Oleme kiirete muutuste ajastul, teaduse ja tehnoloogia kiire arenguga ning ka uue materjalitehnoloogia uuendamise tempo muutub kiiremini ja kiiremini. Üksik materjal võib vaevalt täita inimeste nõueid mitmesuguste terviklike näitajate jaoks ja materiaalsed komposiidid on muutunud vältimatuks trendiks. Selle suundumuse all õitseb komposiitmaterjalid ja turu suurus kasvab kiiresti. Samal ajal hinnatakse järk-järgult selliste materjalide nagu roheline, madala süsinikusisaldusega, suure jõudlusega ja taastuv ringlussevõtt keskkonnasõbralikke omadusi. Niisiis, millistel materjalidel on tööstuse siseringide mõtetes arengupotentsiaal? Vaatame täna seitsme kõige paljulubavama komposiitmaterjali.
Suure jõudlusega süsinikkiud ja selle komposiitmaterjalid suure jõudlusega süsinikkiud ja komposiitmaterjalid kui "kergete kuningas", süsinikkiust on tihedus alla 1/4 terasest ja tugevus 5–7 -kordselt terasest. Sellel on ka kõrge temperatuurikindluse, hõõrdetakistuse, soojusjuhtivuse ja korrosioonikindluse omadused. Süsinikkiu peamine kasutamine on kasutada tugevdava materjalina ja komposteeritakse täiustatud komposiitmaterjalide valmistamiseks vaigu, metalli, keraamilise ja süsinikuga. Süsinikkiududega tugevdatud epoksüvaigu komposiitmaterjalidel on olemasolevate tehniliste materjalide seas kõrgeim spetsiifiline tugevus ja spetsiifiline moodul. Süsinikkiu läbimõõt on ainult 5 mikronit, mis on samaväärne kümnenda kuni kaheteistkümnenda juusteni, kuid selle tugevus on rohkem kui 4 korda suurem alumiiniumisulamist. Võrreldes alumiiniumsulamist konstruktsiooniosadega, võib süsinikkiust komposiitmaterjalid vähendada kaalu 20%~ 40%; Võrreldes terasmetalli osadega võib süsinikkiust komposiitmaterjalid vähendada kaalu 60%~ 80%.
Kõrge jõudlusega para aramid kiud ja selle komposiitmaterjalid para aramiidkiud on äärmiselt oluline strateegiline materjal. Selle tugevus on 5 ~ 6 korda suurem kui terasest traadil, selle konkreetne moodul on 2 ~ 3 korda suurem teras- või klaaskiust, selle sitkus on 2 korda suurem teras ja selle kaal on ainult umbes 1/5 terasest. Seda saab kasutada koorma kandva konstruktsioonimaterjalina, samuti soojuskaitse, ablatsiooniresistentsuse ja korrosioonikindluse funktsionaalseks materjaliks. See on praegu üks maailma suurimaid orgaanilisi kiude, millel on kõrge moodul, kõrge tugevus, kõrge temperatuurikindlus, happe- ja leelise takistus ning kerge kaal. Suure jõudlusega para aramid kiudu ja nende komposiitmaterjale kasutatakse peamiselt optiliste kiudude tugevdamise, autotööstuse, lennunduse, elektriseadmete, raudteetranspordi, sõjaväe kaitse, spordikaupade, uue energia ja muude põldude alal. Viimastel aastatel on minu riigi teadus ja pararamidi kiudude arendamine olnud viljakas ning tehnilised tõkked on pidevalt purunenud.
Ultra suure molekulmassiga polüetüleenkiud ja selle komposiitmaterjalid suure molekulmassiga polüetüleenkiud ja selle komposiitmaterjalid nimetatakse maailma kolmeks peamiseks kõrgtehnoloogiliseks kiudiks koos süsinikkiu ja aramiidkiududega. See on kiudained, millel on kõrgeim spetsiifiline tugevus ja konkreetne moodul maailmas. See on polüetüleenist kellutud kiudained molekulmassiga 1–5 miljonit. Pidades silmas oma kerget, kõrget tugevust ja kõrge spetsiifilise energia imendumist, on see järk -järgult asendanud aramiidkiud ja muutunud üksikute kuulikindla valdkonnas eelistatud kiudaineks.
