Hvad er kompositmaterialer? Kompositmaterialer.

1. Komposit- eller kompositmaterialer - fremtidens materialer.

Efter moderne metaller forklarede fysik i detaljer årsagerne til deres plasticitet, styrke og dens stigning, begyndte den intensive systematiske udvikling af nye materialer. Dette vil sandsynligvis allerede i den tænkelige fremtid for oprettelsen af \u200b\u200bmaterialer med holdbarhed i mange faldende genstande af sine normale legeringer i dag. Samtidig vil der blive lagt stor vægt på de allerede kendte mekanismer til hærdning af stål og ældning af aluminiumlegeringer, kombinationer af disse velkendte mekanismer med formationsprocesserne og mange muligheder for at skabe kombinerede materialer. To lovende stier åbner kombinerede materialer, forstærket af enten fibre eller dispergerede faste partikler. Låsning i en uorganisk metal eller organisk polymermatrix indførte de fineste højstyrkefibre fremstillet af glas, carbon, bor, beryllium, stål eller filamentøse enkeltkrystaller. Som et resultat af en sådan kombination kombineres den maksimale styrke med en høj modul af elasticitet og en lille densitet. Det er netop sådanne materialer af fremtiden, at kompositmaterialer er.

Kompositmateriale - Strukturelt (metallisk eller ikke-metallisk) materiale, hvor der er elementer, der forstærker dets elementer, fibre eller flager af et stærkere materiale. Eksempler på kompositmaterialer: plastforstærket af båret, kulstof, glasfibre, seler eller væv baseret på dem; Aluminium, forstærket af trådene af stål, beryllium. Ved at kombinere det volumetriske indhold af komponenterne er det muligt at opnå kompositmaterialer med desiccabilitet af styrke, varmebestandighed, elasticitetsmodul, slibemiddel, såvel som skaber sammensætninger med nødvendige magnetiske, dielektriske, radioabsorberende og andre specielle egenskaber.

2. Typer af kompositmaterialer.

2.1. Kompositmaterialer med en metalmatrix.

Kompositmaterialer eller kompositmaterialer består af en metalmatrix (oftere Al, Mg, Ni og deres legeringer), hærdet med højstyrkefibre (fibrøse materialer) eller fint dispergerede ildfaste partikler, der ikke løser primært metal (dispergeret hærdede materialer) . Metalmatrixen binder fibrene (dispergerede partikler) i et enkelt heltal. Fiber (dispergerede partikler) plus en flok (matrix), som udgør en eller anden sammensætning, modtog et navn kompositmaterialer.

2.2. Kompositmaterialer med ikke-metallisk matrix.

Kompositmaterialer med en ikke-metallisk matrix er blevet udbredt. Som ikke-metalliske matricer, polymer, kulstof og keramiske materialer. Fra polymermatricer blev epoxy, phenoloformaldehyd og polyamid opnået den største udbredelse.
Kulmatricer er coiled eller pyro-carbon opnås fra syntetiske polymerer, der udsættes for pyrolyse. Matricen binder sammensætningen, hvilket giver hendes eForm. Referencer er fibre: glas, kulstof, boric, organisk, baseret på filamentøse krystaller (oxider, carbider, borider, nitrider og andre) såvel som metal (tråd) med høj styrke og stivhed.

Egenskaberne af kompositmaterialer afhænger af sammensætningen af \u200b\u200bkomponenterne, deres kombinationer, det kvantitative forhold og styrken af \u200b\u200bforholdet mellem dem.
Forstærkningsmaterialer kan være i form af fibre, seler, tråde, bånd, flerlagsstoffer.

Indholdet af færdiggørelsen i orienterede materialer er 60-80. %, i ikke-orienteret (med diskrete fibre og filamentøse krystaller) - 20-30 om. %. Jo højere styrke og modulet af fibrens elasticitet, jo højere styrke og stivhed af det kompositmateriale. Matrixens egenskaber bestemmer styrken af \u200b\u200bsammensætningen ved forskydning og kompression og modstand mod træthedsdestruktion.

Ifølge form af de konsekvente sammensatte materialer klassificerer de preokupider, carb-fiber med carbonfibre, boroughfibre af iorgano-fiber.

I lagdelt fibermaterialer lægges gevind, bånd, der er imprægneret med bindemidlet, parallelt med hinanden i æglægningsplanet. Fladt gludt i pladerne. Egenskaber opnås anisotrope. For arbejdsmaskinen i produktet er det vigtigt at tage højde for retningen af \u200b\u200beksisterende belastninger. Vi kan skabe materialer både med isotrope og med anisotrope egenskaber.
Kan lægge fibre under forskellige vinkler, Der varierer egenskaberne af kompositmaterialer. Fra rækkefølgen af \u200b\u200blægning af lag i tykkelsen af \u200b\u200bpakken er bøjning og vridning stivhed af materialet afhængige.

Gælder lægning af hærder på tre, fire eller flere tråde.
Den største brug har en struktur af tre gensidigt vinkelret garn. Forstærkere kan placeres i aksiale, radiale og perifere retninger.

Tredimensionale materialer kan være tykkelse i form af blokke, cylindre. Volumetriske væv øger styrken til adskillelsen, og resistens sammenlignes med den lagdelte. Systemet med fire tråde er baseret på nedbrydning af hærdningen af \u200b\u200bCuba-diagonalerne. Strukturen af \u200b\u200bfire filamenter er ligevægt, har øget stivhed under skiftet i hovedplanerne.
Oprettelsen af \u200b\u200bfirmanet materialer er imidlertid mere kompliceret end tre rettet.

3. Klassificering af kompositmaterialer.

3.1. Fibrøse kompositmaterialer.

Ofte er kompositmaterialet en lagdelt struktur, hvori hvert lag forstærket stort antal Parallelle kontinuerlige fibre. Hvert lag kan også forstærkes af kontinuerlige fibre vævet ind i stoffet, hvilket er den oprindelige form, i bredden og længden af \u200b\u200bdet tilsvarende slutmateriale. Ofte spildes fibrene i tredimensionelle strukturer.

Kompositmaterialer adskiller sig fra konventionelle legeringer med højere tidsmodstand og udholdenhedsgrænser (med 50-10%), elasticitetsmodulet, stivhedskoefficienten og en reduceret tilbøjelighed til krakning. Anvendelsen af \u200b\u200bkompositmaterialer øger stivheden af \u200b\u200bstrukturen, samtidig med at det reduceres metalforbruget.

Styrken af \u200b\u200bkompositmaterialer (fibrøse) materialer bestemmes af fibers egenskaber; Matrixen skal i princippet omfordele spændingerne mellem forstærkningselementerne. Derfor er styrken og modulet for elasticiteten af \u200b\u200bfiberen meget mere end styrken og modulet af matrixens elasticitet.
Stive forstærkende fibre opfatter de spændinger, der opstår i sammensætningen under belastning, giver it-styrke og stivhed i retning af fiberorientering.

Til hærdning af aluminium, magnesium og deres legeringer, boric, såvel som fibre fremstillet af ildfaste forbindelser (carbider, nitrider, borider og oxider) med høj styrke og modulo-bønner. Brug ofte højstyrke ståltråd som en fiber.

Til forstærkning af titanium og dets legeringer anvendes molybdæntråd, safirfiber, siliciumcarbid og boriditan.

En stigning i varmebestandigheden af \u200b\u200bnikkellegeringer opnås ved forstærkning af deres wolfram eller molybdæntråd. Metalfibre anvendes i tilfælde, hvor der kræves høj termisk ledningsevne og elektrisk ledningsevne. Perspektiv Rådgivningsstandardorer til højstyrke og oxidfibre kompositmaterialer er filamentøse krystaller af oxid og aluminiumnitrid, carbid og siliciumnitrid, carbidbid osv.

Kompositmaterialer på en metalbase har høj haster og varmebestandige, samtidig med at de er små. Fibrene i kompositmaterialer reducerer imidlertid formeringshastigheden af \u200b\u200brevner, der kommer frem i matrixen, og forsvinder næsten helt pludselig skrøbelig ødelæggelse. En karakteristisk funktion. Fibrøse uniaxiale kompositmaterialer er anisotropien af \u200b\u200bde mekaniske egenskaber langs og over fibrene og den lave følsomhed af spænding Kkoncentratorerne.

Anisotropien af \u200b\u200begenskaberne af fibrøse kompositmaterialer tages i betragtning ved udformning af dele for at optimere egenskaber ved at koordinere modstandsfeltet med spændingsfelter.

Forstærkning af aluminium, magnesium og titanlegeringer ved kontinuerlige ildfaste fibre af bor, siliciumcarbid, titanboret og aluminiumoxid øger signifikant varmebestandigheden. Et træk ved kompositmaterialer er den lave hastighed af blødgøring i tide med en temperaturforøgelse.

Den største ulempe ved kompositmaterialer med en og todimensionel forstærkning er den lave modstandsdygtighed over for mellemlagsskiftet og tværgående klippen. Dette er berøvet materialer med bulkforstærkning.

3.2. Disperse-hærde kompositmaterialer.

I modsætning til fibrøse kompositmaterialer i dispergeret-hærde kompositmaterialer er matrixen hovedelementet, der bærer belastningen, og de dispergerede partikler hæmmer dislocations i den.
Højstyrke opnås med en partikelstørrelse på 10-500 nm med en gennemsnitlig afstand mellem dem 100-500 nm og den ensartede fordeling af dem i matrixen.
Styrke og varmebestandighed Afhængigt af volumenindholdet i styrkelsesfaserne følger ikke loven om additivitet. Det optimale indhold af anden fase for forskellige metaller er ikke det samme, men overstiger normalt ikke 5-10 vol. %.

