Definisie

Komponente materiaal is nuwe materiaal gevorm deur die optimaliseer en kombinasie van verskillende eienskappe van materiaal komponente te gebruik gevorderde materiaal voorbereiding teknike. Die algemene definisie van komponente materiaal benodig die volgende voorwaardes om te ontmoet:

(i) Kompositiewe materiaal moet kunstenaar en ontwerp en uitgevoer word volgens die behoefte van mense;

(ii) Komponentmateriaal moet van twee of meer materiaal komponente met verskillende chemiese en fisiese eienskappe gemeenskap word, gekombineer in die ontwerp vorm, proporsie en verspreiding, met duidelike koppelvlakke tussen elke komponent;

(iii) Dit het struktuurlike ontwerkbaardigheid en kan gebruik word vir komponente struktuurlike ontwerp;

(iv) Kompositiewe materiale hou nie alleen die voordekende van die prestasie van elke komponent materiaal nie, maar ook die komponent prestasie wat nie deur 'n enkele komponent materiaal bereik word nie deur die komplementariteit en korrelasie van die prestasie van elke komponent nie.

Die matriks materiaal van samelekte materiaal is deel in twee kategorie: metallik en non-metallik. Gewoonlik gebruikte metal substrate insluit aluminum, magnesium, koper, titanium en hulle alloys. Nie metaliese substrate insluit heeltemal sintetiese resins, rubber, keramike, grafyt, karbon, ensfh. Die hoofversterking materiaal is glass fiber, karbonfiber, boron fiber, aramid fiber, silikokaarbide fiber, asbestos fiber, whiskers en metals.

2. Klassifikasie

Kompositiewe materiaal is 'n gemenging. Dit het 'n betekende rol in baie velde gespeel en baie tradisionele materiale vervang. Kompositeit materiaal is deel in metal na metal komposite materiale, non-metal na metal komposite materiale en non-metal na non-metal komposite materiale volgens hulle kompositie. Volgens sy strukturele karakteristieke kan dit verder deel word in:

[UNK]9312;Fiber versterk komposite materiale. Kompositeer verskillende vlief-versterkte materiale binne die matriks materiaal. Soos fiber-versterkte plastike, fiber-versterkte metals, ensfh.

[UNK]9313;Laminated composite materials. Gesamelekteer van oorspronklike materiaal en kjernemateriaal met verskillende eienskappe. Gewoonlik het die oorspronklike materiel hoë krag en is duin; Die koordmateriel is lig en het lae krag, maar dit het 'n sekere sterkte en dikheid. Dit is deel in twee tipes: solide sandwich en heuningssandwich.

Merk 9314; Goeie groei komposite materiale. Uniformeel versprei harde fyn partisiele in die matriks, soos verspreiding versterk versterkte alloys, metal keramike etc.

[UNK]9315;Hybrid komponente materiale. Gesamelekteer van twee of meer versterking fase materiaal gemeng in een matriks fase materiaal. Vergelyk met gewone enkele versterkte fase komposite materiale, sy invloek krag, moegte krag en fraktuur moegtigheid is betekeurig verbeter, en dit het spesiale thermale uitbreidingseienskappe. Gedeelde in intra laag hibrid, inter laag hibrid, sandwich hibrid, intra/inter laag hibrid en super hibrid komposite materiale.

Kompositeit materiaal kan hoofsaaklik in twee kategorie deel word: strukturele komposite materiale en funksionele komposite materiale.

Struktuurale komposite materiale is materiale wat gebruik word as laai-draaiende strukture, wat basies gemaak word van versterking elemente wat die laai en matrikse elemente kan ondersteun wat die versterking elemente kan verbind in 'n hele materiaal terwyl ook kragte uitstuur. Verbevestings insluit verskeie tipes glas, keramike, karbon, polimers, metals, en natuurlike vloei, fabrike, whiskers, blade en partisies, terwyl matrikse polimers (resins), metals, keramike, glas, karbon en cement insluit. Verskeie strukturele komposite materiale kan bestuur word van verskillende versterking agente en matrikse, en genoem na die gebruikte matriks, soos polimer (resin) gebaseerde komposite materiale. Die karakteristiek van strukturele komposite materiaal is dat hulle kan ontwerp word vir komponent kies volgens die benodighede van die materiaal se stres tydens gebruik, en meer belangrik, komposite struktuur ontwerp kan ook uitgevoer word, dit is, versterking aanpassing ontwerp, wat redelik die benodighede en materiale kan stoor.

