Kompozitlar texnologiyasi. Zamonaviy yuqori texnologiyali texnologiyalar Bir qatlamli qatlamlarni issiq presslash

Ushbu usul davomida oldindan tayyorlangan plomba moddalari qo'llaniladi. Ushbu usul tufayli mahsulotning yuqori bir xilligi mustahkamlik uchun kafolatlanadi va ko'rsatkichlar nazorat qilinadi. Biroq, olingan mahsulotning sifati ko'p jihatdan ishchilarning malakasi va tajribasiga bog'liq.

Qo'lda ishlangan shisha tolali mahsulotlarni ishlab chiqarish bir necha bosqichlarga bo'lingan. Birinchi bosqich tayyorgarlik deb ataladi, uning davomida kutilgan mahsulot matritsasining yuzasi tozalanadi, so'ngra yog'sizlanadi va nihoyat bo'shatish mumi qatlami qo'llaniladi. Birinchi bosqichning oxirida matritsa himoya va dekorativ qatlam - gelkoat bilan qoplangan. Ushbu qatlam tufayli kelajakdagi mahsulotning tashqi yuzasi hosil bo'ladi, rang o'rnatiladi va undan himoya qilinadi zararli omillar suv, ultrabinafsha nurlar va kimyoviy reagentlar kabi. Salbiy matritsalar asosan tayyor mahsulot ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Maxsus gelkoat qatlami quriganidan so'ng, siz qoliplash deb ataladigan keyingi bosqichga o'tishingiz mumkin. Ushbu bosqichda dastlab kesilgan shisha material matritsaga joylashtiriladi, shuningdek, boshqa turdagi plomba moddasi ham ishlatilishi mumkin. Keyinchalik kutilgan mahsulotning "skeleti" ni shakllantirish jarayoni keladi. Keyin katalizatorli qatron, oldindan aralashtirilgan, tayyorlangan shisha materialga qo'llaniladi. Qatronlar cho'tkalar va yumshoq rulolar yordamida matritsa bo'ylab teng ravishda taqsimlanishi kerak. Yakuniy bosqich dumaloq deb atash mumkin. Hali qattiqlashmagan laminatdan havo pufakchalarini olib tashlash uchun ishlatiladi. Agar ular olib tashlanmasa, bu tayyor mahsulot sifatiga ta'sir qiladi, shuning uchun laminat qattiq rulon bilan o'ralishi kerak. Tayyor mahsulot qotib qolgandan so'ng, u qolipdan chiqariladi va ishlov beriladi, bu teshiklarni burg'ulash, qirralarning atrofida ortiqcha shisha tolalarni kesish va hokazolarni o'z ichiga oladi.

Ushbu usulning afzalliklari:

• mavjud haqiqiy imkoniyat mahsulotni oling murakkab shakl va minimal investitsiyalar bilan katta hajmga ega;
• mahsulot dizayni osongina o'zgartirilishi mumkin, chunki mahsulotga o'rnatilgan qismlar va armaturalar kiritilgan va uskunalar va kerakli jihozlarning narxi ancha past;
• Matritsani yaratish uchun uning nisbati va shaklini saqlab turishga qodir bo'lgan har qanday material ishlatiladi.

Ushbu usulning kamchiliklari:

• muhim xarajatlar qo'l mehnati;
• unumdorlik juda past;
• mahsulot sifati qolipchining malakasiga bog'liq bo'ladi;
• Ushbu usul kichik hajmdagi mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun javob beradi.

2. Püskürtme.

Ushbu usul kichik va o'rta ishlab chiqarish uchun javob beradi. Püskürtme usuli, bu usul uchun asbob-uskunalarni sotib olishda ba'zi xarajatlar mavjud bo'lsa-da, kontaktni shakllantirishga nisbatan juda ko'p afzalliklarga ega.

Maxsus o'rnatish sizga murojaat qilish imkonini beradi himoya qoplamasi va plastmassa. Shu sababli, materialni oldindan kesish va bog'lovchini tayyorlashning hojati yo'q, buning natijasida qo'l mehnatining bir qismi keskin kamayadi. Maxsus qurilmalar qatron va sertleştirici dozalarini avtomatik ravishda aniq hisoblab chiqadi, shuningdek, ular ayiqlarni bo'laklarga bo'linadi. talab qilinadigan o'lchamlar(0,8 - 5 sm). Kesish jarayonidan so'ng ipning qismlari biriktiruvchi oqimga tushishi va matritsaga o'tish vaqtida to'yingan bo'lishi kerak. Qo'l mehnati orqali matritsadagi shisha tolali siqish jarayoni rulon yordamida amalga oshiriladi.

Püskürtme orqali shisha tolali shisha ishlab chiqarishda bir qator afzalliklar:

• vaqt tejaladi va foydali hududlar materialni kesish va bog'lovchini tayyorlashning hojati yo'qligi sababli;
• qoliplash uchun maxsus tayyorlangan joylar sonini qisqartirish hisobiga ishlab chiqarish maydonlarining sonini qisqartirish mumkin;
• mahsulotni shakllantirish tezligi oshadi;
• mahsulot sifati ustidan nazorat soddalashtirilgan;
• fondi ish haqi sezilarli tejash;
• roving nisbatan bo'lganligi sababli arzon material, keyin hosil bo'lgan mahsulotning narxi sezilarli darajada kamayadi.

Bog'lovchi oz miqdorda tayyorlanganda, qo'lda qoliplash paytida bog'lovchining 5% gacha bo'lgan qismi asboblar va idishning devorlarida qoladi, bu juda tejamkor emas. Ma'lumki, hosil bo'lgan mahsulot sifati montaj operatorining malakasi va tajribasiga bog'liq bo'ladi. Ushbu usul qo'lda kalıplama paytida bo'lgani kabi bir xil asboblardan foydalanadi.

3. Pultrusion.

Pultrusion texnologiyasi tolali plastmassalardan bir o'qli yo'naltirilgan profil mahsulotlarini uzluksiz ishlab chiqarishga asoslangan. dan yasalgan doimiy kesma bilan profilli mahsulot mos material Aynan shu narsa pultrusion orqali olinishi mumkin.

Maxsus pultrusion mashinasi tufayli shisha tolali profil ishlab chiqariladi. Bunday mashina mustahkamlovchi materiallarni etkazib berish bo'limidan, matritsadan, emdirish uchun qismdan, tortish moslamasidan va boshqaruv blokidan iborat. isitish elementlari va kesish bo'limidan. Yo'naltirilgan tolali paketni quruq holatda mustahkamlash va uni quruq paket orqali pompalanadigan polimer kompozitsiyasi bilan singdirish yaxshiroqdir. Ushbu texnologiya tufayli havo materialga kirmaydi. Ortiqcha qatron yana panga quyiladi va qayta ishlanadi. Mustahkamlovchi material sifatida ishlatiladigan roving g'altaklardan quruq holatda yechiladi va maxsus usulda to'plamga yig'iladi. Keyin material emdirish moslamasiga kiradi - bu qatronli maxsus vanna bo'lib, u erda poliester, epoksi yoki boshqa bog'lovchi bilan to'liq namlanadi. Keyin allaqachon singdirilgan material isitiladigan qolipga yuboriladi, uning vazifasi profil konfiguratsiyasini shakllantirishdir. Keyin kompozitsiya belgilangan haroratda qattiqlashadi. Natijada shisha tolali profil paydo bo'ldi, uning konfiguratsiyasi matritsa shakliga mos keladi.

Pultrusion tomonidan ishlab chiqarilgan mahsulotlar klassik qoliplash usullari bilan tayyorlangan qismlarga nisbatan yuqori xususiyatlarga ega ekanligi isbotlangan. Ushbu usulning narxining oshishi ushbu jarayonga xos bo'lgan bir qator afzalliklarga bog'liq. Afzalliklari orasida tolalar tarangligi va yo'nalishini qat'iy nazorat qilish, teshiklarni kamaytirish va kompozitsiyada doimiy tola tarkibini saqlash kiradi. Ko'rinib turibdiki, hatto qatlamlararo kesish xususiyati ham aniq yaxshilangan. Yoniq bu daqiqa Asosiy pultrusion jarayonining bir nechta variantlari ishlab chiqilgan bo'lib, ular ko'pchilikni qiziqtiradi va sanoat uchun juda ko'p narsani anglatadi. Ularning afzalliklari yaxshi elektr, fizik, kimyoviy va termal xususiyatlar, yuqori ishlash va mukammal o'lchovli bardoshlik. Ushbu pultrusion usullaridan biri doimiy plastinka va qatlamli yarim tayyor mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun aniq mo'ljallangan.

Biroq, har bir usul o'zining kamchiliklariga ega. Ushbu usul jarayonning tezligi kabi kamchilik bilan tavsiflanadi, bu harorat va bog'lovchining qattiqlashuv tezligiga bog'liq bo'ladi. Odatda past issiqlikka chidamli polyester qatronlar uchun kichikdir. Yana bir kamchilik shundaki, mahsulotning uzunligi bo'ylab doimiy kesmani ta'minlash qiyin, ayniqsa murakkab bo'lmagan tasavvurlar shakliga ega bo'lgan mahsulotlar - kvadrat, dumaloq, I-nur va boshqalar bundan mustasno. Mahsulotni olish uchun siz faqat iplar yoki iplardan foydalanishingiz kerak. Biroq, yaqinda profilli mahsulotlarni ishlab chiqarish usulining bu kamchiliklari asta-sekin yo'q qilindi va bu jarayondan foydalanish sezilarli darajada kengaydi. Polivinil efirlarga asoslangan kompozitsiya va epoksi qatronlar ah polimer matritsalari sifatida ishlatiladi. Polisulfon, polietersulfon va plastiklashtirilgan polimid asosidagi bunday polimer matritsalaridan foydalanish diametri taxminan besh mm bo'lgan novdalarni taxminan yuz ikki m / min tezlikda shakllantirish tezligiga erishish imkonini beradi.

Murakkab mustahkamlangan profil mahsulotlarini olish uchun tolali matlar yoki matolardan iborat qatlamli materiallarni chizish usulini qo'llash kerak. Hozirgi vaqtda spiral qatlamni o'rash va cho'tkalashni birlashtirgan quvurli mahsulotlarni ishlab chiqarish usullari ishlab chiqilgan. Pichoqlar shamol turbinalari kimda bor murakkab profil ko'ndalang kesim, ega bo'lgan materiallardan foydalanishga misol qilib keltirish mumkin murakkab sxema kuchaytirish Plitalar uchun yarim tayyor mahsulotlarni shakllantirish uchun uskunalar allaqachon ishlab chiqilgan. avtomobil buloqlari, ular egri sirt va o'zgaruvchan kesimga ega.

4. O'rash.

Shisha tolali mahsulotlarni shakllantirishning eng istiqbolli usullaridan biri bu tolali o'rash usuli bo'lib, u mahsulotlarda ularning shakli va ish xususiyatlariga qarab kerakli plomba tuzilishini yaratadi. Iplar, lentalar, iplarni plomba sifatida ishlatish tufayli mahsulotlarning maksimal mustahkamligini ta'minlaydi. Bundan tashqari, bunday plomba moddalari eng arzon hisoblanadi.

Elyafni o'rash jarayoni nisbatan oddiy usul sifatida tavsiflanishi mumkin, bunda mustahkamlovchi material doimiy tirgak (tortma) yoki ip (ip) shaklida aylanadigan mandrelga o'raladi. Maxsus mexanizmlar o'rash burchagini va mustahkamlovchi materialning joylashishini nazorat qiladi. Ushbu qurilmalar mandrelning aylanishiga mos keladigan tezlikda harakatlanadi. Materiallar mandrelning atrofiga bir-biriga tegib turgan chiziqlar shaklida yoki mandrel yuzasi to'liq qoplanmaguncha ba'zi bir maxsus naqshlarda o'ralgan. Ketma-ket qatlamlar bir burchak ostida yoki burchak ostida qo'llanilishi mumkin turli burchaklar kerakli qalinlikka erishilgunga qadar o'rash. O'rash burchagi bo'ylama deb ataladigan juda kichikdan katta - aylanagacha o'zgaradi. Ushbu tartibga solish mandrelning o'qiga nisbatan 90 0 ni nazarda tutadi, bu intervalning barcha spiral burchaklarini qoplaydi.

Termosetting qatroni mustahkamlovchi material uchun bog'lovchi bo'lib xizmat qiladi. Nam o'rash jarayonida qatron to'g'ridan-to'g'ri o'rash vaqtida qo'llaniladi. Quruq o'rash jarayoni B-bosqichida qatron bilan oldindan singdirilgan rovingdan foydalanishga asoslangan. Qattiqlashuv yuqori haroratda ortiqcha bosimsiz amalga oshiriladi. Jarayonning yakuniy bosqichi mahsulotni mandreldan olishga asoslangan. Agar kerak bo'lsa, tugatish operatsiyalari amalga oshirilishi mumkin: mexanik ishlov berish yoki silliqlash. Asosiy o'rash jarayoni ko'plab variantlar bilan tavsiflanadi, ular faqat o'rashning tabiati, shuningdek, dizayn xususiyatlari, materiallarning kombinatsiyasi va uskunalar turi bilan farqlanadi. Tuzilish aylanish yuzasida bo'lgani kabi o'ralgan bo'lishi kerak. Shu bilan birga, boshqa turdagi mahsulotlarni qoliplash mumkin, masalan, hali qotib qolmagan yara qismini yopiq qolip ichida siqish orqali.

