1. Material komposit atau komposit - material masa depan.

Setelah fisika logam modern menjelaskan kepada kita secara rinci alasan plastisitas, kekuatan dan peningkatannya, pengembangan sistematis material baru secara intensif dimulai. Hal ini mungkin akan mengarah pada, di masa depan, terciptanya material dengan kekuatan yang jauh lebih besar dibandingkan dengan paduan konvensional saat ini. Dalam hal ini, banyak perhatian akan diberikan pada mekanisme pengerasan baja dan penuaan paduan aluminium yang sudah diketahui, kombinasi mekanisme yang diketahui ini dengan proses pembentukan dan berbagai kemungkinan untuk menciptakan bahan gabungan. Kombinasi material yang diperkuat dengan serat atau partikel padat terdispersi menawarkan dua jalur yang menjanjikan. Yang pertama memperkenalkan serat kaca, karbon, boron, berilium, baja, atau kristal tunggal seperti benang berkekuatan tinggi terbaik ke dalam matriks logam anorganik atau polimer organik. Sebagai hasil dari kombinasi ini, kekuatan maksimum dipadukan dengan modulus elastisitas tinggi dan kepadatan rendah. Material komposit adalah material masa depan.

Material komposit adalah suatu material struktural (logam atau nonlogam) yang mengandung unsur penguat berupa benang, serat atau serpihan dari material yang lebih kuat. Contoh bahan komposit: plastik yang diperkuat dengan boron, karbon, serat kaca, untaian atau kain berdasarkan bahan tersebut; aluminium diperkuat dengan benang baja dan berilium. Dengan menggabungkan kandungan volumetrik komponen, dimungkinkan untuk memperoleh material komposit dengan nilai kekuatan, ketahanan panas, modulus elastisitas, ketahanan abrasi yang diperlukan, serta membuat komposisi dengan sifat magnet, dielektrik, penyerap radio, dan lainnya yang diperlukan. properti khusus.

2. Jenis material komposit.

2.1. Bahan komposit dengan matriks logam.

Material komposit atau material komposit terdiri dari matriks logam (biasanya Al, Mg, Ni dan paduannya) yang diperkuat dengan serat berkekuatan tinggi (bahan berserat) atau partikel tahan api yang terdispersi halus yang tidak larut dalam logam dasar (bahan yang diperkuat dispersi) . Matriks logam mengikat serat (partikel yang tersebar) menjadi satu kesatuan. Serat (partikel terdispersi) ditambah bahan pengikat (matriks) yang menyusun komposisi tertentu disebut bahan komposit.

2.2. Bahan komposit dengan matriks non-logam.

Bahan komposit dengan matriks non-logam telah ditemukan aplikasi yang luas. Bahan polimer, karbon dan keramik digunakan sebagai matriks non-logam. Matriks polimer yang paling banyak digunakan adalah epoksi, fenol-formaldehida, dan poliamida.
Matriks karbon kokas atau pirokarbon diperoleh dari polimer sintetik yang mengalami pirolisis. Matriks mengikat komposisi, memberinya bentuk. Penguatnya adalah serat: kaca, karbon, boron, organik, berbahan dasar kristal kumis (oksida, karbida, borida, nitrida, dan lain-lain), serta logam (kabel), yang memiliki kekuatan dan kekakuan tinggi.

Sifat-sifat material komposit bergantung pada komposisi komponen, kombinasinya, rasio kuantitatif dan kekuatan ikatan antar komponen.
Bahan penguat dapat berupa ijuk, helai, benang, pita, kain berlapis-lapis.

Kandungan pengeras pada bahan berorientasi adalah 60-80 vol. %, dalam non-orientasi (dengan serat dan kumis terpisah) - 20-30 vol. %. Semakin tinggi kekuatan dan modulus elastisitas serat maka semakin tinggi pula kekuatan dan kekakuan material komposit tersebut. Sifat-sifat matriks menentukan kekuatan komposisi terhadap geser dan tekan serta ketahanan terhadap kegagalan lelah.

Berdasarkan jenis pengeras bahan komposit Klasifikasikan serat kaca, serat karbon dengan serat karbon, serat boron dan serat organofiber.

Pada bahan berlapis, serat, benang, pita yang diresapi dengan bahan pengikat diletakkan sejajar satu sama lain pada bidang peletakan. Lapisan datar dirangkai menjadi pelat. Sifatnya anisotropik. Agar material dapat bekerja pada suatu produk, penting untuk memperhitungkan arah beban kerja. Dimungkinkan untuk membuat bahan dengan sifat isotropik dan anisotropik.
Serat dapat diletakkan pada sudut yang berbeda, memvariasikan sifat material komposit. Kekakuan lentur dan torsional material bergantung pada urutan peletakan lapisan pada ketebalan bungkusan.

Penguat dari tiga, empat atau lebih benang digunakan.
Struktur yang paling banyak digunakan adalah struktur tiga benang yang saling tegak lurus. Penguat dapat ditempatkan pada arah aksial, radial, dan melingkar.

Bahan tiga dimensi dapat memiliki ketebalan berapa pun dalam bentuk balok atau silinder. Kain berukuran besar meningkatkan kekuatan kupas dan ketahanan geser dibandingkan dengan kain laminasi. Sebuah sistem empat benang dibangun dengan menguraikan tulangan sepanjang diagonal kubus. Struktur empat ulir adalah keseimbangan dan telah meningkatkan kekakuan geser pada bidang utama.
Namun, membuat material empat arah lebih sulit daripada membuat material tiga arah.

3. Klasifikasi material komposit.

3.1. Bahan komposit serat.

Seringkali material komposit merupakan struktur berlapis di mana setiap lapisan diperkuat dengan sejumlah besar serat kontinu paralel. Setiap lapisan juga dapat diperkuat dengan serat kontinu yang ditenun menjadi kain yang bentuk aslinya, lebar dan panjangnya sesuai dengan bahan akhir. Seringkali serat dijalin menjadi struktur tiga dimensi.