Anvendelsen af \u200b\u200bstabile ildfaste forbindelser som hærdningsfaserne (thoriumoxider, hafnium-, yttrier, komplekse forbindelser af oxider af desikomiske metaller), som fortrylder i matrixmetalet, maksimerer den høje styrke af materialet til 0,9-0,95 tons. I forbindelse med disse materialer, der bruges mere ofte som varmebestandige. Dispergerede hærdningskomplekse materialer kan opnås baseret på de fleste metaller og legeringer, der anvendes i teknikken.

Aluminiumbaserede legeringer er mest udbredt - SAP (sintret aluminiumspulver).

Tætheden af \u200b\u200bdisse materialer er lig med den tæthed af aluminium, de gør ikke ringere end den i fusionsmodstanden og kan endda erstatte titanium og korrosionsbestandigt, når de opererer i temperaturområdet 250-500 ° C. For langvarig styrke er de overlegen til deformerbare aluminium legeringer. Lang styrke til SAP-1 og SAP-2 legeringer ved 500 ° C er 45-55 MPa.

Store udsigter til nikkel dispergerede hærdede materialer.
Den højeste varmebestandighed har legeringer baseret på nikkel fra 2-3 om. % thorium eller hafniumpooxid. Matrixen af \u200b\u200bdisse legeringer er sædvanligvis fast Ni + 20% Cr, Ni + 15% MO, NI + 20% CR og MO. Den udbredt anvendelse af legeringerne af BD-1 (nikkel, styrket af toriyetioxid), BLOV-2 (nikkel, styrket Hafnesiumdioxid) og VD-3 (Matrix Ni + 20% Cr, styrket toriumoxid). Disse legeringer har høj varmebestandighed. Dispergerede hærdede kompositmaterialer såvel som fibrøse racks til blødgøring med stigende temperatur og varighed ved denne temperatur.

3.3. Glasfiber.

Fiberglas er en sammensætning bestående af en syntetisk harpiks, som er et bindemiddel og glasfiberfyldstof. I qualitarizer anvendes kontinuerlig eller kort glasfiber. Styrken af \u200b\u200bglasfiber stiger kraftigt med et fald i sin diameter (på grund af inhomogeniteter og revner, der opstår i tykke sektioner). Fiberglass egenskaber afhænger af indholdet i dets sammensætning af alkali; bedste indikatorer. I premise briller aluminumoborosilicatnogosostav.

Utilsigtet glasfiber indeholder kortfibre som fyldstof. Dette giver dig mulighed for at trykke detaljerne for den komplekse form, creme creme forstærkning. Materialet opnås med isotopstyrkeegenskaber, meget højere end pressepulver og dampoloks. Repræsentanter for et sådant materiale er glasfiber AG-4B såvel som DSV (dosering glasfiber), som anvendes til fremstilling af effekt elektriske dele, dele af maskinteknik (spoler, pumpeforseglinger osv.). Når de anvendes i højkvalitets uforudsete polyestere, opnås PSK-forblandinger (pasty) og prepregs AP og PPM (baseret på en glasmåtte). Prepregs kan bruges til store produkter. enkle former. (Bil af biler, både, korpspribere osv.).

Orienterede glasfiber har et fyldstof i form af lange fibre, placeret orienteret med separate tråde og grundigt nøjagtige bindemidler. Dette giver højere glasfiberstyrke.

Fiberglas kan fungere ved temperaturer fra -60 til 200 ° C, angreb tropiske forhold, modstå store inertielle overbelastninger.
Ved ældning i to år, den aldrende koefficient K \u003d 0,5-0,7.
Ioniserende stråling, der ikke påvirker deres mekaniske og elektriske egenskaber.. Af disse er delene lavet af høj styrke, med forstærkning og udskæringer.

3.4. Carbolochets.

Karbovolokrokes (Crawlests) er sammensætninger bestående af et polymerbindemiddel (matrix) og hærder i de ristede fibre (carbovolocone).

Høj bindende energi C-med kulfibre giver dem mulighed for at holde styrken med meget høje temperaturer. (i neutrale og restorider op til 2200 ° C), såvel som lave temperaturer.. Fra oxidationen af \u200b\u200boverfladen af \u200b\u200bfiberen er beskyttet af beskyttende belægninger (pyrolytisk). I modsætning til glasfibre er Carbovoche dårligt befugtet af bindemidlet
(Lav overflade energi), så de udsættes for ætsning. Samtidig øges graden af \u200b\u200baktivering af kulfibre på vedligeholdelsen af \u200b\u200bcarboxgruppen på deres overflade. Interlayer styrke i skiftet af kulstof fyret med 1,6-2,5 gange. Viscisterizes-lignende TIO, ALN og SIN-krystaller anvendes, hvilket giver en stigning i stivheden på 2 gange og styrke 2,8 gange. Rumielle forstærkede strukturer gælder.

Bindemidler er syntetiske polymerer (polymer carb bjælker); Syntetiske polymerer, der udsættes for pyrolyse (cocated carb bjælker); Pyrolytisk kulstof (pyro-carbon carb gummi).

Epoxyphenoliske KMU-1L-1L Carb Rubs, styrket carbonaceous, og KMU-1U på selen, der er uretagtige af filamentøse krystaller, kan fungere i lang tid ved temperaturer op til 200 ° C.

KMU-3 og CMU-2L Carb Benchings opnås ved naeopoxyanilino-formaldehydbindemidlet, de kan betjenes af pepperperatur til 100 ° C, de er mest teknologisk. KMU-2 carbovoloknitis og
CMU 2L baseret på polyimidbindemidlet kan anvendes ved temperaturer til
300 ° C.

Carbovolokrokes kendetegnes ved høj statistisk og dynamisk modstand af træthed, bevare denne ejendom ved normal og velfastet temperatur (høj termisk ledningsevne af fiberen forhindrede materiale til materialet fra den indre friktion). De er vand og kemi. Efter udsættelse for luften af \u200b\u200brøntgenstråling og epochti ændres ikke.

Den termiske ledningsevne af kulstofbrændstof er 1,5-2 gange højere, kapellet af glasfiber. De har følgende elektricitet: \u003d 0,0024-0.0034 ohm · cm (langs fibrene); ? \u003d 10 og tg \u003d 0,001 (ved en strømfrekvens på 10 Hz).

Carboostech-glasfiber indeholder sammen med kulglasfibre, hvilket reducerer blandingen.

3.5. Carb gummi med carbon matrix.

COCATED MATERIALER opnås fra konventionelle polymermarbvoklaster, der udsættes for pyrolyse i en inert eller genoprettende indendørs. Ved en temperatur på 800-1500 ° C dannes karboniseret ved 2500-3000 ° C Grafitiserede carbbjælker. For at opnå pyroparbonmaterialer er komplementaret udarbejdet på produktets form og anbringes i ovnen, i hvilket det gasformige carbonhydrid passeres (methan). Når det er bestemt (1100 ° C og resterende tryk på 2660 Pa), deponeres methan og det dannende pyrolytiske carbon på fibrene, der forbinder dem.

Bindekoks dannet i pyrolysen har høje styrker med carbonfiber. I forbindelse med dette fremhæves kompositmaterialet af høje mekaniske og ablative egenskaber, modstand af en taktisk virkning.

Karbovoloknit med en carbonmatrix af typen af \u200b\u200bkup-VM-værdier af ventilen og stødviskositeten 5-10 gange overstiger specielle grafitter; Når den opvarmes i en inert atmosfære og vakuum, bevarer den styrke op til 2200
° С, i luft oxideres ved 450 ° C og kræver en beskyttende belægning.
Friktionskoefficienten for en carb-fiber med en carbonmatrix på en anden (0,35-0,45), og slid er lille (0,7-1 μm til handel).

3.6. Borovolokniti.

Borovoloknitis er sammensætninger af polymerbindende og hærderier - bødefibre.

Borovoloknitis er præget af høj kompressionsstyrke, skære skift, lav kryb, høj hårdhed og elasticitetsmodul, termisk ledningsevne og elektrisk ledningsevne. Boricolocon-cellulær mikrostruktur giver høj styrke, når de skifter på grænsefladesektionen.

Ud over kontinuerlig Borogo Fiber anvendes komplekse samlere, hvor flere parallelle bødefibre trækkes af erklæringen om formulering. Anvendelse af en rolleinjinute gør den teknologiske proces med fremstillingsmateriale.

Som matricer til produktion af borroblippers, brug-tilsatte epoxy- og polyimidbindemidler. Borovolokniti KMB-1 og
KMB-1K er designet til langvarig drift ved en temperatur på 200 ° C; KMB-3 og KMB-3K kræver ikke højt tryk under forarbejdning og kan fungere i en pepperperatur ikke over 100 ° C; KMB-2K er operationel ved 300 ° C.

Borovoloknitis har høje modstande af træthed, on-line til virkningerne af stråling, vand, organiske opløsningsmidler og brændbare materialer.

3.7. Organisationer.

Orgelbedrifter er sammensatte materialer bestående af polymerbindemiddel og hærderede (fyldstoffer) i vizizintetiske fibre. Sådanne materialer har en lille masse, forholdsvis specifik styrke og stivhed, stabile med de case-akkumulerede belastninger og en kraftig temperaturændring. Til syntetisk spændingstab af styrke i tekstilbehandling lille; Onimalitative for skade.