Dizayn silliq silindr, quvur yoki quvurga o'xshaydi, ularning diametri bir necha santimetrdan bir necha o'n santimetrgacha. O'rash konusning, sharsimon va geodezik shakldagi mahsulotlarni shakllantirishga imkon beradi. Bosim idishlari va saqlash tanklarini olish uchun o'rashga so'nggi qopqoqni kiritish kerak. Nostandart yuklash sharoitida ishlaydigan mahsulotlarni shakllantirish mumkin, masalan, tashqi yoki ichki bosim, siqish yuklari yoki moment. Termoplastik quvurlar va yuqori bosimli metall idishlar tashqi bantlar bilan o'ralgan holda mustahkamlanadi. Olingan mahsulotlar xarakterlanadi yuqori daraja aniqlik. Biroq, o'rash jarayonining yana bir tomoni bor, bu jarayon pastroq ishlab chiqarish tezligi bilan tavsiflanadi. Afzallik shundaki, har qanday doimiy mustahkamlovchi material o'rash uchun mos keladi.

Mashinalarni o'rash jarayoni uchun ishlatish mumkin har xil turlari: turli xil stanoklar va zanjirli dastgohlardan tortib, uch yoki to'rtta harakat o'qi bilan tavsiflangan murakkabroq kompyuterlashtirilgan birliklargacha. Quvurlarni doimiy ravishda ishlab chiqaradigan mashinalar ham qo'llaniladi. Katta tanklarni o'rashni osonlashtirish uchun o'rnatish joyida ko'chma uskunani loyihalash kerak.

O'rash usulining asosiy afzalliklari:

• jarayonning tezligi tufayli iqtisodiy nuqtai nazardan foydali bo'lgan materialni yotqizish usuli;
• qatron/shisha nisbatini sozlash imkoniyati;
• kam o'lik vazn, lekin yuqori quvvat;
• bu usul korroziyaga va chirishga moyil emas;
• nisbatan arzon materiallar;
• profillarning yo'nalishli tolalarga ega bo'lishi va shisha materiallarning yaxshi tarkibi tufayli laminatlarning yaxshi tuzilishi.

5. Bosish.

Bosish jarayoni to'g'ridan-to'g'ri berishdan iborat kerakli shakl yuqori bosim ta'sirida mahsulot, bu materialning tez qotib qolish haroratida qolipda hosil bo'ladi. Rahmat tashqi bosim bosilgan materialda uning siqilishi va oldingi strukturaning qisman buzilishi sodir bo'ladi. Siqilish paytida hosil bo'lgan materialning aloqa zarralari orasidagi ishqalanish issiqlik energiyasini hosil qiladi, bu albatta bog'lovchining erishiga olib keladi. Material viskoplastik holatga o'tgandan so'ng, u bosim ostida qolipga tarqalib, izchil va siqilgan strukturani hosil qiladi. Qattiqlashuv jarayoni bog'lovchining erkin guruhlari orasidagi polikondensatsiya tufayli makromolekulalarning o'zaro bog'lanish reaktsiyasiga asoslangan. Reaksiya issiqlikni talab qiladi, uning davomida past molekulyar og'irlikdagi, uchuvchi moddalar, masalan, metanol, suv, formaldegid, ammiak va boshqalar chiqariladi.

To'g'ridan-to'g'ri presslash texnologiyasi uchun parametrlar:

• oldindan isitish harorati;
• bosim bosimi;
• bosim harorati;
• bosim ostida vaqtinchalik ta'sir qilish;
• prepress parametrlari;

To'g'ridan-to'g'ri bosish paytida bosim to'g'ridan-to'g'ri qolip bo'shlig'idagi materialga ta'sir qiladi, shuning uchun qolib qismlari muddatidan oldin eskirishi mumkin. Mahsulot hajmiga qarab, bosish davri 4 dan 7 minutgacha bo'lishi mumkin. Plastmassalarni mustahkamlash uchun to'g'ridan-to'g'ri presslash ikki turga ega, ular tolali plomba qanday singdirilganiga bog'liq:

• Quruq, oldindan emprenye qilingan tuvallar va matolar bosiladi;
• Ular qolipda emprenye bilan bosiladi.

Birinchi usul ko'proq mashhur. Nisbatan oddiy shakldagi mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun to'g'ridan-to'g'ri presslash qo'llaniladi. Qismning tashqi yuzasi sifatiga qo'yiladigan yuqori talablar tufayli prepreg blankalarini tayyorlashda komponentlarni dozalash uchun avtomatik qurilmalar yaratildi. Blankalar paketlarini ko'p bo'shliqli press qoliplariga yuklaydigan maxsus avtomatik manipulyatorlar ishlab chiqilgan. Yangi avlod yuqori aniqlikdagi presslar bilan jihozlangan zamonaviy tizimlar nazorat qilish, buning yordamida yuqori sifatli sirtga ega qismlarni olish mumkin va ularning narxi taxminan po'lat qismlar bilan bir xil.

6. SMC texnologiyasi.

Kompozit materiallarning tarqalishiga asosiy to'siq - zaif moslashuvchanlik an'anaviy texnologiyalar ularni ishlab chiqarish zamonaviy keng ko'lamli ishlab chiqarish ehtiyojlariga mos keladi, bu ham to'liq avtomatlashtirilgan. Bugungi kunda kompozit qismlar hali ham "parcha buyumlar" bo'lib qolmoqda. Tajribali xodimlarning qimmat mehnati hissa qo'shadi yuqori hissa ushbu materiallar narxining bir qismiga. Shunga qaramay, uchun o'tgan yillar Kompozitlar ishlab chiqarishning avtomatlashtirilgan usullarini tayyorlashda sezilarli yutuqlarga erishdik. SMC texnologiyasi eng mashhur ishlanmalardan biriga aylandi.

Ushbu texnologiyadan foydalangan holda yakuniy mahsulotlar ikki bosqichli jarayonga bo'ysunadi. Texnologiyaning birinchi bosqichi prepregning avtomatik konveyer qurilmasida ishlab chiqarilishi va ikkinchi bosqichda prepregning po'lat qoliplarda qayta ishlanishi bilan tavsiflanadi. tayyor qismlar. Keling, ushbu bosqichlarni batafsilroq tavsiflaymiz. Birlashtiruvchi material uchun asos sifatida to'yinmagan poliester qatroni ishlatiladi. Uning afzalliklari orasida past narx va qisqa muddatli quritish. Armatura komponenti maydalangan shisha tolali bo'lib, u varaq hajmi bo'ylab tasodifiy taqsimlanadi. Uzoq muddatli saqlash qatronlarni davolash tizimi tomonidan taqdim etilgan xona haroratida bir necha oy davomida. Kimyoviy quyuqlashtiruvchi moddalar shisha tolani bir necha marta singdirilgandan so'ng bog'lovchining viskozitesini oshiradi va shu bilan prepregning ishlab chiqarish qobiliyatini yaxshilaydi va uning saqlash muddatini oshiradi. Bog'lovchiga qo'shiladigan mineral plomba moddalari katta miqdorda, yong'inga chidamliligini oshirish tayyor mahsulotlar va ularning sirtining sifati sezilarli darajada yaxshilanadi.

Olingan prepreg qizdirilgan po'lat qoliplarda bosish tufayli avtomatik jarayonda qayta ishlanishi mumkin. Ushbu qoliplar dizayni termoplastiklar uchun inyeksion qoliplarga o'xshaydi. Bog'lovchi formulasi tufayli prepreg 150 C haroratda va 50-80 bar bosimda ~ 30 sek / mm qalinlikdagi tezlikda qattiqlashadi. Qattiqlashuvning qisqarishi juda past muhim xususiyat SMC texnologiyalari. Mineral plomba va maxsus termoplastik qo'shimchalarning yuqori miqdori tufayli qisqarish 0,05% gacha. Olingan mahsulotlarning zarba kuchi 50-100 kJ / m2, vayron qiluvchi egilish kuchi 120-180 MPa. Yuqori sifatni olishda SMC texnologiyasidan foydalanish iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiqdir kompozit mahsulotlar oyiga bir necha mingdan yuz minglabgacha ko'p miqdorda. Yevropa bozorida yiliga yuz minglab shunga o'xshash materiallar ishlab chiqariladi. Elektr energetikasi, avtomobil va temir yo'l sanoati ushbu materiallarning eng yirik iste'molchilari hisoblanadi.

7. RTM (Resin Transfer Molding) usuli.

RTM usuli kompozitlarni singdirish va inyeksion kalıplamaga asoslangan bo'lib, uning davomida biriktiruvchi allaqachon plomba yoki preformlarni o'z ichiga olgan yopiq matritsaga o'tkaziladi. Har xil to'quvlarning turli matolari mustahkamlovchi material sifatida harakat qilishi mumkin, masalan, ko'p o'qli yoki emulsiya materiallari va chang shisha matlar. Bog'lovchi 50-120 daqiqada jelga aylanadigan va past dinamik yopishqoqlikka ega bo'lgan qatrondir. GOST 28593-90 qatronning yopishqoqligi va jelleşme vaqtini belgilaydi.

Bu usul yiliga 500 -10 000 ta mahsulotning standart hajmlari uchun juda mos keladi. Matritsaning dizayni har ikki tomondan qismning tashqi konturlarini takrorlaydigan kompozit yoki po'latdan yasalgan shakllardan iborat. Tuzilmalar yuqori haroratli xususiyatlarga ega bo'lib, ular mahkamlash joylarida qo'llab-quvvatlanadigan yopiq po'latdan yasalgan ramkalarning aniq hizalanishi bilan ushlab turiladi.

Ushbu usul 0,2 m2 dan 100 m2 gacha bo'lgan matritsalarni ishlab chiqarish uchun ideal. Matritsa dizayni kompozit yoki po'latdan yasalgan shakllardan iborat. O'chirish matritsasi engilroq va moslashuvchan dizayndan iborat. Matritsaning yarmi vakuum ta'sirida bir-biriga bog'langan.

RTM texnologiyasining afzalliklari:

• avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish, bu inson aralashuvining tasodifiy xususiyatini kamaytiradi;
• ishlatiladigan xom ashyo miqdorini kamaytirish va nazorat qilish mavjud;
• materialning atrof-muhitga ta'siri kamayadi;
• mehnat sharoitlari yaxshilandi;
• yaxshi emdirish tufayli nisbatan bardoshli mahsulotlar yaratiladi;
• nisbatan arzon uskunalar.

Kompozit materiallar bir nechta komponentlardan yaratilgan materiallardir. Ular asosan plastik asosdan, mustahkamlovchi plomba va boshqa ba'zi moddalardan tayyorlanadi. Natijada, kompozitsion yuqori quvvat, qattiqlik va boshqa ko'plab foydali xususiyatlar bilan ajralib turadi.

Polimer kompozit texnologiyalari matritsasi polimer bo'lgan materiallarni yaratish usullaridir. Ularning ko'p sonli turlari va turlari mavjud, bu ularning tarqalishi va mashhurligini ta'minladi. Seramika polimerlarining quyidagi turlari mavjud:

Shisha tolali;
uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalar;
boroplastika;
organoplastika;
kukunlar bilan to'ldirilgan polimerlar;
matn plitalari.

Kompozit keramika materiallari turli sohalarda qo'llaniladi, jumladan:

Qurilish;
elektrotexnika;
kimyo sanoati;
yo'l qurilishi;
telekommunikatsiya;
aviatsiya sanoati va boshqalar.

Tarqalishi va mashhurligi kompozit texnologiyalar materiallarni ishlab chiqarishning ushbu usulining ko'plab afzalliklari bilan bog'liq. Quyidagi ijobiy fazilatlarga e'tibor qaratish lozim:

Yaxshilangan fizik-kimyoviy xususiyatlar;
nisbatan past o'ziga xos tortishish;
korroziyaga, chirishga yoki burilishga qarshilik;
yonish paytida past toksiklik;
yonmaydigan yoki qiyin yonuvchanlik;
noyob kimyoviy qarshilik;
issiqlik ta'sirida chiziqli kengayishning past koeffitsienti;
funksionallikning juda keng harorat diapazoni;
yuqori elektr izolyatsiyasi xususiyatlari;
atrof-muhit tozaligini oshirish.

IN XXI asr Keramika polimerlari asosidagi kompozit materiallar turli xil narsalarni hal qilish uchun ishlatiladigan juda mashhur moddalardan biriga aylandi texnologik qiyinchiliklar turli sohalarda, ham qurilish, ham muhandislik yoki sanoatning boshqa turlarida. Bunga kompozitlarni shu vaqtgacha mashhur bo'lgan boshqa turdagi materiallardan ajratib turadigan ko'plab afzalliklar yordamida erishildi.

Qayta tiklash diagonal g'ildirak nasos

Diagonal nasos g'ildiragini tiklash uchun kompozit materiallar ham ishlatilishi mumkin. Nasos qurilmasini ta'mirlash uchun shunga o'xshash so'rov bilan Chiqindi suvlari KSB Sewatec nomi ostida deputat Angarskiy Vodokanal korxonasi Ceramet bilan bog'landi.

