فن آوری برای تولید مواد کامپوزیت. مواد کامپوزیت

معرفی

یک ماده کامپوزیت ماده جامد ناهمگنی است که از دو یا چند جزء تشکیل شده است که از میان آنها می توان عناصر تقویت کننده را که ویژگی های مکانیکی لازم ماده را فراهم می کند و ماتریسی که عملکرد مشترک عناصر تقویت کننده را تضمین می کند، تشخیص داد. رفتار مکانیکی یک کامپوزیت با رابطه بین خواص عناصر تقویت کننده و ماتریس و همچنین استحکام پیوند بین آنها تعیین می شود. اثربخشی و عملکرد مواد بستگی دارد انتخاب درستاجزای اصلی و فناوری ترکیب آنها، طراحی شده برای اطمینان از اتصال قوی بین اجزا در حالی که ویژگی های اصلی خود را حفظ می کند. در نتیجه ترکیب عناصر تقویت کننده و ماتریس، مجموعه ای از خواص کامپوزیت تشکیل می شود که نه تنها ویژگی های اولیه اجزای آن را منعکس می کند، بلکه شامل خواصی است که اجزای جدا شده فاقد آن هستند. به طور خاص، وجود رابط بین عناصر تقویت کننده و ماتریس به طور قابل توجهی مقاومت ترک خوردگی ماده را افزایش می دهد و در کامپوزیت ها، بر خلاف فلزات، افزایش استحکام ساکن منجر به کاهش نمی شود، بلکه معمولاً منجر به کاهش می شود. افزایش ویژگی های چقرمگی شکست

مزایای مواد کامپوزیت:

قدرت ویژه بالا؛

سفتی بالا (مدول الاستیک 130 ... 140 گیگا پاسکال)؛

مقاومت در برابر سایش بالا؛

قدرت خستگی بالا؛

امکان تولید سازه های پایدار ابعادی از CM وجود دارد و کلاس های مختلفکامپوزیت ها ممکن است یک یا چند مزیت داشته باشند.

رایج ترین معایب مواد کامپوزیت:

قیمت بالا؛

ناهمسانگردی خواص;

افزایش شدت دانش تولید، نیاز به تجهیزات و مواد اولیه گران قیمت خاص و در نتیجه توسعه یافت تولید صنعتیو پایگاه علمی کشور.

1. طبقه بندی مواد کامپوزیت

کامپوزیت ها مواد چند جزئی متشکل از یک پلیمر، فلز، کربن، سرامیک یا سایر پایه ها (ماتریس)، تقویت شده با پرکننده های ساخته شده از الیاف، سبیل، ذرات ریز و غیره هستند. نسبت آنها، جهت گیری پرکننده، امکان به دست آوردن مواد با ترکیب مورد نیاز عملیاتی و خواص تکنولوژیکی. استفاده از چندین ماتریس در یک ماده (پلی ماتریس مواد کامپوزیت) یا پرکننده هایی با ماهیت های مختلف (مواد کامپوزیتی هیبریدی) امکان تنظیم خواص مواد کامپوزیتی را به میزان قابل توجهی گسترش می دهد. پرکننده های تقویت کننده سهم اصلی بار مواد کامپوزیت را جذب می کنند.

بر اساس ساختار پرکننده، مواد کامپوزیتی به فیبری (تقویت شده با الیاف و سبیل)، لایه ای (تقویت شده با فیلم، صفحه، پرکننده لایه ای)، تقویت شده پراکنده، یا تقویت شده با پراکندگی (با پرکننده به شکل ذرات ریز) تقسیم می شوند. ). ماتریس در مواد کامپوزیتی استحکام مواد، انتقال و توزیع تنش در پرکننده را تضمین می کند، گرما، رطوبت، آتش و مواد شیمیایی را تعیین می کند. دوام

بر اساس ماهیت مواد ماتریس، پلیمر، فلز، کربن، سرامیک و سایر کامپوزیت ها متمایز می شوند.

مواد کامپوزیت زمینه فلزی هستند مواد فلزی(معمولا Al، Mg، Ni و آلیاژهای آنها)، تقویت شده با الیاف با استحکام بالا (مواد الیافی) یا ذرات نسوز ریز پراکنده که در فلز پایه حل نمی شوند (مواد تقویت شده با پراکندگی). ماتریس فلزی الیاف (ذرات پراکنده) را به یک کل واحد متصل می کند.

مواد کامپوزیتی با ماتریس غیرفلزی کاربرد وسیعی یافته اند. پلیمر، کربن و مواد سرامیکی. پرکاربردترین ماتریس های پلیمری اپوکسی، فنل فرمالدئید و پلی آمید هستند. ماتریس های کربن، کک شده یا پیروکربن، از پلیمرهای مصنوعی در معرض پیرولیز به دست می آیند. ماتریس ترکیب را متصل می کند و به آن شکل می دهد. تقویت کننده ها الیاف هستند: شیشه، کربن، بور، آلی، بر اساس کریستال های سبیل (اکسیدها، کاربیدها، بوریدها، نیتریدها و دیگران)، و همچنین فلز (سیم) که دارای استحکام و استحکام بالایی هستند.

با توجه به مکانیسم عمل تقویتی، مواد کامپوزیتی با پرکننده فیبری (تقویت کننده) به مواد گسسته تقسیم می شوند که در آنها نسبت طول الیاف به قطر نسبتاً کوچک است و آنهایی که دارای فیبر پیوسته هستند. الیاف گسسته به طور تصادفی در ماتریس مرتب شده اند. قطر فیبر از کسری تا صدها میکرومتر متغیر است. هر چه نسبت طول الیاف به قطر بیشتر باشد، درجه استحکام بالاتری دارد.