Værdierne for modulet for det elastiske modul og temperaturcoffs af den lineære udvidelse af færdiggørelsen og bindemidlet er tætte.
Diffusionen af \u200b\u200bkomponenter i bindemidlet i fiber og kemisk udtørring mellem dem forekommer. Materialets struktur er ikke-defekt. Porrodor er ikke overgroet med 1-3% (i andre materialer 10-20%). Derfor er stabiliteten af \u200b\u200bdemeshaniske egenskaber af organofiber med en kraftig temperaturforskel, virkningen af \u200b\u200bchok og cykliske belastninger. Høj chok viskositet (400-700CH / MI). Ulempen ved disse materialer er relativt lave kompressionsstyrker og høj krybe (især for elastiske fibre).

Organer er resistente i aggressive omgivelser og i et fugtighedscreme klima; Dielektriske egenskaber er høje, og termisk ledningsevne er lav. De fleste organo-fibre kan fungere i lang tid for at betjene 100-150 ° C, og på basis af polyimidbindings- og polyoxadiazolfibre - ved en temperatur på 200-300 ° C.

I kombinerede materialer Sammen med syntetiske fibre, mineral (glas, carbovocular og borotelar). Taxe materialer har større styrke og stivhed.

4. Økonomisk effektivitet af anvendelsen af \u200b\u200bsammensatte materialer.

Anvendelserne af kompositmaterialer er ikke begrænsede. De er på luftfart for højt lastede dele af fly (dækning, spars, ribben, paneler osv.) Og motorer (ikonkompressorblader osv.), I rumteknologi til noder af kraftstrukturer udsat for opvarmning, til hårdhedselementer, paneler , i bilindustrien for at lette kroppen, fjedre, rammer, kropspaneler, støtfangere mv. I minedriftindustrien (boringsinstrument, detailombiner osv.), I civil Construction. (Bridge spændinger, elementære strukturer høje strukturer osv.) Og i andre områder af den internationale økonomi.

Brugen af \u200b\u200bkompositmaterialer giver en ny kvalitetsjakke til at øge motoren i motorer, energi og transportplanter, hvilket reducerer massen af \u200b\u200bmaskiner og instrumenter.

Teknologien til at opnå halvfabrikata og produkter fra sammensætningsmaterialerne er ganske veludviklet.

Kompositmaterialer med en ikke-metallisk matrix, og navnet Polymer Carb-bjælker anvendes i skibet og bilindustrien (centreringsmaskiner, chassis, robeskruer); Af disse, lejer, varmepaneler, sportsudstyr, er en del af computeren fremstillet. High-modulovarboloknitis anvendes til fremstilling af luftfartøjer, udstyr til den kemiske industri, i røntgenudstyr fra IRD.

Carbon fiber med carbon matrix erstatte forskellige typergrafister. De bruges til termisk beskyttelse, luftfartsbremseskiver, kemisk resistent udstyr.

Produkter fremstillet af Boronol sikringer anvendes i luftfart og rumudstyr (profiler, paneler, rotorer og blade af kompressorer, knive af skruer itransmissionsaksler af helikoptere osv.).

Organoderofitter anvendes som isolerings- og bestanddel af elektriske ressourcer, flyudstyr, automatisk udstyr; Af disse fremstilles rør, tanke til reagenser, beholdere af fartøjer og andre.

Annoncer til køb og salg af udstyr kan ses på

Diskuter fordelene ved polymers frimærker, og deres egenskaber kan være på

Tilmeld din virksomhed i Enterprise Catalog

Introduktion

Introduktion

Kompositmateriale - et inhomogent fast stof, der består af to eller flere komponenter, blandt hvilke forstærkningselementerne kan isoleres, hvilket tilvejebringer de nødvendige mekaniske egenskaber af materialet og den matrix, der sikrer fælles arbejde Forstærkende elementer. Den mekaniske opførsel af kompositmaterialet bestemmes af forholdet mellem egenskaberne af forstærkende elementer og matrixen såvel som styrken af \u200b\u200bforholdet mellem dem. Materialets effektivitet og ydeevne afhænger af rigtige valg Kildekomponenterne og teknologien til deres kombination, der er designet til at tilvejebringe en solid forbindelse mellem komponenter, samtidig med at de opretholder deres oprindelige egenskaber. Som et resultat af kombinationen af \u200b\u200bforstærkende elementer og matrixen dannes et kompleks af kompositegenskaber, der ikke kun afspejler de indledende egenskaber ved dets komponenter, men indbefatter også de egenskaber, der ikke er i komponenterne. I særdeleshed øger tilstedeværelsen af \u200b\u200bgrænserne af sektionen mellem forstærkende elementer og matrixen signifikant bevægelsestyrken af \u200b\u200bmaterialet og i kompositter i modsætning til metaller, idet stigningen i statisk styrke fører til et fald, men som regel , for at øge karakteristika for ødelæggelsens viskositet.

Fordele ved kompositmaterialer:

Høj specifik styrke;

Høj stivhed (modul af elasticitet 130 ... 140 GPA);

Høj slidstyrke;

Høj træthed styrke;

Fra km er det muligt at lave dimensionelle designs, og forskellige klasser af kompositter kan have en eller flere fordele.

De hyppigste ulemper ved kompositmaterialer:

Høj pris;

Anisotropiske egenskaber;

Øget viden om produktionen, behovet for særligt dyrt udstyr og råmaterialer og udviklet derfor industriproduktion og den videnskabelige base i landet.

1. Klassificering af kompositmaterialer

Komponent - Multikomponentmaterialer bestående af polymer, metallisk., Carbon, keramik eller andre baser (matricer), forstærkede fibre fra fibre, filamentøse krystaller, fine partikler osv. Ved at vælge sammensætningen og egenskaberne af fyldstofet og matrixen (bindemiddel), deres Forhold, fyldningsorientering Du kan få materialer med den krævede kombination af operationelle og teknologiske egenskaber. Anvendelsen af \u200b\u200bflere matricer i ét materiale (polymatumkompositmaterialer) eller fyldstoffer af forskellig art (hybridkompositmaterialer) udvider signifikant muligheden for at regulere egenskaberne af kompositmaterialer. Forstærkning af fyldstoffer opfatter størstedelen af \u200b\u200bbelastningen af \u200b\u200bkompositmaterialer.

Ifølge fyldstofets struktur er kompositmaterialer opdelt i fibrøse (forstærket med fibre og filamentøse krystaller), lagdelt (forstærket med film, plader, lagdelte fyldstoffer), dispergeretariseret eller dispergeret hærdning (med fyldstof som fine partikler). Matrixen i kompositmaterialer sikrer monolitten af \u200b\u200bmaterialet, transmission og fordeling af spændingen i fyldstoffet, bestemmer varmen, fugt, ild og kemikalie. Modstand.

Af naturen kendetegnes matrixmaterialet ved polymer, metal, kulstof, keramik og andre kompositter.

Kompositmaterialer med en metalmatrix er metal materiale. (oftere end Al, Mg, Ni og deres legeringer), styrket med højstyrkefibre (fibrøse materialer) eller fint dispergerede ildfaste partikler, der ikke opløses hovedsageligt metal (dispergeret hærdede materialer). Metalmatrixen binder fibrene (dispergerede partikler) i et enkelt heltal.

Kompositmaterialer med en ikke-metallisk matrix er blevet udbredt. Polymer, kulstof og keramiske materialer anvendes som ikke-metalliske matricer. Fra polymermatricer blev epoxy, phenoloformaldehyd og polyamid opnået den største udbredelse. Kulmatricer, cocted eller pyro-carbon, opnås fra syntetiske polymerer, der udsættes for pyrolyse. Matricen binder sammensætningen, hvilket giver den en form. Referencer er fibre: glas, kulstof, boric, organisk, baseret på filamentøse krystaller (oxider, carbider, borider, nitrider og andre) såvel som metal (tråd) med høj styrke og stivhed.

Kompositmaterialer med et fibrøst fyldstof (færdiggørelsen) på forstærkningsmekanismen er opdelt i diskret, hvor forholdet mellem længden af \u200b\u200bfiberen og diameteren er relativt lille og med kontinuerlig fiber. Diskrete fibre er placeret i matrixen chaotisk. Diameteren af \u200b\u200bfibrene fra fraktionen af \u200b\u200bhundredvis af mikrometer. Jo større forholdet længde til fiberdiameteren er, desto højere er hærdningsgraden.

Ofte er kompositmaterialet en lagdelt struktur, hvori hvert lag forstærkes af et stort antal parallelle kontinuerlige fibre. Hvert lag kan også forstærkes af kontinuerlige fibre vævet ind i stoffet, hvilket er den oprindelige form, i bredden og længden af \u200b\u200bdet tilsvarende slutmateriale. Ofte spildes fibrene i tredimensionelle strukturer.

Kompositmaterialer adskiller sig fra konventionelle legeringer med højere værdier af tidsmodstanden og udholdenhedsgrænsen (med 50 - 10%), elasticitetsmodulet, stivhedskoefficienten og en reduceret tilbøjelighed til krakning. Anvendelsen af \u200b\u200bkompositmaterialer øger stivheden af \u200b\u200bstrukturen, samtidig med at det reduceres metalforbruget. Styrken af \u200b\u200bkompositmaterialer (fibrøse) materialer bestemmes af fibers egenskaber; Matrixen skal i princippet omfordele spændingerne mellem forstærkningselementerne. Derfor bør styrken og modulet af elasticitet af fibre være signifikant større end styrken og modulet af matrixens elasticitet. Stive forstærkende fibre opfatter de spændinger, der opstår i sammensætningen under belastning, giver it-styrke og stivhed i retning af fiberorientering.

