1. Definisyon

Birleşik materyaller, gelişmiş materyal hazırlama tekniklerini kullanarak, materyal komponentlerin farklı özelliklerini optimize ve birleştirerek oluşturulan yeni materyallerdir. Kompilet maddelerin genel tanımlaması, aşağıdaki şartları uygulaması gerekiyor:

(i) Birleşik maddeler insanların ihtiyaçlarına göre sanatlı ve tasarlanmış ve üretilmelidir;

ii) Birleşik maddeler, her komponent arasındaki açık arayüzlerle tasarlanmış şekilde, bölümde ve dağıtımda, farklı kimyasal ve fiziksel özelliklerle iki ya da daha fazla materyal komponentlerden oluşulmalı;

iii) yapısal tasarlama yapabileceği ve kompozit yapı tasarımı için kullanılabilir;

iv) Birleşik materyaller sadece her komponent materyalinin performansının avantajlarını korumakta değil, aynı zamanda her komponentin performansının uyumluluğu ve bağlantılığıyla tek komponent materyali tarafından ulaşamayacağı büyük bir performansı sağlamaktadır.

Kompilet materyallerin matriks materyalleri iki kategoriye bölüler: metalik ve metalik olmayan. Genelde kullanılan metal substratları aluminium, magnesium, baker, titanium ve sakatlarını dahil eder. Metal olmayan substratlar genellikle sintetik resin, gum, keramik, grafit, karbonum, vb. Ana güçlendirme materyalleri cam fiber, karbon fiber, boron fiber, aramid fiber, silikon karbid fiber, azbesto fiber, visker ve metaller içeriyor.

2. Klasifikasyon

Birleşik maddeler bir karışık. Çok alanda önemli bir rol oynadı, birçok geleneksel maddeleri değiştirdi. Birleşik materyaller metal olarak metal kompozit materyallere, metal olmayan kompozit materyallere ve metal olmayan kompozit materyallere ayrılır. Yapısal özelliklerine göre, daha fazla bölünebilir:

* 9312;Fiber güçlendirilmiş kompozit materyaller. Matris materyalinde çeşitli fiber güçlendirilmiş materyaller birleştir. Fiber-güçlü plastik, fiber-güçlü metaller gibi.

* 931313;Laminated composite materials. Yüzey maddelerin ve temel maddelerin farklı özellikleriyle oluşturulmuş. Genelde yüzey maddeleri yüksek gücü ve ince. Merkezi materyal ışık ve düşük gücü var, ama kesin bir sertlik ve kalınlık var. İki tür olarak bölünmüştür: sağlam sandviç ve balıkçı sandviç.

* 931414Güzel taşınmış kompozit materyaller. Matriste zor kıymetli parçacıkları, bölüm güçlü sakatlar, metal keramikler, vb. gibi eşit olarak dağıtır.

* 9315; Hibrid kompozit materyaller. Bir matris fazı materyalinde karıştırılmış iki ya da daha fazla destek maddelerinden oluşturulmuş. Sıradan tek güçlü faz kompozit materyallerle karşılaştırıldı, etkisi gücü, yorgunluk gücü ve kırıklık zorlukları çok önemli geliştiriliyor ve özel sıcak genişleme özellikleri var. İçindeki katı hibride, katı hibride, sandviç hibride, iç/iç katı hibride ve süper hibrid kompozit maddelere bölünmüş.

Birleşik materyaller, genellikle iki kategoriye bölünebilir: yapısal kompozit materyaller ve fonksiyonel kompozit materyaller.

Struktörel kompozit materyalleri yükleyici yapılar olarak kullanılan materyallerdir. Bunlar basitçe güçleri yayınlayarak yükleri ve matris elementlerini birleştirebilecek bir materyal ile birleştirebilecek yükleri ve matris elementlerine dayanabilecek güçlerin gücünü destekleyen elementlerden oluşturulmuştur. Değerlendirmeler çeşitli tür cam, keramik, karbon, polimer, metaller ve doğal fibrikler, fabrikalar, whiskers, çarşaflar ve parçacıklar içeriyor. Matrisler polimer (resin), metaller, keramik, cam, karbon ve cement içeriyor. Çeşitli yapısal kompozit materyallerin farklı destek ajanlardan ve matrislerden oluşabilir ve kullanılan matrikten sonra, polimer (resin) tabanlı kompozit materyallerinden isimlenmiş. Struktuel kompozit materyallerin özellikleri kullanımında materyalin stresinin ihtiyaçlarına göre kompozit tasarımı için tasarlanılabilir. Daha önemlisi de, kompozit yapı tasarımı da uygulanabilir, yani destekleme düzenleme tasarımı, bu da ihtiyaçları ile sağlayabilir.

