие затраты по сравнению сЛитье под давлением
• Низкое нефтехимическое содержание
  • Лучшая стабильность затрат, чем товары
• Более низкая стоимость кубического дюйма по сравнению с термопластами
• Литой цвет
• Формованные со вставками
• Превосходная электрическая изоляция
  • Сопротивление дуги и дорожки
  • Способность к гашению

Thermoset Composites и Mar-Bal обладают способностями и профессиональным опытом для разработки индивидуализированной рецептуры и, кроме того, гибкостью конструкции для удовлетворения требований приложений.Наша команда по управлению программами гарантирует, что ваш проект будет завершен вовремя, соответствует ожиданиям или превзойдет их, а также предоставит эффективное решение для вашей сложной среды.

Композитный материал — 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, достигаемый 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 запчасти 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 части была другой. Помимо прогулочных катеров, изготавливаются большие военные и коммерческие катера, 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 изделия, как стержни клюшек для гольфа, удочки, теннисные ракетки, лыжное снаряжение, оборудование для катания на лодках и многие другие продукты спортивного инвентаря, 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 развитии 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 улучшение 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 конструкторам 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 предлагают огромные возможности адаптации, гибкости конструкции и низкой стоимости обработки с низким воздействием на окружающую среду. Эти атрибуты создают очень светлое будущее для композитных материалов.

Углеродные волокна: производство, свойства и возможности использования

Пуджа Бхатт и Алка Го

Старший научный сотрудник, профессор и заведующий кафедрой одежды и текстиля, Г.B.P.U.A and T, Пантнагар,

Автор, ответственный за переписку Электронная почта: [email protected]

DOI: http://dx.doi.org/10.13005/msri/140109

История публикации статьи
Статья получена: 30 мая 2017 г.
Статья принята: 5 июня 2017 г.
Статья опубликована: 9 июня 2017 г.
Проверка на плагиат: Да

АННОТАЦИЯ:

Углеродное волокно состоит из атомов углерода, связанных вместе, образуя длинную цепь.Волокна чрезвычайно жесткие, прочные и легкие и используются во многих процессах для создания превосходных строительных материалов. Углеродный волокнистый материал бывает различных «сырых» строительных блоков, в том числе пряжи, однонаправленной пряжи, переплетения, тесьмы и некоторых других, которые, в свою очередь, используются для создания композитных деталей. Детали из углеродного волокна по своим свойствам близки к стальным, а по весу — к пластиковым. Таким образом, отношение прочности к весу (а также отношение жесткости к весу) детали из углеродного волокна намного выше, чем у стали или пластика.Углеродное волокно чрезвычайно прочное. В инженерии обычно измеряют преимущество материала с точки зрения отношения прочности к весу и отношения жесткости к весу, особенно при проектировании конструкций, где добавленный вес может привести к увеличению затрат на жизненный цикл или неудовлетворительным характеристикам.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Углеродное волокно; Ткань; Текстиль; Пряжа

Скопируйте следующее, чтобы процитировать эту статью: Бхатт П., Го А. Углеродные волокна: производство, свойства и потенциальное использование.Математические науки и ресурсы Индии; 14 (1)

Введение

Углеродные волокна или углеродные волокна — это волокна диаметром около 5–10 микрометров, состоящие в основном из атомов углерода. Углеродные волокна обладают рядом преимуществ, включая высокую жесткость, высокую прочность на разрыв, малый вес, высокую химическую стойкость, устойчивость к высоким температурам и низкое тепловое расширение. Эти свойства сделали углеродное волокно очень популярным в аэрокосмической отрасли, гражданском строительстве, военном деле и автоспорте, а также в других соревновательных видах спорта.Однако они относительно дороги по сравнению с аналогичными волокнами, такими как стекловолокно или пластмассовые волокна.

Классификация и типы

Углеродные волокна по модулю, прочности и конечной температуре термообработки можно разделить на следующие категории:

В зависимости от свойств углеродного волокна углеродные волокна можно сгруппировать в:

• Сверхвысокий модуль, тип UHM (модуль> 450 ГПа)
• Высокомодульный, тип HM (модуль упругости 350-450 ГПа)
• Промежуточный модуль, тип IM (модуль между 200-350 ГПа)
• Низкомодульный и высокопрочный, тип HT (модуль <100 ГПа, предел прочности> 3.0 ГПа)
• Сверхвысокопрочный, тип SHT (предел прочности на разрыв> 4,5 ГПа)

Углеродные волокна на основе материалов-предшественников подразделяются на:

• Углеродные волокна на основе ПАН
• Углеродные волокна на основе пека
• Углеродные волокна на основе мезофазного пека
• Углеродные волокна на основе изотропного пека
• Углеродные волокна на вискозной основе
• Углеродные волокна, выращенные в газовой фазе

Углеродные волокна по температуре окончательной термообработки подразделяются на:

• Углеродные волокна, подвергнутые высокой термообработке (HTT), тип I, где конечная температура термообработки должна быть выше 2000 ° C, и может сочетаться с волокном высокомодульного типа.
• Углеродные волокна с промежуточной термообработкой (IHT), тип II, где конечная температура термообработки должна быть около или выше 1500 ° C и может быть связана с волокном высокопрочного типа.
• Углеродное волокно с низкой термической обработкой, тип III, температура конечной термообработки которого не превышает 1000 ° C. Это низкомодульные и малопрочные материалы.

Производственный процесс

Углеродные волокна из полиакрилонитрила (PAN):

Сырье

Сырье, используемое для производства углеродного волокна, называется прекурсором.Около 90% производимых углеродных волокон состоит из полиакрилонитрила. Остальные 10% сделаны из искусственного шелка или нефтяного пека. Все эти материалы представляют собой органические полимеры, характеризующиеся длинными цепочками молекул, связанных вместе атомами углерода. Точный состав каждого прекурсора варьируется от одной компании к другой и обычно считается коммерческой тайной. В процессе производства используются различные газы и жидкости. Некоторые из этих материалов предназначены для взаимодействия с волокном для достижения определенного эффекта.Другие материалы предназначены для того, чтобы не вступать в реакцию или предотвращать определенные реакции с волокном. Как и в случае с прекурсорами, точный состав многих из этих технологических материалов считается коммерческой тайной.

Производственный процесс PAN

Рисунок 1

Прядильная

• Порошок акрилонитрильного пластика смешивают с другим пластиком, таким как метилакрилат или метилметакрилат, и подвергают взаимодействию с катализатором в обычном процессе суспензионной или растворной полимеризации с образованием полиакрилонитрильного пластика.
• Затем пластик превращается в волокна одним из нескольких различных методов. В некоторых методах пластик смешивается с определенными химическими веществами и закачивается через крошечные форсунки в химическую ванну или камеру закалки, где пластик коагулирует и затвердевает в волокна. Это похоже на процесс, используемый для формирования полиакриловых текстильных волокон. В других методах пластиковая смесь нагревается и перекачивается через крошечные форсунки в камеру, где растворители испаряются, оставляя твердое волокно. Этап прядения важен, потому что во время этого процесса формируется внутренняя атомная структура волокна.
• Затем волокна промывают и растягивают до желаемого диаметра. Растяжение помогает выровнять молекулы внутри волокна и обеспечивает основу для образования прочно связанных кристаллов углерода после карбонизации.

Стабилизирующая

Перед карбонизацией волокон их необходимо химически изменить, чтобы преобразовать их линейную атомную связь в более термически стабильную лестничную связь. Это достигается путем нагревания волокон на воздухе примерно до 390-590 ° F (200-300 ° C) в течение 30-120 минут.Это заставляет волокна улавливать молекулы кислорода из воздуха и изменять структуру их атомных связей. Стабилизирующие химические реакции сложны и включают несколько этапов, некоторые из которых происходят одновременно. Они также генерируют собственное тепло, которое необходимо контролировать, чтобы избежать перегрева волокон. В коммерческих целях для процесса стабилизации используется различное оборудование и методы. В некоторых процессах волокна протягиваются через ряд камер с подогревом. В других случаях волокна проходят через горячие валки и через слои сыпучих материалов, удерживаемых во взвешенном состоянии потоком горячего воздуха.В некоторых процессах используется нагретый воздух, смешанный с определенными газами, которые химически ускоряют стабилизацию.

Карбонизация

После того, как волокна стабилизируются, их нагревают до температуры примерно 1,830-5,500 ° F (1,000-3,000 ° C) в течение нескольких минут в печи, заполненной газовой смесью, не содержащей кислорода. Недостаток кислорода предотвращает сгорание волокон при очень высоких температурах. Давление газа внутри печи поддерживается выше, чем давление наружного воздуха, а точки входа и выхода волокон из печи герметизированы, чтобы не допустить попадания кислорода.Когда волокна нагреваются, они начинают терять свои неуглеродные атомы, а также несколько атомов углерода в виде различных газов, включая водяной пар, аммиак, монооксид углерода, диоксид углерода, водород, азот и другие. Когда неуглеродные атомы вытесняются, оставшиеся атомы углерода образуют прочно связанные углеродные кристаллы, которые ориентированы более или менее параллельно длинной оси волокна. В некоторых процессах используются две печи, работающие при двух разных температурах, чтобы лучше контролировать скорость разогрева во время карбонизации.

Рисунок 2

Обработка поверхности

После карбонизации волокна имеют поверхность, которая плохо сцепляется с эпоксидными смолами и другими материалами, используемыми в композитных материалах. Чтобы волокна лучше склеивали, их поверхность слегка окисляется. Добавление атомов кислорода к поверхности обеспечивает лучшие свойства химического связывания, а также травит и делает поверхность шероховатой для улучшения механических свойств связывания.Окисление может быть достигнуто путем погружения волокон в различные газы, такие как воздух, диоксид углерода или озон; или в различных жидкостях, таких как гипохлорит натрия или азотная кислота. На волокна также можно нанести электролитическое покрытие, сделав волокна положительным выводом в ванне, заполненной различными электропроводящими материалами. Процесс обработки поверхности необходимо тщательно контролировать, чтобы избежать образования крошечных поверхностных дефектов, таких как ямки, которые могут вызвать повреждение волокна.