Bahan komposit berbeda dari paduan konvensional dalam nilai kekuatan tarik dan batas daya tahan yang lebih tinggi (sebesar 50-10%), modulus elastisitas, koefisien kekakuan dan penurunan kerentanan terhadap retak. Penggunaan material komposit meningkatkan kekakuan struktur sekaligus mengurangi konsumsi logam.

Kekuatan bahan komposit (berserat) ditentukan oleh sifat seratnya; matriks pada dasarnya harus mendistribusikan kembali tekanan-tekanan di antara elemen-elemen penguat. Oleh karena itu, kekuatan dan modulus elastisitas serat harus jauh lebih besar daripada kekuatan dan modulus elastisitas matriks.
Serat penguat yang kaku menyerap tekanan yang timbul pada komposisi selama pembebanan, sehingga memberikan kekuatan dan kekakuan terhadap arah orientasi serat.

Untuk memperkuat aluminium, magnesium dan paduannya, digunakan boron, serta serat dari senyawa tahan api (karbida, nitrida, borida dan oksida) yang memiliki modulus kekuatan dan elastisitas tinggi. Kawat yang terbuat dari baja berkekuatan tinggi sering digunakan sebagai serat.

Untuk memperkuat titanium dan paduannya, digunakan kawat molibdenum, serat safir, silikon karbida, dan titanium borida.

Peningkatan ketahanan panas paduan nikel dicapai dengan memperkuatnya dengan kawat tungsten atau molibdenum. Serat logam juga digunakan jika diperlukan konduktivitas termal dan listrik yang tinggi. Penguat yang menjanjikan untuk material komposit berserat berkekuatan tinggi dan modulus tinggi adalah kumis yang terbuat dari aluminium oksida dan nitrida, silikon karbida dan nitrida, boron karbida, dll.

Material komposit berbahan dasar logam memiliki kekuatan dan ketahanan panas yang tinggi, namun memiliki plastisitas yang rendah. Namun, serat dalam material komposit mengurangi laju perambatan retakan yang dimulai pada matriks, dan keruntuhan getas yang tiba-tiba hampir hilang seluruhnya. Ciri khas Material komposit uniaksial berserat dicirikan oleh sifat mekanik anisotropi di sepanjang dan melintasi serat dan sensitivitas rendah terhadap konsentrator tegangan.

Anisotropi sifat material komposit serat diperhitungkan saat merancang bagian untuk mengoptimalkan sifat dengan mencocokkan bidang resistansi dengan bidang tegangan.

Penguatan paduan aluminium, magnesium dan titanium dengan serat tahan api terus menerus dari boron, silikon karbida, titanium doborida dan aluminium oksida secara signifikan meningkatkan ketahanan panas. Ciri material komposit adalah rendahnya tingkat pelunakan seiring waktu dengan meningkatnya suhu.

Kerugian utama material komposit dengan tulangan satu dan dua dimensi adalah rendahnya ketahanan terhadap geser antarlapis dan patah melintang. Bahan dengan penguatan volumetrik tidak memiliki ini.

3.2. Material komposit yang diperkuat dispersi.

Berbeda dengan material komposit berserat, pada material komposit perkuatan dispersi, matriks merupakan elemen penahan beban utama, dan partikel terdispersi menghambat pergerakan dislokasi di dalamnya.
Kekuatan tinggi dicapai dengan ukuran partikel 10-500 nm dengan jarak rata-rata antara 100-500 nm dan distribusi seragam dalam matriks.
Kekuatan dan ketahanan panas, tergantung pada kandungan volumetrik fase penguatan, tidak mematuhi hukum aditif. Kandungan optimal fase kedua bervariasi untuk logam yang berbeda, tetapi biasanya tidak melebihi 5-10 vol. %.

Penggunaan senyawa tahan api yang stabil (oksida thorium, hafnium, yttrium, senyawa kompleks oksida dan logam tanah jarang) yang tidak larut dalam logam matriks sebagai fase penguatan memungkinkan mempertahankan kekuatan material yang tinggi hingga 0,9-0,95 T. Dalam hal ini, bahan seperti itu sering digunakan karena tahan panas. Material komposit yang diperkuat dispersi dapat diperoleh berdasarkan sebagian besar logam dan paduan yang digunakan dalam teknologi.

Paduan berbahan dasar aluminium yang paling banyak digunakan adalah SAP (sintered aluminium powder).

Kepadatan bahan-bahan ini sama dengan kepadatan aluminium, mereka tidak kalah dengan ketahanan korosi dan bahkan dapat menggantikan titanium dan baja tahan korosi ketika beroperasi pada kisaran suhu 250-500 ° C. Dalam hal kekuatan jangka panjang, mereka lebih unggul dari paduan aluminium tempa. Kekuatan jangka panjang untuk paduan SAP-1 dan SAP-2 pada 500 °C adalah 45-55 MPa.

Bahan yang diperkuat dispersi nikel memiliki prospek yang bagus.
Paduan berbahan dasar nikel dengan 2-3 vol memiliki ketahanan panas tertinggi. % torium dioksida atau hafnium dioksida. Matriks paduan ini biasanya berupa larutan padat Ni + 20% Cr, Ni + 15% Mo, Ni + 20% Cr dan Mo. Paduan VDU-1 (nikel diperkuat dengan torium dioksida), VDU-2 (nikel diperkuat dengan hafnium dioksida) dan VD-3 (matriks Ni + 20% Cr, diperkuat dengan torium oksida) banyak digunakan. Paduan ini memiliki ketahanan panas yang tinggi. Material komposit yang diperkuat dispersi, seperti material berserat, tahan terhadap pelunakan seiring dengan meningkatnya suhu dan durasi pemaparan pada suhu tertentu.

3.3. fiberglass.

Fiberglass merupakan suatu komposisi yang terdiri dari resin sintetik yang bersifat pengikat dan pengisi serat kaca. Serat kaca kontinu atau pendek digunakan sebagai pengisi. Kekuatan fiberglass meningkat tajam dengan berkurangnya diameternya (karena pengaruh ketidakhomogenan dan retakan yang terjadi pada bagian yang tebal). Sifat-sifat fiberglass juga bergantung pada kandungan alkali dalam komposisinya; Performa terbaik terdapat pada gelas bebas alkali dengan komposisi aluminoborosilikat.