Til hærdning af aluminium, magnesium og deres legeringer anvendes boriske fibre såvel som fibre fra ildfaste forbindelser (carbider, nitrider, borider og oxider) med høj styrke og elasticitetsmodul. Til forstærkning af titanium og dets legeringer anvendes molybdæntråd, safirfiber, siliciumcarbid og boriditan. En stigning i varmebestandigheden af \u200b\u200bnikkellegeringer opnås ved forstærkning af deres wolfram eller molybdæntråd. Metalfibre anvendes i tilfælde, hvor der kræves høj termisk ledningsevne og elektrisk ledningsevne. Perspektivets vanskeligheder til højstyrke- og højmodulfibre kompositmaterialer er filamentøse krystaller fra oxid- og nitridaluminium, carbid og siliciumnitrid, borcarbid osv. Kompositmaterialer på en metalbase har høj styrke og varmebestandighed på samme tid de er lav-plastik. Fibrene i kompositmaterialer reducerer imidlertid formeringshastigheden af \u200b\u200brevner, der kommer frem i matrixen, og forsvinder næsten helt pludselig skrøbelig ødelæggelse. Et særpræg med fibrøse uniaxiale kompositmaterialer er anisotropien af \u200b\u200bmekaniske egenskaber langs og over fibrene og lav følsomhed over for spændingskoncentratorer. Anisotropien af \u200b\u200begenskaberne af fibrøse kompositmaterialer tages i betragtning ved udformning af dele for at optimere egenskaber ved at koordinere modstandsfeltet med spændingsfelter. Det skal tages i betragtning, at matricen kun kan transmittere spændinger til fibre, når der er en slidstærk binding på overfladen af \u200b\u200bsektionsforstærkende fibermatrix. For at forhindre kontakt mellem fibre skal matrixen helt omslutte alle fibrene, hvilket opnås, når den er indeholdt mindst 15-20%. Matrixen og fiberen bør ikke interagere med hinanden (der skal være gensidig diffusion) i fremstillingen og driften, da dette kan føre til et fald i styrken af \u200b\u200bkompositmaterialet. Forstærkning af aluminium, magnesium og titanlegeringer ved kontinuerlige ildfaste fibre af bor, siliciumcarbid, titanborid og aluminiumoxid øger signifikant varmebestandigheden. Et træk ved kompositmaterialer er den lave hastighed af blødgøring i tide med en temperaturforøgelse.

Den største ulempe ved kompositmaterialer med en og todimensionel forstærkning er den lave modstandsdygtighed over for mellemlagsskiftet og tværgående klippen. Dette er berøvet materialer med bulkforstærkning.

I modsætning til fibrøse kompositmaterialer i dispergeret styrkede kompositmaterialer er matrixen hovedelementet, der bærer belastningen, og de dispergerede partikler hæmmer dislokationerne i den.

Højstyrke opnås med en partikelstørrelse på 10-500 nm med en gennemsnitlig afstand mellem dem 100-500 nm og den ensartede fordeling af dem i matrixen. Styrke og varmebestandighed Afhængigt af volumenindholdet i styrkelsesfaserne følger ikke loven om additivitet. Det optimale indhold af anden fase for forskellige metaller er ikke det samme, men overstiger normalt ikke 5-10 vol. %. Anvendelsen af \u200b\u200bstabile ildfaste forbindelser som forstærkning af faser (thoriumoxider, hafnium, yttriere, komplekse forbindelser af oxider og sjældne jordarters metaller), ikke opløselig i matrixmetalet, muliggør at bevare den høje styrke af materialet til 0,9-0,95 tpls. I denne henseende anvendes sådanne materialer hyppigere som varmebestandige. Disperse-styrket kompositmaterialer kan opnås baseret på de fleste metaller og legeringer, der anvendes i teknikken. Aluminiumbaserede legeringer er mest udbredt - SAP (sintret aluminiumspulver).

2. Sammensætning, struktur og egenskaber af kompositmaterialer

Egenskaberne af kompositmaterialer afhænger af sammensætningen af \u200b\u200bkomponenterne, deres kombinationer, det kvantitative forhold og styrken af \u200b\u200bforholdet mellem dem. Forstærkningsmaterialer kan være i form af fibre, seler, tråde, bånd, flerlagsstoffer. Indholdet af færdiggørelsen i orienterede materialer er 60-80 volumenprocent i ikke-orienteret (med diskrete fibre og filamentøse krystaller) 20-30 volumenprocent. Jo højere styrke og modulet af fibrens elasticitet, jo højere styrke og stivhed af det kompositmateriale. Matrixens egenskaber bestemmer styrken af \u200b\u200bsammensætningen under forskydning og kompression og modstand mod træthedsdestruktion. I lagdelt fibermaterialer lægges gevind, bånd, der er imprægneret med bindemidlet, parallelt med hinanden i æglægningsplanet. Flade lag opsamles i pladen. Egenskaber opnås anisotrope. For materialets arbejde i produktet er det vigtigt at tage højde for retningen af \u200b\u200beksisterende belastninger. Du kan skabe materialer både med isotrope og med anisotrope egenskaber. Du kan lægge fibre i forskellige vinkler, der varierer egenskaberne af kompositmaterialer. Fra rækkefølgen af \u200b\u200blægning af lag i tykkelsen af \u200b\u200bpakken er bøjning og vridning stivhed af materialet afhængige. Gælder lægning af hærder på tre, fire eller flere tråde. Den største brug har en struktur af tre gensidigt vinkelret garn. Forstærkere kan placeres i aksiale, radiale og perifere retninger. Tredimensionale materialer kan være tykkelse i form af blokke, cylindre. Volumetriske væv øger styrken til skiftets adskillelse og modstand sammenlignet med den lagdelte. Systemet med fire tråde er baseret på nedbrydning af hærdningen af \u200b\u200bCuba-diagonalerne. Strukturen af \u200b\u200bfire filamenter er ligevægt, har øget stivhed under skiftet i hovedplanerne. Oprettelsen af \u200b\u200bfirmanet materialer er imidlertid mere kompliceret end tre rettet.

Kompositmaterialer forstærket med højstyrke og højjusterede kontinuerlige fibre opnåede størst brug i konstruktion og teknologi. Disse omfatter: polymerkompositmaterialer baseret på termohærdende (epoxy, polyester, phenolformaldehyd, polyamid osv.) Og termoplastiske bindemidler, der er forstærket med glas (glasfiber), carbon (carbon glasfiber), organisk (organoplastik), borisk (boroplastik) osv. .. fibre; Metalkompositmaterialer baseret på AL, Mg, Cu, Ti, Ni legeringer, SG, Boric, Carbon- eller karbidfibre, såvel som stål, molybdæn eller wolframtråd; carbonbaserede kompositmaterialer forstærket med carbonfibre (kulstofkulstofmaterialer); Kompositmaterialer baseret på keramik, forstærket med kulstof, carbidrement og andre varmebestandige fibre og SIC. Ved anvendelse af kulstof, glas, amid og bødefibre indeholdt i materialet i mængden af \u200b\u200b50-70% sammensætninger med specifik styrke og modul af elasticitet på 2-5 gange stor end i konventionelle strukturelle materialer og legeringer. Derudover er fibrøse kompositmaterialer bedre end metaller og legeringer til træthedsstyrke, varmebestandighed, vibrationsmodstand, støjabsorption, stødviskositet osv. Egenskaber. Således forbedrer forstærkningen af \u200b\u200blegeringer af AL-fibre BOHR signifikant deres mekaniske egenskaber og giver dig mulighed for at øge driftstemperaturen af \u200b\u200blegeringen fra 250-300 til 450-500 ° C. Forstærkningen af \u200b\u200bledningen (fra W og MO) og fibrene af ildfaste forbindelser anvendes, når der skabes varmebestandige kompositmaterialer baseret på Ni, CR, CO, TI og deres legeringer. Således kan de varmebestandige Ni-legeringer forstærket med fibre arbejde ved 1300-1350 ° C. Ved fremstillingen af \u200b\u200bmetalfibre kompositmaterialer udføres anvendelsen af \u200b\u200ben metallisk matrix på fyldstoffet hovedsageligt fra smeltematerialet af matrixen, elektrokemisk udfældning eller sprøjtning. Støbningen af \u200b\u200bprodukter udføres ch. arr. Fremgangsmåden til imprægnering af en ramme af metalforstærkende fiber smelter under tryk til 10 MPa eller en folieforbindelse (matrixmateriale) med forstærkningsfibre ved anvendelse af rullning, presning, ekstrudering ved opvarmning til smeltningsmateriale af matrixmaterialet.