Uch yillik ish davomida nasosning ishlashi birinchi kundan boshlab 70% ga kamaydi. Ta'mirlash metallni qayta tiklash, kompozit materialni qo'llash va dinamik muvozanatni o'z ichiga olgan. Shunday qilib, kompozit texnologiyalardan foydalanish tufayli nasosning ishlash muddatini uzaytirish va xarajatlarni 4,5 barobarga tejashga erishish mumkin edi.

Ceramet materialining xususiyatlari

Ceramet kompozit keramika materiallari uskunani himoya qilish, xizmat muddatini uzaytirish va ishlash muddatini oshirish uchun mo'ljallangan. Bu ishlamay qolish vaqtini va qo'shimcha ehtiyot qismlarni sotib olish zaruratini sezilarli darajada kamaytiradi.

Ceramet materialining o'ziga xos xususiyati uning qo'llanilishining keng doirasi bo'lib, quyidagilarni o'z ichiga oladi:

Ta'mirlash nasos uskunalari;
shneklarni yangilash;
issiqlik almashinuvchilarining funksionalligini yaxshilash;
quvurlarni, oluklarni va boshqalarni ta'mirlash.

Shunday qilib, Ceramet kompozit materiali juda ko'p turli maqsadlarda ishlatilishi mumkin, bu boshqa uskunalarni yangilash usullaridan ko'ra foydaliroqdir.

Men uni kompozit materiallar tarixiga bag'ishladim. Men bo'sh vaqtimni ushbu mavzuda o'tkazishda davom etaman va bugun men prototiplash shartlari va texnologiyalari haqida bir oz gaplashmoqchiman. polimer kompozitlari. Agar uzoq vaqt davomida qiladigan hech narsa bo'lmasa qish oqshomlari, keyin siz har doim uglerod tolali matodan snoubord, mototsikl sumkasi yoki smartfon korpusini yasashingiz mumkin. Albatta, bu jarayon tayyor mahsulotni sotib olishdan ko'ra qimmatroq bo'lishi mumkin, ammo o'z qo'llaringiz bilan biror narsa qilish qiziq.

Kesim ostida kompozit materiallardan mahsulotlar ishlab chiqarish usullarini ko'rib chiqish mavjud. Agar siz meni sharhlarda qo'shsangiz, natija to'liqroq post bo'lishi uchun minnatdor bo'lardim.

Kompozit material kamida ikkita komponentdan, ular orasidagi aniq chegara bilan yaratilgan. Qatlamli kompozitsion materiallar mavjud - masalan, kontrplak. Boshqa barcha kompozitlarda komponentlar matritsaga yoki bog'lovchiga va mustahkamlovchi elementlarga - plomba moddalariga bo'linishi mumkin. Kompozitlar odatda mustahkamlovchi plomba yoki matritsa materialining turiga qarab bo'linadi. Kompozit materiallardan foydalanish haqida ko'proq ma'lumotni "Kompozit materiallar tarixi" postida o'qishingiz mumkin va bu post kompozitsiyalardan mahsulotlar tayyorlash usullariga qaratilgan.

Qo'lda kalıplama

Mahsulotlarni bitta nusxada ishlab chiqarishda eng keng tarqalgan usul qo'lda kalıplama hisoblanadi. Tayyorlangan matritsaga gelkoat qo'llaniladi - mustahkamlangan materialning tashqi qismida yaxshi qoplamani olish uchun material, bu ham mahsulot uchun rangni tanlash imkonini beradi. Keyin matritsaga plomba moddasi qo'yiladi - masalan, shisha tolali - va bog'lovchi bilan singdiriladi. Biz havo pufakchalarini olib tashlaymiz, hamma narsa sovib ketguncha kutamiz va uni fayl bilan tugatamiz - uni kesib, burg'ulash va hokazo.

Ushbu usul avtomobillar, mototsikllar va mopedlar uchun tana qismlarini yaratishda keng qo'llaniladi. Ya'ni, "uglerodli ko'rinishdagi" plyonkani yopishtirish bilan cheklanmagan hollarda sozlash uchun.

Cho'kish

Püskürtme shisha materialni kesishni talab qilmaydi, lekin buning evaziga uni ishlatish kerak maxsus jihozlar. Bu usul bilan ishlash uchun tez-tez ishlatiladi katta ob'ektlar, masalan, qayiq korpuslari, transport vositalari va boshqalar. Qo'lda qoliplashda bo'lgani kabi, birinchi navbatda gelkoat, keyin shisha material qo'llaniladi.

RTM (in'ektsiya)

Polyester qatronini yopiq qolipga quyish usuli matritsadan uskunalar va qarshi qolipdan - zımbadan foydalanadi. Shisha material matritsa va javob qolipi orasiga joylashtiriladi, so'ngra bosim ostida qolipga qattiqlashtiruvchi - poliester qatroni quyiladi. Va, albatta, davolagandan keyin fayl bilan tugatish - ta'mga.

Vakuumli infuzion

Vakuum infuzion usuli nasos yordamida vakuum yaratiladigan sumkani talab qiladi. Xaltaning o'zida mustahkamlovchi material mavjud bo'lib, uning teshiklari havoni pompalagach, suyuq bog'lovchi bilan to'ldiriladi.

Usulga misol skeytbord yasashdir.

O'rash

Kompozit o'rash usuli ultra yengil tsilindrlarni yasash imkonini beradi siqilgan gaz, buning uchun ular 2-5 atmosferaga qadar pompalanadigan PET layneri, shuningdek, neft sanoati, kimyo sanoati va boshqa sohalarda ishlatiladigan kompozit quvurlardan foydalanadilar. kommunal xizmatlar. Nomidan shuni tushunish osonki, shisha tolali shisha harakatlanuvchi yoki harakatsiz ob'ekt atrofida o'ralgan.

Videoda shisha tolani silindrga o'rash jarayoni ko'rsatilgan.

Pultrusion

Pultrusion - bu "broshlash". Ushbu usulda kompozit materialni tortish mashinasi orqali tortib olishning uzluksiz jarayoni mavjud. Jarayon tezligi daqiqada 6 metrgacha. Elyaflar polimer hammomidan o'tkaziladi, u erda ular bog'lovchi bilan singdiriladi, so'ngra yakuniy shaklni olish uchun oldindan shakllantirish moslamasidan o'tadi. Keyin material qolipda isitiladi va oxirgi qotib qolgan mahsulot olinadi.

Pultrusion yordamida choyshab qoziqlarini ishlab chiqarish jarayoni.

To'g'ridan-to'g'ri bosish

Termoplastik mahsulotlar bosim ostida qoliplarda ishlab chiqariladi. Shu maqsadda, yuqori harorat gidravlik presslar 12 dan 100 tonnagacha kuch bilan va maksimal harorat taxminan 650 daraja. Masalan, plastik chelaklar shu tarzda tayyorlanadi.

Avtoklavda qoliplash

Avtoklav reaksiyani tezlashtirish va mahsulot unumini oshirish uchun atmosfera bosimidan yuqori issiqlik va bosim ostida jarayonlarni amalga oshirish uchun zarurdir. Kompozit materiallar avtoklav ichiga maxsus formalarda joylashtiriladi.

Kompozit mahsulotlar

Kompozit materiallar samolyot ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. Masalan, Solar Impulse ulardan qurilgan.

Avtomobil sanoati

Protezlar va ortezlar.

Agar sizda qo'shimchalar bo'lsa, ular haqida sharhlarda yozishni unutmang. Rahmat.

Raketasozlik, kosmonavtika, samolyotsozlik, atom energetikasi, kimyo muhandisligi, avtotransport, kemasozlik, elektronika va boshqa ko'plab sohalar yuqori quvvatli, issiqlikka chidamli, issiqlikka chidamli va issiqlikka chidamli (yorilish tarqalishiga yaxshi qarshilik), past zichlikdagi, sozlanishi mumkin bo'lgan materiallarni talab qiladi. issiqlik va elektr o'tkazuvchanlikning keng ko'rsatkichlari, maxsus optik va magnit xususiyatlari va boshqalar mavjud bo'lgan sanoat materiallarining ko'pchiligi endi qila olmaydi! bu talablarni qondirish.

Bunday xususiyatlar majmuasiga ega bo'lgan materialni faqat olish mumkin T kompozitsiyalarning asosi. Kompozit materiallar (KM) ikki yoki undan ortiq tarkibiy qismlardan (mustahkamlovchi komponentlar va ularni bog'laydigan matritsa) tashkil topgan va ushbu komponentlarning umumiy xususiyatlaridan farq qiluvchi o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan materiallardir.

Agar CM komponentlaridan biri butun hajm bo‘ylab uzluksiz bo‘lsa, ikkinchisi uzluksiz, kompozitsiya hajmida uzilgan bo‘lsa, birinchi komponent matritsa, ikkinchisi esa mustahkamlovchi yoki mustahkamlovchi element deb ataladi. Mustahkamlovchi komponentlar organik, noorganik, metall yoki keramik materiallardan tayyorlangan turli xil tolalar, kukunlar, mikrosferalar, kristallar va mo'ylovlar bo'lishi mumkin. Matritsa sifatida siz choy

turli kimyoviy tarkibli sintetik yuqori molekulyar moddalar ishlatiladi.

Kompozit materiallarning birinchi yaratuvchisi tabiatning o'zi edi. Masalan, yog'och - bu organik moddalar (lignin) matritsasi bilan o'zaro bog'langan yuqori quvvatli quvurli tsellyuloza tolalari to'plamlaridan iborat kompozitsiya bo'lib, u yog'ochga lateral qattiqlikni beradi.

Kompozitlarning tarkibiy qismlari erimasligi yoki bir-birini singdirmasligi kerak. Ular yaxshi yopishishi va bir-biriga mos kelishi kerak. CM ning xossalarini faqat tarkibiy qismlarning xususiyatlari bilan, ularning o'zaro ta'sirini hisobga olmasdan aniqlash mumkin emas. Har bir komponent o'ziga xos funktsiyaga ega va kompozitsiyaning xususiyatlariga hissa qo'shadi. Keling, mustahkamlovchi plomba moddalariga, masalan, tolalarga qo'yiladigan talablarni ko'rib chiqaylik.

Mustahkamlovchi elementlarning ipga o'xshash shakli ham ijobiy, ham mavjud salbiy tomonlari. Elyaflarning afzalligi ularning yuqori mustahkamligi va faqat strukturaviy talab qilinadigan yo'nalishda armatura yaratish qobiliyatidir. Ushbu shaklning nochorligi shundaki, tolalar yukni faqat o'z o'qi yo'nalishi bo'yicha o'tkazishga qodir, perpendikulyar yo'nalishda esa mustahkamlanish bo'lmaydi va ba'zi hollarda hatto yumshatish ham mumkin.

Kuchaytiruvchi plomba sifatida ishlatiladigan tolalar bo'lishi kerak quyidagi xususiyatlar: yuqori erish nuqtasi, past zichlik, butun ish harorati oralig'ida yuqori quvvat, ishlab chiqarish va ishlatish jarayonida toksiklikning yo'qligi.

Uch turdagi plomba moddalari asosan ishlatiladi: mo'ylovlar, metall simlar va noorganik polikristal tolalar.

Mo'ylovlar ("mo'ylovlar") metallar, polimerlar va keramikalardan tayyorlangan matritsalarni mustahkamlash uchun istiqbolli material hisoblanadi. Past zichlikdagi keng harorat oralig'ida ultra yuqori quvvat, ko'plab matritsa materiallariga nisbatan kimyoviy inertlik. rials, alyuminiy va magniy oksidlarining mo'ylovli kristallarining yuqori issiqlikka chidamliligi va korroziyaga chidamliligi, kremniy karbid ularni almashtirib bo'lmaydigan mustahkamlovchi elementlarga aylantiradi. Afsuski, ularni amaliy qo'llash yo'lida hali ko'p qiyinchiliklar mavjud. Ularni sanoat miqyosida olish, mos "mo'ylovlarni" tanlash, ularning matritsadagi yo'nalishi va "mo'ylov" bilan kompozitsiyalarni shakllantirish usullarini hal qilish kerak.

Po'lat, volfram, molibden va boshqa metallardan tayyorlangan metall simlar yuqori zichlik va past quvvat tufayli "mo'ylov" ga qaraganda kamroq istiqbolli. Biroq, u nisbatan arzon narxga ega va ayniqsa, metallga asoslangan kompozit materiallar uchun armatura sifatida keng qo'llaniladi.

Polikristalli noorganik tolalar ko'p miqdorda ishlab chiqariladi. Ushbu tolalarning kamchiliklari ularning juda yuqori sezuvchanligidir mexanik shikastlanish. Uglerod, bor, shisha, silikon karbidning past zichligi, yuqori quvvati va kimyoviy qarshiligi. kvarts va boshqa tolalar ularni plastmassalarni mustahkamlash uchun keng qo'llash imkonini beradi;

Uglerod tolalari eng istiqbolli mustahkamlovchi elementlardan biridir. Ular past zichlikka (1430 - 1830 kg/m3), yuqori quvvatga (3,5 GPa) va elastik modulga (250 - 400 GPa) ega.