Калибровка

• После обработки поверхности волокна покрываются покрытием для защиты от повреждений при намотке или плетении.Этот процесс называется калибровкой. Материалы покрытия выбираются таким образом, чтобы они были совместимы с клеем, используемым для формирования композитных материалов. Типичные материалы покрытия включают эпоксидную смолу, полиэстер, нейлон, уретан и другие.
• 8 Волокна с покрытием наматываются на цилиндры, называемые бобинами. Бобины загружаются в прядильную машину, и волокна скручиваются в пряжу различных размеров.

Недвижимость

Углеродное волокно имеет высокое отношение прочности к массе (также известное как удельная прочность)

Прочность материала — это сила, приходящаяся на единицу площади при разрушении, деленная на его плотность.Любой прочный И легкий материал имеет подходящее соотношение прочности и веса. Такие материалы, как алюминий, титан, магний, углерод и стекловолокно, высокопрочные стальные сплавы, имеют хорошее соотношение прочности к весу.

Углеродное волокно очень жесткое

Жесткость или жесткость материала измеряется его модулем Юнга и измеряет, насколько материал прогибается под действием напряжения. Пластик, армированный углеродным волокном, более чем в 4 раза жестче, чем пластик, армированный стекловолокном, почти в 20 раз больше, чем сосна, 2.В 5 раз больше алюминия.

Углеродное волокно устойчиво к коррозии и химически стабильно

Хотя углеродное волокно само по себе не портится, эпоксидная смола чувствительна к солнечному свету и требует защиты. Другие матрицы (независимо от того, в какое углеродное волокно встроено) также могут быть реактивными.

Углеродное волокно электропроводное

Эта функция может быть полезной и мешать. При строительстве лодок это необходимо учитывать, так как в игру вступает проводимость алюминия.Электропроводность углеродного волокна может способствовать гальванической коррозии арматуры. Тщательная установка может уменьшить эту проблему.

Усталостное сопротивление хорошее

Устойчивость к усталости композитов из углеродного волокна — хорошая. Однако, когда углеродное волокно выходит из строя, оно обычно катастрофически выходит из строя, и это не говорит о его неизбежном разрыве. Повреждение в результате усталости при растяжении рассматривается как снижение жесткости при увеличении количества циклов напряжения (если температура не высокая). Испытания показали, что разрушение вряд ли будет проблемой, когда циклические напряжения совпадают с ориентацией волокна.Углеродное волокно превосходит стекло E по усталостной и статической прочности, а также по жесткости.

Углеродное волокно имеет хорошую прочность на разрыв

Предел прочности на разрыв или предел прочности — это максимальное напряжение, которое может выдержать материал при растяжении или растяжении до образования шейки или разрушения. Сужение — это когда поперечное сечение образца начинает значительно сокращаться. Если вы возьмете полоску полиэтиленового пакета, она растянется и в какой-то момент начнет сужаться. Это шею.Он измеряется в силе на единицу площади. Хрупкие материалы, такие как углеродное волокно, не всегда выходят из строя при одном и том же уровне напряжения из-за внутренних дефектов. Они терпят неудачу при малых деформациях.

Испытание включает взятие образца с фиксированной площадью поперечного сечения, а затем его вытягивание, постепенно увеличивая силу, пока образец не изменит форму или не сломается. Волокна, такие как углеродные волокна, имеющие диаметр всего 2/10 000-х дюйма, превращаются в композиты соответствующей формы для испытаний.

Огнестойкость / невоспламеняющийся

В зависимости от производственного процесса и материала-прекурсора углеродное волокно может быть довольно мягким и его можно использовать в качестве защитной одежды для пожарных или, что более часто, интегрировать в нее.Примером может служить волокно с никелевым покрытием. Поскольку углеродное волокно также химически очень инертно, его можно использовать там, где есть огонь в сочетании с коррозионными агентами. Carbon Fiber Fire Blanket извините за опечатки.

Теплопроводность углеродного волокна

Теплопроводность — это количество тепла, передаваемого через единицу толщины в направлении, нормальном к поверхности единицы площади, из-за единичного температурного градиента в установившихся условиях. Другими словами, это показатель того, насколько легко тепло проходит через материал.

Поскольку существует множество вариаций углеродного волокна, невозможно точно определить теплопроводность. Специальные типы углеродного волокна были специально разработаны для обеспечения высокой или низкой теплопроводности. Также предпринимаются попытки улучшить эту функцию.

Низкий коэффициент теплового расширения

Это показатель того, насколько материал расширяется и сжимается при повышении или понижении температуры. Единицы измерения указаны в дюймах / дюймах градусах F. Как и в других таблицах, единицы измерения не так важны, как сравнение.При достаточно высокой мачте разница в коэффициентах теплового расширения различных материалов может немного изменить натяжение буровой установки. Низкий коэффициент теплового расширения делает углеродное волокно подходящим для применений, где малые движения могут быть критичными. Одно из таких приложений — телескоп и другое оптическое оборудование.

Неядовит, биологически инертен, проницаем для рентгеновских лучей

Эти качества делают углеродное волокно полезным в медицине. Использование протезов, имплантатов и восстановления сухожилий, рентгеновских принадлежностей, хирургических инструментов — все это находится в стадии разработки.Хотя углеродные волокна не ядовиты, они могут вызывать сильное раздражение, поэтому необходимо ограничить длительное незащищенное воздействие. Однако эпоксидная или полиэфирная матрица может быть токсичной, поэтому необходимо соблюдать осторожность.

Углеродное волокно относительно дорогое

Хотя он предлагает исключительные преимущества прочности, жесткости и снижения веса, его стоимость является сдерживающим фактором. Если преимущество в весе не является исключительно важным, например, в аэронавтике или гонках, оно часто не стоит дополнительных затрат.Дополнительным преимуществом является низкая потребность в обслуживании углеродного волокна.

Трудно количественно охарактеризовать круто и модно. Углеродное волокно имеет ауру и репутацию, которые заставляют потребителей платить больше за то, чтобы иметь его. Возможно, вам понадобится меньше его по сравнению со стекловолокном, и это может быть экономией.

Углеродные волокна хрупкие

Слои волокон образованы прочными ковалентными связями. Листовые агрегаты легко допускают распространение трещин.Когда волокна изгибаются, они выходят из строя при очень низкой деформации.

Приложения

Характеристики и применение углеродных волокон

1. Физическая прочность, удельная вязкость, легкий вес	Аэрокосмическая промышленность, автомобильный и морской транспорт, спортивные товары
2. Высокая стабильность размеров, низкий коэффициент теплового расширения и низкий уровень абразивного износа	Ракеты, авиационные тормоза, аэрокосмическая антенна и опорная конструкция, большие телескопы, оптические стенды, волноводы для стабильных высокочастотных (ГГц) прецизионных измерительных рам
3.Хорошее гашение вибрации, прочность и ударная вязкость	Аудиотехника, громкоговорители для Hi-Fi-оборудования, звукосниматели, роботы-манипуляторы
4. Электропроводность	Автомобильные капоты, новая оснастка, корпуса и основания для электронного оборудования, защита от электромагнитных и радиочастотных помех, щетки
5. Биологическая инертность и рентгеновская проницаемость	Применение в медицине в протезах, хирургическом и рентгеновском оборудовании, имплантатах, восстановлении сухожилий / связок
6.Усталостная прочность, самосмазывание, высокое демпфирование	Текстильное оборудование общего назначения
7. Химическая инертность, высокая коррозионная стойкость	Химическая промышленность; ядерное поле; клапаны, уплотнения и компоненты насосов на технологических установках
8. Электромагнитные свойства	Большие стопорные кольца генератора, радиологическое оборудование

Заключение

Последняя разработка в технологии углеродного волокна — это крошечные углеродные трубки, называемые нанотрубками.Эти полые трубки, некоторые из которых имеют диаметр 0,00004 дюйма (0,001 мм), обладают уникальными механическими и электрическими свойствами, которые могут быть полезны при создании новых высокопрочных волокон, субмикроскопических пробирок или, возможно, новых полупроводниковых материалов для интегральных схем.

Список литературы

1. Франк Э., Херманутц Ф. и Бухмайзер М. Р. Углеродные волокна: прекурсоры, производство и свойства. Макромол. Mater. Eng . 2012; 297: 493–501.
   CrossRef
2. Шаваллер Д., Клаус Б. и Бухмайзер М. Р. Керамические филаментные волокна — Обзор. Макромол . Mater. Eng . 2012: 297: 502–522.
   CrossRef
3. Хо К., Цянь К. К. и Бисмарк Х. А. Углеродное волокно: свойства поверхности. Энциклопедия композитов Wiley . 2011; 1–11.
4. Хуанг X. Изготовление и свойства углеродных волокон. Материалы. 2009; 2 : 2369-2403.
   CrossRef
5. Баджадж П., Паливал Д. К., Гупта А. К. Влияние ионов металлов на структуру и свойства акриловых волокон. J. Appl. Polym. Sci. 1998; 67: 1647–1659.
   CrossRef
6. Гудхью П. Дж., Кларк А. Дж., Бейли Дж. Э. Обзор производства и свойств углеродных волокон. Mater. Sci. Англ. 1975; 17: 3–30.
   CrossRef

---

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Физические и механические свойства композитов на основе глиноземистого цемента и базальтовых волокон, разработанных для высокотемпературного применения

Настоящая работа посвящена экспериментальному исследованию состава композитов на основе глиноземистого цемента, армированного огнеупорным волокном, и его реакции на постепенное термическое нагружение.Базальтовые волокна применялись в дозах 0,25, 0,5, 1,0, 2,0 и 4,0% по объему. Одновременно вяжущая система на основе глиноземистого цемента была модифицирована мелкоизмельченным керамическим порошком, полученным при производстве точных керамических блоков. Керамический порошок дозировался как частичная замена использованного цемента в количестве 5, 10, 15, 20 и 25%. Влияние изменения состава оценивали по результатам физико-механических испытаний; Прочность на сжатие, прочность на изгиб, объемная плотность и энергия разрушения были определены на различных уровнях температурной нагрузки.Повышенная доза базальтовых волокон позволяет достичь ожидаемых более высоких значений энергии разрушения, но по результатам определения прочности на сжатие и изгиб оптимальной дозой базальтовых волокон принято считать 0,25% по объему. Применение мелкоизмельченного керамического порошка привело к значительному увеличению остаточных механических параметров вплоть до замены на 10%. Более высокая замена глиноземистого цемента снизила конечные значения насыпной плотности, но сохранила механические свойства на уровне смесей без замены глиноземистого цемента.

