1. Дефиниција

Композитните материјали се нови материјали формирани со оптимизација и комбинација на различни сопствености на материјалните компоненти користејќи напредни техники за подготвување материјал. Општата дефиниција на композитните материјали бара исполнување на следните услови:

(i) Композитните материјали мора да бидат вештачки и дизајнирани и произведени според потребите на луѓето;

(ii) Композитните материјали мора да се составуваат од два или повеќе материјални компоненти со различни хемиски и физички сопствености, комбинирани во дизајнирана форма, пропорција и дистрибуција, со јасни интерфејси помеѓу секој компонент

(iii) Има структурна дизајнабилност и може да се користи за дизајн на композитна структура;

(iv) Композитните материјали не само што ги одржуваат предностите од перформансата на секој компонентен материјал, туку и постигнуваат сеопфатна перформанса која не може да се постигне со еден компонентен материјал преку комплементарноста и корелацијата на перформансата на секој компонент.

Матриксовите материјали од композитни материјали се поделени во две категории: металички и неметалички. Обично употребени метални субстрати вклучуваат алуминиум, магнезиум, мед, титаниум и нивните легации. Неметалните субстрати вклучуваат главно синтетички жици, гума, керамика, графит, јаглерод итн. Главните засилувачки материјали вклучуваат стаклено влакно, јаглеродно влакно, боронско влакно, арамидско влакно, силициско јаглеродно влакно, азбестско влакно, вискери и метали.

2. Класификација

Композитните материјали се мешавина. Истиот игра значителна улога во многу области, заменувајќи многу традиционални материјали. Композитните материјали се поделени во метални на метални композитни материјали, неметални на метални композитни материјали и неметални на неметални композитни материјали според нивната композиција. Според своите структурни карактеристики, истиот може понатаму да се подели во:

Композитни материјали. Композитирај различни материјали засилени со влакна во материјалот. Како што се пластиките засилени со влакна, металите засилени со влакна итн.

Ламинирани композитни материјали. Композиран од површински материјали и основни материјали со различни сопствености. Обично, површината има висока сила и е тенка; Главниот материјал е лесен и има ниска сила, но има одредена тврдина и дебелина. Истата е поделена на два вида: цврст сендвич и меден сендвич.

Фино зелени композитни материјали. Униформно дистрибуирајте цврсти фини честички во матрицата, како што се дистрибуција зајакнати легации, метална керамика итн.

Хибридски композитни материјали. Композиран од два или повеќе засилувачки фази материјали мешани во еден матриксен фази материјал. Во споредба со обичните составени материјали во една засилена фаза, нејзината сила на удар, силата на уморност и цврстата на скршените се значително подобрени и има специјални сопствености на термална експонзија. Разделени во хибриден внатрешен слој, хибриден внатрешен слој, хибриден сендвич, хибриден внатрешен/внатрешен слој и суперхибриден композитен материјал.

Композитните материјали можат главно да бидат поделени во две категории: структурните композитни материјали и функционалните композитни материјали.

Структурните композитни материјали се материјали кои се користат како структури кои носат товар, кои во основа се составени од зајакнувачки елементи кои можат да издржат товари и матриксни елементи кои можат да ги поврзат зајакнувачките елементи во цел материјал, истовремено пренесувајќи сили Појачувањето вклучува различни видови стакло, керамика, јаглерод, полимери, метали, како и природни влакна, ткива, вискери, листови и честички, додека матриците вклучуваат полимери (жици), метали, керамика, стакло, јаглерод и цемент. Разни структурни композитни материјали можат да бидат составени од различни зајакнувачки агенти и матрици, и именувани по употребената матрица, како што се композитни материјали базирани на полимер (жица). Карактеристиката на структурните композитни материјали е дека тие можат да бидат дизајнирани за селекција на компоненти во согласност со барањата на стресот на материјалот за време на употребата, а што е поважно, композитниот структурен дизајн може, исто така, да се спроведе, тоа е, дизајнот на зајакнувачкиот аранж

Функционалните композитни материјали се генерално составени од функционални телесни компоненти и матриксни компоненти. Матрицата не само што игра улога во формирањето на целата, туку и може да создаде синергистички или зајакнувачки функции. Функционалните композитни материјали се однесуваат на композитни материјали кои обезбедуваат физички сопствености други од механичките сопствености. На пример, кондиктивноста, суперкондиктивноста, полуведувачот, магнетизмот, пезоелектричната енергија, влажноста, апсорпцијата, трансмисијата, триењето, штитот, ретарданцијата на пламенот, отпорот на топлината, звучната апсорпција, изолацијата итн. ја истакнуваат одредена ф Колективно се нарекуваат функционални композитни материјали. Функционалните композитни материјали се составени главно од функционални тела, зајакнувачки тела и матрици. Функционалните тела можат да бидат составени од еден или повеќе функционални материјали. Мултифункционалните композитни материјали можат да имаат повеќе функции. Во меѓувреме, исто така е можно да се генерираат нови функции поради композитните ефекти. Мулти функционални композитни материјали се дирекцијата на развојот на функционалните композитни материјали.

Композитните материјали, исто така, можат да бидат поделени во две категории: обично употребени и напредна.

Заедничките композитни материјали, како што е стаклото стакло, се составуваат од поттикнувања со ниска ефективност, како што се стаклените влакна и обичните високи полимери (жици). Поради ниската цена, истиот е широко употребен во различни области како што се бродовите, возилата, хемиските гасоводи и складиштата, градежните структури и спортската опрема.