Odatda, uglerod tolalari ikkita asosiy turga bo'linadi: yuqori quvvatli tolalar va yuqori elastik tolalar. Ishlab chiqarishda asosan yuqori quvvatli tolalar ishlab chiqariladi. Rivojlanishning dastlabki bosqichida ushbu tolalarning kuchi 2,5 GPa ni tashkil etdi. Texnologiyani takomillashtirish (oldindan ishlov berish, yong'inga chidamli tolalar, karbonlashtirish va pardozlash) tufayli mustahkamlik, masalan, an'anaviy material uchun 3,5 GPa gacha oshirildi.

Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, tolaning mustahkamligi oshishi bilan kompozit materialning mustahkamligi, qoida tariqasida, chiziqli ravishda oshadi. , : ;.,

Odatda, yuqori quvvatli uglerod tolalari 1000 - 1500 ° C karbonizatsiya haroratida ishlab chiqariladi, ular 2250 -2350 N / mm 2 elastik modulga ega; 2000 - 3000 ° S haroratda grafitizatsiya jarayoni orqali yuqori elastik modulga ega bo'lgan tolalarni olish mumkin.

Yaqin vaqtgacha uglerod tolalari va ulardan tayyorlangan matolar issiqlikdan himoya qiluvchi materiallarni tayyorlash uchun ishlatilgan. Biroq, takomillashtirish. Yuqori mustahkamlik va qattiqlikni boshqa maxsus xususiyatlar (issiqlik qarshiligi, elektr o'tkazuvchanligi va boshqalar) bilan birlashtirgan yupqa tolalarni ishlab chiqarish uchun vanna texnologiyasi past qattiqlik va yuqori mustahkamlik bilan ajralib turadigan uglerod tolalari bilan mustahkamlangan metallar va plastmassalarni yaratishga imkon berdi. Bunday kompozitsiyalar kosmik, raketa va aviatsiya texnologiyalarida tobora ko'proq foydalanilmoqda. Eng ko'p ishlatiladigan uglerod tolalari viskoza va poliakrilonitrildir.

Uglerod tarkibiga qarab uglerod tolalari uch guruhga bo'linadi:

karbonlangan (s. 95 og'irlikdan ko'p bo'lmagan); - ko'mir (91-98 g.% C);

grafit (s. 98 dan ortiq massa).

Qattiq uglerod tolasi, agar texnologik jarayon taglik qatlamlarining maksimal soni tolalar o'qiga parallel bo'ladigan tarzda ishlab chiqilgan bo'lsa, olinadi. Uglerod tolalarining mustahkamligini oshirish uchun yanada rivojlangan tuzilishga ega bo'lgan kristallitlar hajmini kamaytirish kerak. Uglerod tolalariga qo'shimcha qattiqlik va kuch beradigan texnologik usullar gaz fazasidan diffuziya yordamida ularni bor bilan doping, yadroviy reaktorda tolalarni neytronlar bilan nurlantirish, pirolizdan oldin ularga boraks kiritish, shuningdek oksidlanish va grafitizatsiya jarayonlarida cho'zilishdan iborat. .

Yupqa tolalarda mahalliy stress kontsentratsiyasini keltirib chiqaradigan mikrodefektlar mavjud bo'lsa, u holda uglerod tolalarining mustahkamligi pasayadi. Elyaflarning nuqsonliligi ularning kuchining uzunlikka chiziqli bog'liqligini keltirib chiqaradi: uzunlik ortishi bilan mustahkamlik sezilarli darajada kamayadi va elastik modul biroz oshadi. Mexanik xususiyatlar darajasiga ko'ra uglerod tolalari uch guruhga bo'linadi: past, o'rta, yuqori (1.5-jadval).

1.5-jadval Uglerod tolalarining mexanik xossalari

Guruh zichligi mustahkamligi Elastik modul

y, g/sm 3 a, GPa E, GPa

Past 18 14 42

O'rtacha 18 14 175

Yuqori 18 25 420

Uglerod tolalarining kamchiliklari havoda oksidlanish tendentsiyasi, metall matritsalar bilan o'zaro ta'sirlashganda kimyoviy faollik va polimer matritsalariga nisbatan zaif yopishishdir.

Elyaflarning sirtini qayta ishlash ularning matritsaga yopishishini oshirish nuqtai nazaridan muhim jarayondir. Odatda, uglerod tolalarining yuzasi gaz fazasida oksidlanish yo'li bilan ishlov beriladi.

Uglerod tolalarining xususiyatlariga metallar va boshqalarning mavjudligi ta'sir qiladi noorganik moddalar. Xususan, tarkibida natriy va kaliy kabi ishqoriy metallar qizdirilganda oksidlanishga chidamliligiga salbiy ta’sir ko‘rsatadi, fosfor va bor esa ijobiy ta’sir ko‘rsatadi.

Barcha kompozit materiallar izotrop va anizotropga bo'linadi. Izotrop materiallarga barcha yo'nalishlarda bir xil xususiyatlarga ega bo'lgan materiallar kiradi, anizotrop materiallar esa har xil xususiyatlarga ega.

Mustahkamlash elementlari taxminan teng asosiy shaklga ega bo'lishi yoki kosmosda tasodifiy yo'naltirilgan qisqa (diskret) igna shaklidagi zarralar bo'lishi mumkin. Bunday zarralar sifatida odatda tolali segmentlar yoki "mo'ylovlar" ishlatiladi. Bunday holda, CMlar kvazizotropik bo'lib chiqadi, ya'ni. mikrohajmlarda anizotrop, lekin butun mahsulot hajmida izotrop.

Anizotropik CMlarga tolalari ma'lum yo'nalishlarga yo'naltirilgan - bir tomonlama, qatlamli va uch o'lchovli mustahkamlangan materiallar kiradi. Anizotropik CM ning rasmlari shaklda keltirilgan. 1.24, 1.25.

Guruch. 1.24. Transvers tolali yotqizish bilan CM tuzilishining sxematik tasviri

uzunlamasına bilan

Guruch. 1.25. Bir tomonlama CM tuzilishining sxematik tasviri (qora joylar - tolalar; oq - matritsa)

Texnologik anizotropiya izotrop materiallarning (metallarning) plastik deformatsiyasida sodir bo'ladi. Fizikaviy anizotropiya kristall panjarasining strukturaviy xususiyatlari tufayli kristallarga xosdir.

Texnologiyada odatda ma'lum bir simmetriyaga ega bo'lgan anizotropik CMlar qo'llaniladi.

Kuchaytirilgan kompozitsiyalarda bir xil darajada muhim rolni matritsa o'ynaydi, bu mahsulotga shakli beradi va materialni monolit qiladi. Ko'p sonli tolalarni bir butunga birlashtirgan holda, matritsa kompozitsiyaga har xil turdagi tashqi yuklarni - kuchlanish, siqish, egilish, kesish va hokazolarni o'zlashtirishga imkon berishi kerak. Shu bilan birga, u tolaning yuk ko'tarish qobiliyatini yaratishda ishtirok etadi. tarkibi, kuchlarning tolalarga o'tkazilishini ta'minlash. Matritsaning plastisitivligi tufayli shikastlangan yoki diskret (qisqa) tolalardan kuchlar qo'shni tolalarga o'tkaziladi va har xil turdagi nuqsonlar yaqinidagi kuchlanish kontsentratsiyasi kamayadi. Matritsa, shuningdek, tolalarni mexanik shikastlanish va oksidlanishdan himoya qiluvchi himoya qoplamasi rolini o'ynaydi. Bundan tashqari, matritsa mustahkamlovchi elementlarga perpendikulyar yo'nalishda kuchlanish yoki bosim yuklarining ta'siri ostida tizimning mustahkamligi va qattiqligini ta'minlashi kerak. Agar kuchlanish yuki bir-biriga parallel ravishda tolalar o'qi bo'ylab yo'naltirilsa, unda mustahkamlovchi ta'sirni olish uchun matritsaning maksimal nisbiy cho'zilishi kamida tolalarning nisbiy uzayishiga teng bo'lishi kerak. Agar yuk tolalar o'qiga perpendikulyar bo'lsa, unda bu etarli emas. Bunday holda, tolalarga yuk faqat matritsa orqali uzatiladi va tolalar konsentratsiyasi va tola va matritsa materiallarining elastik modullarining nisbati qanchalik katta bo'lsa, matritsaning maksimal deformatsiyasi shunchalik katta bo'lishi kerak. Baholash ishi, elastik modellarda ishlab chiqarilgan, ko'ndalang yuk ostida CMning mustahkamligini ta'minlash uchun nisbiy cho'zilishi tolalarning o'rtacha deformatsiyasidan bir necha baravar yuqori bo'lgan matritsalar kerakligini ko'rsatadi.

Kompozitsiyaning maksimal kuchini olish istagi tolalarning hajm ulushini oshirish tendentsiyasini keltirib chiqaradi. Ammo, agar matritsaning nisbiy cho'zilishi kichik bo'lsa, u holda katta qiymatlar bu fraksiyadan CMning mustahkamligi kichik yuklarda ham buzilishi mumkin: delaminatsiya va yoriqlar paydo bo'ladi. Ma'lum bo'lishicha, matritsa qanchalik plastik bo'lsa, tolalar orasidagi matritsa qatlamining qalinligi qanchalik kichik bo'lishiga ruxsat beriladi va CMga ko'proq tolalar kiritilishi mumkin.

Matritsa materialiga qarab, barcha CMlarni uch guruhga bo'lish mumkin: metall matritsali kompozitsiyalar - metall kompozit materiallar (MCM), polimer matritsali - polimer kompozit materiallar (PCM) va keramik matritsali - keramik kompozit materiallar (CCM) ).. Polimer CMlar odatda mustahkamlovchi tolalar materialiga ko'ra chaqiriladi: shisha tolalar bilan mustahkamlanganlar shisha tolali plastmassalar (shisha tolali), metall - metall plastmassalar (metall tolalar), organik - organoplastikalar (organtolalar), bor - bor deb ataladi. plastmassalar (bor tolalari), uglerod - uglerodli plastmassalar (uglerod tolalari) va boshqalar.

Metall va seramika CMlar uchun aniq belgilangan nomlash qoidalari hali mavjud emas. Ko'pincha boshqalarga qaraganda, birinchi navbatda matritsa materiali, keyin tolali material yoziladi. Masalan, "mis-volfram" (Cu-W) belgisi mis matritsasi va volfram tolalari bo'lgan CMga ishora qiladi. Ammo adabiyotda ba'zan tolali material birinchi bo'lib, keyin esa matritsa ko'rsatiladi.

Polimer kompozit materiallar ishlab chiqarish qulayligi, ishlab chiqarish qulayligi, arzonligi va past zichligi tufayli boshqalarga nisbatan eng keng tarqalgan. Ularning asosiy kamchiliklari - cheklangan ish harorati oralig'i. Zamonaviy polimer biriktirgichlar (matritsalar) 300 - 400 ° S dan yuqori bo'lmagan haroratgacha bo'lgan mahsulotlarning ishlashini ta'minlashi mumkin.

Isitish va sovutish davridagi xatti-harakatlariga ko'ra, polimer biriktirgichlar odatda termoplastik va termosetga bo'linadi. Termoplastik polimer bog‘lovchilarning xossalari ulardan inyeksion kalıplama, ekstruziya, purkash yo‘li bilan mahsulot ishlab chiqarish va ularni ishlab chiqarishda avtomatlashtirilgan uskunalardan keng foydalanish imkonini beradi. Termoplastik polimerlarning makromolekulalari chiziqli tuzilishga ega va ikkita funktsional guruhga ega bo'lgan monomerlardan olinadi, ular bir-biriga kuchli kovalent bog'lar bilan biriktiriladi. Makromolekulyar zanjirlar bir-biri bilan kuchsiz van-der-Vaals kuchlari bilan bog'langan.

Issiqlik, qattiqlashtiruvchi moddalar va katalizatorlar ta'sirida termoset oligomerlari qattiq holatga (qattiqlashadi). Bu jarayon qaytarilmasdir. Oligomerlar ba'zi erituvchilarda (spirt, aseton va boshqalar) oson eriydi, lekin qattiqlashgandan keyin ular endi erimaydi. Termosetting qatronlar ikkitadan ortiq monomerlardan ishlab chiqariladi funktsional guruhlar. Qattiqlashuv jarayonida monomerlar uch yo'nalishda o'sib, barcha strukturaviy elementlari bir-biri bilan kuchli kovalent bog'lar bilan bog'langan tarmoqli tuzilishga ega makromolekulalar hosil qiladi.

Polimer biriktiruvchining asosiy komponenti qatron hisoblanadi. Bog'lovchining yumshatilish harorati, eruvchanligi, yopishqoqligi va yakuniy xossalari uning tabiati, reaktivligi, molekulyar og'irligi va molekulyar tuzilishiga bog'liq. Qatronga qo'shimcha ravishda, bog'lovchi quyidagilarni o'z ichiga olishi mumkin: katalizatorlar yoki inisiatorlar, ularning qattiqlashishiga yordam berish uchun qatronlarga oz miqdorda qo'shiladi; polimerga plastisiya va elastiklik zaxirasini beradigan plastifikatorlar; materialni kerakli rangga bo'yaydigan bo'yoqlar; yorug'lik nurlanishi va yuqori harorat ta'sirida polimerlarning parchalanishiga to'sqinlik qiluvchi stabilizatorlar.

Aksariyat hollarda termoset qatronlar yuk ostida ishlaydigan tizimli PCMlar uchun bog'lovchi sifatida ishlatiladi. Strukturaviy PCM ishlab chiqarishda eng ko'p ishlatiladigan qatronlar epoksi, poliester, fenolik, organosilikon va polimid qatronlardir.

