Kompozit materialın istifadə sahəsi

Kompozit materiallar, bir-birini tamamlayan və təkmilləşdirən, lakin son məhsulda özünəməxsus xüsusiyyətlərini qoruyan iki və ya daha çox digər materialın birləşdirilməsi yolu ilə hazırlanır.

plastik təbəqə ekstruziya maşını

plastik təkrar emal üçün maşınlar

Əla performanslarına görə kompozit materiallar müxtəlif sahələrdə geniş istifadə olunur və bu məqalələr seriyası kompozit materialların əsas tətbiq sahələrini, o cümlədən aerokosmik, avtomobil sənayesi, tikinti, enerji, enerji saxlama, infrastruktur, dənizçilik, boru kəmərləri və saxlama çənləri, idman və əyləncə, nəqliyyat və digər on sahəni əhatə edən əhatəli bir inventarizasiyanı əhatə edəcək.

1

Aerospace

Avropanın Airbus və ABŞ-ın Boeing kimi böyük aviasiya istehsalçıları aviasiyada kompozitlərin genişmiqyaslı tətbiqi üçün potensial nümayiş etdiriblər, NASA isə innovativ kompozit həlləri olan raketlər və digər kosmik gəmilər üçün kompozit istehsalçıları axtarır.

Boeing tərəfindən hazırlanmış hər yeni nəsil təyyarədə kompozit materialların nisbəti artmış və Boeing 787 Dreamliner-də kompozit materialların nisbəti 50%-i keçib. Boeing 787 Dreamliner-in əsas struktur komponentləri daha çox karbon lifli "sendviç" kompozitlərindən və qabaqcıl karbon lifli laminatlardan hazırlanır və arxaik şüşə lifli kompozitlərdən uzaqlaşır.

Digər tərəfdən, aramid lifləri aparıcı və arxa kənar qanad birləşmələrinin, eləcə də çox sərt, çox yüngül arakəsmələrin, yanacaq çənlərinin və döşəmələrin tikintisində geniş istifadə olunur. Bundan əlavə, ümumi matris materiallarına yerləşdirilmiş yüksək möhkəmlikli və sərt liflərdən ibarət qabaqcıl kompozit materiallar da aerokosmik sənayedə geniş istifadə olunur.

2

Avtomobil sənayesi

Kompozit materiallar üçün ən böyük son istifadə bazarı olan avtomobil sənayesi kompozit materiallara yad deyil. Kompozit materiallar nəqliyyat vasitələrinin dizaynında qabaqcıl olmaqla yanaşı, nəqliyyat vasitələrini daha yüngül və daha qənaətcil hala gətirməyə kömək edir. Avtomobillər sürtünmə, korroziya və temperatur dalğalanmalarına davam gətirə bilən komponentləri olan etibarlı, sinxronlaşdırılmış mexanizmlərə ehtiyac duyur.

Dizayn və ya istehsaldakı qeyri-dəqiqliklər performansa təsir edəcək və istehsalçı biznesinə baha başa gələ bilər. Metallik poladla müqayisədə kompozit materialların performansı avtomobil sənayesinin tələblərini ödəyir və üstələyir. Bu unikal xüsusiyyətlərə aşağıdakılar daxildir:

istilik genişlənməsinin aşağı əmsalı

Formanın saxlanması və etibarlılığı üçün əla ölçülü sabitlik

Yaş və quru şəraitdə korroziyaya davamlılıq

Təkrar istifadəyə davam gətirmək üçün yüksək təsir gücü

Nəqliyyat vasitəsinin ümumi kütləsini azaltmaq üçün nisbətən yüngül çəki

Daha yaxşı səs izolyasiyası və daha yaxşı performans

A sinif səth tələblərinə, boyama və bişirmə proseslərinə cavab vermək qabiliyyəti də daxil olmaqla, boyama üçün qəbul edilə bilənlik

İstehsalı asandır və nisbətən aşağı qiymətə malikdir

Avtomobilin daxili və xarici konstruksiyalarında kompozit materialların tipik tətbiqləri