1. Введение

Основной целью современной технологии является разработка нового типа композитов, которые производятся по размерам в требуемых условиях. Общей проблемой новых типов конструкций из высококачественных материалов является их поведение в определенных конкретных условиях и ситуациях. Типичный пример такой конкретной ситуации — пожар; отсутствие огнестойкости можно ожидать, особенно в случае очень тонких бетонных конструкций.

Бетон подвергается последовательным структурным изменениям в зависимости от фактического уровня тепловой нагрузки.Первый этап — это удаление физически связанной воды при температуре до 200 ° C. Низкая проницаемость высокоэффективного бетона (HPC) вызывает внутренние напряжения, возникающие из-за накопленного пара. Внезапный выброс пара часто является причиной растрескивания поверхности высококачественного бетона (HPC). Поведение бетонного поверхностного слоя HPC с учетом растрескивания описано в [1, 2]. Этот недостаток необходимо устранить с помощью другой дополнительной защиты в виде противопожарной плитки или другого устройства.

Для бетона на основе портландцемента и других композитов достижение тепловой нагрузки 400 ° C является значительным, когда важный продукт гидратации, Ca (OH) ₂ -портландит, разлагается до негашеной извести и CO ₂ . Образование извести во время температурной нагрузки или какой-либо пожар может быть источником вторичных внутренних напряжений из-за гидратации извести. Это создает серьезное ощущение неудобства использования известняка в качестве заполнителя, а также в качестве мелкоизмельченной добавки к высокотемпературному бетону.Еще одним нежелательным изменением объема является сопутствующее проявление превращения кварца после превышения термической скорости 573 ° C. Образование трещин, вызванное вышеупомянутым изменением, обычно оказывает разрушительное воздействие на традиционный бетон из-за обычно большого количества кварца в смеси. Остаточные механические параметры достигают около 15% от исходных значений, что заметно ниже проектных требований [3]. Для достижения достаточной стойкости композитов к высоким температурам необходимо включать в конструкцию композиции свойства всех компонентов, как описано.

В связи с термической нагрузкой было выделено расширение, вызванное структурным преобразованием SiO ₂ и гидратов цемента из-за его сильного разрушающего действия. Но начальная часть термического нагружения композитов на основе цемента подвержена усадке из-за утечки воды, что увеличивает градиент изменения общего объема. Наблюдаемым свидетельством превышения прочности на разрыв является образование трещин. Обычно для уменьшения нежелательного внутреннего напряжения в бетонной смеси применяются различные типы волокон.Для повышения огнестойкости бетона авторы [4] исследовали возможность нанесения ПВС-волокон на бетон и его остаточную прочность после воздействия 600 ° C. Горючие волокна способствуют повышению огнестойкости только за счет создания каналов выхода пара после их выгорания [5]. Стальные волокна часто используются для футеровки туннелей для улучшения сопротивления отслаиванию, которое в случае таких конструкций необходимо для защиты арматуры стержня, но перекристаллизация стали ограничивает их применение при температурах выше 600 ° C и не может гарантировать их постоянные параметры.

Разработка противопожарных барьеров на основе глиноземистого цемента стала неотъемлемой частью строительной индустрии, особенно с учетом текущей глобальной политической ситуации и ситуации в области безопасности. Глиноземистый цемент имеет превосходные характеристики по отношению к высоким температурам по сравнению с традиционным портландцементом. Но фундаментальной проблемой производства глиноземистого цемента является повышенное энергопотребление. Температура производства глиноземистого цемента выше, чем у стандартного портландцемента.

Для снижения негативного воздействия производства цемента на окружающую среду очень часто для традиционного конструкционного бетона применяют несколько типов добавок, таких как летучая зола, микрокремнезем, измельченный известняк и измельченный доменный шлак. Недостаточные химические свойства этих минеральных добавок существенно ограничивают их применение на композитах, нагруженных до высоких температур. Замена цемента мелкоизмельченным керамическим порошком (FGCP) может быть интересным решением для разработки огнеупорных композитов, хотя механизм реакции принципиально отличается от гидратации портландцемента.FGCP образуется в процессе производства керамики как отходы без какого-либо другого практического использования.

Доля заполнителя в традиционном конструкционном бетоне составляет около 85% от объема бетона [6]. Огнеупорные композиты обычно представляют собой мелкозернистые бетонные смеси с относительно высокой дозой глиноземистого цемента, что является необходимым условием хорошей устойчивости к высоким температурам [7]. Обычная доза глиноземистого цемента для огнеупорных композитов составляет около 30% по объему, что хорошо документирует их экономичность и потребление энергии.Более высокое содержание тонкодисперсных смесей в бетонной смеси обеспечивает хорошее пространственное распределение использованных волокон [8]. Но для их эффективной и полной занятости важно достичь адекватного закрепления.

Базальтовые волокна . Фундаментальный прогресс в производстве неметаллических волокон начался в пятидесятые годы двадцатого века с развитием авиации и по особым требованиям армии [9, 10]. Природный базальт — всемирно распространенный материал вулканического происхождения, устойчивый в первую очередь к коррозии в кислоте, а также в щелочной среде, и отличается превосходной стойкостью к высоким и низким температурам от -260 ° C до + 750 ° C.Дополнительным преимуществом базальта является его высокая твердость (8,5 по шкале Мооса), которая сильно влияет на повышение устойчивости бетона к истиранию. Базальтовая черепица является неотъемлемой частью ряда технологического оборудования химической и металлургической промышленности. Магматические породы, такие как базальт, имеют достаточную температуру плавления, около 1500–1700 ° C, что позволяет их широко использовать в промышленности в виде волокон [8, 11].

Базальт состоит из ряда оксидов, что существенно влияет на его конечные свойства.Преобладающий SiO ₂ представлен 43,3–47,0% по массе, содержание Al ₂ O ₃ составляет всего около 11,0–13,0%, CaO и MgO представлены в случае базальтов с общим химическим составом 8,0– 12,0%, а другие оксиды составляют всего до 5% веса [12, 13]. Химические свойства, особенно содержание SiO ₂ , влияют на возможность переработки волокон. Рекомендуемый предел до 46% SiO ₂ может обеспечить хорошую обрабатываемость расплавленной смеси без нежелательной кристаллизации во время твердения [14].

Базальтовые волокна преимущественно производятся в виде непрерывных волокон, нарезанных до необходимой длины. Интенсивное развитие базальтовых волокон в виде тканей, брусков, ровинга и т. Д. Также вызвано отсутствием риска для здоровья по сравнению с токсичными асбестовыми волокнами [15]. С точки зрения современных требований к строительным материалам интересна низкая цена на базальтовые волокна по сравнению со стеклянными или стальными волокнами. Суть данного факта заключается в достаточно простом производственном процессе, при котором нет необходимости добавлять другие добавки или добавки или какую-либо необходимую обработку поверхности [16, 17].Высокая доза волокон снижает удобоукладываемость свежей смеси [18].

Устойчивость к высоким температурам, щелочность и чрезвычайно низкая впитывающая способность позволяют широко применять базальтовые волокна в строительной промышленности и технической практике. Долговечность базальтовых волокон, отличные механические и защитные свойства позволяют применять их на конструкциях атомных станций [19, 20].

Как правило, базальты способствуют улучшению свойств бетона благодаря физическим свойствам, аналогичным традиционным заполнителям, например, насыпной плотности [21].Оптимальная и эффективная доза базальтовой фибры для мелкозернистого бетона составляет около 0,5% по объему. Использование от 1 до 2% объема волокна может быть выгодным при применении в конструкции, где требуется высокая способность поглощения энергии, улучшенная стойкость к расслоению, растрескиванию и усталости, модуль разрыва, ударопрочность и вязкость разрушения материала. бетон [22].

Глиноземистый цемент . Цемент с высоким содержанием глинозема содержит основные гидравлические минералы, такие как CA (алюминат кальция) и CA ₂ (алюминат кальция).История производства высокоглиноземистого цемента началась в 20-х годах 20 века. Быстрая эволюция исходных механических параметров была удобна для послевоенных требований строительной индустрии в то время, когда основное внимание уделялось восстановлению инфраструктуры. Гидратация глиноземистого цемента может быть выражена следующими уравнениями (1) и (2) с использованием традиционной номенклатуры химического состава цемента (C = CaO; S = SiO ₂ ; H = H ₂ O; A = Al ₂ O ₃ ): Гидратированный высокоглиноземистый цемент обладает достаточной стойкостью к химической коррозии по сравнению с портландцементом из-за отсутствия портландита.На протекание процесса гидратации высокоглиноземистого цемента сильно влияет температура [23]. К сожалению, повышенные температуры отверждения приводят к образованию метастабильных гидратов.

Несколько обрушений несущих конструкций из глиноземистого цемента в семидесятые и восьмидесятые годы усилили научные исследования продуктов гидратации глиноземистого цемента и их долгосрочных свойств. Общая проблема глиноземистого цемента заключается в риске последующего превращения продуктов гидратации и снижения механических параметров композита, когда температура твердеющей смеси превышает примерно 35 ° C.Преобразование метастабильных гидратов выражается следующим образом: Ядром обратного является перекристаллизация гексагонального C ₃ AH ₆ в его кубическую форму с более высокой удельной плотностью. Увеличение пористости вяжущего затем приводит к потере целостности такого бетона и постепенному снижению механических параметров. Следует отметить, что конструкционный глиноземистый цементный бетон был запрещен из-за риска описанного выше преобразования и ослабления, которое может иметь место при определенных условиях температуры / влажности [23, 24].Превращение глиноземистого цемента и потеря механических свойств обычно сопровождаются визуальными изменениями, когда связующая часть такого бетона становится красной [25].