En af de samlede teknologiske metoder til fremstilling af polymer- og metalfibre og lagdelte kompositmaterialer - voksende fyldstofkrystaller i matrixen direkte under fremstillingen af \u200b\u200bdele. En sådan metode anvendes for eksempel, når der oprettes eutektiske varmebestandige legeringer baseret på Ni og CO. Doping af smelter ved karbid og intermetalliske forbindelser, der danner fibrøse eller lamellære krystaller under de afkølede betingelser, fører til hærdning af legeringer og giver dig mulighed for at øge temperaturen af \u200b\u200bderes drift med 60-80 ° C. Kulstofbaserede kompositmaterialer kombinerer lav densitet med høj termisk ledningsevne, kemikalie. Modstand, konstans for størrelser med skarpe temperaturforskelle, såvel som med en stigning i elasticitetens styrke og modul, når den opvarmes til 2000 ° C i et inert medium. Højstyrke kompositmaterialer baseret på keramik opnås ved forstærkning med fibrøse fyldstoffer såvel som metal og keramiske dispergerede partikler. Forstærkning af kontinuerlige SiC-fibre gør det muligt at opnå kompositmaterialer, der er kendetegnet ved forøget viskositet, bøjningsstyrke og høj oxidationsbestandighed ved høje temperaturer. Imidlertid fører forstærkningen af \u200b\u200bkeramikfibre ikke altid en signifikant stigning i dens styrkeegenskaber på grund af manglen på en elastisk tilstand af materialet, når høj mening Hans modul af elasticitet. Forstærkning af dispergerede metalpartikler giver dig mulighed for at skabe keramiske metalmaterialer (Kermets) med høj styrke, termisk ledningsevne, modstandsdygtighed over for termiske virkninger. Ved fremstillingen af \u200b\u200bkeramiske kompositmaterialer anvendes der normalt varmt tryk, tryk med efterfølgende sintring, glidestøbning. Forstærkning af materialer ved dispergerede metalpartikler fører til en kraftig stigning i styrke på grund af skabelsen af \u200b\u200bhindringer for bevægelsen af \u200b\u200bdislocations. Sådan forstærkning ch. arr. Påfør når du opretter varmebestandige Chromonicel legeringer. Materialer opnås ved indføring af fine partikler i det smeltede metal efterfulgt af den sædvanlige behandling af ingots i produktet. Introduktion, for eksempel THO2 eller ZRO2 i legeringen tillader dispergerede varmebestandige legeringer, langvarig under belastning ved 1100-1200 ° C (grænse for ydelsen af \u200b\u200bkonventionelle varmebestandige legeringer under de samme betingelser 1000-1050 ° C C). Perspektivet af oprettelsen af \u200b\u200bhøjstyrke kompositmaterialer er forstærkning af materialer ved hjælp af filamentøse krystaller ("USAMI"), som på grund af den lille diameter praktisk talt berøves defekter, der findes i større krystaller og har høj styrke. Den mest praktiske interesse er krystallerne af Al2O3, Beo, SiC, B4C, SI3N4, ALN og grafit med en diameter på 1-30 μm med en diameter på 1-30 mk og en længde på 0,3-15 mm. Brug sådanne fyldstoffer i form af orienterede garn eller isotropiske lagdelte materialer som papir, pap, filt. Indførelsen i den trådformede krystalsammensætning kan give den usædvanlige kombinationer af elektriske og magnetiske egenskaber. Valget og formålet med kompositmaterialer bestemmes i vid udstrækning ved driftsbetingelserne og driftstemperaturen af \u200b\u200bdele eller strukturer, Tehnol. muligheder. Polymer kompositmaterialer er mest tilgængelige og mestrer. Den store nomenklatur af matricer i form af termohærdende og termoplastiske polymerer giver et bredt udvalg af kompositmaterialer til at arbejde i området fra negative temperaturer. Op til 100-200 ° C - for organoplastisk, op til 300-400 ° C - til glas, kul- og boroplastik. Polymeriske kompositmaterialer med polyester og epoxymatrix virker til 120-200 °, med phenolformaldehyd - op til 200-300 ° C, polyimid og silikone - op til 250-400 ° C. Metalkompositmaterialer baseret på AL, Mg og deres legeringer, der er forstærket af fibre fra B, C, SiC, anvendes til 400-500 ° C; Kompositmaterialer baseret på Ni-legeringer og C betjenes ved temperaturer op til 1100-1200 ° C, baseret på ildfaste metaller og forbindelser - op til 1500-1700 ° C, på basis af kulstof og keramik - op til 1700-2000 ° C . Brugen af \u200b\u200bkompositter som strukturelle, varmeafskærmning, antifriktion, radio og elektriske og andre materialer gør det muligt at reducere strukturens masse for at øge ressourcerne og kraften af \u200b\u200bmaskiner og aggregater, skabe fundamentalt nye noder, dele og strukturer. Alle typer kompositmaterialer anvendes i kemikaliet, tekstil-, minedrift, metallurgisk industri, maskinteknik, i transport til fremstilling af sportsudstyr mv.

3. Økonomisk effektivitet af anvendelsen af \u200b\u200bsammensatte materialer

Anvendelserne af kompositmaterialer er ikke begrænsede. De bruges i luftfart til højbelastede dele (trimning, spars, ribben, paneler, kompressorblade og turbiner osv.), I rumteknologi til noder af kraftstrukturer af enheder, til hårdhedselementer, paneler, i bilindustrien for Body facilitation, fjedre, rammer, kropspaneler, støtfangere mv. I minedrift (boringsinstrument, dele af kombinationer osv.) I civilingeniør (broer, elementer af præfabrikerede strukturer af høje strukturer osv.) og i andre områder national økonomi.

Ansøgning Kompositmaterialer giver nye kvalitets løb til at øge motoren i motorer, energi og transportinstallationer, hvilket reducerer massen af \u200b\u200bmaskiner og instrumenter. Kompositmaterialer med en ikke-metallisk matrix, nemlig polymercarbbjælker anvendes i skibet og bilindustrien (krop af racemaskiner, chassis, robeskruer); Af disse, lejer, varmepaneler, sportsudstyr, er en del af computeren fremstillet. High-Modulus Carb bjælker anvendes til fremstilling af flydele, udstyr til den kemiske industri, i røntgenudstyr og andre. Carb gummi med carbon matrix Udskift forskellige typer grafit. De bruges til termisk beskyttelse, luftfartsbremseskiver, kemisk resistent udstyr. Produkter fra Boronolochets anvendes i luftfart og rumteknologi (profiler, paneler, rotorer og blade af kompressorer, skrueblade, transmissionsaksler af helikoptere osv.). Organer anvendes som et isolerende og strukturelt materiale i elektrisk stråling, luftfartsteknik mv.

Liste over brugt litteratur

Gorchakov g.i., Bazhenov Yu.m. Byggematerialer / G.I. Gorchakov, yu.m. Bazhenov. - m.: Stroyzdat, 1986.

Byggematerialer / Nær ED.v.g. Mikulsky. - m.: DS, 2000.

Fælles byggematerialer / ed. I.A. Fishyeva. - m.: Higher School, 1987.

Byggematerialer / under redaktørerne Gorchakov. - M: Higher School, 1982.

EVALD V.V. Byggematerialer, deres fremstilling, egenskaber og test / V.V. EVALD. - C-PB: L-M, 14. udgave., 1933.

Kompositmateriale.

Kompositmateriale. (komposit, km.) - kunstigt skabt inhomogent fast stof bestående af to eller flere komponenter med en klar grænse af sektionen mellem dem. I de fleste kompositter (med undtagelse af lagdelt) kan komponenterne opdeles i matrixen og de forstærkende elementer, der er inkluderet i den. I de strukturelle kompositter tilvejebringer de forstærkende elementer sædvanligvis de nødvendige mekaniske egenskaber af materialet (styrke, stivhed osv.), Og matrixen (eller bindemidlet) sikrer den fælles drift af forstærkningselementer og beskytter dem mod mekanisk skade og det aggressive kemikalie miljø.

Den mekaniske opførsel af sammensætningen bestemmes af forholdet mellem egenskaberne af forstærkende elementer og matrixen såvel som styrken af \u200b\u200bforholdet mellem dem. Materialets effektivitet og ydeevne afhænger af det rigtige valg af de indledende komponenter og teknologien til deres kombination, der er designet til at tilvejebringe en solid forbindelse mellem komponenterne, samtidig med at de opretholder deres indledende egenskaber.

Som et resultat af kombinationen af \u200b\u200bforstærkende elementer og matrixen dannes et kompleks af sammensætningsegenskaber, der ikke kun afspejler de oprindelige egenskaber ved dets komponenter, men indbefatter også de egenskaber, der er isolerede komponenter, ikke besidder. I særdeleshed øger tilstedeværelsen af \u200b\u200bgrænserne af sektionen mellem forstærkningselementerne og matrixen signifikant bevægelsestyrken af \u200b\u200bmaterialet og i sammensætninger, i modsætning til homogene metaller, idet stigningen i statisk styrke fører til et fald, men som en regel, til en stigning i karakteristika for ødelæggelsens viskositet.

For at skabe en sammensætning anvendes en række forstærkende fyldstoffer og matricer. Det er en GetNax og Textolite (lagdelt plast af papir eller væv limet med termohærdende lim), glas og grafitelast (væv eller sårfiber fra glas eller grafit, imprægneret med epoxyklæbemidler), krydsfiner ... Der er materialer, hvori en tynd fiber Fra højstyrke legeringer er oversvømmet aluminiummasse. Bulat er et af de mest gamle kompositmaterialer. Det er de fineste lag (undertiden trådene) af højt kulstofstål "limet" med blødt lavt kulstofjern.

For nylig eksperimenterer materialerne med det formål at skabe mere bekvem i produktion og derfor og billigere materialer. Selvstrålende krystalstrukturer limet i en enkelt masse undersøges polymer lim (cementer med additiver af vandopløselige klæbemidler), sammensætninger af termoplast med korte forstærkende fibre mv.

Klassificering af kompositter.

Kompositter klassificeres normalt efter type forstærkende fyldstof:

• fibrøse (forstærkende komponent - fibrøse strukturer);
• lagdelt;
• fyldt plast (forstærkning komponent - partikler)
  • bulk (homogen),
  • skeletal (indledende strukturer fyldt med bindemiddel).