Kompozit materiallar faraların fara korpuslarından tutmuş kapotun altındakı elektrik və istilik izolyasiya komponentlərinə, avtomobil kuzovunun xarici hissələrinə, daxili konstruksiyalara və bəzək hissələrinə qədər bir sıra avtomobil konstruksiya hissələrində geniş istifadə edilmişdir. Avtomobil hissələrində kompozit materialların ümumi tətbiqləri aşağıda verilmişdir:

Deflektorlar və spoylerlər

suqəbuledici manifoldu

Batareya qutusu və qapağı

Bamperlər və bamper şüaları

Silindr başlıqları (məsələn, klapanlar, yellənən qollar, kamlar) örtükləri

Pəncərə/lyuk çərçivəsi

Ön qril açılış lövhəsi

ön fara korpusu

İstilik qalxanları (məsələn, mühərrik, transmissiya)

Dayaqlar və örtüklər

3

Tikinti sektoru

Tikinti icması kompozit materialların anlaşılması və istifadəsində əhəmiyyətli dərəcədə artım yaşayır. Kompozitlər memarlara və dizaynerlərə genişmiqyaslı layihələrdə yüksək performans və dəyər təmin edir və onların kommersiya və yaşayış tikintisində istifadəsi artmaqdadır.

Bu yaxınlarda dərc olunmuş məqalədə Palari Group davamlı 3D çap icmaları və evlər qurur. Mighty Buildings, əlverişli və davamlı evlər yaratmaq üçün 3D çap, robototexnika və avtomatlaşdırmadan istifadə edən bir tikinti texnologiyası şirkətidir. Evin əsas tikinti bloku, struktur, izolyasiya, MEP inteqrasiyası, hava/nəm/yanğın maneəsi və daxili/xarici örtüklərə malik 3D çaplı 100% polimer kompozit panel olan Mighty Panel-dir. Mighty Buildings fabrikində fərdi panelləri çap edir, sonra onları tikinti sahəsindəki evlərə yığır.

Tikintidə karbon lifinin yüksək möhkəmlik xüsusiyyətləri müsbət rol oynayır. Karbon lifi son dərəcə möhkəm, yumşaq və asanlıqla döşənir və binaları yeni binalara bənzəmək üçün təmir etmək və möhkəmləndirmək üçün istifadə edilə bilər. Karbon lifli laminatlar döşəmələrin və sütunların yük daşıma qabiliyyətini artırmaq üçün geniş istifadə olunur. Bundan əlavə, karbon lifi zəlzələ zədələrinə davamlıdır, buna görə də yeni binaların struktur möhkəmləndirilməsində və prefabrik poladın əvəzedicisi kimi də istifadə edilə bilər.

4

Enerji saxlama sahəsi

Çoxfunksiyalı enerji saxlama kompozitləri (MESC), batareya təbəqələrini strukturun içinə yerləşdirməklə hazırlanır və bir-birinə bağlı pərçimlər batareya təbəqələrini bərkidir və mexaniki xüsusiyyətlərin yaxşılaşdırılmasına kömək edir. Təcrübə sınaqları göstərir ki, MESC-lər digər materiallarla müqayisə edilə bilən elektrokimyəvi davranışa malik ola bilər. Kisə elementləri ilə müqayisədə MESC-lər 60% kapsullaşdırma səmərəliliyi ilə 15 dəfə daha yüksək mexaniki sərtliyə nail olur.

Kompozitlərin enerji saxlama sahəsində digər nümayəndəlik tətbiqlərinə aşağıdakılar daxildir:

Aerokosmik üçün hidrogen çənləri

Hidrogen Yanacaq Hüceyrə Sistemi

Təbii kompozit material batareyası

5

infrastruktur sahəsi

Dəqiq desək, infrastruktur və binalar arasında ciddi bir fərq yoxdur. Son illərdə yeni, ucuz və yüksək performanslı struktur kompozit materiallarının ortaya çıxması ilə infrastruktur tikintisi yeni bir mərhələyə qədəm qoyub. Liflə möhkəmləndirilmiş plastik (FRP) bir çox yükdaşıyıcı konstruksiyalarda poladı əvəz etməklə yanaşı, beton şüaları daxili və ya xarici birləşdirilmiş liflə möhkəmləndirilmiş plastik (FRP) ilə möhkəmləndirməyin də mümkün olduğu sübut edilmişdir.