Связующее и продукт его гидратации в значительной степени контролируют конечные свойства, поведение и термическое сопротивление композита; в частности, важна зона контакта продуктов гидратации с поверхностью агрегатов и волокон [26]. Несмотря на ограничение производства глиноземистого цемента для изготовления элементов конструкций, он остается чрезвычайно важным материалом для развития огнеупоров.Конечная стойкость гидратированного глиноземистого цемента к высоким температурам определяется содержанием Al ₂ O ₃ . Использовали Secar 71 (70% Al ₂ O ₃ ), поскольку выполняемая температурная нагрузка превышала 1000 ° C.

Керамический порошок тонкого помола (FGCP) . В настоящее время часто обсуждается вопрос о влиянии строительства на качество окружающей среды. Поэтому ряд лабораторий ищут решение возрастающего негативного воздействия, тесно связанного с производством цемента и бетона.Внимание ряда научно-исследовательских организаций сосредоточено на разработке альтернативных систем вяжущих и других заместителей цемента в бетоне.

Фактический спад тяжелой промышленности как производителя большинства широко используемых добавок, таких как летучая зола, микрокремнезем и измельченный доменный шлак, является серьезной проблемой из-за отсутствия добавок с подходящим химическим составом. Одна из возможностей — использование мелкодисперсного керамического порошка, образующегося при производстве точных кирпичных блоков [27].Эти отходы обладают пуццолановыми свойствами, что подтверждается многими постройками Древнего Рима [28, 29].

Очень важную роль в работе бетона в суровых условиях окружающей среды играет характер пористой системы. Влияние керамического порошка было изучено в [30] для оценки его использования в штукатурках на основе извести, где было подтверждено положительное влияние на термические свойства.

Обычно пуццолановые добавки замедляют начальную эволюцию механических свойств, но они обеспечивают очень интересные значения долгосрочных свойств в отношении долговечности; преимущественно в технологии бетона дальнейшее применение различных растворов пуццолановых добавок для обеспечения подходящей реологии, механических параметров и долговечных свойств, представленных морозостойкостью и химической стойкостью [31].

Эффективность каждой минеральной добавки зависит от ее зернистости и формы частиц. Часто недостатком некоторых минеральных добавок является зернистость и высокая удельная поверхность из-за ухудшения реологических свойств свежей пасты.

Важно отметить, что механизм гидратации глиноземистого цемента отличается от традиционного портландцемента, а также роль минеральных добавок в исследуемой системе вяжущих при отсутствии Ca (OH) ₂ .Гидратация глиноземистого цемента в присутствии реакционноспособных кремнистых добавок характеризуется образованием стратлингита в фазе AFm, тесно связанной с C ₂ AH ₈ [23]. Теоретически стратлингит мог образоваться в системе CaO-SiO ₂ -Al ₂ O ₃ -H ₂ O согласно (5) Подробное описание гидратации глиноземистого цемента в присутствии кремнистых компонентов было исследовано в [ 32, 33]. Некоторые исследовательские работы были сосредоточены на изучении различных кремнистых добавок [34–36] в глиноземистом цементе, но применение FGCP является новым.О замедлении исходных механических параметров и снижении теплоты гидратации можно сделать вывод из аналогичных целенаправленных исследований. Образование стратлингита имеет большое значение из-за его стабильности в окружающих условиях и хороших вяжущих свойств [37], что обеспечивает длительную прочность [38].

Целью данной статьи было разработать композит на основе глиноземистого цемента для применения при высоких температурах. Нежелательное воздействие на окружающую среду, связанное с производством глиноземистого цемента, было уменьшено за счет частичной замены на FGCP.Вторичный положительный эффект от применения FGCP заключается в положительном влиянии на процессы гидратации и образования стабильных гидратов C-A-S-H. Предотвращение превращения метастабильных гидратов чистого глиноземистого цемента является важной проблемой этой системы вяжущих. Для обеспечения необходимой пластичности и механических свойств разработанного композита были применены базальтовые волокна.

2. Материалы и методы

2.1. Конструкция смеси

FGCP использовалась как замена глиноземистого цемента постепенно до 25%.Однако процесс гидратации глиноземистого цемента в присутствии кремнистых компонентов сильно зависит от фактического химического состава и физических свойств компонентов связующего; удельная поверхность (м ² · кг ^-1 ) и химический анализ.

Экспериментальная программа была направлена ​​на изучение основных физико-механических свойств и свойств разрушения тугоплавких композитов с заменой керамического порошка и с различным количеством базальтовых волокон (0,25%, 0,01%).5%, 1,0%, 2,0% и 4,0%).

Применение эффективного пластификатора необходимо для сохранения хорошей удобоукладываемости и низкого водоцементного отношения. Поликарбоксилатный пластификатор использовался в дозе 2,5% связующего на основе предыдущих исследований. Не подтверждено негативное воздействие указанного органического соединения, даже его горючесть [39].

Мелкоизмельченные базальтовые агрегаты двух фракций 0–4 мм и 2–5 мм были включены в композиционную композицию, поскольку их отсутствие может снизить конечные механические свойства.Применение природных заполнителей значительно улучшает экономические аспекты композитных материалов. Гранулометрический состав использованных базальтовых заполнителей и FGCP исследовали с использованием стандартной системы сит ЕС. Современная конструкция мелкозернистых композитов делает возможными различную дозу базальтовых волокон, в том числе относительно высокую дозу.

Доза базальтовых волокон длиной 12 мм постепенно увеличивалась в логарифмических наборах от минимума 0,25 до 4,0% от объема смеси.Это усиление применялось для каждой модификации связующего FGCP. Подробный состав всех исследованных композитов представлен в таблице 1. Для последующих испытаний были изготовлены наборы призматических образцов размером 40 × 40 × 160 мм ³ .

0146 9069 22,75 22,75 Базальтовые волокна (%) Базальтовые заполнители (кг · м −3 ) Мелкие компоненты (кг · м −3 ) жидкости −3 ) 0.0% 0,25% 0,5% 1,0% 2,0% 4,0% 0/4 мм 2/5 мм Cement Secar 71 FGCP Вода Пластмасса 0 (кг) 7,25 (кг) 14,5 (кг) 29,0 (кг) 58,0 (кг) 116,0 (кг) A-0 B-0 C-0 D-0 E-0 880 220 900 0 224 22.75 R-5 A-5 B-5 C-5 D-5 E-5 880 220 855 45 45 R-10 A-10 B-10 C-10 D-10 E-10 880 220 810 904 22,75 R-15 A-15 B-15 C-15 D-15 E-15 880 220 765 135 224 135 224 22.75 R-20 A-20 B-20 C-20 D-20 E-20 880 220 720 180 180 22,75 R-25 A-20 B-25 C-25 D-25 E-25 880 220 675 225 221 225 225

2.2. Температурная нагрузка

Постепенную температурную нагрузку проводили в автоматической электропечи со скоростью нагрева 10 ° C / мин. После достижения необходимого уровня (600 ° C или 1000 ° C) образцы через три часа самопроизвольно охлаждались. Рисунок 1 четко описывает весь процесс температурной нагрузки во времени. Образцы сравнения к термонагруженным перед испытанием сушили при 105 ° C в течение 24 часов (для испарения свободной воды из внутренней пористой структуры).

2.3. Исследуемые параметры

Исследуемые параметры определяли на высушенных образцах при 105 ° C, а затем после термической нагрузки (600 ° C и 1000 ° C).Насыпная плотность исследуемых композитов исследовалась на основе фактического веса и точных размеров образцов. Изменения насыпной плотности связаны со структурными преобразованиями и минералогическими изменениями при нагревании [31].

Все испытания механических свойств проводились согласно стандарту CSN EN 196-1 [40] на призматических образцах 40 × 40 × 160 мм ³ . Измерение прочности на изгиб было организовано в виде трехточечного испытания с расстоянием между опорами 100 мм и рассчитывалось с помощью максимальной достигнутой силы.Для определения энергии разрушения образцы были снабжены надрезом глубиной всего 15 мм. Для этого испытания использовалась универсальная загрузочная машина MTS 100, позволяющая контролировать эксперимент по скорости деформации, задаваемой до 0,2 мм / мин.

Испытание на прочность при сжатии () проводилось на двух фрагментах, оставшихся после испытания на изгиб. Площадь под сжимающей нагрузкой (40 × 40 мм ² ) была разграничена с помощью нагружающего устройства. На основе числовых результатов испытаний на изгиб значения энергии разрушения (Дж · м ^-2 ) были окончательно рассчитаны как свойство, подходящее для оценки поведения при изгибе армированных волокном композитов из-за точно выраженной работы (Дж), необходимой для разрушения поперечного сечения при испытании. [41], выделенная область на Рисунке 2.Для определения энергии разрушения использовалась рекомендация RILEM (6) [42]. Каждый набор образцов состоял всего из трех частей, за исключением прочности на сжатие, которая является средней из шести выполненных измерений: энергия разрушения (Дж · м ⁻² ),: сила (Н),: прогиб (мм),: ширина ( м),: высота (м) и: глубина выемки (м).

3. Результаты и обсуждение

Подробный химический состав использованного глиноземистого цемента и примененного FGCP показан в таблице 2, а также значения удельной поверхности.Высокая дисперсность исследуемого добавочного материала к цементу определяет его подходящую реакционную способность.

32

---

---

---

901549 9070 постепенное снижение насыпной плотности из-за воздействия высокой температуры, когда сначала испаряется физически связанная вода.Повышение температуры приводит к дальнейшему снижению насыпной плотности, что вызвано частичным химическим разложением продуктов гидратации. Применение FGCP в качестве замены глиноземистого цемента привело к небольшому снижению насыпной плотности нагретых и ненагретых образцов.

С увеличением дозы базальтовых волокон объемная плотность снижается, что, вероятно, вызвано воздухововлекающим эффектом чрезвычайно большого количества волокон, но очень интересно, что более высокая доза базальтовых волокон также снижает остаточную стоимость.Доза 0,50% базальтовых волокон представляется оптимальной по общей и остаточной величине насыпной плотности.