Serat kaca tidak berorientasi mengandung serat pendek sebagai pengisi. Hal ini memungkinkan bagian-bagian untuk ditekan bentuk yang kompleks, perlengkapan logam. Bahan tersebut diperoleh dengan karakteristik kekuatan isotop yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan serbuk tekan dan bahkan serat. Perwakilan dari bahan ini adalah serat kaca AG-4V, serta DSV (serat kaca terukur), yang digunakan untuk pembuatan komponen kelistrikan, komponen teknik mesin (spool valve, seal pompa, dll.). Saat menggunakan poliester tak jenuh sebagai pengikat, diperoleh premix PSC (pasty) dan prepregs AP dan PPM (berdasarkan alas kaca). Prepreg dapat digunakan untuk produk berukuran besar bentuk sederhana(badan mobil, perahu, badan instrumen, dll).

Serat kaca berorientasi memiliki pengisi dalam bentuk serat panjang, disusun dalam untaian individu yang berorientasi dan direkatkan secara hati-hati dengan bahan pengikat. Hal ini memastikan kekuatan fiberglass yang lebih tinggi.

Fiberglass dapat beroperasi pada suhu dari –60 hingga 200 °C, serta dalam kondisi tropis, dan tahan terhadap beban berlebih inersia yang besar.
Bila menua selama dua tahun, koefisien penuaan K = 0,5-0,7.
Radiasi pengion mempunyai pengaruh yang kecil terhadap sifat mekanik dan listriknya. Mereka digunakan untuk memproduksi bagian berkekuatan tinggi dengan tulangan dan benang.

3.4. Serat karbon.

Serat karbon (carbon fiber) adalah komposisi yang terdiri dari bahan pengikat polimer (matriks) dan bahan penguat berupa serat karbon (carbon fiber).

Energi tinggi koneksi S-S serat karbon memungkinkan mereka mempertahankan kekuatan dengan sangat baik suhu tinggi(di lingkungan netral dan tereduksi hingga 2200 °C), serta di suhu rendah. Permukaan serat dilindungi dari oksidasi dengan lapisan pelindung (pirolitik). Berbeda dengan serat kaca, serat karbon sulit dibasahi oleh bahan pengikat
(energi permukaan rendah), sehingga tergores. Pada saat yang sama, tingkat aktivasi serat karbon dalam hal kandungan gugus karboksil pada permukaannya meningkat. Kekuatan geser antar lapisan plastik yang diperkuat serat karbon meningkat 1,6-2,5 kali lipat. Viscerisasi kristal filamen TiO, AlN dan SiN digunakan, yang menghasilkan peningkatan kekakuan antar lapisan sebesar 2 kali lipat dan kekuatan sebesar 2,8 kali lipat. Struktur yang diperkuat secara spasial digunakan.

Pengikatnya adalah polimer sintetik (polimer serat karbon); polimer sintetik yang mengalami pirolisis (serat karbon terkosong); karbon pirolitik (serat karbon pirokarbon).

KMU-1l yang diperkuat serat karbon epoksifenol, diperkuat dengan pita karbon, dan KMU-1u pada tali, dilapisi kumis, dapat beroperasi dalam waktu lama pada suhu hingga 200 °C.

Serat karbon KMU-3 dan KMU-2l diproduksi menggunakan pengikat epoksianilin-formaldehida; serat ini dapat digunakan pada suhu hingga 100 °C; serat ini merupakan serat yang paling maju secara teknologi. Serat karbon KMU-2 dan
KMU-2l berdasarkan pengikat polimida dapat digunakan pada suhu hingga
300 °C.

Serat karbon dibedakan oleh ketahanan lelah statistik dan dinamis yang tinggi dan mempertahankan sifat ini pada suhu normal dan sangat rendah (konduktivitas termal yang tinggi dari serat mencegah bahan memanas sendiri karena gesekan internal). Mereka tahan air dan bahan kimia. Setelah terpapar udara, sinar X dan E hampir tidak berubah.

Konduktivitas termal plastik yang diperkuat serat karbon 1,5-2 kali lebih tinggi dibandingkan konduktivitas termal plastik yang diperkuat fiberglass. Mereka memiliki sifat listrik sebagai berikut: = 0,0024-0,0034 Ohm cm (sepanjang serat); ? = 10 dan tg =0,001 (pada frekuensi arus 10 Hz).

Fiberglas karbon mengandung serat kaca bersama dengan karbon, yang mengurangi biaya bahan.

3.5. Serat karbon dengan matriks karbon.

Bahan kokas dihasilkan dari serat karbon polimer konvensional yang mengalami pirolisis dalam atmosfer inert atau reduksi. Pada suhu 800-1500 °C terbentuk karbon terkarbonisasi, pada suhu 2500-3000 °C terbentuk serat karbon grafit. Untuk memperoleh bahan pirokarbon, pengeras diletakkan sesuai dengan bentuk produk dan ditempatkan dalam tungku yang dilalui gas hidrokarbon (metana). Di bawah rezim tertentu (suhu 1100 °C dan tekanan sisa 2660 Pa) metana terurai dan karbon pirolitik yang dihasilkan diendapkan pada serat penguat, mengikatnya.

Kokas yang terbentuk selama pirolisis pengikat memiliki kekuatan rekat yang tinggi terhadap serat karbon. Dalam hal ini, material komposit memiliki sifat mekanik dan ablatif yang tinggi serta ketahanan terhadap guncangan termal.

Serat karbon dengan matriks karbon tipe KUP-VM memiliki kekuatan dan kekuatan benturan 5-10 kali lebih tinggi dibandingkan grafit khusus; ketika dipanaskan dalam atmosfer inert dan vakum, ia mempertahankan kekuatan hingga 2200
°C, teroksidasi di udara pada 450 °C dan membutuhkan lapisan pelindung.
Koefisien gesekan satu komposit serat karbon dengan matriks karbon tinggi (0,35-0,45), dan keausan rendah (0,7-1 mikron untuk pengereman).