Fordele ved kompositmaterialer

Den største fordel ved km er, at materialet og design er skabt samtidigt. Undtagen er præpregs, der er halvfabrikata til fremstilling af strukturer. Det er nødvendigt at straks angive, at Km er oprettet for at udføre disse opgaver, ikke kan rumme alle mulige fordele, men udformning af en ny sammensætning, en ingeniør af Waines for at sætte det karakteristika for betydeligt overlegne egenskaber ved traditionelle materialer, når de udfører dette formål I denne mekanisme, men ringere end dem i andre aspekter. Det betyder, at CM ikke kan være bedre end traditionelt materiale i alt, det vil sige for hvert produkt, udfører ingeniøren alt nødvendige beregninger. Og kun derefter vælger det optimale mellem materialer til produktion.

• høj specifik styrke (styrke på 3500 MPa)
• høj stivhed (modul af elasticitet 130 ... 140 - 240 GPA)
• høj slidstyrke
• høj træthedsstyrke
• fra km er det muligt at lave dimensionelle designs
• ease.

Desuden kan forskellige klasser af kompositter have en eller flere fordele. Nogle fordele kan ikke opnås samtidigt.

Ulemper ved kompositmaterialer

Kompositmaterialer har nok et stort antal af Ulemper, der begrænser deres distribution.

Høj pris

De høje omkostninger på km skyldes den høje videnskabelighed, behovet for at anvende særligt dyrt udstyr og råmaterialer og udviklet derfor industriproduktion og landets videnskabelige base.

Anisotropiske egenskaber.

Lav shock viskositet

Høj specifikt volumen

Gigroscopic.

Km kan også absorbere andre væsker med en høj gennemtrængende evne, for eksempel luftfarts petroleum.

Toksicitet.

Når du betjener km, kan der være par, der ofte er giftige. Hvis CM gør produkter, der vil være placeret i nærheden af \u200b\u200bmennesker (et sådant eksempel, kan det fungere som en sammensat fuselage af Boeing 787 DreamLiner-flyet), så er der behov for yderligere undersøgelser af virkningen af \u200b\u200bkm komponenter pr. Person til godkendelse i fremstillingen af km af materialer.

Lav operationel fremstilling

Kompositmaterialer har lav driftsteknologisk, lav vedligeholdelse og høj driftsomkostninger. Dette skyldes behovet for at anvende særlige arbejdskraftintensive metoder, specialværktøjer til raffinering og reparation af genstande fra km. Ofte er objekter fra km generelt ikke underlagt nogen forfining og reparation.

Anvendelsesområder.

Gode \u200b\u200bforbrugsvarer

Egenskab

Teknologien bruges til at danne på overflader i dampende dampstål - suminer af yderligere beskyttende belægninger. Anvendelse af teknologi giver dig mulighed for at øge træningscyklusen af \u200b\u200bsæler og aksler industrielt udstyrarbejder i vandmiljøet.

Kompositmaterialer består af flere funktionelt fremragende materialer. Grundlaget for uorganiske materialer fremstilles modificeret ved forskellige additiver af magnesium, jern, aluminiumsilikater. Faseovergange i disse materialer forekommer på tilstrækkeligt høje lokale belastninger tæt på metalets styrke. Samtidig dannes et højstyrke metal-keramisk lag i den høje lokale belastningszone på overfladen, således at det er muligt at ændre strukturen af \u200b\u200bmetaloverfladen.

• rustning

Litteratur

• Vasilyev V.V. Mekanik af strukturer fremstillet af kompositmaterialer. - m.: Mekanik, 1988. - 272 s.
• Karpinos D. M. Kompositmaterialer. Vejviser. - Kiev, Naukova Dumka

se også

Noter.

Links.

Wikimedia Foundation. 2010.

Chernovshi E.A., Romanov A.D. // Magazine Modern højteknologiske teknologier. - 2014. - № 2. - s. 46-51;

Artiklen præsenterer moderne betingelse. Teknologier til produktion af produkter fra kompositmaterialer, herunder information om gældende teknologier, software, udstyr til oprettelse af matricer, udstyr til oprettelse af kompositprodukter, udstyrskontroludstyr til produktet og ikke-destruktiv testning.

Det kompositmateriale er materialet, hvis struktur består af flere komponenter af forskellige i dets fysikanske egenskaber: metal eller ikke-metalliske matricer med en forudbestemt fordeling af hærder i dem, deres kombination giver kompositmateriale nye egenskaber. Ifølge strukturen af \u200b\u200bstrukturen er kompositmaterialer opdelt i fibrøse, styrket kontinuerlige fibre og filamentøse krystaller, dispergerede materialer opnået ved indgivelse til matrixen af \u200b\u200bdispergerede hærder, lagdelte materialer skabt ved presning eller rulning af heterogene materialer.

I dag er kompositmaterialer især efterspurgt i forskellige brancher. De første skibe fra glasfiber blev lavet i anden halvdel af 30'erne i det tyvende århundrede. Siden 50'erne er glasfiberskibsbygning blevet bredt fordelt i verden, et betydeligt antal lystbåde, arbejdstagere og redningsbåde og fiskerfartøjer, landingskibe mv blev bygget. En af de første anvendelser i luftfarten af \u200b\u200bkompositmaterialer var fremstillingen af \u200b\u200bcarbonfiber i 1967. Panelerne i den bageste kant af F-111A-flyvingen. I de sidste år I luftfartsprodukter er det i stigende grad muligt at opfylde strukturer fra en tre-lags "sandwich" ved cellulær aluminiumaggregat og carbonfiber. I øjeblikket er ca. 50% af den samlede masse af Boeing 787 eller Airbus A350-fly kompositmaterialer. I bilindustrien anvendes kompositmaterialer i lang tid, hovedsagelig udviklingen af \u200b\u200bteknologien til fremstilling af et aerodynamisk kropssæt. Begrænsede kompositmaterialer anvendes til fremstilling af vedhæng og motordele.

Men indtil for nylig brugte virksomhederne hovedsagelig manuel visning af dele fra kompositter, og serialitet af produkter kræver ikke en dyb automatisering af processer. I dag, med udviklingen af \u200b\u200bkonkurrence på markedet, gør ikke uden moderne midler til at designe og forberedelse af produktion samt uden effektivt udstyr til arbejde med kompositter.

Teknologier til oprettelse af produkter fra kompositmaterialer

I de fleste tilfælde anvendes kemisk hærdbar termohærdende harpiks som et bindende fyldstof, hærdningsprocessen er kendetegnet ved en eksotermisk kemisk reaktion. Polyester, epoxy, phenoliske og højetemperaturharpikser anvendes hovedsageligt. Ofte i fremstillingen af \u200b\u200bdetaljer om en kompleks konfiguration, hvis teknologier er grundlaget for den "tørre" base, efterfulgt af imprægnering af bindingssammensætningen ("våd" formning, vikling, injektion, harpiksoverføringsstøbning / RTM) eller med et alternativt layout af "tør" base med filmlim ( vakuumimprægnering., Harpiks film infusion / rfi). Der er flere grundlæggende teknologier til fremstilling af dele fra kompositmaterialer, herunder manuelle og automatiserede metoder:

• imprægnering af fiberforstærkningsmatrixmateriale;
• dannelse i presseformen af \u200b\u200bbåndet i færdiggørelsen og matrixen opnået ved vikling;
• kolde trykkomponenter med efterfølgende sintring;
• elektrokemisk belægning af fiberbelægninger med efterfølgende presning;
• deponering af en plasma sprøjtningsmatrix på en komplementar med efterfølgende kompression;
• batch diffusionssvejsning af monolagsbånd af komponenter;
• fælles rulning af forstærkende elementer med en matrix og andre.

Derudover var teknologien til fremstillingsdele ved anvendelse af præpregs (halvfabrikata, som er grundlaget for basen imprægneret med bindingssammensætningen), bredt udbredt.

Software.

Produktets designopgave fra kompositmaterialer er korrekt valg Sammensætninger, der giver en kombination af egenskaber, der kræves i en bestemt operativseksi. Ved udformning af forstærkede polymerkompositmaterialer anvendes computerbehandling i vid udstrækning, hvilket udviklede et stort antal forskellige softwareprodukter. Deres brug giver dig mulighed for at forbedre produktkvaliteten, reducere varigheden af \u200b\u200budviklingen og tilrettelæggelsen af \u200b\u200bproduktionen af \u200b\u200bstrukturer, omfattende, effektivt og hurtigt løse opgaverne i deres rationelle design. Regnskab for belastning Unevenness Giver dig mulighed for at designe et boligdesign af en forstærket komposit med en differentieret tykkelse, der kan ændre sig i tiere gange.

Moderne softwareprodukter kan opdeles i to grupper: Udfører batchanalyse af laminater i et "todimensionelt" eller "stråle / belagt" stadium og i tredimensionelle. Den første gruppe er et program som laminator, Verctorlam Cirrus osv. "Tre-dimensional" opløsning - den endelige elementmetode, og her er et stort udvalg blandt de tilgængelige softwareprodukter. I "Composite Modeling Technology" -markedet er der forskellige softwareprodukter: Fibersim (Vistagy / Siemens PLM Software), Digimat (E-Xstream / MSc Software Corp.), Helius (Firehole Composites / Autodesk), Ansys Composite Preppost, Esacomp (Altair Engineering) og etc.