На прочность на изгиб существенно повлияло применение базальтовых волокон. Увеличение количества используемых волокон привело к увеличению прочности на изгиб, но не в точном соответствии с их общей дозировкой. Конечные значения прочности на изгиб смесей с применением волокон не сильно различаются (рисунок 5). Конечные значения в случае самой низкой (0,25%) и максимальной (4,0%) дозировки довольно похожи, поэтому для таких составленных смесей дозировка составляет 4.0% по объему является экономическим ограничением. Вероятно, это вызвано несовершенным пространственным распределением использованных волокон в таком составленном составе смеси с более крупными агрегатами, что хорошо документировано по результатам определения энергии разрушения, описанным ниже.

Очень интересное открытие предлагает оценку влияния замены FGCP на исследуемые композиты в отношении результатов прочности на изгиб, которые часто учитываются за важные параметры материала. Остаточные значения прочности на изгиб каждого набора смесей показывают почти одинаковые результаты, которые хорошо подтверждают большой потенциал исследуемой добавки для более широкого использования.При сравнении относительных значений прочности на изгиб можно наблюдать повышение устойчивости всех изученных смесей.

Окончательные значения прочности на сжатие хорошо соответствуют результатам прочности на изгиб. Применение базальтовых волокон увеличивало общие значения прочности на сжатие, но более высокая доза базальтовых волокон приводила к снижению этого параметра, однако, как и в случае, когда прочность на изгиб казалась неэффективной (рисунки 5 и 6). Целью огнеупорных композитов является оценка остаточных значений, на которые в случае прочности на сжатие положительно повлияло применение FGCP.Повышение стабильности смеси, отмеченное на относительных величинах, более выражено в наборах смеси с меньшей дозой волокон. В целом конечные результаты по прочности на сжатие довольно схожи как с точки зрения замены керамического порошка, так и с точки зрения применения базальтовых волокон, что является более оптимистичным, в основном, для исследуемой добавки из-за явной экономии.

Исследование свойств трещин обычно служит дополнением экспериментальной программы для лучшего описания текущих изменений из-за большой чувствительности настоящей методологии.Значения энергии разрушения отражают механизм разрушения и деформационные свойства исследуемых композитов и, в частности, могут описывать режим разрушения (хрупкий или мягкий) и разупрочняющую часть диаграммы напряжения-деформации. Результаты предыдущего исследования [43] показали, что, помимо точной оценки изменений состава, исследование энергии разрушения может задокументировать микроструктурные изменения из-за воздействия высокой температуры, что заметно на Рисунке 7. Исходное хрупкое поведение исследованных композитов проявляло очевидное разупрочнение.Подробные результаты определения энергии разрушения показаны в Таблице 4, графическая иллюстрация на Рисунке 8.

3.Сортировка базальтовых агрегатов представляет собой оптимальный состав. FGCP содержит относительно большое количество более крупных частиц, что подтверждается ситовым тестом. Примерно 70% зерен FGCP имеют размер менее 0,125 мм. Значения, представленные в таблице 3, являются средними для трех образцов (за исключением прочности на сжатие, которая является средней для шести выполненных испытаний), которые были нагружены до двух уровней высоких температур. Контрольный набор образцов был высушен до 105 ° C до равновесного веса, чтобы ограничить негативное влияние отвода пара во время процесса нагрева, которое могло вызвать нежелательное растрескивание и образование трещин.Затем предполагаемые образцы были нагреты до 600 ° C и 1000 ° C. Помимо абсолютных значений добавляются относительные значения [%], относящиеся к контрольным образцам, высушенным до 105 ° C для каждой смеси. Химические свойства Secar 71 FGCP 9015 9015 9015 9015 9015 9015 9015 9015 9015 CaO 27,50% 8,18% SiO 2 0.57% 0,21% — K 2 O 0,06% 2,43% TiO 2 — 0,77% 9015 901594 87152 8715298 9015 9015 9015 9015 9015 9015 9015 9015 9015 90156 94152 105 ° С 600 ° С 1000 ° С (кг · м −3 ) (МПа) (МПа) (кг · м −3 ) / (%) (МПа) / (%) (МПа) / (%) (кг · м −3 ) / (%) (МПа) / (%) (МПа) / (%) R -0 2330 5.2 47,7 2260 97,0 2,1 40,4 31,1 65,2 2185 93,8 1,5 28,8 5,4 46,9 2216 95,3 4,2 77,8 39,4 84,0 2151 92,5 2,3 42,6 48,2 R-10 2327 5,5 48,5 2250 96,7 3,8 69,1 40,5 20,9 43,1 R-15 2320 6,7 50,3 2247 96,9 4,1 61,2 45,0 2195 94,6 2,2 32,8 21,5 42,7 R-20 2355 8,2 53,3 2258 92,3 2232 94,8 2,0 24,4 23,5 44,1 R-25 2291 7,9 48,9 9,9 48,9 1 4,4 55,7 41,2 84,3 2182 95,2 3,3 41,8 29,9 61,1 113,5 2175 95,4 5,7 43,2 68,3 60,2 2130 93,4 3,4 25,8 27,1 A-5 2326 15,8 132,5 2164 93,0 6,5 41,1 74,2 56,0 56,0 21,5 A-10 2370 16,7 133,0 2178 91,9 7,4 44,3 89,1 67,0 89,1 67,0 4,3 25,7 37,7 28,3 A-15 2360 16,0 130,3 2189 92,8 9015 2189 92,8 8,6 90,0 4,3 26,9 38,8 29,8 A-20 2340 15,1 126,0 2153 92,0 52,3 85,3 67,7 2135 91,2 4,8 31,8 37,8 30,0 A-25 A-25 9069 2145 91 9069 2145 91 6,5 48,1 62,6 64,5 2125 90,6 3,2 23,7 31,5 32,5 100,5 2320 95,1 5,9 49,6 64,1 63,8 2270 93,0 3,7 31,1 3,7 31,1 36,2 12,8 95,3 2320 95,0 6,3 49,2 63,6 66,7 2280 93,4 3,8 40691 40,78 42,8 В-10 2425 13,1 91,7 2284 94,2 6,5 49,6 59,8 59,8 65,2 39,6 43,2 B-15 2402 12,9 84,5 2238 93,2 5,8 45,0 56,2 66155 2237 93,1 3,6 27,9 34,4 40,7 Б-20 2342 12,5 82,1 22152 82,1 22152 9069 66,7 2205 94,2 3,4 27,2 35,1 42,8 B-25 2306 12,9 80,2 12,9 80,2 6 6,1 47,3 52,0 64,8 2125 92,2 3,2 24,8 35,2 43,9 93,9 2180 96,9 6,2 46,3 52,7 56,1 2120 96,4 3,7 27,6 26,4 28,190.1 C-5 2408 12,3 95,7 2275 94,5 5,8 47,2 55,9 58,4 58,4 32,5 C-10 2415 12,0 98,7 2287 94,7 5,8 48,3 53,6 54,3 54,3 3,9 32,5 32,3 32,7 C-15 2342 11,6 94,5 2225 95,0 6,0 91,2 4,1 35,3 28,6 30,3 C-20 2312 11,2 92,1 2198 95,1	49,1	50,3	54,6	2108	91,2	4,0	35,7	28,1	30,5
C-25		2247 9069	5,0	46,7	48,7	54,7	2067	92,0	3,8	35,5	27,6	31,0
12152
12153
94,1	2225	92,7	6,6	53,7	58,6	62,3	2210	92,1	3,8	30,9		30,9		14,1	90,0	2196	93,7	7,1	50,4	55,1	61,2	2165	92,4	3,8	27,0 27,0 27,0	27,01	30,1
D-10	2332	13,9	93,2	2210	94,8	7,3	52,5	57,9	62,1	57,9	62,1	29,5	31,7
D-15	2265	13,6	90,2	2138	94,4	6,9	50,7	54,6		2125	93,8	4,0	29,4	24,3	26,9
D-20	2264	13,4	97.9	50691			63,6	2095	92,5	4,2	31,3	32,4	33,1
D-25	2275	12,3	99,4	12,3	99,4	6,9	56,1	64,4	64,8	2083	91,6	4,2	34,1	33,3	33,5
99,1	2072	94,8	9,8	54,4	58,8	59,3	1954	89,4	3,9	21,7	21,1 211523
E-5	2095	18,9	87,5	1940	92,6	7,7	40,7	42,8	48,9	1886	22,9
E-10	2064	19,3	82,4	1905	92,3	8,1	42,0	40,7		49,4	4,2	21,8	22,4	27,2
E-15	2002	18,9	79,8	1898	94,8	8,5	94,8	8,5	94,8	8,5	90,7	3,6	19,0	18,9	23,7
E-20	2005	18,3	78,4	1870	93,3	37,7	37,9	48,3	1810	90,3	4,1	22,4	20,8	26,5
E-25			1996	6,5	36,3	35,4	46,0	1801	90,2	4,4	24,6	21,8	28,3

82152 9069 66,1 68152 1.0 9069 C-10 65,01 -25

0 -15 Смесь Объем базальтового волокна (%) Замена FGCP (%) Энергия разрушения (Дж · м −2 ) 105 ° C 600 ° C 1000 ° C 0 50.1 47,6 39,6 R-5 5 65,8 60,4 52,3 R-10 10 4 631 4 15 75,3 65,5 55,6 R-20 20 87,8 72,3 51,2 25	55,4	53,4
A-0	0,25	0	110,3	60,4	22,9
A-5		5	135,9	68,7	52,9
A-15		15	209,2	93.9	70,7
A-20		20	185,2	84,3	78,0
A-25		25	160,4	4
79,3	79,3	Б-0	0,50	0	275,5	128,3	82,5
B-5	5	315,2		135,4	89.2
B-10	10	302,4		142,8	95,6
B-15	15	295,8		128.9		281,5	117,4	72,5
B-25	25	303,8		148,4	70,6
0	207,0	71,4	63,9
C-5	5	218,6	112,6	68,7
С-15	15	216,0	86,9	61,2
С-20	20	227,6	85,6		85,6	62,1	238.8	94,7	72,9
D-0	2,0	0	127,2	94,3	57,0
D-5		5	182,7	109,5	63,9
9069 D-10 179,2
9069 D-10 72,5
D-15		15	165,8	121.8	64,2
D-20		20	142,3	95,4	58,9
D-25	25	133,4
89,4
E-0	4,0	0	115,2	81,0	64,0
E-5		5	121,6	75,5	72,4
		132 10	68,5	65,8
E-15		15	125,5	57,4	52,8
E-20		20	4	102,3	102,3	102,3	102,3	25	99,7	59,7	52,6

При определении энергии разрушения ценные сведения о влиянии не изученных смесей были получены особенно для применения с волокном.На фоне результатов по энергии разрушения мы можем хорошо сравнить эффективность использования волокна при тестировании.