3.6. serat boron.

Serat boron adalah komposisi pengikat dan penguat polimer – serat boron.

Serat boron dicirikan oleh kekuatan tekan, geser dan geser yang tinggi, mulur rendah, kekerasan tinggi dan modulus elastisitas, konduktivitas termal dan konduktivitas listrik. Struktur mikro seluler serat boron memberikan kekuatan geser yang tinggi pada antarmuka matriks.

Selain serat boron kontinu, digunakan kaca nitrat boron kompleks, di mana beberapa serat boron paralel dijalin dengan serat kaca, yang memberikan stabilitas dimensi. Penggunaan benang kaca boron memudahkan proses teknologi pembuatan material.

Pengikat epoksi dan polimida yang dimodifikasi digunakan sebagai matriks untuk memproduksi serat boron nitrat. Serat boron KMB-1 dan
KMB-1k ditujukan untuk pekerjaan yang panjang pada suhu 200 °C; KMB-3 dan KMB-3k tidak memerlukan tekanan tinggi selama pemrosesan dan dapat beroperasi pada suhu tidak melebihi 100 °C; KMB-2k beroperasi pada suhu 300 °C.

Serat boron memiliki ketahanan lelah yang tinggi dan tahan terhadap radiasi, air, pelarut organik, dan pelumas.

3.7. serat organ.

Organofiber merupakan material komposit yang terdiri dari bahan pengikat polimer dan penguat (filler) berupa serat sintetik. Bahan tersebut memiliki massa yang rendah, kekuatan dan kekakuan spesifik yang relatif tinggi, dan stabil di bawah pengaruh beban bolak-balik dan perubahan suhu yang tiba-tiba. Untuk serat sintetis, kehilangan kekuatan selama pemrosesan tekstil kecil; Mereka tidak peka terhadap kerusakan.

Untuk serat organo, nilai modulus elastisitas dan koefisien suhu ekspansi linier pengeras dan pengikat sudah dekat.
Difusi komponen pengikat ke dalam serat dan terjadi interaksi kimia di antara keduanya. Struktur materialnya bebas cacat. Porositas tidak melebihi 1-3% (pada bahan lain 10-20%). Oleh karena itu stabilitas sifat mekanik serat organo di bawah perubahan suhu yang tiba-tiba, benturan dan beban siklik. Kekuatan dampak tinggi (400-700 kJ/mI). Kerugian dari bahan ini adalah kuat tekannya yang relatif rendah dan mulur yang tinggi (terutama untuk serat elastis).

Serat organik tahan terhadap lingkungan agresif dan iklim tropis lembab; sifat dielektriknya tinggi dan konduktivitas termalnya rendah. Kebanyakan serat organofiber dapat beroperasi dalam waktu lama pada suhu 100-150 °C, dan serat organofiber berbahan dasar pengikat polimida dan serat polioksadiazol - pada suhu 200-300 °C.

Dalam bahan gabungan, bersama dengan serat sintetis, serat mineral (kaca, serat karbon, dan serat boron) digunakan. Bahan-bahan tersebut memiliki kekuatan dan kekakuan yang lebih besar.

4. Efisiensi ekonomi penggunaan material komposit.

Area penerapan material komposit tidak terbatas. Mereka digunakan dalam penerbangan untuk bagian pesawat dengan muatan tinggi (kulit, spar, rusuk, panel, dll.) dan mesin (bilah kompresor dan turbin, dll.), dalam teknologi luar angkasa untuk komponen struktur daya perangkat yang terkena pemanasan, untuk pengaku, panel, dalam industri otomotif untuk meringankan bodi, pegas, rangka, panel bodi, bumper, dll., dalam industri pertambangan (alat pengeboran, suku cadang untuk pemanen, dll.), dalam teknik sipil (bentang jembatan, elemen prefabrikasi struktur gedung bertingkat, dll.) dll.) dan di bidang perekonomian nasional lainnya.

Penggunaan material komposit memberikan lompatan kualitatif baru dalam meningkatkan tenaga mesin, instalasi energi dan transportasi, serta mengurangi bobot mesin dan perangkat.

Teknologi produksi produk setengah jadi dan produk dari material komposit sudah cukup berkembang.

Material komposit dengan matriks nonlogam, yaitu serat karbon polimer, digunakan dalam industri pembuatan kapal dan otomotif (bodi mobil, sasis, baling-baling); Bantalan, panel pemanas, peralatan olahraga, dan komponen komputer dibuat darinya. Serat karbon modulus tinggi digunakan untuk pembuatan suku cadang pesawat terbang, peralatan untuk industri kimia, V peralatan sinar-x dan seorang teman.

Serat karbon dengan matriks karbon menggantikan berbagai jenis grafit. Mereka digunakan untuk perlindungan termal, rem cakram pesawat terbang, dan peralatan tahan bahan kimia.

Produk yang terbuat dari serat boron digunakan dalam teknologi penerbangan dan luar angkasa (profil, panel, rotor dan bilah kompresor, bilah baling-baling dan poros transmisi helikopter, dll.).

Organofiber digunakan sebagai bahan isolasi dan struktural dalam industri kelistrikan dan radio, teknologi penerbangan, dan industri otomotif; Mereka digunakan untuk membuat pipa, wadah reagen, pelapis lambung kapal, dan banyak lagi.

Iklan jual beli perlengkapan dapat dilihat di

Keunggulan merek polimer dan khasiatnya dapat Anda diskusikan di

Daftarkan perusahaan Anda di Direktori Perusahaan

Saat ini, para pembangun menarik banyak perhatian pada panel komposit. Ini maju bahan modern memungkinkan Anda membuat yang langka gaya arsitektur bangunan baru. Panel komposit digunakan untuk fasad yang sudah lama digunakan. Sebagai hasil dari penggunaannya, penampilan bangunan

Mereka dapat digunakan di daerah panas dan dingin karena ketahanannya terhadap suhu yang berbeda. Melapisi fasad dengan bahan tersebut akan menciptakan iklim mikro yang menguntungkan di dalam bangunan dan juga akan mengurangi biaya AC di musim panas dan pemanasan di musim dingin.