Süsiniku/süsiniku komposiitmaterjalide süsinik/süsinik Komposiitmaterjalid on süsinikkiu ja selle kangaga tugevdatud süsinikupõhised komposiitmaterjalid. Neil on silmapaistvad omadused, nagu kerge, hea ablatsiooniresistentsus, hea soojuskindlus, kõrge temperatuuri kõrge tugevus ja tugev määramine. Neid peetakse üheks lootustandvamaks kõrge temperatuuriga materjaliks. Ainulaadsete omaduste tõttu on süsiniku/süsinikkomposiitmaterjale laialdaselt kasutatud lennunduse, autotööstuses, meditsiinis ja muudes põldudes, näiteks raketimootorite pihustid ja nende kõri vooderdised, kosmosesüstikute otsakorgid ja tiibade juhtivate servade termilised kaitsesüsteemid, õhusõidukite pidurikettad jne.
Basaltkiududega tugevdatud komposiitmaterjalBosalti kiud tugevdatud komposiitmaterjalBosalti kiudul on kõrge tugevus ja jäikus, kõrge temperatuurikindlus ja korrosioonikindlus ning see on ka väga kerge. Võrreldes teiste komposiitmaterjalidega, on see biolagunev, mittetoksiline ja keskkonnasõbralik ning seda tuntakse 21. sajandi "rohelise tööstusliku materjalina". Sellel on kõrge rakenduse väärtus lennundus-, sõjaväevaldkonnas, maanteeliikluses ja muudes põldudes.
Süsiniku/keraamilise komposiitmaterjali/keraamilise komposiitmaterjali eelised on kõrge tugevuse, kõrge mooduli, kõrge karedus, löögikindlus, oksüdatsiooniresistentsus, kõrge temperatuurikindlus, happe ja leelise takistus, väikese soojuspaisumise koefitsient ning suure performatsiooniga keraamika valguses spetsiifiline raskus. See on uut tüüpi kõrgtemperatuuriga konstruktsioonimaterjal ja funktsionaalne materjal, mis võib täita 1650 kraadi kasutamist. Samal ajal ületavad süsinik/keraamilised komposiitmaterjalid ka üldiste keraamiliste materjalide, näiteks kõrge rabeduse ja ühe funktsiooni puudused, ning neid peetakse üheks ideaalseks kõrge temperatuuriga konstruktsioonimaterjaliks ja hõõrdematerjalidest.
Süsiniku/keraamilisi komposiitmaterjale kasutatakse laialdaselt kosmoses, riigikaitses, sõjatööstuses, energias, autodes, kiiretes rongides ja muudes põldudes. Seda peetakse kõige ideaalseima kõrgtemperatuuriga konstruktsioonimaterjali ja hõõrdematerjalidena uue põlvkonna õhusõidukite ja autopidurimaterjalides ning seda tuntakse ka praegu kõrgeimaks pidurdusmaterjali jõudluse tasemeks.
Metallmaatriksi komposiitmetalli maatriksikomposiit on komposiitmaterjal, mis on kunstlikult kombineeritud metalli ja selle sulamiga maatriksi ja ühe või mitme metalli või mittemetallilise tugevdusega. See on tänapäevaste komposiitmaterjalide oluline haru. Selle omadused mehaanika osas on kõrge põiki ja nihketugevus, head põhjalikud mehaanilised omadused, näiteks sitkus ja väsimus, ning neil on ka eelised soojusjuhtivuse, elektrijuhtivuse, kulumiskindluse, väikese soojuse paisumise koefitsiendi, hea summutuseta, niiskuse imendumise puudumise, vananemiseta ja puudumata. Suurepärase jõudluse tõttu kasutatakse seda laialdaselt kosmose-, autotööstuses, elektroonika- ja masinate tootmises.