Epoksi qatronlar yangi PCMlar uchun birlashtiruvchi* sifatida ishlatiladigan qatronlarning 90% ni tashkil qiladi. Qattiqlashtiruvchi turiga va uning miqdoriga qarab, epoksi qatronlar xonada ham, yuqori haroratda ham quritilishi mumkin. Birinchi holda, ular sovuqqa chidamli qatronlar haqida, ikkinchisida, issiqqa chidamli qatronlar haqida gapirishadi.

Epoksi qatronlar universal xususiyatlari bilan ajralib turadi. Ular past siqilishga ega, turli plomba moddalariga yaxshi yopishadi, yuqori mexanik xususiyatlarga ega, past namlikni singdiradi va qayta ishlanishi mumkin. xona harorati va keng diapazonda quritish vaqti va haroratini o'zgartirish. Qattiqlashtirilmagan polimerning yopishqoqligini, kimyoviy chidamliligini va egiluvchanligini o'zgartirish uchun erituvchilar, modifikatorlar va plastifikatorlar qo'shilishi mumkin. Ular issiqlik bilan ishlov berilganda, uchuvchi reaktsiya mahsulotlari chiqarilmaydi. Ular poliester va fenolik qatronlarga qaraganda biroz qimmatroq, ammo bu ularning yaxshi texnologik va ishlash sifatlari bilan qoplanadi.

Odatda, epoksi qatronlar asosidagi CM 150 ° S gacha ishlatiladi. So'nggi yillarda yangi, ko'proq issiqlikka chidamli epoksi qatronlar ishlab chiqildi, bu ularni 200 ° C va undan yuqori haroratda ishlaydigan HLMlarda qo'llash imkonini beradi.

Texnologik nuqtai nazardan epoksi qatronlarning juda muhim sifati ularning uzoq vaqt davomida yarim qotib qolgan holatda qolish qobiliyatidir, bu esa oldindan singdirilgan va qisman quritilgan matolar, lentalar va iplarni ("prepregs") ishlab chiqarishga imkon beradi. ) ular asosida, keyin esa mahsulotlarni olish.

Polyester smolalari toʻyinmagan dikarboksilik kislotalarning (asosan malein va metakril) koʻp atomli yoki toʻyinmagan spirtlar (dietilen glikol, trietilen glikol va boshqalar) bilan polikondensatsiyalanish mahsulotlaridir. Polimerlanish natijasida uch o'lchamli tuzilishga ega bo'lgan qattiq erimaydigan polimer hosil bo'ladi. Polyester bog'lovchilar epoksi bog'lovchilardan ancha oldin ishlab chiqilgan va ular asosida birinchi strukturaviy CMlar yaratilgan.

Polyester bog'lovchilarning asosiy afzalliklari ularning arzonligi va ishlov berish qulayligidir. Ammo ular kamroq kuchli, ko'pchilik tolalarga yomonroq yopishadi, mo'rtroq, epoksi qatronlarga qaraganda ko'proq qattiq siqilishga ega va potning ishlash muddati past.

Fenolik smolalar fenollarni (gidroksibenzol, krezol, rezorsin va boshqalar) aldegidlar (furfural, formaldegid va boshqalar) bilan polikondensatsiyalash natijasida olinadi. Ushbu qatronlar quyuq rangga ega va ilgari muhokama qilingan bog'lovchilarga nisbatan yuqori harorat qarshiligiga ega.

Fenolik qatronlar quritish jarayonida uch bosqichdan o'tadi:

"A" - rezolning hosil bo'lishi - o'zaro bog'liqliklarga ega bo'lmagan va spirt, aseton va boshqa erituvchilarda erishi mumkin bo'lgan dastlabki kondensatsiya mahsuloti;

"B" - resitol hosil bo'lishi - o'zaro bog'lanishlar shakllanishi boshlangan mahsulot. Resitol o'zini termoplastik qatron kabi tutadi - qizdirilganda yumshaydi va xona haroratida qattiq va mo'rt bo'ladi;

"C" - rezitni olish - to'liq qotib qolgan termoset (erimaydigan va erimaydigan) mahsulot.

Rezitol bosqichida, uchuvchi moddalarning ko'pchiligi allaqachon olib tashlangan bo'lsa, prepreglar fenolik qatronlardan tayyorlanadi. Fenolik qatronlarning o'zi juda mo'rt.

Ularning kamchiliklari orasida toksiklik va davolash paytida yuqori bosimdan foydalanish zarurati mavjud. Fenolik qatronlar asosidagi CM ostida ishlash uchun mo'ljallangan materiallar yuqori haroratlar, ta! ular uzoq vaqt davomida doimiy 315 ° C haroratga va qisqa vaqt davomida 3000 ° C dan yuqori haroratga qanday bardosh bera oladilar.

Organosilikon yoki silikon qatronlar organik guruhlar bilan bir qatorda o'z ichiga olgan co6oi sintetik birikmalardir! asosiy zanjirga bo'g'inlar shaklida kiritilgan kremniy va kislorod

Ularga asoslangan KM 260 ° C dan yuqori haroratlarda o'z xususiyatlarini saqlab qoladi va korroziyaga chidamliligi, yoy va uchqunga chidamliligi va issiqlik o'tkazuvchanligini oshirish bilan tavsiflanadi. Biroq, xona haroratida CM n xususiyatlari; silikon qatronlar asosidagi epoksi, polyester va fenolik qatronlar asosidagidan pastroq. Bundan tashqari, ular qimmatroq. Organosilikon qatronlar asosida samolyot dvigatellari, raketalar va yuqori haroratlarda ishlaydigan boshqa mahsulotlarning yarmarkalarida qo'llaniladigan CMlar olinadi.

Poliimid qatronlar yuqori issiqlik qarshiligi va radiatsiya qarshiligi bilan ajralib turadi. Ularga asoslangan CMlar 300 ° C dan yuqori haroratlarda uzoq vaqt ishlashga qodir. Shakllanishning yakuniy bosqichida polimid smolalar o'zining plastikligi va eruvchanligini yo'qotadi] va politsiklik tarmoq polimerlariga aylanadi. Yuqori haroratli CMlarni yaratish istiqbollari ular bilan bog'liq. Mavjud kamchiliklar mavjud: poliimid qatronlar - ularni davolashda yuqori harorat va bosimdan foydalanish zarurati.

PCM dan mahsulot ishlab chiqarish texnologiyasi quyidagi asosiy bosqichlarni o'z ichiga oladi:

1. Uglerod tolasining dastlabki sirtini qayta ishlash eritmalar yoki biriktiruvchi eritmalar bilan namlanuvchanligini yaxshilash uchun.

Uglerod tolalari iste'molchiga texnologik qo'shimcha sifatida zarur bo'lgan moylash materiallari bilan qoplangan holda etkazib beriladi. Elyaflar yuzasidan o'lchamlarni o'lchash vositasini olib tashlash (desizlashtirish) zaruriy operatsiya hisoblanadi. vrx Biz sizni sevamiz. Bu uglevodorodning idishlari benzin, oleyk kislotaning bor eritmalari (2 g.%), trietanolamin (1 g.%) yoki boshqa erituvchilar orqali oʻtkaziladi. Yog'ni uglerod tolasini 200 - 450 ° S haroratda kaltsiylash orqali ham olib tashlash mumkin. Ultratovush yordamida suvda yuvish yaxshi samara beradi. Hajmi tozalangandan so'ng, ba'zi turdagi tolalar namlikni kuchli adsorbsiya qiladi, bu esa bog'lovchining ularga yopishishini buzadi va umuman PCM ning ishlash xususiyatlarini pasaytiradi. Tolalarning bog'lovchi bilan bog'lanish mustahkamligini oshiradigan va PCM ning suvni singdirishini kamaytiradigan hidrofobik (suv o'tkazmaydigan) qoplamalarni sirtga qo'llash tugatish bosqichi deb ataladi. O'lchov vositalari tolalarni 20 - 60 daqiqa davomida 80 - 150 ° C gacha qizdirish orqali o'rnatiladi. Elyaflar o'rash yoki singdirish uchun mos bo'lmagan g'altaklarga tushgan hollarda, ular bir xil kuchlanishni ta'minlagan holda, bir yo'nalishli chiziqqa, ya'ni roving deb ataladigan joyga yotqiziladi. Bu operatsiya warping deb ataladi.

2. Birlashtiruvchi vositani tayyorlash.

Asosiy komponentga (qatron) qo'shimcha ravishda, uning tabiatiga qarab, turli miqdorda qattiqlashtiruvchi moddalar, katalizatorlar, plastifikatorlar va pigmentlar qo'shiladi. Quyidagi erituvchilar ishlatiladi: aseton, benzol, toluol, dikloroetan, uglerod tetraklorid. Shubhasiz, ular bilan ishlashda siz tegishli xavfsizlik talablariga rioya qilishingiz kerak.

Tinerlar bog'lovchining zarur texnologik viskozitesini olishga yordam beradi va qattiqlashgandan keyin unda qoladi. Tinerlar bir vaqtning o'zida plastifikator rolini o'ynaydi, bu esa qattiqlashtirilgan bog'lovchilarning plastikligini oshiradi. Masalan, dietilen glikol va trietilen glikolning past viskoziteli epoksi qatronlari yuqori viskoziteli epoksi qatronlar uchun suyultiruvchi sifatida ishlatiladi. Bog'lovchini tashkil etuvchi barcha komponentlarning aralashmasi birikma deyiladi.

Bog'lovchining muhim texnologik xarakteristikasi uning hayotiyligi (jonliligi) - texnologik yopishqoqlikni ma'lum vaqt davomida (bir necha daqiqadan bir necha kungacha) belgilangan chegaralarda saqlab turish qobiliyatidir. Vaqt o'tishi bilan erituvchilar bog'lovchidan bug'lanadi, bu birikmaning viskozitesini oshiradi va uning emdirish xususiyatlarini yomonlashtiradi. Agar erituvchi asta-sekin bug'lanib ketsa, birikma yuqori hayotiylikka ega, ammo mahsulotlarning quritish vaqti sezilarli darajada oshadi. Bu hatto o'sha paytda paydo bo'lishi mumkin to'liq olib tashlash solvent bog'lovchining qotib qolish vaqtidan oshib ketadi. Bunday holda, davolangan polimerda ko'plab teshiklar va gaz pufakchalari bo'ladi. Yuqori uchuvchan erituvchilardan foydalanish bog'lovchining hayotiyligini keskin pasaytiradi, bu ham istalmagan. Masalan, epoksi qatronlar uchun o'rtacha uchuvchan erituvchi toluol yoki uning etil spirtidagi eritmasi tavsiya etiladi.

Bog'lovchini tashish va saqlashda ba'zida namlik uning ichiga kiradi. Shuning uchun, ishlatishdan oldin, qatronlar maxsus metall idishlarda 100 - 140 ° C ga qadar isitiladi va suvni olib tashlangandan so'ng, erituvchilar yoki tinerlar bilan suyultiriladi.

3. Emdirish.

Bu birikmani uglerod tolasi yuzasiga qo'llash va u bilan tolalar orasidagi hajmni to'ldirish orqali to'ldiruvchini bog'lovchi bilan birlashtirish operatsiyasi.

Hozirgi vaqtda PCM dan mahsulotlar asosan ikkita usulda ishlab chiqariladi: "ho'l" va "quruq". Nam usul bilan tolalar o'rashdan oldin darhol suyuq bog'lovchi bilan singdiriladi, ya'ni. emdirish texnologik jihatdan mahsulotni qoliplash bilan birlashtiriladi. Quruq usul bilan emdirish; mustaqil operatsiyaga ajratilgan, buning natijasida uglevodorodlar va bog'lovchi. prepreglarni oling. Emprenye va quritish ixtisoslashgan fabrikalarda o'rashdan alohida amalga oshiriladi, bu esa turli xillardan foydalanish tufayli ishlatiladigan polimer bog'lovchilar qatorini kengaytirish imkonini beradi; erituvchilar. Erituvchilar bilan bog'lovchilar past texnologik yopishqoqlikka ega va bu bir xil emdirishda yuqori sifatga erishishga imkon beradi. Prepreglar qisman davolangan holatda bo'lishi mumkin. atrof-muhit haroratiga qarab bir necha kundan bir necha oygacha.

Quruq o'rash ho'l o'rashga qaraganda ancha progressiv usuldir. Nam o'rashning kamchiliklari quyidagilardan iborat:

Nam o'rash uchun bog'lovchilarni tanlash foydalanish mumkin bo'lgan qatronlar bilan cheklangan suyuq shakl, masalan, epoksi yoki poliester.

Umuman olganda, erituvchilardan foydalanish istalmagan, chunki uchuvchi moddalar, yara mahsulotini davolash paytida olib tashlanganda, teshiklar va pufakchalar paydo bo'lishiga olib keladi va mustahkamlik va mustahkamlikni buzadi.

Suyuq bog'lovchilardan foydalanish ish joyidagi sanitariya sharoitlarini yomonlashtiradi.

Nam o'rashning mahsuldorligi bog'lovchining tezligi bilan cheklanadi.