Напредни композитни материјали се однесуваат на композитни материјали составени од високо-резентни топловни полимери како што се јаглеродно влакно и арамид. Подоцна, беа вклучени и метални, керамички, јаглеродни (графити) и функционални композитни материјали. Иако имаат одлични резултати, нивните цени се релативно високи, претежно употребени во одбранбената индустрија, аеропросторот, прецизните машини, подморниците на длабоко море, структурните компоненти на роботите и висока спортска опрема.

3. Апликација

Главните области на апликација на композитните материјали се:

Аероспросторно поле. Поради нивната добра термална стабилност, висока специфична сила и цврста, композитните материјали може да се користат за производство на крила и предни тела на авионите, сателитските антени и нивните поддржувачки структури, крила и школки од соларни клетки, големи школки од лансирање возила, школки од мотори, структурни компон

Автомобилската индустрија. Поради специјалните вибрациски влажни карактеристики на композитните материјали, тие можат да ја намалат вибрацијата и бучавата, да имаат добар отпор на уморност, лесно се поправаат по штетата и лесно се формираат како целина. Затоа, тие можат да се користат за производство на автомобилски тела, товарни компоненти, трансмисиски шахти, монтирања на моторите и

Во областите на хемиската, текстилната и машинската производство. Материјал составен од јаглеродна матрица со јаглеродно влакно и жица со добар отпор на корозијата, кој може да се користи за производство на хемиска опрема, текстилни машини, хартиски машини, копиери, брзи машински алатки, прецизни инструменти итн.

Медицинско поле. Композитните материјали од јаглеродни влакна имаат одлични механички сопствености и неапсорпција на рентгенски зраци, и може да се користат за производство на медицински рентгенски машини и ортопедни стенти. Композитните материјали од јаглеродни влакна, исто така, имаат биолошка компатибилност и крвна компатибилност, добра стабилност во биолошката средина и се користат како биомедицински материјали. Покрај тоа, композитните материјали се користат и за производство на спортска опрема и како градежни материјали.

4. Модифициран композитен материјал од циркониум фосфат

Во последниве години, нанокомпозициите со полимер/неоргански слој привлекоа широко внимание поради нивните одлични сопствености во различни аспекти. Во моментов, постојат многу студии за нанокомпозициите на неоргански материјали со слој како што се монтморилонит и атапулгит со полимери, но постојат релативно мали истражувања за нанокомпозициите со полимер/циркониум фосфат.

Ламинатот α - ZrP има стабилна структура и може да одржи релативно стабилен ламинат дури и по воведувањето на гостинот во меѓуслојот. Исто така, има голем капацитет на измена на иони и има контролиран аспект однос и тесна дистрибуција на големина на честички, што го прави соодветен за подготовка на полимери/слоеви неоргански нанокомпозиц За да се зголеми меѓуслоевниот простор на циркониумскиот фосфат, да се промовира нејзината деламинација во полимерната матрица и да се зголеми компатибилноста помеѓу слоевите на циркониумскиот фосфат и полимерната матрица, е потребна органска модификација на а-ZrP. α - ZrP е генерално модификуван со мали молекули амини или алкохоли преку - протонациски реакции на OH или хидроген врзување внатре и надвор од нивните слоеви, и исто така може да се интераклатира со големи молекули.

Долг ланец кватернерни амониумски соли (DMA- CMS) беа синтезирани со користење на октадецилдиметиламин (DMA) и p- хлорометилстирен (CMS). α - ZrP беше преподдржан со метиламин и потоа разменет со DMA- CMS за да се добие органски модифициран зиркониумски фосфат (ZrP. DMA. CMS). Органски третираниот циркониумски фосфат потоа се топи со ПС за да се подготви ПС/органски модифицираниот циркониумски фосфат нанокомпозити, а нивната структура и сопствености беа проучени.

Анализата на XRD покажува дека долготрајната кватерарна амониумска сол DMA- CMS е релативно лесно да се внесе помеѓу слоевите на α- ZrP по метиламинската преподдршка. По интеркалацијата, меѓуслоевата дистанца на циркониумскиот фосфат се зголемува од 0, 8 nm на 4, 0 nm, а меѓуслоевиот ефект е значителен. Нанокомпозитниот материјал подготвен со двојна екструсија на ZrP DMA-CMS модификуван зиркониум фосфат (ZrP DMA-CMS) и PS понатаму го проширува меѓуслоевниот простор од 4,0 nm на 4,3 nm во споредба со ZrP DMA-CMS, со некои полистирени влегувајќи во меѓуслоевниот простор на зиркониум фосфат.

Механичната анализа покажува дека кога содржината на циркониумски фосфат е 1 отсто, тензилната сила, еластичкиот модул, должината на паузата и силата на ударот на нанокомпозициите на PS/органски модифициран циркониумски фосфат се зголемуваат за 4 отсто, 21 отсто, 8 отсто и 43 отсто Но, со зголемувањето на содржината на циркониум фосфат, тензилната сила, еластичниот модул, должината на паузата и силата на влијанието на нанокомпозитите покажуваат намалувачки тренд, и силата, цврстата и цврстата на материјалот почнуваат да се намалуваат. Додавањето на соодветна количина органски модифициран зиркониумски фосфат ЗrP DMA-CMS има одреден зајакнувачки и зајакнувачки ефект на PS.