Funksiyonel kompozit materyaller genelde fonksiyonel vücut komponentlerinden ve matris komponentlerinden oluşturulmuş. Matrisi sadece bütün oluşturma için bir rol oynuyor, ama aynı zamanda sinergistik veya güçlendirme fonksiyonlarını üretebilir. Funksiyonel kompozit materyaller mekanik özelliklerden başka fiziksel özellikleri sağlayan kompozit materyallere benziyor. Örneğin, davranışlık, süper davranışlık, yarı yönetici, magnetizm, piezoelektrik, damlama, absorbsyon, yayınlama, korumak, alev geri çekilmesi, ısı dirençliği, ses absorbsyonu, izolasyon, etkilenme ve benzer bir fonksiyonu aydınlatır. Kolleks olarak fonksiyonel kompozit maddeler olarak adlandırıldı. Funksiyonel kompozit materyaller, genellikle fonksiyonel vücutlardan, cesetlerini güçlendirmekten ve matrislerden oluşur. Funksiyonel vücutlar bir ya da daha fazla fonksiyonel maddelerden oluşabilir. Çok fonksiyonel kompozit maddeleri birçok fonksiyonu olabilir. Bu arada, kompozit etkileri yüzünden yeni fonksiyonlar oluşturmak da mümkün. Çok fonksiyonel kompozit maddeler fonksiyonel kompozit maddelerin geliştirme yöntemidir.

Birleşik materyaller de iki kategoriye bölünebilir: genelde kullanılır ve gelişmiş.

Fiberglass gibi sıradan kompozit materyaller, cam fibreleri ve sıradan yüksek polimerler (resin) gibi düşük performanslık desteklerinden oluşur. Düşük fiyatı yüzünden gemiler, araçlar, kimyasal boru hatları ve depo tankları, yapılar ve spor ekipmanları gibi çeşitli alanlarda kullanıldı.

Gelişmiş kompozit materyaller, karbon fiber ve aramid gibi yüksek performanslı sıcaklık dirençli polimerlerden oluşan kompozit materyallere referans ediyor. Sonra metal tabanlı, keramik tabanlı, karbon (grafit) tabanlı ve fonksiyonel kompozit materyalleri de dahil edildi. Mükemmel performansları varsa da, fiyatları relativ yüksektir. Özellikle savunma end üstrisinde, aerospace, precision makinelerinde kullanılır, derin deniz altıcıları, robot yapı komponentlerinde ve yüksek sonlu spor ekipmanlarında.

3. Uygulama

Kompilet maddelerin ana uygulama bölgeleri:

Üzgünüm. Hava kanatları ve ön vücudunu, uydu anteneleri ve destekleyen yapıları, güneş hücreleri kanatları ve patlamaları, büyük fırlatma araç patlamaları, motor patlamaları, uzay shuttle yapıcı komponentleri oluşturmak için kullanılabilir.

Otomatik endüstri. Kompilet materyallerin özel vibrasyon damlası özellikleri yüzünden vibrasyon ve sesi düşürebilirler, güzel yorgunluk dirençlerini düzeltebilirler, zararlardan sonra tamir etmek kolaydır ve bütün oluşturmak kolaydır. Bu yüzden, otomobil vücutlarını üretmek için kullanılabilirler, yükleme taşıyan komponentleri, nakliye kapıları, motor dağıtıları ve iç komponentlerini üretmek için.

Kimyasal, tekstil ve makineler üretimi alanlarında. Karbon fiber ve resin matrisinden oluşan bir materyal, iyi korozyon direniyeti ile, kimyasal ekipmanlar, tekstil makineler, kağıt makineleri, kopyalar, hızlı hızlı makine araçları, kesin aletler, etc. üretmek için kullanılabilir.