Terbuat dari apakah panelnya?

Panel komposit aluminium adalah produk yang terdiri dari dua lembar aluminium yang dicat. Struktur bahan ini adalah sebagai berikut:

• lapisan pelindung dengan sifat anti korosi;
• lapisan berdasarkan primer;
• lembaran aluminium kekuatan tinggi;
• pengisi mineral atau polimer tahan api, dapat berupa polietilen, poliuretan, polipropilen, polistiren;
• lapisan lain dari aluminium berkekuatan tinggi;
• primer;
• lapisan pernis;
• film pelindung.

Setiap panel dilapisi dengan senyawa khusus untuk memberikan kekuatan yang lebih besar. Semua lapisan dihubungkan satu sama lain menggunakan teknologi khusus, sehingga produk memperoleh ketahanan tinggi terhadap delaminasi. Tergantung pada tujuannya, selain cat, produk dapat dilapisi dengan lapisan pernis anti karat di kedua atau satu sisi, sehingga pelat komposit aluminium meningkatkan ketahanan ausnya. Produk jadi diproduksi sebagai strip kontinu. Memiliki banyak variasi dimensi keseluruhan sangat nyaman bagi konsumen.

Panel komposit dibuat dengan membengkokkan lembaran aluminium.

Jari-jari kelengkungan sebaiknya sekecil mungkin, jika sama dengan ketebalan pelat, maka produk tersebut memenuhi semua standar peraturan. Selama proses produksi, material memperoleh karakteristik bidang yang presisi, sedangkan lapisan pelindung dan cat permukaan diaplikasikan secara seragam.

Permukaan panel komposit aluminium untuk fasad dapat meniru:

• kayu;
• plester;
• bata;
• batu alam.

Di pasar konstruksi terdapat panel komposit aluminium dengan efek logam mulia, yang dimungkinkan berkat metode pelapisan listrik.

Properti profil pemasangan

Semua profil pemasangan dibagi menjadi 3 jenis:

• dok terbuka;
• sambungan dengan segel;
• menggunakan penghalang kelembaban.

Untuk membuat fasad panel komposit lebih kaku, elemen tambahan sering digunakan. Sifat produk ini dipengaruhi oleh bahan pengisi yang mendasari lapisan tengah. Pada awal produksi produk semacam itu, produsen menggunakan bahan polimer sebagai pengisi - polietilen berbusa.

Komposit aluminium memiliki:

• ringan;
• keuletan yang baik;
• sifat isolasi kebisingan yang baik.

Namun jenis ini memiliki kelemahan utama yaitu polietilen mudah terbakar, mendukung proses pembakaran, meleleh dan mengeluarkan asap berbahaya. Lembaran aluminium dengan pengisi mineral tidak memiliki kelemahan seperti itu. Polietilen berbusa ini mengandung sejumlah besar bahan penghambat api. Berkat suplemen mineral ini, miliknya properti fisik. Dalam hal ini bahan pengisi menyala dari nyala api terbuka, tetapi jika tidak ada sumber api, bahan pengisi langsung padam, dan juga:

• tidak mengeluarkan asap beracun;
• tidak mengalir.

Pabrikan dari China dan Eropa memproduksi inovasi teknologi - pengisi kelas A dan A2. Aluminium hidroksida adalah komponen dasarnya. Komposit ini panel fasad diklasifikasikan sebagai tidak mudah terbakar. Mereka dapat bertahan 2-4 jam api terbuka. Namun, sifat positif ini membuat produk jadi menjadi bulat atau tidak beraturan menjadi sulit. Masalahnya adalah mereka kurang plastisitas. Panel komposit aluminium mahal.

Mereka digunakan pada struktur dan bangunan dengan persyaratan keselamatan kebakaran paling ketat.

Aluminium komposit dengan struktur sarang lebah adalah kelas produk tersendiri. Di antara keduanya lembaran logam ada jaringan jumper aluminium tipis gambarnya:

• telepon selular;
• jala;
• linier.

Mereka berbeda:

• kekuatan lentur;
• ringan;
• mahal.

Tipe ini tidak mempunyai kemampuan yang cukup dalam menyerap kebisingan dan getaran. Mereka ditekan karena tekanan mekanis.

Keuntungan utama

Bahan komposit tersedia dalam berbagai warna. Produk datang warna solid, serta meniru tekstur bahan alami:

• kayu;
• marmer;
• granit

Sisi depan tahan lama berkat pengaplikasiannya lapisan cat. Sifat positif lainnya termasuk kesederhanaan berbagai proses pengolahan. Misalnya, berkat penggilingan pada permukaan panel aluminium fasad, Anda dapat membuatnya lubang teknis. Kemudahan pemrosesan meningkatkan cakupan penggunaannya beberapa kali lipat. Desain material memungkinkannya diubah menjadi bentuk apa pun, ditekuk dan dipotong.

Hasilnya adalah kemampuan untuk digunakan untuk finishing bangunan non-standar, di mana disediakan kubah, lengkungan, piramida.

Fasad berventilasi yang terbuat dari panel aluminium komposit memiliki kemampuan untuk melemahkan radiasi elektromagnetik. Sifat positif lainnya termasuk kemampuan melindungi dinding dari angin dan kelembapan. Bobot yang kecil tidak dapat membebani sebuah bangunan. Apabila dilapisi dengan komposit, tampilan dinding akan tetap seperti semula dalam waktu yang lama, karena lapisan tersebut tahan terhadap cuaca dan pengaruh kimia. Karena permukaannya halus, debu dan kotoran tidak menumpuk di atasnya. Fasad tirai Sangat menguntungkan memasang material komposit pada bangunan bertingkat tinggi, karena dalam hal ini permukaannya memiliki kemampuan untuk membersihkan sendiri.

Pelapisan dengan panel komposit dilakukan di jangka pendek. Mereka akan memberikan bangunan tampilan yang bergaya dan modern serta memberikannya sifat estetika yang signifikan.