Şüşə, aramid və ya karbon liflərindən hazırlanmış kompozitlər getdikcə daha çox əvvəlcədən gərginləşdirmə, sonradan gərginləşdirmə və ya beton möhkəmləndirmə üçün nəzərdən keçirilir. Korroziyaya uğramış armaturu əvəz etmək üçün FRP sistemləri nəticədə beton körpü göyərtələrində və ya digər açıq beton döşəmə konstruksiyalarında istifadə edilə bilər.

Korroziyaya davamlılıq, karbon lifini infrastruktur sektorunda bu qədər cəlbedici edən əsas amillərdən biridir. Karbon lifi korroziyaya uğramır və paslanmır, buna görə də karbon lifli beton təbəqəsi çox incəldilə bilər, çünki polad nüvəsi kimi antikorroziyanı nəzərə almağa ehtiyac yoxdur, bu da binada istifadə olunan beton miqdarını xeyli azaldır və həmçinin xərcləri azaltmaq və tikinti prosesini sürətləndirmək, qurutma müddətini qısaltmaq və s. kimi digər üstünlüklərə malikdir. Bundan əlavə, yaxşı elektrik keçiriciliyinə görə karbon lifi elektromaqnit müdaxiləsini qorumaq, bina parametrləri məlumatlarını ötürmək və ağıllı binaların ayrılmaz hissəsinə çevrilmək üçün istifadə edilə bilər.

6

Yeni enerji sahəsi

Bərpa olunan enerjidə kompozit materialların istifadəsi, dayanıqlı enerjidən istifadə edə bilən konstruksiyalar yaratmaqla getdikcə daha vacib rol oynayacaq. Metal konstruksiyalarla müqayisədə daha aşağı çəki, daha aşağı nəqliyyat və quraşdırma xərcləri və ən əsası, konstruksiyanın ömrü boyu daha aşağı texniki xidmət xərcləri kompozitləri genişmiqyaslı layihələr üçün faktiki material kimi mövqeləndirib. İqtisadi həllər təqdim edin.

Külək turbinləri bıçaqlarının yüngül çəkisi və mürəkkəb hava yastığı formaları, minimal əməklə bıçaqların iqtisadi cəhətdən səmərəli istehsalı üçün hazırlanmış qəliblərdən istifadə edərək kompozitləri bu sahədə liderə çevirmişdir. Hazırkı tədqiqat və inkişaf quru və dəniz sistemləri üçün turbin və rotor bıçaqları üçün tələb olunan artan ölçüləri ödəməyə yönəlmişdir.

7

okean sahəsi

Onilliklər ərzində FRP kompozitləri radomlar və kütləvi konstruksiyalar, superyaxtalar, iş qayıqları və istirahət qayıqları kimi dəniz tətbiqlərində uğurla istifadə edilmişdir. Daha yaxınlarda isə FRP yataklar, pervaneler, kommersiya lyukları, egzoz boruları və dam konstruksiyaları kimi daha az tanınan tətbiqlərdə istifadə edilmişdir.

Dəniz tətbiqlərində şüşə lifli kompozitlərin istifadəsi ŞFP tətbiqinin ilk əhəmiyyətli sahələrindən biri idi. Bu, birdən çox sahədə böyük kompozit konstruksiyaların dizaynı və istehsalı qabiliyyətini inqilab etdi. Qayıq, Böyük Britaniyada əl ilə döşənmiş ŞFP, qatran infuziyası, termoplastik və yarış yaxtaları üçün yüksək performanslı karbon lif prepreqi daxil olmaqla müxtəlif proseslərdən istifadə edilərək istehsal olunur.

Dəniz tətbiqlərində GRP-nin əsas üstünlükləri aşağıdakılardır:

Ətraf mühitə qarşı müqavimət, o cümlədən çürümədən azadlıq, korroziyaya davamlılıq və s.