Tuvalet alanı. Karbon fiber kompozit materyalleri harika mekanik özellikleri ve renk ışınlarının absorpsyonu olmayan ve tıbbi renk makineleri ve ortopedik stentleri üretmek için kullanılabilir. Karbon fiber kompozit maddeleri de biyolojik uyumluluğu ve kan uyumluluğu, biyolojik ortamlarda iyi stabillik ve biyolojik tıbbi maddeler olarak da kullanılır. Ayrıca, kompozit maddeler de spor ekipmanları ve inşaat maddeleri olarak üretilmek için kullanılır.

4. Zirkonium fosfat değiştirilmiş kompozit materyali

Son yıllarda, polimer/inorganik katlı nanokompozitler, çeşitli a çılarda mükemmel özellikleri yüzünden büyük dikkati çektiler. Birçok araştırmalar, kompozit maddelerin mekanik ve sıcak özelliklerinin nanoorganik doldurucıların küçük içerikleriyle önemli bir şekilde geliştirilebileceğini gösterdi. Şu anda, polimerlerle montmorilonit ve attapulgit gibi organik sütun maddelerin nanokompozitlerinde birçok araştırma yapıldı, fakat polimer/zirkonyum fosfat nanokompozitlerinde relativ küçük araştırma var.

α - ZrP laminatı stabil bir yapıdır ve misafirin karmaşık katına girdikten sonra bile relatively stabil bir laminat tutabilir. Ayrıca büyük bir ion değiştirme kapasitesi ve kontrol edilebilir aspekt oranı ve kısa parçacık boyutlu dağıtımı vardır, polimer/katlı inorganik nanokompositlerin hazırlaması için uygun olur. Zirkonium fosfatının karışık katmanı arttırmak için, polimer matrisinde gecikmesini tercih et ve zirkonyum fosfat katmanları ve polimer matrisinin karşılığını arttırmak için, a-ZrP'nin organik değiştirmesi gerekiyor. α - ZrP genelde küçük molekül aminler veya alkol ile değiştirilir - OH protonasyonu tepkileri veya hidrogen bağlantısı içerisinde ve dışarıdaki katlarda ve büyük moleküllerle de karıştırılır. Ancak küçük karıştırma uzağı yüzünden büyük molekülleri doğrudan karıştırmak zor, genelde büyük moleküllerle değişmeden önce küçük molekül desteği gerekiyor.

Uzun zincir dört boyutlu amonium tuzları (DMA-CMS) oktadecil dimetilamin (DMA) ve p-hlorometil styrene (CMS) kullanarak sintezleştirildi. α-ZrP methylamin ile önceden desteklendi ve organik değiştirilmiş zirkonyum fosfat (ZrP. DMA. CMS) almak için DMA-CMS ile değiştirildi. Organik tedavi edilmiş zirkonyum fosfat PS/organik değiştirilmiş zirkonyum fosfat nanokompositlerini hazırlamak için PS ile erildi ve yapısı ve özellikleri araştırıldı.

XRD analizi, uzun zincirli dört boyutlu amonium tuzu DMA-CMS, metilamin ön desteğinden sonra α - ZrP katlarının arasında yerleştirmek relativ kolay olduğunu gösteriyor. İnterkalasyondan sonra, zirkonyum fosfat arasındaki uzakta 0,8 nm'den 4,0 nm'e gelir ve interalasyon etkisi önemlidir. ZrP DMA-CMS'in değiştirilmiş zirkonyum fosfatı (ZrP DMA-CMS) ve PS'nin 4.0 nm'den 4.3 nm'e karşılaştığı, ZrP DMA-CMS'e karşılaştığı ikinci tarafından hazırlanmış nanokompozit maddeleri ve zirkonyum fosfatının karşılaştığı bazı polistyrene ile birlikte 4.0 nm'den 4.3 nm uzayı genişletiyor.

Mehanik analiz, zirkonyum fosfat içeriğinin %1 olduğunda, tensil gücü, elastik modüller, kırıklığında uzunluğu ve PS/organik değiştirilmiş zirkonyum fosfat nanokompozitlerinin etkisi %4, 21%, 8%, ve 43%'den arttığını gösteriyor. Fakat zirkonyum fosfat içeriğinin artması ile, tensil gücü, elastik modüller, kırıldığında uzunluğu ve nanokompositlerin etkisi düşük bir trendi gösteriyor ve materyalin gücü, sertlik ve zorlukları azaltmaya başladı. Organik değiştirilmiş zirkonyum fosfat ZrP DMA-CMS'in uygun bir miktarının eklenmesi, PS üzerinde güçlendirme ve zorlaştırma etkisi var.