Bahan komposit mengurangi kehilangan panas, aman dari sudut pandang lingkungan dan tidak mampu menyimpan listrik. Mereka dapat menahan pengaruh luar untuk waktu yang lama. Bahan ini sangat tahan terhadap sinar ultraviolet. Komposit hampir tidak bereaksi terhadap lingkungan agresif.

Jenis komposit ini direkomendasikan untuk pelapis fasad bangunan produksi berbahaya.

Namun perlu diingat bahwa bahan tersebut juga memiliki kekurangan. Jadi produk ini tidak diisolasi secara termal. Penting untuk mempertimbangkan rendahnya kesesuaian untuk perbaikan. Jika kelongsong panel komposit rusak, cukup sulit untuk memperbaikinya. Jika kaset perlu diganti, kaset yang ada di dekatnya juga perlu diganti. Dengan material komposit berkualitas rendah, pelat dapat mengalami delaminasi, dan kemudian gelembung akan terbentuk pada fasad.

Area penggunaan panel aluminium

Saat ini, fasad berventilasi yang terbuat dari panel komposit sangat populer. Eksterior dari semua jenis struktur adalah area penerapan yang paling umum. Fasad komposit terdiri dari panel aluminium multilayer, yang digunakan untuk pelapis luar bangunan.

Fasad berventilasi dengan finishing komposit menghasilkan tampilan modern yang unik. Jika Anda juga memiliki isolasi, Anda dapat mencapai penghematan yang signifikan energi listrik tanpa menimbulkan biaya tambahan untuk memperkuat pondasi dan dinding penahan beban.

Pemasangan fasad berventilasi sederhana karena dimungkinkan untuk memasang panel di dinding yang terbuat dari bahan tersebut bahan yang berbeda. Pada saat yang sama, Anda tidak perlu mempersiapkannya terlebih dahulu, yang berarti Anda bisa menghemat banyak uang tunai. Fasad berventilasi ringan dan ringan yang terbuat dari bahan komposit memungkinkan Anda mewujudkan ide desainer mana pun menjadi kenyataan.

Materi ini banyak dijumpai di ruang internal lembaga-lembaga publik pada:

• Pusat perbelanjaan;
• rumah sakit;
• klinik;
• bandara;
• stasiun kereta api;
• ruang pamer mobil;
• sekolah.

Ini adalah tempat-tempat yang Anda perlukan bahan tahan lama, mampu menahan penggunaan jangka panjang dalam kondisi tidak berubah. Selain fasad berventilasi, komposit juga digunakan di tempat lain. Ini sering digunakan dalam restorasi bangunan, konstruksi struktur yang tidak biasa untuk iklan luar ruang, dan konstruksi bangunan sementara yang ringan. Seringkali panel komposit aluminium terlibat dalam konstruksi berbagai cornice dekoratif, ikat pinggang, eksternal plafon gantung, di kelongsong kolom.

Fasad komposit memungkinkan Anda menciptakan gaya arsitektur modern. Dan semua ini menjadi mungkin berkat bobotnya yang ringan, kemudahan pemrosesan, peningkatan fleksibilitas dan berbagai warna.

Bahan komposit

Bahan komposit (komposit, KM) - bahan padat heterogen yang terdiri dari dua atau lebih komponen, di antaranya kita dapat membedakan elemen penguat yang memberikan karakteristik mekanis yang diperlukan dari bahan tersebut, dan matriks (atau pengikat) yang menyediakan bekerja bersama elemen penguat.

Perilaku mekanik suatu komposit ditentukan oleh hubungan antara sifat-sifat elemen penguat dan matriks, serta kekuatan ikatan antar keduanya. Efektivitas dan kinerja material bergantung pada pilihan yang tepat komponen asli dan teknologi kombinasinya, dirancang untuk memastikan hubungan yang kuat antar komponen dengan tetap mempertahankan karakteristik aslinya.

Akibat penggabungan unsur penguat dan matriks, terbentuklah sifat-sifat kompleks komposit yang tidak hanya mencerminkan sifat-sifat awal komponen-komponennya, tetapi juga mencakup sifat-sifat yang tidak dimiliki oleh komponen-komponen yang diisolasi. Secara khusus, adanya antarmuka antara elemen penguat dan matriks secara signifikan meningkatkan ketahanan retak material, dan pada komposit, tidak seperti logam, peningkatan kekuatan statis tidak menyebabkan penurunan, tetapi, sebagai suatu peraturan, ke peningkatan peningkatan karakteristik ketangguhan patah.

Keuntungan dari material komposit

Perlu segera ditetapkan bahwa CM diciptakan untuk melakukan tugas-tugas ini, dan karenanya tidak dapat memuat semua kemungkinan keuntungan, namun ketika merancang komposit baru, insinyur bebas untuk memberikan karakteristik yang jauh lebih unggul daripada karakteristik bahan tradisional ketika memenuhi tujuan tertentu. dalam mekanisme tertentu, namun lebih rendah dari mereka dalam aspek lainnya. Artinya, CM tidak bisa lebih baik dari material tradisional dalam segala hal, artinya, untuk setiap produk, insinyur melakukan segalanya perhitungan yang diperlukan dan baru kemudian memilih bahan yang optimal untuk produksi.

• kekuatan spesifik yang tinggi
• kekakuan tinggi (modulus elastisitas 130…140 GPa)
• ketahanan aus yang tinggi
• kekuatan lelah yang tinggi
• Dimungkinkan untuk membuat struktur yang stabil secara dimensi dari CM

Lebih-lebih lagi, kelas yang berbeda komposit mungkin memiliki satu atau lebih keunggulan. Beberapa manfaat tidak dapat dicapai secara bersamaan.

Kekurangan material komposit

Sebagian besar kelas komposit (tetapi tidak semua) memiliki kelemahan:

• harga tinggi
• anisotropi properti
• peningkatan intensitas pengetahuan produksi, kebutuhan akan peralatan dan bahan baku khusus yang mahal, dan oleh karena itu mengembangkan produksi industri dan basis ilmiah negara

Area penggunaan

Barang konsumsi

Teknik Mesin

Ciri

Teknologi ini digunakan untuk membentuk lapisan pelindung tambahan pada permukaan pasangan gesekan baja-karet. Penggunaan teknologi memungkinkan untuk meningkatkan siklus kerja seal dan poros peralatan industri yang beroperasi di lingkungan perairan.