Доза 0,50% базальтовых волокон является значительно лучшим вариантом применяемого количества волокон, которое не совсем соответствует результатам прочности на изгиб и сжатие. С другой стороны, набор смесей с 0,50% базальтовых волокон показал самый большой спад энергии разрушения из-за температурной нагрузки; тем не менее, они все же несколько выше, чем у других исследованных смесей.Остаточные значения энергии разрушения после нагружения до 600 ° C примерно на 10% выше, как и для температурной нагрузки 1000 ° C.

Оптимальное пространственное распределение волокон частично способствовало остаточному сопротивлению. Это имеет существенное значение для оптимизации состава смесей и повышения экономических показателей разрабатываемых композитов. Снижение трещиностойкости наборов смесей «C», «D» и «E» (1,0, 2,0 и 4,0% базальтовых волокон) было вызвано недостаточной когезионной способностью использованных волокон и связующей матрицы, что было обусловлено линейным распределением. волокон.Затем во время загрузки они не были должным образом скреплены и выскользнули из конструкции.

Исследование энергии разрушения подтвердило результаты основных механических испытаний, проведенных для применения FGCP. Связующая матрица, модифицированная добавлением FGCP, проявляла достаточные связующие свойства. Для смесей с меньшим содержанием базальтовых волокон (0,25 и 0,50%) значения энергии разрушения повышаются с дозировкой FGCP, а также для смесей без волокон. Поскольку содержание кремнезема в FGCP является общим вкладом исследуемой добавки в остаточные свойства, заметным, особенно для композитов, нагруженных до 600 ° C, влияние остаточных значений свойств разрушения после 1000 ° C довольно одинаково для всех наборов смесей.

4. Заключение

В выполненной экспериментальной программе исследованы остаточные свойства жаропрочных композитов различного состава. Уделялось внимание определению влияния дозы базальтовых волокон и изучению ФГЦП как замены глиноземистого цемента. Мотивация заключалась в разработке термостойкого армированного волокном композитного материала с меньшим воздействием на окружающую среду. Для оценки поведения системы были измерены основные физико-механические свойства и свойства разрушения до и после температурного нагружения.

Наиболее подходящий и экономичный вариант — 10% замена глиноземистого цемента на FGCP и применение базальтовых волокон в дозе 0,25% по объему по всем исследованным остаточным параметрам после воздействия 1000 ° C. Повышенная доза базальтовых волокон не показала увеличения прочности на изгиб и сжатие, а также энергии разрушения, что, вероятно, было вызвано неправильным пространственным распределением волокон.

Применение FGCP в качестве дополнительного материала к цементу представляется очень эффективным.FGCP значительно способствует сохранению стабильности всех исследуемых свойств после высокотемпературного нагружения, что было заявлено по результатам измерения изученных остаточных свойств по сравнению с эталонными смесями. Имеется также явное преимущество для окружающей среды с точки зрения экономических аспектов использованного высокоглиноземистого цемента и упомянутой добавки.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Эта исследовательская работа была финансирована Чешским научным фондом в рамках проекта №.P104 / 12/0791, за что выражаем признательность. Авторы благодарны за помощь, оказанную сотрудниками Экспериментального центра строительного факультета Чешского технического университета в Праге.

(PDF) ОБЗОР ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИТОВ, АРМИРОВАННЫХ ПРИРОДНЫМ ВОЛОКНОМ

Обзор химических и физических свойств композитов, армированных натуральным волокном

http://www.iaeme.com/IJARET/index.asp 64 editor @ iaeme.com

[29] Дж. Гассан и В.Гутовски С. Влияние коронного разряда и УФ-обработки на свойства джутово-волокнистых экспоксидных композитов

// Композиты. Sci. Technol., Т. 60, нет. 15, pp. 2857–2863, 2000.

[30] С. Эшворт, Дж. Ронгонг, П. Уилсон и Дж. Мередит, «Механические и демпфирующие свойства смолы

, полученные методом трансмиссионного формования гибридных композитов джут-углерод», Compos. Часть B англ., Т. 105, pp. 60–66, 2016.

[31] С. Бисвас, С. Шахинур, М. Хасан и К. Ахсан, «ScienceDirect Physical, Mechanical and Thermal

Свойства однонаправленной эпоксидной смолы, армированной джутовым и бамбуковым волокном. Композиты »., т.

105, нет. 105, pp. 933–939, 2015.

[32] Ф. де А. Силва, Н. Чавла и Р. Д. де Т. Филью, «Поведение при растяжении высокоэффективных натуральных волокон (сизаль)

», Compos. Sci. Technol., Т. 68, нет. 15–16, pp. 3438–3443, 2008.

[33] MZ Rong, MQ Zhang, Y. Liu, GC Yang, HM Zeng, «Влияние обработки волокна на механические свойства

однонаправленного сизаля. армированные эпоксидные композиты », Комп. Sci. Technol., Т.

61, вып. 10, pp. 1437–1447, 2001.

[34] А. Белаади, А. Безази, М. Мааче и Ф. Скарпа, «Усталость в композитах из полиэфира, армированного сизалевым волокном

: гистерезис и рассеяние энергии», Процедуры Англ., Т. 74, pp. 325–328, 2014.

[35] Й. Ли, Ю. В. Май и Л. Е, «Сизалевое волокно и его композиты: обзор последних разработок»,

Compos. Sci. Technol., Т. 60, нет. 11. С. 2037–2055, 2000.

[36] М.Джейкоб, С. Томас и К. Т. Варугезе, «Механические свойства сизаля / гибридного волокна масличной пальмы

, усиленного

композитов из натурального каучука», Compos. Sci. Technol., Т. 64, нет. 7–8, pp. 955–965, 2004.

[37] Р. Бадринат и Т. Сентилвелан, «Сравнительное исследование механических свойств банана и композитов на основе армированного полимера

сизаля», Procedure Mater. Sci., Т. 5, pp. 2263–2272, 2014.

[38] Y. Li, H. Ma, Y. Shen, Q. Li, and Z.Чжэн, «Влияние смолы внутри просвета волокна на механические свойства

композитов, армированных сизалевыми волокнами», Композиты. Sci. Technol., Т. 108, pp. 32–40, 2015.

[39] П.А. Срикумар, К. Джозеф, Г. Унникришнан, С. Томас, «Сравнительное исследование механических свойств

полиэфирных композитов, армированных волокнами сизаля и листьев, приготовленных методом переноса смолы и прессованием

техника формовки », Compos. Sci. Technol., Т. 67, нет. 3–4, стр.453–461, 2007.

[40] К. Окубо, Т. Фуджи и Ю. Ямамото, «Разработка полимерных композитов на основе бамбука и их механические свойства

», Compos. Часть А Прил. Sci. Manuf., Vol. 35, нет. 3, pp. 377–383, 2004.

[41] П. Джозеф, «Влияние технологических параметров на механические свойства полипропиленовых композитов

, армированных сизалевым волокном», Compos. Sci. Technol., Т. 59, нет. 11, pp. 1625–1640, 1999.

[42] M. Rajesh, J.Питчаймани и Н. Раджини, «Характеристики свободной вибрации натуральных волокон банана / сизаля

, армированная балка из гибридного полимерного композитного материала

», Procedure Eng., Vol. 144, pp. 1055–1059, 2016.

[43] Ф. де А. Силва, RDT Filho, J. de AM Filho, E. de MR Fairbairn, «Физико-механические свойства

прочных сизалевых волокон- цементные композиты », Констр. Строить. Матер., Т. 24, вып. 5, pp. 777–785,

2010.

[44] S. Srisuwan, N. Prasoetsopha, N.Суппакарн и П. Чумсамронг, «Влияние подщелачиваемых и силанизированных тканых сизалевых волокон

на механические свойства эпоксидной смолы, модифицированной натуральным каучуком», Energy

Procedure, vol. 56, нет. C., pp. 19–25, 2014.

[45] Н. П. Сингх, Л. Аггарвал и В. К. Гупта, «Поведение при растяжении армированного сизалем / коноплей высокой плотности

гибридного композита полиэтилена», Mater. Сегодня Proc., Vol. 2, вып. 4–5, pp. 3140–3148, 2015.

[46] М. Васумати и В.Мурали, «Влияние альтернативных металлов для использования в слоистых материалах из металла

, армированного натуральными волокнами, при изгибе, ударе и осевых нагрузках», Procedure Eng., Vol. 64, pp. 562–570, 2013.

[47] Н. А. Нордин, Ф. М. Юссоф, С. Касоланг, З. Саллех и М. А. Ахмад, «Скорость износа натурального волокна:

композит Long Kenaf», Procedure Eng. , т. 68, pp. 145–151, 2013.

[48] Э. Джаямани, С. Хамдан, М. Р. Рахман и М. К. Бин Бакри, «Исследование обработки поверхности волокна

на механические, акустические и термические свойства полиэфира волокон бетельного ореха. композиты »,« Процедуры англ.,

т. 97, pp. 545–554, 2014.

[49] Л. У. М. Деви, С. С. Бхагаван, С. Томас, «Механические свойства L eaf Fiber-

, армированного

ананаса», J. Appl. Sci., Т. 64, pp. 1739–1748, 1996.

Свойства композитов на основе смол и волокон и их преимущества

Волокнистые композитные материалы прошли через многие виды композитного производства.