Næsten alle specialiserede software af forskellige virksomheder har evnen til at integrere med CAD-systemer med højt niveau - Creo Elements / Pro, Siemens NX, Catia. Generelt er arbejdet som følger: Lagmaterialet er valgt, bestemmes fælles parametre. Pakke af lag, fremgangsmåden til dannelse af lag bestemmes, at lag-til-lag-metoden anvendes til at fremstille enkle dele, til komplekse produkter, metoder til zone eller strukturelt design påføres. I processen med at lægge lagene er deres sekvens indstillet. Afhængigt af fremgangsmåden til produktion af produktet (manuel layout, støbning, mærkning, fibervisning) udføres en lagdelt analyse af materialet til mulige deformationer. Sammensætningen af \u200b\u200blagene påføres bredden af \u200b\u200bdet anvendte materiale.

Når dannelsen af \u200b\u200blagene er afsluttet, modtager brugeren produktdata, der gør det muligt for dem at bruge dem til forskellige formål, for eksempel:

• output i form af design dokumentation;
• brug i form af kildedata til skæremateriale;
• indledende data for en laserprojektor til at udpege konturer af styling steder.

Gå til moderne teknologier. Design og forberedelse af produktion af produkter giver dig mulighed for at:

• reducere forbruget af kompositmaterialer ved brug af nøjagtige fejninger og skæremaskiner;
• øge hastigheden og forbedre kvaliteten af \u200b\u200bmanuel visning af materialet ved brug af nøjagtige emner og laserfremskrivninger af deres beregning;
• opnå et højt niveau af gentagelse af produkter;
• reduktion af den menneskelige faktor påvirkning på kvaliteten af \u200b\u200bproduceret produkter;
• reducere kvalifikationerne til personale beskæftigelse.

Udstyr til oprettelse af matricer

Produktion af en mastermodel lavet af træproces-forbrugende og langsigtet, for at reducere tidspunktet for fremstilling af matrix og øge nøjagtigheden: tre / fem-liters fræsemaskiner med CNC, målemaskiner eller 3D-scannere.

Portal Fem-liters fræsemaskine, (figur 1), er kun tilgængelig for større producenter. Små virksomheder bruger fræsning robotoriserede komplekser på linjeblokke (lineær robotenhed) (fig. 2), eller lave mastermodeller fra den limede billet. I dette tilfælde tages en hård hule ramme som grundlag for emnet, som er ryddet udenfor og derefter er fuldt behandlet. Virksomheder, der ikke har mulighed for at behandle produktet helt, gå på en anden måde: Først i CAD-systemet ved hjælp af fly er en forenklet 3D-model af produktet bygget, baseret på en forenklet model er designet hårdt power Frame. Fra krydsfiner. Derefter er hele ydre overflade repræsenteret i CAD-systemet som en vender af en intern ramme. Dimensionerne af den vender er valgt på en sådan måde, at det kan ses på den eksisterende CNC-fræsemaskine (figur 3). Derefter placeres den nøjagtigt monterede ramme af modellen, der vender mod. Med denne metode, nøjagtigheden af \u200b\u200bmastermodellen nedenfor og kræver håndlavede knudeforbindelser, men det giver dig mulighed for at oprette produkter, hvis dimensioner overstiger mulighederne for de tilgængelige CNC-maskiner betydeligt.

Fig. 1. Fem-koordinatfræsningsmaskine MR 125, er i stand til at håndtere dele med en størrelse på 15 × 5 m og op til 2,5 m højde

Fig. 2. fræsning robotoriseret kompleks kuka

Fig. 3. "Lille" fem-koordinatfræsemaskine

Udstyr til oprettelse af kompositter

Det første trin af mekanisering af støbeprocessen var anvendelsen af \u200b\u200bimprægneringsmaskiner, som ud over imprægnering, samler glasfiber eller glasholler i flerlagspakker af en total tykkelse på 4 - 5 mm. Til mekanisering af processer, reducer sandsynligheden for personalefejl, anvendes øget produktivitet, for eksempel en aflejringsmetode, som du kan få udendørs Trim, Bigbed paneler og andre glasfiber design. Sprøjtningsmetoden gør det muligt at opnå informative soliccans med en mekaniseret bane og tilvejebringe højere produktivitet sammenlignet med regulatorisk kulstøbt af manuelt fra strimler af glasfiber eller glascholester. Den næste fase i udviklingen af \u200b\u200bproduktionen af \u200b\u200bprodukter fra kompositter er indførelsen af \u200b\u200binstallationen til den automatiserede vikling af udbredelsen af \u200b\u200bcarbonplader. Den første "robot" beregnet til at lægge tørt stof rullet type blev demonstreret american Company. Magnum Venus Plastech. For første gang i Rusland er et sådant udstyr blevet implementeret hos VASHO OJSC. Dette udstyr giver dig mulighed for at lave kompositdele op til 8 m lang og en diameter på op til 3 m (figur 4).

For at lette manuel layout af stof og reducere affald, skæremaskiner til automatisk skæring af stof / præpreg, laserprojektorer omgang og LPT for konturfremskrivning, når prepregen vises på den teknologiske snap. Ved anvendelse af laserprojektionsmodulet (fig. 5) er det muligt at automatisk generere data til fremspring direkte fra 3D-modellen af \u200b\u200bkompositproduktet. En sådan arbejdsordning reducerer signifikant tidsomkostningerne, øger processeffektiviteten, reducerer sandsynligheden for mangler og fejl og gør datahåndtering lettere. Komplekset "Skæremaskinen er en projektionslaser" sammenlignet med den traditionelle beregning reducerer kompleksiteten af \u200b\u200bskæringen på ca. 50%, kompleksiteten af \u200b\u200bberegningen er ca. 30%, øger brugen af \u200b\u200bbrugen af \u200b\u200bmaterialer, det vil sige du kan Spar fra 15 til 30% af materialet.

Støbningen af \u200b\u200bcarbonfyret af viklingsmetoden gør det muligt at opnå produkter med de højeste deformations- og styrkeegenskaber. Metoder til vikling er opdelt i "tør" og "våd". I det første tilfælde anvendes prepregs til vikling i form af tråde, seler eller bånd. I den anden - imprægnering af forstærkningsmaterialer udføres direkte under viklingsprocessen. For nylig udvikles udstyret, hvor computersystemer bruges til at kontrollere fiberorienteringsordningen. Dette giver dig mulighed for at få rørformede produkter, der har bøjninger og uregelmæssig form, såvel som produkter med en kompleks geometri. Udstyr til vikling med fleksibel teknologi udvikles, når der kan lægges styrende fibrøse materialer på dornen i enhver retning.

Fig. 4 Maskine til automatiserede vikling Uploads CEALS VIPER 1200 FPS MAG CINCINNATI

Fig. 5. Laser positioneringssystem (grøn kontur)

Udstyr til kontrol af geometri og intern struktur af produktet

Rammer af produkter har ofte krøllede formuleringer, kontroller, hvilke traditionelle "plaze" -metoder ikke er mulige. Ved hjælp af 3D-scanning kan du definere, hvor præcist den fysiske prøve svarer til en computer 3D-model. For 3D-scanning kan du også bruge koordinatmålingsmaskinen (KIM) -type "hånd" eller et ikke-kontakt-optisk / laser scanningssystem. Men når du bruger kontaktfri scanningssystemer, kan det ikke fungere korrekt med spejl og højdiagramoverflader. Ved brug af "målehænder" kræves der flere på hinanden følgende geninstallationer, da arbejdsområdet på grund af udformningen af \u200b\u200bmålehænder normalt er begrænset til en radius på 1,2-3,6 m.

Også i glasfibermaterialer er der en række problemområder. En af elnettet er kvalitetskontrol færdigt produkt (Mangel på lufthuler) og korrosion under drift. For ikke-destruktiv test af skibshuse fra kompositter, er røntgenstrålet ganske udbredt, men de stræber efter at reducere det til en række overvejelser. For nylig begyndte Publishing at synes at beskrive identifikationen af \u200b\u200bbundter med infrarød termografi (termiske billeder). På samme tid tillader den termiske billeddannelse, at X-Ray NK-metoderne påvises af bundter, må ikke måle deres dimensioner og bestemme dybden af \u200b\u200bdefekterne for at estimere deres virkning på at ændre styrkeens egenskaber.

Konklusion.

I øjeblikket i Rusland begynder intensiv udvikling af automatisering af sammensatte samling, herunder udstyr til oprettelse af matricer intensivt. Oftest udføres kun separate elementer Aerodynamisk kropssæt til tuning af biler. Succes er indførelsen af \u200b\u200bFibersim i det centrale retlige skibsbygningsanlæg i design og opførelse af en 12700 basisrejsende, samt køretøjets automatiske vævsåbningsmaskine. Men disse er individuelle eksempler, for at øge konkurrenceevnen, er den integrerede introduktion af nye teknologier nødvendig.

Materialer baseret på flere komponenter, hvilket forårsager deres operationelle og teknologiske egenskaber. Kompositterne er baseret på en metal, polymer eller keramikbaseret matrix. Yderligere forstærkning udføres af fyldstoffer i form af fibre, filamentøse krystaller og forskellige partikler.

For kompositter - fremtiden?

Plasticitet, styrke, bredt område Applikationer - Sådan skelnes der moderne kompositmaterialer. Hvad er det ud fra produktionens synspunkt? Disse materialer består af et metal eller ikke-metallisk grundlag. Flares af større styrke bruges til at forbedre materialet. Blandt plastikken, som afvises af kasisk, carbon, glasfibre eller aluminium, der er forstærket med stål- eller berylliumtråde, kan kendetegnes. Hvis der kombineres indholdet af komponenterne, kan kompositterne med forskellig styrke, elasticitet, slibebestandighed opnås.

Hovedtyper.