Bahan komposit terdiri dari beberapa bahan yang berbeda secara fungsional. Dasarnya bahan anorganik terdiri dari magnesium, besi, dan aluminium silikat yang dimodifikasi dengan berbagai aditif. Transisi fasa pada material ini terjadi pada beban lokal yang cukup tinggi, mendekati kekuatan ultimat logam. Dalam hal ini, lapisan logam-keramik berkekuatan tinggi terbentuk pada permukaan di area dengan beban lokal yang tinggi, yang memungkinkan untuk mengubah struktur permukaan logam.

Spesifikasi

Tergantung pada komposisi material komposit, lapisan pelindung dapat dicirikan oleh sifat-sifat berikut:

• ketebalan hingga 100 mikron;
• kelas kebersihan permukaan poros (hingga 9);
• memiliki pori-pori dengan ukuran 1 - 3 mikron;
• koefisien gesekan hingga 0,01;
• daya rekat tinggi pada permukaan logam dan karet.

Keuntungan teknis dan ekonomi

• Lapisan logam-keramik berkekuatan tinggi terbentuk di permukaan di area dengan beban lokal yang tinggi
• Lapisan yang terbentuk pada permukaan polytetrafluoroethylene memiliki koefisien gesekan yang rendah dan ketahanan yang rendah terhadap keausan abrasif;
• Lapisan logam-organik lembut, memiliki koefisien gesekan yang rendah, permukaan berpori, dan ketebalan lapisan tambahan beberapa mikron.

Bidang penerapan teknologi

• aplikasi ke permukaan kerja segel untuk mengurangi gesekan dan membuat lapisan pemisah yang mencegah karet menempel pada poros selama waktu istirahat.
• mesin pembakaran internal berkecepatan tinggi untuk konstruksi mobil dan pesawat terbang.

Penerbangan dan astronotika

Senjata dan peralatan militer

Karena karakteristiknya (kekuatan dan ringan), material komposit digunakan dalam urusan militer untuk produksi berbagai jenis baju zirah:

• baju besi untuk peralatan militer

Lihat juga

• IBFM_(Bahan_konstruksi_dan_finishing_inovatif)

Tautan

Yayasan Wikimedia. 2010.

• Gabungan
• Buku referensi ensiklopedis kelautan

Koneksi fleksibel komposit- Gambar 1. Skema dinding tiga lapis: 1. Bagian dalam dinding; 2. Koneksi fleksibel; 3. Isolasi; 4. celah udara; 5. Pelapis dinding Komposit koneksi yang fleksibel digunakan... Wikipedia

IBFM (Bahan bangunan dan finishing yang inovatif)- IBFM (kependekan dari Innovation Buildind and Facing Materials, Innovative Building and Finishing Materials) adalah kategori baru produk konstruksi, yang menggabungkan bahan bangunan dan Bahan Dekorasi menurut prinsip... ... Wikipedia

plastik yang diperkuat serat karbon- Istilah plastik yang diperkuat serat karbon Istilah dalam bahasa Inggris plastik yang diperkuat serat karbon Sinonim Singkatan CFRP Istilah terkait bahan komposit, polimer, bahan nano karbon Definisi bahan komposit yang terdiri dari serat karbon dan... ... kamus ensiklopedis nanoteknologi

PLASTIK- (plastik, plastik). Kelas besar bahan organik polimer yang mudah dibentuk yang dapat digunakan untuk membuat produk yang ringan, kaku, tahan lama, dan tahan korosi. Zat-zat ini terutama terdiri dari karbon (C), hidrogen (H),... ... Ensiklopedia Collier

Pisau- Istilah ini memiliki arti lain, lihat Pisau (arti). Pisau (proto-Slavia *nožь dari *noziti untuk menusuk) alat pemotong, yang badan kerjanya berupa strip pisau bahan keras(biasanya logam) dengan pisau di ... Wikipedia

Karakteristik penerbangan helikopter Colibri EC120 B- Colibri EC120 B merupakan helikopter ringan serba guna yang mampu mengangkut hingga empat penumpang. Kompartemen kargo yang luas dapat menampung lima koper besar. Kecelakaan helikopter di dekat Murmansk Pengembang: Grup Perancis-Jerman-Spanyol... ... Ensiklopedia Pembuat Berita

Tabung nano karbon- Istilah ini memiliki arti lain, lihat Nanotube. Representasi skematis dari nanotube... Wikipedia

Perkenalan

Selama beberapa tahun terakhir, banyak perhatian telah diberikan pada penciptaan dan penelitian apa yang disebut multiferroics - bahan yang secara bersamaan menunjukkan sifat feroelektrik dan feromagnetik.

Multiferroik dapat diwujudkan dalam bentuk fase tunggal dan komposit. Sebagian besar material multiferroik fase tunggal menunjukkan sifat magnetoelektrik di daerah bersuhu rendah, terutama pada suhu kriogenik.

Alternatif untuk multiferroik fase tunggal yang praktis tidak dapat digunakan ini telah ditemukan pada material yang disebut komposit, material yang dibuat secara artifisial dengan kombinasi dua fase, misalnya, kombinasi fase piezoelektrik dan piezomagnetik atau fase magnetostriktif dan piezoelektrik. Bahan-bahan ini menjaga keseimbangan struktur feroelektrik pada suhu mendekati suhu kamar. Mereka memiliki efek magnetoelektrik (ME) yang besar, fase magnetostriktif dan piezoelektrik dengan kualitas yang baik dan termasuk dalam apa yang disebut bahan multifungsi. Pencapaian utama dalam produksi multiferroik komposit sintetik adalah produksinya yang cukup mudah dan murah serta kemampuannya dalam mengontrol rasio fase molekul dan ukuran butir setiap fase. Ada juga masalah yang terkait dengan kemungkinan pencegahan reaksi kimia pada batas antara fase feroelektrik dan magnet selama sintesis, yang menyebabkan hilangnya, misalnya, sifat dielektrik. Secara umum, dalam komposit, ukuran butir, bentuk dan batas antar butir merupakan elemen utama yang menyebabkan munculnya sifat-sifat baru dengan tetap mempertahankan sifat “induk” fasanya. Dengan demikian, diketahui bahwa peningkatan resistensi magnetik kolosal (CRM) dapat terjadi, yang dijelaskan dalam model terowongan spin-polarisasi dengan munculnya lapisan penghalang non-konduktif antar butir.