Углеродное волокно обладает большим потенциалом, которое в сочетании со смоляной матрицей дает новые преимущества в отношении прочности и веса, особенно по сравнению с такими промышленными изделиями, как железо, сталь, алюминий и титан.

Итак, читайте дальше, чтобы узнать больше о ткани и смоле из углеродного волокна и о том, как эти материалы полезны для производства композитов.

Свойства волокнистых композитов

Для каждой отрасли лучше подходят разные типы волокнистых материалов. Обладая разным весом, прочностью и ударопрочностью, одни материалы из углеродного волокна лучше других.

Стекловолокно

Большинство волокон, используемых в производстве композитов, изготовлено из стекла. Например, стекловолокно.Волокна заменяют детали из тяжелых металлов и обладают более высокой ударопрочностью. Существует несколько различных типов стекла в зависимости от типа, размера и формы волокна.

• Электростекло
• Стекло высокопрочное
• Стекло коррозионностойкое

Несмотря на популярность стекловолокна, существуют и другие популярные волокнистые композиты, например углеродное волокно. Даже более широко используется, чем стекловолокно.

Углеродное волокно

Материал, который чаще всего используется в композитных волокнах в высокопроизводительных приложениях.Таким образом, его использование дает множество преимуществ: углеродные волокна в пять раз прочнее стали, обладают высокой химической стойкостью и устойчивы к высоким температурам с низким тепловым расширением.

Используется в самых разных отраслях, в том числе:

• Строительство
• Инженерное дело
• Аэрокосмическая промышленность
• Энергия
• Транспорт
• Разведка нефти

Хотя углеродное волокно используется в этих отраслях промышленности, его применение включает производство лопастей ветряных мельниц, хранилищ природного газа и топливных элементов.Военные, коммерческие самолеты, платформы для глубоководного бурения и трубы также используют углеродное волокно.

Другое волокно

Каждый из них обладает уникальными характеристиками удлинения, ударопрочности и прочности, а также веса, но все же встречается реже, чем углеродное волокно. Эти волокна включают:

• Арамидное волокно
• борное волокно
• Полиэтиленовое волокно
• Кварцевое волокно
• Керамическое волокно
• Базальтовое волокно
• Гибриды волокон
• Натуральные волокна

Углеродная смола имеет свои преимущества даже при работе со специализированными волокнистыми композитами.

Свойства смолы

Термореактивные материалы и термопласты, две основные группы смол. Термореактивные смолы могут использоваться с волокнистыми композитами, такими как смола из углеродного волокна.

Полиэстер — это наиболее часто используемая смола для связывания с композитами из-за его сбалансированных свойств в отношении стабильности размеров, стоимости и простоты обращения и обработки.

Эпоксидная смола также очень универсальна. Эпоксидная смола из углеродного волокна особенно полезна из-за ее повышенной устойчивости к коррозии, характеристик при более высоких температурах и более высокой проводимости.

Виниловые эфиры используют преимущества эпоксидной смолы, но затвердевают быстрее. Фенольные смолы отверждаются при конденсации и обычно могут использоваться в качестве клея. Для отверждения полиуретановых смол используется экзотермическая реакция.

Где найти качественные волокнистые композиты

Композиты

SMI представляют собой волоконные композиты, находящиеся на переднем крае популярных методов производства. У нас есть материалы для удовлетворения любых основных промышленных потребностей для множества высокопроизводительных приложений.

Смола из углеродного волокна — лишь один из многих производимых нами композитов.Таким образом, у нас есть полный набор вариантов для любых нужд вашего бизнеса.

Итак, не забудьте посетить наш веб-сайт, чтобы получить более полезную информацию об услугах и продуктах, которые мы можем вам предоставить.

Химический состав и радиационные свойства образующихся твердых частиц, выбрасываемых турбовентиляторным двигателем самолета, работающим на обычном и альтернативном топливе

Аруначалам, С., Ван, Б., Дэвис, Н., Бэк, Б. Х., и Леви, Дж. И .: Эффект масштаба и разрешения химической модели переноса в зависимости от воздействия на население PM _2.5 от авиационных выбросов при посадке и взлете, Атмос. Environ., 45, 3294–3300, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2011.03.029, 2011.

ASTM D7566-17a: Стандартные технические условия на авиационное турбинное топливо, содержащее синтезированные углеводороды, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017.

Balkanski, Y., Myhre, G., Gauss, M., Rädel, G., Highwood, EJ, and Shine, KP: Прямое радиационное воздействие выбрасываемых аэрозолей Транспортным транспортом: автомобильным, морским и авиационным, Атмос.Chem. Phys., 10, 4477–4489, https://doi.org/10.5194/acp-10-4477-2010, 2010.

Барретт, С. Р. Х., Бриттер, Р. Э., и Вайтц, И. А. Удар самолета. динамика шлейфа на качество воздуха в аэропорту, Атмос. Окружающая среда, 74, 247–258, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2013.03.061, 2013.

Бейерсдорф, А.Дж., Тимко, М.Т., Зиемба, Л.Д., Булзан, Д., Корпоран, Э., Херндон, С.К., Ховард, R., Miake-Lye, R., Thornhill, KL, Winstead, E., Wey, C., Yu, Z., and Anderson, BE: Сокращение выбросов твердых частиц от самолетов за счет использования топлива Фишера-Тропша, Atmos .Chem. Phys., 14, 11–23, https://doi.org/10.5194/acp-14-11-2014, 2014.

Берч М. Э. и Кэри Р. А. Метод мониторинга на основе элементарного углерода. профессиональное воздействие твердых частиц выхлопных газов дизельных двигателей, Aerosol Sci. Тех., 25, 221–241, https://doi.org/10.1080/02786829608965393, 1996.

Бонд Т. К. и Бергстром Р. В. Поглощение света углеродсодержащими частицы: исследовательский обзор, Aerosol Sci. Техн., 40, 27–67, https://doi.org/10.1080/02786820500421521, 2007.

Брем, Б.Т., Дурдина, Л., Зигерист, Ф., Байерле, П., Брудерер, К., Риндлисбахер, Т., Роччи-Дени, С., Гурхан Андак, М., Зелина, Дж., Пенанхоат, О. и Ван Дж.: Влияние содержания ароматических веществ в топливе на нелетучие вещества. Выбросы твердых частиц от газовой турбины серийного самолета, Environ. Sci. Technol., 49, 13149–13157, https://doi.org/10.1021/acs.est.5b04167, 2015.

Carslaw, D. C., Beevers, S. D., Ropkins, K., and Bell, M.K .: Detecting and количественная оценка вкладов воздушных судов и других в аэропортах в атмосферный азот оксиды в непосредственной близости от крупного международного аэропорта Атмос.Environ., 40, 5424–5434, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.04.062, 2006.

Чилек П. и Вонг Дж .: Влияние поглощающих аэрозолей на глобальную радиацию. бюджет, геофиз. Res. Lett., 22, 929–931, https://doi.org/10.1029/95GL00800, 1995.

Delhaye, D., Ouf, FX, Ferry, D., Ortega, IK, Penanhoat, O., Peillon, С., Салм, Ф., Ванкассель, X., Фокса, К., Иримиея, К., Харивель, Н., Перес, Б., Куинтон, Э., Йон, Дж. И Гаффи, Д .: Проект MERMOSE: Характеристика выбросов твердых частиц двигателями коммерческого самолета, J.Аэрозоль Sci., 105, 48–63, https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2016.11.018, 2017.

Дурдина, Л., Брем, Б.Т., Сетян, А., Зигерист, Ф., Риндлисбахер Т. и Ван, Дж .: Оценка загрязнения твердыми частицами от самолетов: от дыма Видимость для подсчета наночастиц, Environ. Sci. Technol., 51, 3534–3541, https://doi.org/10.1021/acs.est.6b05801, 2017.

Эльзер, М., Брем, Б. Т., Дурдина, Л., Шененбергер, Д., Зигерист, Ф., Фишер А. и Ван Дж.: Zenodo, Empairex 1: данные об оптических свойствах архив, https: // doi.org / 10.5281 / zenodo.2649204, 2019.

Хадаллер, О. Дж. и Джонсон, Дж. М .: Всемирная программа отбора проб топлива, Отчет CRC 647, Coordinating Research Council, Inc., Alpharetta, GA, 2006.

Hand, J. L. и Malm, W.C .: Обзор эффективности массового рассеяния аэрозолей. по наземным измерениям с 1990 г., J. Geophys. Res., 112, D16203, https://doi.org/10.1029/2007JD008484, 2007.

Хейвуд, Дж. М., Шайн, К. П .: Мультиспектральные расчеты прямого радиационное воздействие на аэрозоли сульфата тропосферы и сажи с помощью колонны модель, Q.Дж. Рой. Метеор. Soc., 123, 1907–1930, https://doi.org/10.1002/qj.49712354307, 1997.

He, C., Liou, K.-N., Takano, Y., Zhang, R., Levy Zamora, M., Yang, P., Li, Q., and Leung, LR: Variation of радиационные свойства при старении сажи: теоретическое и экспериментальное сравнение, Атмосфер. Chem. Phys., 15, 11967–11980, https://doi.org/10.5194/acp-15-11967-2015, 2015.

Hendricks, J., Kärcher, B., Döpelheuer, A., Feichter, J. , У. Ломанн и Д. Баумгарднер: Моделирование глобального цикла содержания черного углерода в атмосфере: новый взгляд на влияние эмиссии воздушных судов, Atmos.Chem. Phys., 4, 2521–2541, https://doi.org/10.5194/acp-4-2521-2004, 2004.

Howard, R., Hiers, RS, Whitefield, PD, Hagen, DE, Wormhoudt, JC, Миаке-Лай, Р. К., Стрэндж, Р.: Экспериментальная характеристика газа. выбросы турбины в условных высотных условиях, Arnold Engineering Центр разработки, AEDC-TR-96-3, 1996.