Qatronning texnologik viskozitesini kamaytirish uchun isitishdan foydalanish bog'lovchining hayotiyligini pasaytiradi va polimatsiya jarayonini tezlashtiradi.< гризации и ухудшает пропиточные свойства смолы.

6. Nam o'rashda mahsulotdagi komponentlarning kontsentratsiyasini sozlash qiyin. Qatronning bir qismi nam usul bilan yo'qoladi.

Prepreglarning quruq o'rashi barcha sanab o'tilgan kamchiliklarga ega emas] O'rash tezligi emdirish tezligi bilan cheklanmaydi va to'liq o'rash uskunasining imkoniyatlariga bog'liq*. Prepreglar bilan o'rash keng assortimentdagi qatronlardan foydalanishga imkon beradi, bog'lovchining mahsulotning butun hajmi bo'ylab bir xil taqsimlanishini ta'minlaydi, yopishqoq ko'rinish ehtimolini kamaytiradi, bu esa murakkab shakldagi mahsulotlarni olish imkonini beradi, mustahkamligi yuqori va past. porozlik. Ularni qoliplashda faqat bog'lovchi qatlamlarning bir-biri bilan (avtoheziya) va mustahkamlovchi tolalar (yopishqoqlik) bilan yuqori sifatli ulanishini ta'minlash qoladi.

Quruq o'rashning asosiy kamchiliklari foydalanish zaruriyatini o'z ichiga oladi maxsus mashinalar va boshqa texnologik uskunalar.

Emdirishning quyidagi usullari ajralib turadi: suyuq bog'lovchi orqali armaturani (iplarni) tortib olish; cho'milish roligi; majburiy emdirish bilan püskürtme.

GFM ni iplar, iplar va matolar ko'rinishidagi armatura bilan ishlab chiqarishda eng keng tarqalgan usul ularni suyuq bog'lovchi orqali tortib olish orqali emdirishdir (1.26-rasm).

Guruch. 1.26. Vertikal emdirish mashinasining sxemasi; 1 - baraban, 2 - armatura, 3 - suyuq biriktiruvchi vanna, 4 - cho'milish roliklari, 5 - quritish shaftasi, 6 - isitgichlar, 7 - egzoz qurilmasi, 8 - kuchlanish, 9 - qabul qiluvchi tambur

Armatura (2) barabandan (1) ochiladi va rulonlar (4) tizimidan o'tib, suyuq bog'lovchi bilan vannaga (3) kiradi. Emprenye qilingan armatura quritish shaftiga (5) kiradi, bu erda isitgichlar (6) va egzoz moslamasi (7) mavjud. Bu erda armatura ko'tarilgan harorat zonasida qolish vaqtini oshirish uchun harakat yo'nalishini bir necha marta o'zgartiradi. Natijada, uchuvchi moddalar birikmadan chiqariladi va tolalar orasidagi bo'shliq birlashtiruvchi bilan to'ldiriladi. Quritilgan prepreg kuchlanish moslamasi (8) n orqali qo'zg'aysan mili yordamida o'raladi; qabul qiluvchi baraban.

Kichkina egilish radiuslariga yo'l qo'ymaydigan juda qattiq armatura (yuqori modulli grafit bor yoki boshqa tolalar) bilan GLM uchun namlash rolini singdirish usulidan foydalanish qulay (1.27-rasm).

Guruch. 1.27. Hammom rulosi bilan singdirish sxemasi: 1 - mustahkamlash, 2 - suyuqlik biriktiruvchi idish, 3 - idish, 4 - cho'milish roligi

Aylanayotganda, rulo o'z yuzasida bog'lovchini ushlaydi va uni mustahkamlashga o'tkazadi.

Majburiy emdirish bilan püskürtme usuli sizga interfiber bo'shliqlarni bog'lovchi bilan to'ldirish vaqtini sezilarli darajada kamaytirishga imkon beradi; Gidravlik, vakuum va mexanik majburiy emdirish qo'llaniladi. .

Shlangi majburiy emdirish jarayonida suyuqlik ev; Suyuqlik armatura orqali pompalanadi.

Vakuumli majburiy emdirish suyuqlikni armatura joylashgan evakuatsiya qilingan kameraga so'rish orqali amalga oshiriladi.

Mexanik majburiy emdirish osonroq. Undan foydalanish mumkin; maxsus (xanjar) kamerada yoki siqish yuzidan foydalanib bajaring. Takoz xonasida (1.28-rasm) birikma harakatlanuvchi qo'l bilan olib tashlanadi; xanjar bo'shlig'iga dumaloq. Bu erda, kamera kanalining kesimini qisqartirish orqali: suyuqlik bosimi harakatlanuvchi armaturalarga perpendikulyar ravishda oshadi. Ushbu bosim ta'sirida tolalar orasidagi bo'shliq to'ldiriladi.

Siqib chiqaruvchi rolik bilan singdirishda (1.286-rasm), tolalar orasidagi bo'shliqdan singdirish va to'ldirilgan pufakchalarni olib tashlash uchun zarur bo'lgan bosim rulonning kuchlanishli lentaga reaktsiyasi shaklida yuzaga keladi.

Guruch. 1.28. Takoz kamerasida mexanik majburiy emdirish sxemalari (a) va siqish tsilindrni yordamida (b): 1 - mustahkamlash, 2 - bog'lovchi, 3 - roliklar

4. Kalıplama.

Bu mahsulotga ma'lum shakl va o'lcham berish operatsiyasi. Kalıplama presslar, kontakt, vakuum, avtoklav usullari va o'rash yordamida amalga oshirilishi mumkin.

Ko'rgazmalarda qoliplashdan oldin, oldindan singdirilgan roving yoki mato qo'lda yoki maxsus mashinalar yordamida kerakli uzunlikdagi bo'laklarga kesiladi. Berilgan PCM tuzilishiga qarab, qismlar bir yoki bir nechta o'zgaruvchan yo'nalishlarda yotqiziladi. Paket gidravlik pressning plitalari orasiga joylashtiriladi va tarkibiy qismlarning tabiati va tuzilishiga qarab bir necha o'nlab atmosferagacha bosim ostida siqiladi. Agar armatura issiqqa chidamli bog'lovchi bilan singdirilgan bo'lsa, u holda press plitalari isitiladi. Ushbu usul odatda PCB kabi varaq materiallarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Kontaktli kalıplama - bu singdirilgan lenta yoki matoni rulon bilan siljitishdir. Odatda, siqishni xona haroratida sovuqqa chidamli qatronlar yordamida amalga oshiriladi. Bu usul kichik hajmdagi yirik va yengil mahsulotlarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

PCM mahsulotlarini vakuumli shakllantirish atmosfera va ichki (mahsulot joylashgan hajmda) bosim o'rtasidagi farq tufayli amalga oshiriladi. Vakuumli shakllantirish kichik partiyalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, chunki bu usul past mahsuldor va nisbatan qimmat.

Avtoklavni qoliplash usuli yordamida mahsulot suv yoki gaz tomonidan yaratilgan past bosim yordamida shakllanadi. Ushbu usul murakkab shakllarga ega bo'lgan katta qismlarning katta seriyasini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin.

PCM va ulardan tayyorlangan mahsulotlarni ishlab chiqarishning eng keng tarqalgan usullaridan biri o'rash usuli hisoblanadi. Bunday holda, birlashtiruvchi bilan singdirilgan armatura kuchlanish bilan tamburga (mandrel) o'raladi. O'rash qoliplash jarayonini avtomatlashtirish va yakuniy mahsulot xususiyatlarining anizotropiyasini dasturlash imkonini beradi. O'rash inqilob jismlari (tsilindrlar, sharlar, konuslar, toroidlar va boshqalar) shaklidagi mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun eng keng tarqalgan.

5. Davolanish.

Bog'lovchining qattiqlashuvi jarayonida yakuniy tuzilma yaratiladi; PCM, uning xossalari shakllanadi va mahsulot shakli o'rnatiladi. Qattiqlashuvning asosiy texnologik parametrlari harorat va vaqt hisoblanadi. Bog'lovchi va mustahkamlashning har bir kombinatsiyasi uchun ishlab chiqilgan parametrlarga qat'iy rioya qilish kerak.

Qattiqlashuv xona haroratida (sovuq* davo) bilan amalga oshirilishi mumkin ko'tarilgan haroratlar(issiq davolash), elektr yoki induksion pechlar avtomatik haroratni nazorat qilish, radiatsiya usuli bilan.

Qattiqlashuv jarayonida ikkita xarakterli bosqich kuzatiladi, ular orqali termoset bog'lovchi ketma-ket o'tadi: boshlang'ich - paydo bo'lish ds. polimer to'r va oxirgisi - polimer tarmog'ini shakllantirish jarayonida. Bu ikki bosqich bir-biridan gellanish nuqtasi deb ataladigan nuqta bilan ajratiladi. Jellanish nuqtasi bog'lovchi suyuqlik holatiga kirish va erituvchilarda erish qobiliyatini yo'qotadigan momentga to'g'ri keladi.

Muayyan harorat oralig'ida suyuqlik biriktiruvchi shishasimon holatga aylanadi. Bog'lovchining barcha xossalari keskin o'zgaradi: o'ziga xos hajm kamayadi, qattiqlik oshadi va deformatsiyaga qarshilik paydo bo'ladi. Bu hodisa sodir bo'ladigan harorat shisha o'tish harorati deb ataladi. Shisha o'tish harorati nuqta emas, balki intervalning o'rtacha harorati. Shisha o'tish fazali o'tish emas, shishasimon bog'lovchi amorf tuzilishga ega va termodinamik nuqtai nazardan, o'ta sovutilgan suyuqlik sifatida qaralishi mumkin.

Polimer materiallarining yana bir xarakterli nuqtasi bu yo'q qilish harorati - polimerning sezilarli parchalanishi boshlanadigan harorat, molekulyar aloqalarning uzilishi bilan birga. Shisha o'tish kabi halokat harorat oralig'ida sodir bo'ladi. Barqarorlik! yo'q qilish uchun bog'lovchi uning issiqlikka chidamliligi (issiqlik barqarorligi, issiqlikka chidamlilik) bilan tavsiflanadi. Ushbu kontseptsiyani polimerning yumshatish qobiliyatini aks ettiruvchi issiqlik qarshiligidan farqlash kerak.

Reaktiv guruhlar to'liq tugamaguncha, qattiqlashuv reaktsiyasi faqat qattiqlashuv harorati shisha o'tish haroratidan yuqori bo'lsa sodir bo'lishi mumkin. Aks holda, to'liq quritishga erishib bo'lmaydi. Polimerda hali ham reaktiv guruhlar mavjud, ammo tizimning juda yuqori viskozitesi tufayli ularning boshqa guruhlar bilan o'zaro ta'sir qilish tezligi juda past. Agar to'liq qotib qolmagan bog'lovchiga ega ShSM yuqori haroratlarda ishlasa, qattiqlashuv davom etadi. Bu mahsulotning shakli va hajmining o'zgarishiga va qo'shimcha ichki stresslarning paydo bo'lishiga olib keladi.

Ko'pincha qattiqlashuv reaktsiyasi issiqlikning chiqishi bilan birga keladi, material o'z-o'zidan isiydi va bog'lovchi butunlay qattiqlashishi mumkin. Termoset bog'lovchilarni sovuqda qotish ana shu printsipga asoslanadi. Biroq, muhim mahsulotlar uchun, ko'p hollarda issiq qotish qo'llaniladi.

Kompozitsiyadagi mustahkamlovchi va biriktiruvchi ichki stresslar ta'sirida bo'lib, ular uch turga bo'linadi: strukturaviy, qisqarish va termal.

Strukturaviy zo'riqishlar o'rash jarayonida armatura ustidagi texnologik kuchlanish tufayli yuzaga keladi. Mandradan olib tashlashdan oldin, strukturaviy stresslar faqat tolalarda harakat qiladi, ular bog'lovchida mavjud emas;

Tolalar va bog'lovchilarda siqilish kuchlanishlari bog'lovchining qattiqlashishi natijasida hajmining kamayishi (qisqarishi) tufayli yuzaga keladi. Siqilish miqdori birikmaning tabiatiga qarab 2 dan 30 vol.% gacha o'zgarishi mumkin.

Issiqlik kuchlanishlari armatura va bog'lovchining chiziqli kengayish koeffitsientlarining farqi va mahsulot hajmida haroratning notekis taqsimlanishidan kelib chiqadi. Qoida tariqasida, polimerlarning chiziqli kengayish koeffitsienti tolalarga qaraganda sezilarli darajada yuqori.

Haqiqiy PCMda barcha ko'rib chiqilgan stresslar umumlashtiriladi va material vaqt o'tishi bilan bo'shashadigan natijada paydo bo'lgan stresslar ta'sirida bo'ladi. Stressni to'liq bartaraf etish va burish va yorilishning oldini olish uchun PCM mahsulotlarini asta-sekin isitish va sovutish tavsiya etiladi.

Past modulli tolali uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalar strukturaviy materiallar sifatida ishlatilmaydi. Ular o'tkazuvchan, issiqlikdan himoya qiluvchi va ishqalanishga qarshi materiallarni tayyorlash uchun ishlatiladi.

Strukturaviy uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalarda plomba sifatida yuqori modulli (E = 342 - 540 GPa) va yuqori quvvatli (sm - 2,5 GPa) uglerod tolalari mavjud. Strukturaviy uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalar past zichlik va chiziqli kengayish koeffitsienti va yuqori elastik modul, kuch, issiqlikka chidamlilik, issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadi.

Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalarning xususiyatlari biriktiruvchi material, xususiyatlar, tolalarning kontsentratsiyasi va yo'nalishi bilan belgilanadi. Epoksi qatronlar asosidagi uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalar 200 ° C dan past haroratlarda yuqori mustahkamlik xususiyatlariga ega (1.6-jadval). Ushbu PCMlar ko'pincha turli xil kenglikdagi chiziqlar shaklida ishlab chiqarilgan prepreglardan tayyorlanadi. Bir tomonlama uglerod tolali plastmassalar uchun valentlik va egilish kuchi 1000 - 1600 MPa yoki undan ko'p, elastik modul (1 - 2,5) - 10 MPa yoki undan ko'p bo'lishi mumkin. O'ziga xos mustahkamlik va qattiqlik nuqtai nazaridan, uglerod tolali plastmassalar shisha plastmassalar, po'lat, alyuminiy va titanium qotishmalaridan ancha orqada.

1-jadval.(

Yuqori modulli va yuqori quvvatli epoksi uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalarning xususiyatlari

Ko'rsatkichlar	Epoksi uglerod tolasi!
	yuqori modulli	yuqori quvvat
Zichlik, kg/m 3
Quvvat, MPa, siqish, taranglik va bükme qatlamlararo kesishda
Kesish va egilishda elastiklik moduli, GPa
10 7 tsiklga asoslangan egilishda charchoq kuchi, GPa

250 ° S gacha bo'lgan haroratlarda uzoq muddatli ishlash uchun mo'ljallangan uglerod tolali plastmassalarda fenolik, 300 ° S gacha bo'lgan organosilikon ishlatiladi. i 330 ° S gacha - poliimid bog'lovchilar. Ishlash harorati 420 ° S gacha bo'lgan bog'lovchilar ishlab chiqilmoqda. Shisha tolaga qaraganda uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalarning yanada aniq kamchiliklari qatlamlararo kesish paytida past kuchdir. Bu polimerlarning uglerod tolalariga zaif yopishishi bilan bog'liq. Buning uchun: yopishqoqlikni oshirish uchun bir nechta usullar qo'llaniladi: tolalar yuzasini oksidlovchi moddalar (masalan, nitrat kislotasi) bilan surtish, moylash materialini yoqish; pardozlash - tolalarni yupqa monomer qatlami bilan namlash bilan oldindan qoplash; visseratsiya - uglerod tolalarida o'sib borayotgan "mo'ylovlar" (tuklar). Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalar, unda yo'naltirilgan uzluksiz tolalarga qo'shimcha ravishda, to'ldiruvchi sifatida mo'ylovlar ishlatiladi, men ularni chaqiraman! mo'ylovli yoki vorserized.

Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalarning xususiyatlarining anizotropiyasi shisha tolali plastmassalarga qaraganda ancha aniq. Bu shu bilan bog'liq. uglerod plastmassalari uchun plomba va bog'lovchining elastik modullarining nisbati (100 yoki undan ko'p) shisha tolali plastmassalardan (20 - 30) sezilarli darajada yuqori ekanligi. Bundan tashqari, uglerod tolali plastmassalar o'q bo'ylab yo'nalishda va unga perpendikulyar bo'lgan tolalarning elastik xususiyatlari o'rtasidagi farq bilan tavsiflanadi, bu esa qo'shimcha anizotropiyaga olib keladi. Odatda, dizaynlar mexanik* xususiyatlarning kamroq anizotropiyasini talab qiladi. Bunday holda, o'zaro mustahkamlangan materiallar qo'llaniladi. Elyaflarning hajmli tarkibini va PCM ning teksturasini o'zgartirish orqali kompozitsiyalarning xususiyatlarini juda keng doirada o'zgartirish mumkin.

Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalar charchoq yuklariga nisbatan yuqori qarshilik bilan ajralib turadi. Birlik massasiga chidamlilik chegarasi bo'yicha uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalar shisha tolali plastmassa va metallardan sezilarli darajada ustundir. Buning sabablaridan biri polimer matritsasining yorilishini kamaytiradigan bir xil kuchlanish darajasida pastroq (masalan, shisha tolali shishadan) deformatsiyadir. Bundan tashqari, uglerod tolalarining yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi tebranish energiyasining tarqalishiga yordam beradi, bu esa ichki ishqalanish kuchlari tufayli materialning o'z-o'zini isitishini kamaytiradi.

Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalarning qimmatli xususiyati ularning yuqori damping qobiliyati va tebranish qarshiligidir. Ushbu ko'rsatkichlar bo'yicha uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalar metallar va boshqa ba'zi strukturaviy materiallardan ustundir. Damping quvvati mustahkamlash va yukni qo'llash yo'nalishlari orasidagi burchakni o'zgartirish orqali sozlanishi mumkin.

Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalar tashqi egilish momenti, bosim yoki eksenel siqilish ta'sirida barqarorlikni saqlaydigan tuzilmalarni tayyorlash uchun ishlatiladi: vertolyot rotori pichoqlari, kompressor va fan korpuslari, fan pichoqlari, samolyot dvigatellarining stator va past bosimli kompressorli rotor disklari. Ushbu komponentlarda metallar o'rniga uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalardan foydalanish dvigatel og'irligini 15-20% ga kamaytirish imkonini beradi. Kosmik texnologiyada uglerod tolali plastmassalar quyosh panellari, yuqori bosimli tsilindrlar va issiqlikdan himoya qiluvchi qoplamalar uchun ishlatiladi.

Uzunlamasına yo'nalishda yuqori modulli bir yo'nalishli uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalarning chiziqli kengayish koeffitsienti nolga yaqin va 120 - 200 ° S oralig'ida u hatto salbiy (-0,5-10 "6 1 / ° C) hisoblanadi. Shuning uchun, uglerod tolali plastmassa mahsulotlarining o'lchamlari isitish va sovutish vaqtida juda kam o'zgaradi.

Uglerod tolali plastmassalar juda yuqori elektr o'tkazuvchanligiga ega, bu ularni antistatik va elektr isitish materiallari sifatida ishlatishga imkon beradi. PCMdagi CF tarkibining ma'lum hajmli ulushga (40 - 70%) ortishi bilan polimerlar va CF turiga, CF ning to'qimachilik shakliga qarab, mustahkamlik va elastik modulning oshishi kuzatiladi. Keyin bu ko'rsatkichlar monolitik kompozitsiyani olish uchun zarur bo'lgan polimerning etarli emasligi va yuqori siqilish darajasida shakllanish bosqichida mo'rt uglerod tolalarini yo'q qilish tufayli yomonlasha boshlaydi. PCM tarkibidagi maksimal uglevodorod miqdori uglevodorod bog'lovchining yomon namlanishi bilan ham cheklangan.

Ba'zi hollarda, to'ldiruvchi sifatida faqat uglerod tolalarini ishlatish zarur yopishqoqlikni, eroziyaga chidamliligini, bosim, tortish va kesish kuchini ta'minlamaydi. Keyin bog'lovchilar uglerod va shisha yoki uglerod va bor tolalari bilan birgalikda mustahkamlanadi. Kombinatsiyalangan mustahkamlash assortimentni kengaytirish imkonini beradi! PCM ning mustahkamligi, qattiqligi va zichligi qiymatlari.

Uglerod tolali plastmassalarning kimyoviy qarshiligi ularni kislotaga chidamli nasoslar va muhrlar ishlab chiqarishda qo'llash imkonini beradi. Uglerod tolalari past ishqalanish koeffitsientiga ega, bu ularni podshipniklar, qistirmalari, vtulkalar va viteslar ishlab chiqariladigan turli bog'lovchilar uchun plomba sifatida ishlatishga imkon beradi.

Texnologiyaning rivojlanishi mexanik jihatdan kuchli va issiqlikka chidamli materiallarni talab qiladi. Bu uglerod-uglerodli kompozit materiallarga (CCM) alohida qiziqish uyg'otdi, ular tarkibida uglerodni mustahkamlovchi plomba sifatida ham, matritsa materiali sifatida ham o'z ichiga oladi.

CCCMda yuqori harorat qarshiligi past zichlik, yuqori quvvat va elastik modul va issiqlikka chidamlilik bilan birlashtirilgan; urish. Ushbu materiallar 500 ° S gacha bo'lgan haroratlarda (oksidlovchi muhitda va inert muhitda va vakuumda 3000 ° S gacha) uzoq vaqt bardoshli.

CCCM plomba moddasi va matritsasi, tarkibi va karbonizatsiya shartlariga qarab, turli xil modifikatsiyalarga ega bo'lishi mumkin. Qabul qilingan tasnifda birinchi navbatda uglerod plomba moddasining tuzilishi, keyin matritsa, masalan, uglerod-uglerod, grafit-uglerod, grafit-grafit materiali ko'rsatiladi.

CCCMda uglerod plomba moddasi diskret tolalar, uzluksiz iplar yoki tirgaklar, kigizlar, lentalar, tekis va hajmli to'quvli matolar va hajmli tuzilmalar shaklida mavjud. Elyaflar tasodifiy ravishda bir, ikki va uch yo'nalishli yo'nalishlarda joylashtirilgan. Ular viskoza, poliakrilonitril tolalar va ko'mir smolasining qatronidan olingan past modulli, yuqori modulli va yuqori quvvatli uglerod tolalaridan foydalanadilar.

Matritsa sifatida pirolitik uglerod, shuningdek, termik yo'q qilish jarayonida og'irligi 50% dan ortiq koks ishlab chiqaradigan ko'mir smolasi va kokslangan polimerlardan foydalanish mumkin. Ko'pincha fenolik smolalar qo'llaniladi (koks unumi 54 - 60 m.). Poliamid (63 - 74 g. %), kremniy organi qatronlar (84 - 87 m. %), fenol va naftenlarning formaldegid bilan kondensatsiyalanish mahsulotlari (70 m. %), oligobenzimid kullari (74 m. %) ishlatilishi ma'lum. , furfuril qatronlar va boshqa polimerlar. Koksning unumdorligi va mustahkamligi, shuningdek, plomba moddasiga yopishish kuchi, tci qanchalik yuqori bo'lsa, CCCM sifati shunchalik yuqori bo'ladi.

, .„.„ Belgilangan xossalarga ega kompozitsiyani olish uchun plomba va matritsaning eng foydali kombinatsiyasini, shuningdek: v 6paTb, yraepoj matritsasini olishning eng qulay texnologik rejimini aniqlash kerak.

Uglerod o'z ichiga olgan moddalarning fazaviy holatiga qarab, uglerodli tolali plomba moddalarini (CFF) uglerod bilan siqishning quyidagi usullari ajratiladi:

uglevodorodlarni gaz yoki bug 'fazalarida (tabiiy gaz, propan-butan, benzol va boshqalar) ishlatish;

yuqori uglerod miqdori va yuqori foizli koks hosildorligi bilan tavsiflangan suyuq uglevodorodlardan foydalanish (qatronlar, qatronlar);

birlashtirilgan, shu jumladan, g'ovakli ramkalarni suyuq uglevodorodlar bilan singdirish va karbonlashtirish, keyin gaz fazali uglevodorodlarning pirolizi natijasida olingan pirolitik uglerod bilan siqish.

Ramkani siqish jarayoni bir necha usul bilan amalga oshirilishi mumkin.

Izotermik usul uglerod o'z ichiga olgan gazni qizdirilgan ramka yuzasiga nisbatan o'rtacha bosimda o'tkazishni o'z ichiga oladi. Kamchilik - bu jarayonning davomiyligi, gazning ramkaga kirishiga to'sqinlik qiluvchi sirt qobig'ining shakllanishi. Ushbu usul kichik qalinlikdagi mahsulotlar uchun eng samarali hisoblanadi.

Boshqa usulda, ramkaning butun qalinligi bo'ylab bosim farqi o'rnatiladi va uglerod o'z ichiga olgan gaz u orqali majburiy ravishda filtrlanadi. Majburiy filtrlash siqilish jarayonini tezlashtiradi va emdirishning qalinligini sezilarli darajada oshiradi. Biroq, qatlam qalinligi bo'ylab uglerod o'z ichiga olgan gaz konsentratsiyasining pasayishi tufayli materialning tuzilishi teng bo'lmagan zichlikka ega.

Eng keng tarqalgan usul termogradient usuli bo'lib, g'ovakli ramkaning butun qalinligi bo'ylab ma'lum bir harorat farqi o'rnatilganda va uglerod o'z ichiga olgan gaz past haroratli sirt tomondan o'tadi. Bunday holda, sirt qobig'ining shakllanishi yo'q qilinadi, bu esa yuqori sifatli material ishlab chiqarishga yordam beradi. Ushbu usul o'rta va katta qalinlikdagi ramkalarni siqishda eng samarali hisoblanadi.

Gaz fazasida uglevodorodlarning termik parchalanishi jarayonida bir vaqtning o'zida turli xil kimyoviy jarayonlar sodir bo'ladi, natijada engilroq va og'irroq uglevodorodlar, vodorod va turli xil qattiq uglerod mahsulotlari hosil bo'ladi. Uglerod mahsulotlarining tuzilishi va xossalari xilma-xil bo'lib, jarayonning shartlariga bog'liq. Masalan, tashqi geometrik shaklga qarab termal parchalanish mahsulotlari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

qatlamli yoki porloq uglerod, pirokarbon (PU) deb ataladi;

Tolali yoki filamentli uglerod; dispers uglerod yoki kuyikish.