Saya kemudian diberi tugas sebagai berikut:

1) membiasakan diri dengan literatur tentang multiferroik komposit dari sampel yang disajikan;

2) mempelajari sifat dan struktur (La 0,5 Eu 0,5) 0,7 Pb 0,3 MnO 3 dan PbTiO 3;

3) mensintesis PbTiO 3 dalam bentuk polikristalin dan menumbuhkan kristal tunggal (La 0,5 Eu 0,5) 0,7 Pb 0,3 MnO 3;

4) mulai mempelajari sifat magnet, magnetoelektrik dan lainnya (1-x) (La 0,5 Eu 0,5) 0,7 Pb 0,3 MnO 3 + xPbTiO 3.

Contoh komposit

Apa itu komposit?

Bahan komposit adalah bahan yang terbentuk dari dua atau lebih fasa yang berbeda dan mempunyai sifat yang tidak melekat pada komponen aslinya. Definisi ini mencerminkan gagasan komposit dengan baik, tetapi terlalu luas, karena mencakup sebagian besar bahan dan paduan (misalnya, baja, besi cor, beton, dll.). Rupanya, definisi lain akan lebih baik: komposit adalah kombinasi buatan monolitik tiga dimensi dari dua atau lebih bahan (komponen) dengan bentuk dan sifat berbeda, dengan antarmuka yang jelas, menggunakan keunggulan masing-masing komponen dan menunjukkan sifat baru yang disebabkan oleh proses batas. .

Biasanya, komposit adalah bahan dasar (matriks) dari satu bahan, diperkuat dengan bahan pengisi yang terbuat dari serat, lapisan, dan partikel terdispersi dari bahan lain. Ini menggabungkan sifat kekuatan kedua komponen. Dengan memilih komposisi dan sifat bahan pengisi dan matriks, rasionya, dan orientasi bahan pengisi, bahan dapat diperoleh dengan kombinasi karakteristik operasional dan teknologi yang diperlukan.

Komposit berbeda dari paduan karena pada komposit akhir, masing-masing komponen tetap mempertahankan sifat bawaannya. Komponen harus berinteraksi pada antarmuka komposit, hanya menunjukkan sifat baru yang positif. Hasil seperti itu hanya dapat diperoleh jika sifat-sifat komponen berhasil dipadukan dalam material komposit, yaitu. Saat menggunakan komposit, hanya sifat-sifat komponen yang diperlukan yang akan muncul, dan kekurangannya harus dihilangkan seluruhnya atau sebagian.

Dengan demikian:

Komposit yang dihasilkan memperoleh sifat baru yang lebih baik sehingga dapat melakukan fungsi tambahan (bahan multifungsi);

Karakteristik komposit lebih baik dibandingkan dengan komponen-komponennya yang diambil secara terpisah atau bersama-sama tanpa memperhitungkan proses batas;

Tindakan masing-masing komponen komposit selalu diwujudkan dalam totalitasnya, dengan mempertimbangkan proses yang terjadi pada antarmuka fase.

Penggunaan komposit secara aktif dimulai pada awal tahun 70an, meskipun muncul ide untuk menggunakan dua atau lebih bahan awal sebagai komponen pembentuk lingkungan komposisi, telah ada sejak manusia mulai mengenal material.

Tujuan pembuatan komposit adalah untuk mencapai kombinasi sifat-sifat yang tidak melekat pada masing-masing bahan asli secara terpisah. Dengan demikian, komposit dapat dibuat dari bahan yang tidak memenuhi persyaratan. Karena persyaratan ini mungkin berkaitan dengan sifat fisik, kimia, teknologi, dan lainnya, ilmu komposit berada di persimpangan berbagai bidang pengetahuan dan memerlukan partisipasi peneliti dari berbagai spesialisasi.

Secara tradisional, pemilihan material dan desain komponen struktural merupakan tugas yang terpisah. Ketika komposit mulai menggantikan logam dan paduan di berbagai bidang seperti pesawat terbang, pembuatan kapal, dan manufaktur otomotif, desain industri dan pemilihan material bergabung dan menjadi aspek yang berbeda dari proses yang sama.

Perlu dicatat bahwa, bersama dengan anisotropi struktural komposit, terdapat anisotropi teknologi yang terjadi selama deformasi plastis bahan isotropik, dan anisotropi fisik, yang melekat, misalnya, pada kristal dan terkait dengan fitur struktural kisi kristal.

Berdasarkan cara produksinya, ada dua jenis komposit: buatan dan alami. Komposit buatan mencakup semua komposit yang diperoleh sebagai hasil pemasukan buatan dari fase penguat ke dalam matriks, paduan alami dengan komposisi eutektik dan sejenisnya. Dalam komposit eutektik, fase penguatnya adalah kristal berserat atau seperti pelat berorientasi yang terbentuk secara alami selama proses kristalisasi terarah.

Ketika komposit baru tercipta, jenis klasifikasi “lama” meluas dan jenis klasifikasi baru mungkin muncul.

Saat mempelajari literatur tentang komposit magnetik dan magnetoelektrik, saya menemukan komposit berbasis oksida berikut yang telah disintesis dan dipelajari:

1. “MgFe 2 O 3 -BaTiO 3”;

2. “BaTiO 3 - (Ni, Zn) Fe 2 O 4”;

3. “La 0,67 Ca 0,33 MnO 3 -CuFe 2 O 4”;

4. “(La 0,7 Ca 0,3 MnO 3) 1-x / (MgO) x”;

5. “La 2/3 Ca 1/3 MnO 3 /SiO 2”;

6. "La 0,7 Sr 0,3 MnO 3 / Ta 2 O 5 ".