Хсу, С., Фруин, С., Кодзава, К., Мара, С., Винер, А. М., и Полсон, С. Э .: Воздействие авиационной эмиссии в районе, прилегающем к авиации общего назначения аэропорт в Южной Калифорнии, Энвирон.Sci. Технол., 43, 8039–8045, https://doi.org/10.1021/es

5f, 2009.

Huang, C.-H. и Вандер Вал, Р.Л .: Эффект эволюции структуры сажи из коммерческий реактивный двигатель, работающий на нефтяной основе JP-8 и синтетических HRJ и FT топлива, Energy Fuels, 27, 4946–4958, https://doi.org/10.1021/ef400576c, 2013.

Хуанг, К. Х., Брюг, В. М., и Вандер Вал, Р. Л.: Обзор реактивного самолета PM от ТЕМ в APEX III, Атмос. Environ., 140, 614–622, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.06.017, 2016.

ИКАО: Приложение 16 к Конвенции о международной гражданской авиации, Охрана окружающей среды, Том II, Эмиссия авиационных двигателей, 4-й Edn., 2017.

Jacobson, M. Z., Wilkerson, J. T., Naiman, A. D., and Lele, S.K .: The влияние самолетов на климат и загрязнение. Часть II: 20-летние последствия выхлопы всех коммерческих самолетов по всему миру обрабатываются индивидуально в подсеточная шкала, Обсуждение Фарадея, 165, 369–382, https://doi.org/10.1039/C3FD00034F, 2013.

Карагулян, Ф., Ван Дингенен, Р., Белис, К.А., Янссенс Маенхаут, Г., Crippa, M., Guizzardi, D., and Dentener, F .: Атрибуция антропогенного PM _2,5 к источникам выбросов, Технические отчеты JRC, EUR 28510 EN, https://doi.org/10.2760/344371, 2017.

Керхер, Б., Хиршберг, М. М., и Фабиан, П .: Химическая промышленность в малых масштабах. эволюция выхлопных газов самолетов на крейсерских высотах, J. Geophys. Res., 101, 15169–15190, https://doi.org/10.1029/96JD01059, 1996.

Хализов А.Ф., Сюэ Х., Ван, Л., Чжэн, Дж., И Чжан, Р.: Улучшенный свет поглощение и рассеяние аэрозолем углеродной сажи, внутренне смешанным с серная кислота, J. ​​Phys. Chem. А., 113, 1066–1074, https://doi.org/10.1021/jp807531n, 2009.

Кирхштеттер, Т. В., Корриган, К. Э., Новаков, Т .: Лаборатория и поле. исследование адсорбции газообразных органических соединений кварцем, Атмос. Environ., 35, 1663–1671, https://doi.org/10.1016/S1352-2310(00)00448-9, 2001.

Leahy, J .: Airbus Global Market Forecast 2016–2035, 2016.

Ли, Х., Олсен, С. К., Вуэбблс, Д. Дж., И Юн, Д.: Влияние авиационной эмиссии на качество воздуха у земли, Атмос. Chem. Phys., 13, 5505–5522, https://doi.org/10.5194/acp-13-5505-2013, 2013.

Левин, Э. Дж. Т., МакМикинг, Г. Р., Каррико, К. М., Мак, Л. Е., Крейденвейс, С. М., Волд, К. Э., Моосмюллер, Х., Арнотт, В. П., Хао, В. М., Коллетт Jr., J. L., and Malm, W. C.: Свойства аэрозоля дыма при сжигании биомассы. измерено во время Fire Laboratory в Missoula Experiments (FLAME), J.Geophys. Res., 115, D18210, https://doi.org/10.1029/2009JD013601, 2010.

Лиати, А., Брем Б. Т., Дурдина, Л., Вёгтли, М., Дасильва, Ю. А. Р., Эггеншвилер, П. Д., и Ван, Дж .: Электронно-микроскопическое исследование выбросов твердых частиц сажи из авиационных газотурбинных двигателей, Environ. Sci. Technol., 48, 10975–10983, https://doi.org/10.1021/es501809b, 2014.

Лю С., Айкен, А. К., Арата, К., Дубей, М. К., Стоквелл, К. Э., Йокельсон, Р. Дж., Стоун, Э. А., Джаяратн, Т., Робинсон, А.Л., ДеМотт П. Дж. И Крейденвейс, С. М: Зависимость альбедо однократного рассеяния аэрозоля от биомассы полнота сгорания: Лабораторные и полевые исследования, Geophys. Res. Lett., 41, 742–748, https://doi.org/10.1002/2013GL058392, 2014.

Lobo, P., Condevaux, J., Yu, Z., Kuhlmann, J., Hagen, DE, Miake-Lye, RC, Уайтфилд, П. Д., и Рапер, Д. В .: Демонстрация метода регулирования для Измерения выбросов нелетучих ТЧ авиационных двигателей с помощью обычных и Изопарафиновые керосиновые топлива, Energy Fuels, 30, 7770–7777, https: // doi.org / 10.1021 / acs.energyfuels.6b01581, 2016.

Мур, Р. Х., Шук, М., Бейерсдорф, А., Корр, К., Херндон, С., Найтон, В. Б., Миак-Лай, Р., Торнхилл, К. Л., Уинстед, Э. Л., Ю, З., Зиемба, Л. Д., и Андерсон Б. Э .: Влияние состава реактивного топлива на авиационный двигатель. Выбросы: синтез данных о выбросах аэрозолей из NASA APEX, AAFEX, и ACCESS Missions, Energy Fuels, 29, 2591–2600, https://doi.org/10.1021/ef502618w, 2015.

Мур, Р. Х., Торнхилл, К. Л., Вайнциерл, Б., Зауэр, Д., Д’Асколи, Э., Ким, Дж., Лихтенштерн, М., Шайбе, М., Битон, Б., Бейерсдорф, А. Дж., Баррик, Дж., Булзан, Д., Корр, К. А., Кросби, Э., Юркат, Т., Мартин, Р., Риддик, Д., Шук, М., Словер, Г., Войт, К., Уайт, Р., Уинстед, Э., Яски, Р., Зиемба Л. Д., Браун А., Шлагер Х. и Андерсон Б. Э .: Биотопливо. смешивание снижает выбросы частиц от авиационных двигателей в крейсерском режиме условия, Природа, 543, 411–415, https://doi.org/10.1038/nature21420, 2017.

Онаш, Т., Массоли, П., Кебабиан, П., Хиллс, Ф., Бэкон, Ф., и Фридман, A .: Монитор альбедо однократного рассеяния для взвешенных в воздухе твердых частиц, Aerosol Sci. Tech., 49, 267–279, https://doi.org/10.1080/02786826.2015.1022248, 2015.

Parent, P., Laffon, C., Marhaba, I., Ferry, D., Regier, TZ, Ortega, I.K, Chazallon, B., Carpentier, Y., and Focsa, C.: Наноразмерная характеристика сажи от самолетов: Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения, спектроскопия комбинационного рассеяния света, рентгеновская фотоэлектронная и ближняя рентгеновская спектроскопия поглощения, Carbon, 101, 86–100, https: // doi.org / 10.1016 / j.carbon.2016.01.040, 2016.

Пеннер, Дж. Э., Листер, Д. Х., Григгс, Д. Дж., Доккен, Д. Дж., и МакФарланд, М .: Авиация и глобальная атмосфера. Специальный отчет о работе МГЭИК группы I и III, Межправительственная группа экспертов по изменению климата, 1999.

Петцольд, А. и Шредер, Ф.П .: Выхлопной аэрозоль реактивного двигателя Характеристика, Aerosol Sci. Техн., 28, 62–76, https://doi.org/10.1080/02786829808965512, 1998 г.

Рид, Дж. С., Эк, Т. Ф., Кристофер, С. А., Коппманн, Р., Дубовик, О., Элеутерио, Д. П., Холбен, Б. Н., Рид, Э. А., и Чжан, Дж .: Обзор выбросов при сжигании биомассы, часть III: интенсивные оптические свойства частиц сжигания биомассы, Atmos. Chem. Phys., 5, 827–849, https://doi.org/10.5194/acp-5-827-2005, 2005.

Samset, B.H. и Myhre, G .: Вертикальная зависимость черного углерода, сульфата и радиационное воздействие аэрозолей при сжигании биомассы, Geophys. Res. Lett., 38, L24802, https://doi.org/10.1029/2011GL049697, 2011.

Самсет, Б. Х., Myhre, G., Schulz, M., Balkanski, Y., Bauer, S., Berntsen, TK, Bian, H., Bellouin, N., Diehl, T., Easter, RC, Ghan, SJ, Iversen, Т., Кинне, С., Киркевог, А., Ламарк, Ж.-Ф., Лин, Г., Лю, X., Пеннер, Дж. Э., Селанд, О., Скей, Р. Б., Стир, П., Такемура Т., Цигаридис К. и Чжан К. Вертикальные профили черного углерода сильно влияют на неопределенность его радиационного воздействия, Атмосфер. Chem. Phys., 13, 2423–2434, https://doi.org/10.5194/acp-13-2423-2013, 2013.

Schripp, T., Anderson, B., Кросби, Э. К., Мур, Р. Х., Херрманн, Ф., Освальд, П., Валь, К., Капернаум, М., Келер, М., Ле Клерк, П., Раух Б., Эйхлер П., Миковины Т. и Вистхалер А. Альтернативные виды топлива для реактивных двигателей в составе выхлопных газов двигателей во время ECLIF 2015 Кампания по наземным измерениям, Environ. Sci. Technol., 52, 4969–4978, https://doi.org/10.1021/acs.est.7b06244, 2018.

Шюрманн, Г., Шефер, К., Ян, К., Хоффманн, Х., Бауэрфейнд, М., Э. Флейти и Б. Раппенглюк: Влияние выбросов NO _x , CO и ЛОС О качестве воздуха в аэропорту Цюрих Атмос.Окружающая среда, 41, 103–118, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.07.030, 2007.

Strawa, A., Kirchstetter, T. W., Hallar, A. G., Ban-Weiss, G.A., Маклафлин, Дж. Р., Харли, Р. А. и Лунден, М. М .: Оптические и физические свойства первичных выбросов частиц от транспортных средств и их последствия для изменения климата, J.

No related posts.