PU ning shakllanishi 700 dan 3000 ° S gacha bo'lgan keng harorat oralig'ida sodir bo'ladi. Manba gazlarining tarkibi PU ning rentabelligini va uning cho'kish tezligini belgilaydi. PU ning eng yuqori rentabelligi eng past molekulyar og'irlikka ega bo'lgan metandan olinadi. Yuqori molekulyar og'irlikka ega bo'lgan uglevodorodlar kuyikish hosildorligini oshiradi. Reaktordagi gaz bosimi katta ahamiyatga ega.

PU ning ikkita asosiy turi mavjud bo'lib, ularning tuzilishi va xossalari hosil bo'lish harorati bilan belgilanadi: past harorat (1000 - 1100 ° S) va yuqori harorat (1400 - 2200 ° S), pirografit deb ataladi.

PUning gaz fazali cho'kishi jarayoni suv bilan sovutilgan reaktor, tabiiy gaz ta'minoti tizimlarini boshqarish stantsiyasi, vakuum yaratish, sovutish va quvvat uskunalaridan iborat bo'lgan o'rnatishda (1.29-rasm) amalga oshiriladi. Ish qismi - uglerodli ramka (4) grafitli isitgichlarga (3) o'rnatiladi, oqim o'tkazgichlari (2) orasiga o'rnatiladi. Evakuatsiya qilingandan so'ng, kamera reaktorga beriladi. Tabiiy gaz. Isitish to'g'ridan-to'g'ri isitish moslamasidan (3) o'tish orqali amalga oshiriladi, haroratni nazorat qilish kvarts qutilariga joylashtirilgan harakatlanuvchi xromel-alyumel termojuftlar (5) tomonidan amalga oshiriladi Isitgichning yuzasi Qabul qilingan PU siqish sxemasi bilan piroliz zonasi - ishlov beriladigan qismning o'rtasiga.

PU ning gaz fazali cho'kishida hosil bo'lgan materialning sifat mezonlaridan biri uning zichligi hisoblanadi. Bu ko'plab parametrlarning funktsiyasi bo'lib, ramkaning zichligiga, piroliz jabhasining tezligiga, reagent konsentratsiyasiga va reaktordagi gaz bosimiga bog'liq.

Ultraviyole uglevodorodlardagi gaz fazasidan pirolitik uglerodni yo'q qilish, asosan, 1100 - 1500 ° S haroratda va 91 - 93% metan va 7 - 9% argonni o'z ichiga olgan atmosferada bosimni pasaytirganda amalga oshiriladi. Grafiklashtirish inert muhitda amalga oshiriladi.

Suyuq fazali usulda CCCM ishlab chiqarishning texnologik jarayoni!* g'ovakli ramka ishlab chiqarish, uni suyuq uglevodorodlar bilan singdirish, bosim ostida karbonlashtirish va grafitlashdan iborat. Emdirish uchun emdirish materialini tanlashda uning quyidagi xususiyatlarini hisobga oling.

yopishqoqlik;

koks chiqindilari;

koks mikro tuzilishi;

Koksning kristall tuzilishi.

Bu xususiyatlarning barchasi uglerod-uglerodli kompozitlarning qotib qolish jarayonida bosim va haroratga bog'liq. Eng ko'p ishlatiladigan qatronlar fenolik, poliamid, polivinilsiloksan, polifenilsiloksan, furfuril va epoksi novolakdir. Ilg'or va istiqbolli yo'nalish neft va ko'mirdan olinadigan qatlamlarni emdiruvchi materiallar sifatida ishlatishdir. Ushbu bog'lovchilar quyidagi afzalliklarga ega: past narx, termoplastiklikni saqlab turganda yuqori uglerod miqdori va tayyorlangan mezofaza maydonlarini grafitlash qobiliyati. Kamchiliklarga quyidagilar kiradi: toksiklik, nomuvofiq sifat.

Sh

Guruch. 1.29. Pirolitik uglerodni gaz fazali cho'ktirishning termogradient usulini o'rnatish diagrammasi: 1 - suv bilan sovutilgan reaktor, 2 - oqim o'tkazgichlari, 3 - isitgich, 4 - uglerod ramkasi, 5 - kvarts trubkasidagi termojuft, 6 - termojuft harakatlanuvchi mexanizm, 7 - suv ko'ylagi; oqimlari: I - gaz, II - gazsimon piroliz mahsulotlari, Sh - suv.

Qatlamlarning kimyoviy tarkibi va xossalari xom ashyoning tabiatiga va texnologik sharoitlarga qarab juda katta farq qiladi. Muayyan sharoitlarda suyuq kristall faza (mezofaz) yadrolanishi va o'sishi mumkin, bu anizotropik grafitlashtiruvchi koks hosil bo'lishini ta'minlaydi. Shu munosabat bilan, hozirgi vaqtda ohanglar izotropik (muntazam, mezofaza bo'lmagan) va anizotropik (mezofaz) o'rtasida farqlanadi.

Past haroratli karbonizatsiya paytida (550 - 650 ° S) mezofazalar qattiq ko'mirga o'tadi. Bu jarayon ajralib chiqadigan gazlar ta'sirida shishish bilan birga keladi, bu esa nozik gözenekli koks strukturasining shakllanishiga olib keladi. Shishish paytida koksning chuqur deformatsiyasi sodir bo'ladi va nuqsonli tuzilmalar soni ortadi, bu esa keyingi issiqlik bilan ishlov berish paytida qisqarish yoriqlari paydo bo'lishiga olib keladi.

Uglerod-koks matritsasining tuzilishi va xossalarining shakllanishi issiqlik bilan ishlov berish shartlariga bog'liq bo'lib, ularni bir necha bosqichlarga bo'lish mumkin:

Karbonatlanish (900 - 1423 ° S) - organik birikmalarning parchalanishi

uglerod-koksning molekulyar tartiblangan strukturasini shakllantirish va shakllantirish

prekristallanish (1400 - 2000 ° S) - atomlarning tartiblanishi yi

lerodalar deb atalmish chiziqlar shakllanishi bilan yanada mukammal tuzilishga aylanadi<

uglerodning hozirgi shakllari;

bir hil grafitlanish (2000 - 3000 ° S) - o'tish transformatsiyasi; uglerodning ny shakllari kristalli grafitga aylanadi.

Shaklda. 1.30-rasmda uglerod matosini emdirish uchun o'rnatish sxemasi ko'rsatilgan.

Guruch. 1.30. Uglerodli matoni singdirish uchun o'rnatish sxemasi: 1 - ta'minot g'altak, 2 - uglerod mato, 3 - bosim roliklari, 4 - elektr pech, 5 - matoni oziqlantirish tezligini tartibga soluvchi qurilma, 6 - olish g'altak; 7 - elektr haydovchi, 8 - hammom

Mato ta'minot g'altakidan (1) bo'shatiladi va sizning (8) orqali o'tadi, unda uchta yuqori tezlikda ishlaydigan mikser suv bilan qatron kukunini intensiv ravishda aralashtirib, barqaror suvli suspenziya hosil qiladi. IIj bosim roliklar (3) va elektron 1 (4) orqali mato yanada o'tishi, suv bug'lanadi va pitch, erish, elektr haydovchi (7) va mato oziqlantirish tezligini nazorat yordamida matoni singdiradi qurilma (5), oluvchi g'altakga o'ralgan ( 6) o'choqdan chiqish joyida lenta 100 - 120 ° C ga qizdirilgan mil bilan bosiladi va siqib chiqariladi! mato hajmiga pishiriladi.

G'ovakli uglerod ramkasini qadam bilan dastlabki singdirish 0,5 dan 3 MPa gacha bosim ostida, karbonizatsiya - 100 - 200 MPa bosim va 900 - 1100 ° S haroratda amalga oshirilishi mumkin.

CCCM ning o'ziga xos xususiyati uglerod matritsasining nisbatan yuqori porozligi, shuningdek, plomba moddasiga perpendikulyar yo'nalishdagi yoriqlar bilan kesishishi. Matritsadagi yoriqlar yuqori termal stresslar tufayli mahsulot ishlab chiqarish haroratidan (3000 ° C) xona haroratiga qadar sovutilganda paydo bo'ladi. G'ovaklikni yo'qotish uchun emdirish-karbonlash, keyin grafitlash va pirolitik uglerod bilan emdirish operatsiyasi bir necha marta takrorlanadi (1.31-rasm).

Emprenye-karbonizatsiya davrining takroriy takrorlanishidan so'ng, materialning zichligi 2000 - 2100 kg / m3 ga yetishi mumkin. Agar ishlov berish harorati 800 - 1500 ° S dan oshmasa, bog'lovchining karbonizatsiyasi sodir bo'ladi va 2300 - 3000 ° S haroratda grafitlangan material olinadi. Uglerod tolali plastmassani karbonlashtirish inert gaz oqimida yoki izotermik, dinamik yoki "bosqichma-bosqich" isitish bilan bosimni oshiruvchi atmosferada amalga oshiriladi - inert atmosferada;

Uglerod tolalari

O'rash qatlami 3 \ ^Ishlab chiqarish

katta hajmli trikotaj mahsulotlari \ matolar

tuzilmalar\

Mikrodastur

Pitch emdirish

* Karbonatlanish

Qayta emdirish Qayta karbonatlanish

Grafitizatsiya rasm. 1.31. Emprenye usuli yordamida CCCM olish sxemasi

CCCMni olishning kombinatsiyalangan yoki murakkab usuli quyidagi sxemalar bo'yicha amalga oshirilishi mumkin:

Gözenekli ramkani qadam bilan singdirish, bosim ostida karbonlashtirish, gaz fazasidan PUni qo'shimcha siqish;

PU ramkasini gaz fazasidan ma'lum bir zichlikka qadar siqish, pitch bilan singdirish, so'ngra karbonlashtirish, mexanik ishlov berish va PUni siqish.

Ushbu usul maksimal zichlik, yuqori jismoniy va mexanik xususiyatlarni ta'minlaydi va qo'shimcha uskunalarni talab qilmaydi.

CCCM ning karbonizatsiyasi bosimsiz amalga oshiriladigan hollarda

Jarayon an'anaviy qovurishda (gaz kamerasi) p

dizayni avvalroq muhokama qilingan chakhs. Ishlab chiqarish texnologiyasi]

Bosim ostida karbonlashtirish nuqtai nazaridan suyuqlik-faza usulidan foydalangan holda CCCM balki<

presslar yordamida amalga oshiriladi.

Grafitizatsiya (grafitizatsiya) Acheson pechlarida amalga oshiriladi, ularning qurilishi oldingi boblarda muhokama qilingan.

CCCM xususiyatlari keng doirada farq qiladi. Karbonlashtirilgan CCCM ning kuchi zichlikka proportsionaldir. Karbonli karbonli karbonatning grafitlanishi uning kuchini oshiradi. CCCMning kuchi yuqoriga asoslangan: kuchli CF yuqori modulli CF asosidagi CM kuchidan yuqori, yaxshiroq bo'ling! nykh turli ishlov berish haroratlarida. CCCM ning o'ziga xos xususiyatlari inert va kamaytiruvchi muhitda yuqori harorat qarshiligini o'z ichiga oladi. Ushbu muhitda o'zining shakli va fizik-mexanik xususiyatlarini saqlab qolish qobiliyati jihatidan CCCM ma'lum strukturaviy materiallardan ustundir. Ba'zi CCCM'lar, ayniqsa, organik polimerlar asosida uglerod tolasini karbonlashtirish yo'li bilan olinganlar, ish harorati 20 dan 2700 ° C gacha ko'tarilishi bilan kuchning oshishi bilan tavsiflanadi. 3000 ° C dan yuqori haroratlarda CCCMlar qisqa vaqt davomida ishlaydi, chunki grafitning intensiv sublimatsiyasi boshlanadi. Grafitning kristalli tuzilishi qanchalik mukammal bo'lsa, harorat shunchalik yuqori va termodestruktiv jarayonlarning tezligi past bo'ladi. Xususiyatlari] CCCMlar nisbatan past haroratlarda uzoq vaqt davomida havoda o'zgaradi. Shunday qilib, havoda 400 - 650 ° S da sodir bo'ladi! CCCM oksidlanishi va buning natijasida kuchning tez pasayishi. bu g'ovaklikni oshiradi. Matritsaning oksidlanishi uglevodorod oksidlanishidan oldinda, e< ли последние имеют более совершенную структуру углерода. Скорость оки>Ularni ishlab chiqarish haroratining oshishi va nuqsonlar sonining kamayishi harorat oshishi bilan kamayadi. CCCM oksidlanishini samarali oldini oladi< питка их кремнийорганическими соединениями из-за образования карбида оксида кремния.

Shaklda. 1.32 CCCMni qo'llash sohalarini ko'rsatadi.

ionga chidamli

Guruch. 3.32. Yuqori issiqlik yuklari sharoitida CCCMni qo'llash sohalari

Shunday qilib, CCCMlar an'anaviy materiallar samarasiz bo'lgan hollarda texnologiyaning turli sohalarida qo'llaniladi, ya'ni. yuqori termal yuklar sharoitida va ishqalanish birliklarida.