Sorunsuz, mürəkkəb formalı strukturları emal etmək bacarığı

Yük şəraitinə uyğun olaraq gücü tənzimləmək bacarığı

Əla möhkəmlik-çəki xüsusiyyətləri - Şüşə Saplı Plitəli Dəniz Konstruksiyaları adətən ekvivalent polad konstruksiyaların çəkisinin yarısı qədərdir.

az texniki xidmət və asan təmir

əla davamlılıq

Avarçəkmə qayıqları digər dəniz strukturlarına nisbətən kompozit materiallardan daha geniş istifadə edir. Xüsusi tələblərə görə istifadə olunan materiallar tipik dəniz tikinti materialları deyil. Maksimum sürətlə üzmək və dalğaların və dəniz mühitinin digər elementlərinin təsirlərinə müqavimət göstərmək üçün onun dizaynında minimum çəki və maksimum sərtlik çox vacib idi.

Karbon lifli möhkəmləndirilmiş epoksi kompozitlər adətən pətək və ya köpük nüvəli gövdələr, çərçivələr, killər, dirəklər, çubuqlar və bumlar, karbon vinç barabanları və valların işlənməsi üçün istifadə olunur. FRP-nin istifadəsi performansı artırmağa və müxtəlif beynəlxalq yelkənli şəraitdə naviqasiya qüsurları və nasazlıq riskini minimuma endirməyə kömək edir.

8

Boru kəməri sistemi sahəsi

Kompozit boru sistemləri kimya zavodlarında 25 ildən çoxdur ki, istifadə olunur. Sənaye tətbiqlərində kompozit materialların istifadəsi 1970-ci illərdə geniş yayılıb. Bu gün kompozit boru və çən qurğuları yerüstü və yeraltı, kommersiya, bələdiyyə və yaşayış tətbiqlərində artmaqdadır. Yeni kimya müəssisələri inşa edildikcə və köhnə müəssisələr genişləndirildikcə ucuz təbii qaz bazarı daha da genişləndirir.

Kompozit boruların tipik tətbiqləri və məhsullarına aşağıdakılar daxildir:

havanın çirklənməsinə nəzarət

balıqçılıq

kimyəvi emal

duzsuzlaşma

Neft və təbii qaz

Su və Atıksu Arıtma

kəmər

Fitinqlər və astarlar

Boru kəməri sistemi

Yanacaq çəninin astarlanması

neft saxlama çəni

Proses konteyneri

Qabaqcadan

qapaq

9

İdman və istirahət sahəsi

Karbon lifi idman malları sahəsində, yarışlardan xizək sürmə, qolf, balıqçılıq və tennisə qədər həmişə ön planda olub və karbon lifi geniş istifadə olunub. Karbon lifinin artan populyarlığı və qiymətinin düşməsi ilə idman mallarında daha çox istifadə olunub.

Karbon lifi hazırda bir çox raketkalarda, snoubordlarda, xizəklərdə, xokkey çubuqlarında, balıq ovu çubuqlarında, qolf dəyənəklərində, velosipedlərdə, sörf lövhələrində, uçurtmalarda, ayaqqabılarda və digər idman məhsullarında istifadə olunur.

İdman və Asudə Vaxtlarda Karbon Lif

Hazırda ən populyar 10 açıq hava idman və istirahət fəaliyyətindən 7-si kompozit materiallardan istifadə edir. Şüşə lifli və karbon lifli möhkəmləndirilmiş kompozitlər balıq ovu çubuqlarında, tennis raketkalarında, kayak avarları üçün dayaqlarda/şaftlarda, windsurfing dirəklərində və lövhələrində, xokkey çubuqlarında, uçurtmalarda və velosiped sükanlarında ağac və metalı əvəz etməyə davam edir.

10

daşıma

Nəqliyyat sənayesində daha böyük nəqliyyat vasitələrindən istifadə etmək tendensiyası mövcuddur. İstər avtobus, istər qatar, istərsə də yük maşını olsun, ideya sadədir: daha çox yük daşımaq. Çətinlik yanacağa qənaət edərkən və ətraf mühitə təsirini azaltmaqla daha böyük yükləri təhlükəsiz şəkildə daşımağın yollarını tapmaqdır. Kompozit materiallar bu çətinliyə təsirli bir cavab təqdim edir.