Funksionale komponente materiaal is gewoonlik gemaak van funksionele liggaam komponente en matriks komponente. Die matriks speel nie slegs 'n rol in die formeer van die hele, maar ook kan synergiese of versterking funksies produseer. Funksionale komposite materiale verwys na komposite materiale wat fysike eienskappe ander as mekaniese eienskappe verskaf. Byvoorbeeld, gedragtigheid, superconductiviteit, semiconductor, magnetisme, piezoelektrisiteit, damping, absorpsie, oordrag, friksie, skielding, vlam terugval, warmresistans, klank absorpsie, insulatie ensfh. verlig 'n sekere funksie. Versameling verwys as funksionele komposite materiale. Funksionale komposite materiële is hoofsaaklik gemaak van funksionele liggaam, versterking liggaam en matrikse. Funksie liggaam kan van een of meer funksionele materiële gestel word. Veelvuldige funksionele komponente materiaal kan veelvuldige funksies hê. Dit is ook moontlik om nuwe funksies te genereer vanweë komponente effekte. Veelvuldige funksionele komposite materiale is die ontwikkelingsrigting van funksionele komposite materiale.

Kompositeit materiaal kan ook in twee kategorie gedeel word: gewoonlik gebruik en gevorderde.

Gewone komposite materiaal soos fiberglas is gemeenskap van lae prestasie versterking soos glasfibers en gewone hoë polimers (resins). Dus sy lae prys, is dit baie gebruik in verskeie velde soos skippe, voegvlakke, chemiese pipeline en opslaan tanke, boustrukture en sporttoepassing.

Gevorderde komposite materiale verwys na komposite materiale gemaak van hoë-prestasie warmresistant polimers soos karbonfiber en aramid. Later, metal gebaseerde, keramiske gebaseerde, karbonum (grafyt) gebaseerde en funksionele komposite materiale was ook ingesluit. Alhoewel hulle uitgelukkige presies het, is hulle presies relativief hoë, hoofsaaklik gebruik in die beskerming industrie, aerospace, presisie masjien, diep-see submersibles, robot strukturelle komponente en hoë-einde sporttoestellings.

Toepassing

Die hoofde toepassingsgebiede van komponente materiaal is:

[UNK]9312;Aerospace veld. Dus hul goeie thermale stabiliteit, hoë spesifieke sterkte en sterkte, komponente materiale kan gebruik word om vuurvlakke vlerke en voorskrifte te produseer, satellite antene en hul ondersteunde strukture, solar cell vlerke en shelle, groot lanseer voël shelle, masjienshelle, spasieskatlstrukturelle komponente, ensfh.

[UNK]9313;Die outomatiese industrie. Daarom, hulle kan gebruik word om outomatiese liggaams te produseer, laai-draaiende komponente, oordragskappe, masjienmonte en hul binneste komponente te te maak vanweë die spesiale vibrasie-damping-karakteristieke van komponente van komponente, te verminder vibrasie en geluid, goeie moeite-resistans, maklik om agter skade te herstel, en maklik om maklik te formeer. Daarom kan hulle gebruik word om outomatiese lig

Ngu9314; In die velde van chemiese, textile en masjienverwerking. 'n Materiël gemaak van karbonfiber en resin matriks met goeie korosie-resistans, wat kan gebruik word om chemiese gereedskap, tekstilmasjiene, papier masjiene, kopiërs, hoë-spoed masjien-gereedskap, presisie-instrumente, ensfh.