Klassificeringen af \u200b\u200bkompositter er baseret på deres matrix, som kan være metallisk og ikke-metallisk. Materialer med en metalmatrix baseret på aluminium, magnesium, nikkel og deres legeringer får yderligere styrke på grund af fibrøse materialer eller ildfaste partikler, der ikke opløses i hovedmetallet.

Kompositter med en ikke-metallisk matrix er baseret på polymerer, kulstof eller keramik. Blandt polymermatricerne er epoxy, polyamid og phenol formaldehyd mest populære. Formularen af \u200b\u200bsammensætningen er givet af matrixen, som virker som en slags bindemiddel. Fibre, seler, tråde, flerlagsstoffer bruges til at hærde materialerne.

Fremstillingen af \u200b\u200bkompositmaterialer udføres på grundlag af følgende teknologiske metoder:

• imprægnering af fiberforstærkningsmatrixmateriale;
• støbning i presseformen af \u200b\u200bbåndet i færdiggørelsen og matrixen;
• koldpressning af komponenter med yderligere sintring;
• elektrokemisk belægning på fibre og yderligere presning;
• deponeringen af \u200b\u200bmatrixen med plasma sprøjtning og efterfølgende kompression.

Hvad er færdiggørelsen?

I mange brancher blev kompositmaterialer brugt. Hvad det er, har vi allerede sagt. Disse er materialer baseret på flere komponenter, der nødvendigvis forstærkes med særlige fibre eller krystaller. Styrken af \u200b\u200bkompositterne afhænger af fibrens styrke og elasticitet. Afhængigt af typen af \u200b\u200bfærdiggørelsen kan alle kompositter opdeles:

• på glasfiber;
• carb beam fibre med carbon fibre;
• borovolokniti;
• organisationer.

Refineral materialer kan passe i to, tre, fire og flere tråde end dem mere, desto stærkere og mere pålidelige i drift vil være kompositmaterialer.

Træ kompositter.

Separat er det værd at nævne Woody Composite. Det opnås ved en kombination af råmaterialer af en anden type, mens træ virker som hovedkomponenten. Alle sammen polymer Composite. Består af tre elementer:

• hakket træpartikler;
• termoplastisk polymer (PVC, polyethylen, polypropylen);
• komplekset af kemiske additiver i form af modifikatorer - de er i sammensætningen af \u200b\u200bmaterialet op til 5%.

Den mest populære udsigt træ kompositter. - Dette er et kompositkort. Dens unikhed er, at den kombinerer egenskaberne og træet, og polymerer, hvilket væsentligt udvider anvendelsesområdet for dets anvendelse. Så, bestyrelsen er kendetegnet ved densitet (basisharpiksen påvirker dens indikator og tætheden af \u200b\u200btræpartikler), god bøjningsbestandighed. På samme tid er materialet miljøvenner, bevarer tekstur, farve og duft naturligt træ. Brugen af \u200b\u200bkompositkort er helt sikkert. På grund af polymeradditiverne erhverver kompositkortet et højt niveau af slidstyrke og fugtighedsbestandighed. Det kan bruges til at afslutte terrasserne, haven spor, selvom de har en lang belastning.

Funktioner i produktionen

Trækompositter har en særlig struktur på grund af kombinationen af \u200b\u200ben polymerbase i dem med træ. Blandt materialerne af denne type er det muligt at markere træ-chip, forskellige tæthed, orienterede plader og en træpolymerkomposit. Produktionen af \u200b\u200bsammensatte materialer af denne type udføres i flere faser:

1. Jord træ. Til dette anvendes knusere. Efter knusning sigtes træet og opdeles i fraktioner. Hvis råmaterialets fugtighed er over 15%, er det nødvendigvis tørret.
2. Hovedkomponenterne i visse proportioner doseres og blandes.
3. Det færdige produkt trykkes og formateres for at få en råvaretype.

Hovedegenskaber.

Vi beskrev de mest populære polymerkompositmaterialer. Hvad det er, nu forståeligt. Takket være den lagdelte struktur er der mulighed for at forstærke hvert lag med parallelle kontinuerlige fibre. Det er værd at særskilt om karakteristikaene for moderne kompositter, der adskiller sig:

• høj værdi af midlertidig modstand og udholdenhedsgrænse;
• høje niveauer af elasticitet;
• styrke, der opnås ved forstærkning af lagene
• på grund af de stive forstærkende fibre har kompositter høj modstandsdygtighed over for spændingsspændinger.

Metalbaserede kompositter er kendetegnet ved høj styrke og varmebestandige, mens de er praktisk talt uelastiske. På grund af fiberens struktur reduceres propagationshastigheden af \u200b\u200brevner, hvilket undertiden vises i matrixen.

Polymermaterialer.

Polymerkompositter præsenteres i de mange muligheder, som åbner store muligheder for deres brug i forskellige områder, lige fra tandpleje og slutter med produktion af luftfartsudstyr. Fyldningskompositter baseret på polymerer udføres af forskellige stoffer.

De mest lovende anvendelsesområder kan betragtes som bygge-, olie- og gasindustrien, produktion af bil- og jernbanetransport. Det er netop til andelen af \u200b\u200bdisse industrier tegner sig for ca. 60% af mængden af \u200b\u200bbrugen af \u200b\u200bpolymerkompositmaterialer.

På grund af den høje stabilitet af polymerkompositter til korrosion, glatte og tætte overflader af produkter, der opnås ved støbning, øges pålideligheden og holdbarheden af \u200b\u200bslutproduktets drift.

Overvej populære arter.

Glasfiber

Til forstærkning af disse sammensatte materialer anvendes glasfibre, smeltet uorganisk glas. Matrixen er baseret på termoaktiv syntetiske harpikser og termoplastiske polymerer, der skelner mellem høj styrke, lav termisk ledningsevne, høje elektriske isolerende egenskaber. I første omgang blev de anvendt til fremstilling af antennefagigheder i form af kuppelformede strukturer. I den moderne verden er glasfiber i vid udstrækning brugt i byggesektoren, skibsbygning, husholdningsudstyr og sportsartikler, elektronik.

I de fleste tilfælde produceres glasfiber på baggrund af sprøjtning. Denne metode er særlig effektiv i små og mellemstore produktion, såsom både, både, hytter til vejtransport., jernbanevogne. Sprøjtningsteknologi er praktisk til effektivitet, da det ikke er nødvendigt at tegne glasset.

Crawly.

Egenskaberne af kompositmaterialer baseret på polymerer gør det muligt at bruge dem i en række kugler. I dem anvendes carbonfibre opnået fra syntetiske og naturlige fibre baseret på cellulose, peckers som et fyldstof. Fiber behandles termisk i flere faser. Sammenlignet med glasfiber af kulfiber varierer med lavere densitet og højere ved lethed og styrke af materialet. På grund af de unikke operationelle egenskaber ved kulstoffokus, anvendes brugen af \u200b\u200brum- og medicinsk udstyr, cykler og sport tilbehør i maskiner og raket kunstisme.

Boroplasty.

Disse er multikomponentmaterialer baseret på kedelige fibre indført i termohærdende polymermatrix. Fibrene selv er repræsenteret af mononials, skader, der er gennemblødt med hjælpeglas tråd. Trådets store hårdhed sikrer styrken og holdbarheden af \u200b\u200bmaterialet til aggressive faktorer, men samtidig adskiller boroplastik i brølhed, som komplicerer behandlingen. Bornfulde fibre er dyre, så omfanget af brugen af \u200b\u200bboroplastik er begrænset i den vigtigste luftfart og rumindustrien.

Organoplastik

I disse kompositter er syntetiske fibre hovedsageligt syntetiske fibre - seler, tråde, stoffer, papir. Blandt de særlige egenskaber af disse polymerer kan der nemt bemærkes en lav densitet, lethed sammenlignet med glas- og carbonformater, høj trækstyrke og høj slagfasthed og dynamiske belastninger. Dette sammensatte materiale anvendes i vid udstrækning i områder som maskine, forsendelse, automatisk teknik, kemisk teknik.

Hvad er effektiviteten?

Kompositmaterialer på grund af unik sammensætning kan anvendes på forskellige felter:

• i luftfart i produktion af dele af fly og motorer
• rumteknologi til produktion af kraftstrukturer af enheder, der udsættes for opvarmning;
• bilindustrien for at skabe lette kroppe, rammer, paneler, bumpere;
• minedrift industrien i produktionen af \u200b\u200bboring instrumenter;
• civil konstruktion til at skabe broer, elementer af præfabrikerede strukturer på høje strukturer.

Brugen af \u200b\u200bkompositter giver dig mulighed for at øge motorens kraft, energiinstallationer, reducere massen af \u200b\u200bmaskiner og udstyr.

Hvad er udsigterne?

Ifølge repræsentanter for industrien i Rusland refererer kompositmateriale til materialerne i den nye generation. Det er planlagt, at mængden af \u200b\u200bintern produktion af kompositprodukter i 2020 vil stige. Allerede, pilotprojekter gennemføres på landets område med det formål at udvikle sammensatte materialer i den nye generation.

Brugen af \u200b\u200bkompositter er tilrådeligt på forskellige felter, men det er mest effektivt i industrier i forbindelse med høje teknologier. For eksempel, i dag ingen fly Ikke oprettet uden brug af kompositter, og nogle af dem bruger omkring 60% af polymerkompositter.

På grund af muligheden for at kombinere forskellige forstærkningselementer og matricer er det muligt at opnå en sammensætning med et specifikt sæt egenskaber. Og det gør det igen muligt at anvende disse materialer på en række kugler.