Mediese veld. Karbon-fiber-komponente materiaal het uitgelukkige mekaniese eienskappe en nie absorpsie van X-ray, en kan gebruik word om mediese X-ray masjiene en orthopediese stente te te produseer. Karbon-fiber-komponente materiaal het ook biokompatibiliteit en bloedkompatibiliteit, goeie stabiliteit in biologiese omgewing, en word ook gebruik as biomediese materiale. In addition, composite materials are also used for manufacturing sport equipment and as building materials.

4. Zirkonium fosfat verander komposite materiaal

In onlangse jaar het polimer/neorganiske lagte nanokomposite breedvergroot aandag aangedra vanweë hul uitsonderde eienskappe in verskeie aspekte. Nommers studie het vertoon dat die mekaniese en termyne eienskappe van komposite materiale betekeurig verbeter kan word met 'n klein inhoud van nano-neorganiske vullers. Nou is daar baie studie oor die nanokomposite van neorganiske lage materiële soos montmorillonite en attapulgiet met polimers, maar daar is relativief klein ondersoek op polimer/zirkonium fosfat nanokomposite.

Die α - ZrP laminate het 'n stabele struktuur en kan onderhou 'n relativief stabile laminate selfs na die inligting van die gaste in die interlaag. Dit het ook 'n groot ion-omvang kapasiteit en funksies beheerbaar aspek verhouding en sterk partisiegrootte verspreiding, maak dit geskik vir die voorbereiding van polimer/laag neorganiske nanokomposite. Om die interlaag spasiëring van zirkonium-fosfat te vermeerder, bevestig sy vertraging in die polimer-matriks en verbeter die kompatibiliteit tussen zirkonium-fosfat-laag en die polimer-matriks, is organiese verandering van 'n-ZrP benodig. α - ZrP is gewoonlik verander met klein molekule amine of alkohole deur - OH protonasie reaksies of hydrogen-bonding binne en buite hul lage, en kan ook met groot molekule gekoppel word. Maar, vanweë die klein interlaag spasiëring, is dit moeilik om direk groot molekule te interalaat, en gewoonlik het klein molekule voor ondersteun te vereis voor te vervang met groot molekule.

Lang ketting quaternary ammonium salte (DMA-CMS) is sintetiseer deur die gebruik van oktadecyldimethylamin (DMA) en p-chloromethylstyrene (CMS). Die α - ZrP was voor ondersteun met metylamin en dan vervang met DMA- CMS om organiese modifiseerde zirconium fosfat (ZrP. DMA. CMS) te kry. Die organiese behandeerde zirkonium-fosfat is dan met PS gesmeld om PS/organiese modifiseerde zirkonium-fosfat nanocomposite te berei, en hulle struktuur en eienskappe is ondersoek.

XRD-analisie vertoon dat lank-ketting quaternary ammonium salt DMA-CMS is relativief maklik om tussen die lage van α - ZrP na metylamin voor ondersteuning te voeg. Na interalasie word die interlaag afstand van zirconium fosfat van 0.8 nm tot 4.0 nm vergroot, en die interalasie effek is betekeurig. Die nanokomposite materiaal wat voorgestel word deur twee-skerm uitstrasie van ZrP DMA-CMS verander zirconium fosfat (ZrP DMA-CMS) en PS verder uitbrei die interlaag spasiëring van 4.0 nm na 4.3 nm vergelyk met ZrP DMA-CMS, met sommige polistyrene in die interlaag van zirconium fosfat.

Mekaniese analisie wys dat wanneer die inhoud van zirkonium-fosfat 1%, die tensieële krag, elastiese modulus, uitbreiding by breek en effek krag van PS/organiese modifiseerde zirkonium-fosfat nanocomposite vermeerd word met 4%, 21%, 8%, en 43%, respectively. Maar met die vermeering van zirkonium-fosfat-inhoud, die sterkte krag, elastiese modulus, verlenging by breek, en effekte van nanocomposite-krag vertoon 'n onderkant trend, en die krag, rigiditeit en tougheid van die materiale begin om te verklein. Die byvoeg van 'n geskikte hoeveelheid organiese gewysigde zirkonium fosfat ZrP DMA-CMS het 'n sekere versterking en moeilikheid effek op PS.