اغلب مواد کامپوزیت یک ساختار لایه ای است که در آن هر لایه تقویت می شود تعداد زیادیالیاف پیوسته موازی همچنین می توان هر لایه را با الیاف پیوسته بافته شده در پارچه ای تقویت کرد که نمایانگر شکل اصلی است که از نظر عرض و طول متناظر است. مواد نهایی. اغلب الیاف به ساختارهای سه بعدی بافته می شوند.

مواد کامپوزیتی در مقادیر بالاتر مقاومت کششی و حد استقامت (50-10٪)، مدول الاستیک، ضریب سختی و کاهش حساسیت به ترک با آلیاژهای معمولی متفاوت هستند. استفاده از مواد کامپوزیت باعث افزایش صلبیت سازه و در عین حال کاهش مصرف فلز آن می شود. استحکام مواد کامپوزیت (الیافی) توسط خواص الیاف تعیین می شود. ماتریس عمدتاً باید تنش ها را بین عناصر تقویت کننده دوباره توزیع کند. بنابراین، استحکام و مدول الاستیک الیاف باید به طور قابل توجهی بیشتر از استحکام و مدول الاستیک ماتریس باشد. الیاف تقویت‌کننده صلب، تنش‌های ایجاد شده در ترکیب را در طول بارگذاری درک می‌کنند و به آن استحکام و استحکام در جهت جهت الیاف می‌دهند.

برای تقویت آلومینیوم، منیزیم و آلیاژهای آنها از الیاف بور و همچنین الیاف ترکیبات نسوز (کاربیدها، نیتریدها، بوریدها و اکسیدها) با استحکام و مدول الاستیک بالا استفاده می شود. برای تقویت تیتانیوم و آلیاژهای آن از سیم مولیبدن، الیاف یاقوت کبود، کاربید سیلیکون و بورید تیتانیوم استفاده می شود. افزایش مقاومت حرارتی آلیاژهای نیکل با تقویت آنها با سیم تنگستن یا مولیبدن حاصل می شود. الیاف فلزی نیز در مواردی که رسانایی حرارتی و الکتریکی بالا مورد نیاز است استفاده می شود. تقویت کننده های امیدوار کننده برای مواد کامپوزیتی فیبری با استحکام و مدول بالا، سبیل های ساخته شده از اکسید آلومینیوم و نیترید، کاربید و نیترید سیلیکون، کاربید بور و غیره هستند. انعطاف پذیری پایینی دارند. با این حال، الیاف در مواد کامپوزیتی سرعت انتشار ترک‌های آغاز شده در ماتریس را کاهش می‌دهند و شکست ناگهانی شکننده تقریباً به طور کامل از بین می‌رود. ویژگی متمایزمواد کامپوزیتی تک محوری فیبری ناهمسانگرد هستند ویژگی های مکانیکیدر امتداد و در سراسر الیاف و حساسیت کم به متمرکز کننده های تنش. ناهمسانگردی خواص مواد کامپوزیت الیافی هنگام طراحی قطعات برای بهینه سازی خواص با تطبیق میدان مقاومت با میدان های تنش در نظر گرفته می شود. باید در نظر گرفت که ماتریس تنها در صورتی می تواند تنش را به الیاف منتقل کند که یک پیوند قوی در رابط فیبر-ماتریس تقویت کننده وجود داشته باشد. برای جلوگیری از تماس بین الیاف، ماتریس باید به طور کامل تمام الیاف را احاطه کند، که زمانی حاصل می شود که محتوای آن حداقل 15-20٪ باشد. ماتریس و فیبر نباید در طول ساخت و بهره برداری با یکدیگر تعامل داشته باشند (نباید انتشار متقابل وجود داشته باشد) زیرا این امر می تواند منجر به کاهش استحکام مواد کامپوزیت شود. تقویت آلیاژهای آلومینیوم، منیزیم و تیتانیوم با الیاف نسوز پیوسته بور، کاربید سیلیکون، بورید تیتانیوم و اکسید آلومینیوم به طور قابل توجهی مقاومت حرارتی را افزایش می دهد. یکی از ویژگی های مواد کامپوزیت این است سرعت کمبه مرور زمان با افزایش دما نرم می شود.

عیب اصلی مصالح کامپوزیت با آرماتورهای یک بعدی و دو بعدی مقاومت کم در برابر برش بین لایه ای و شکستگی عرضی است. مواد با تقویت حجمی این را ندارند.

بر خلاف مواد کامپوزیت فیبری، در مواد کامپوزیتی تقویت شده با پراکندگی، ماتریس عنصر باربر اصلی است و ذرات پراکنده از حرکت نابجایی ها در آن جلوگیری می کنند.

استحکام بالا با اندازه ذرات 10-500 نانومتر با فاصله متوسط بین آنها 100-500 نانومتر و توزیع یکنواخت آنها در ماتریس حاصل می شود. استحکام و مقاومت حرارتی، بسته به محتوای حجمی فازهای تقویتی، از قانون افزایشی تبعیت نمی کند. محتوای بهینه فاز دوم برای فلزات مختلفمتفاوت است، اما معمولاً از 5-10 جلد تجاوز نمی کند. ٪. استفاده از ترکیبات نسوز پایدار (اکسیدهای توریم، هافنیوم، ایتریوم، ترکیبات پیچیده اکسیدها و فلزات خاکی کمیاب) که در فلز زمینه حل نمی‌شوند به عنوان فازهای تقویت‌کننده، امکان حفظ استحکام بالای ماده تا 0.9-0.95 Tm را فراهم می‌کند. در این راستا، چنین مواد اغلب به عنوان مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود. مواد کامپوزیتی تقویت شده با پراکندگی را می توان بر اساس اکثر فلزات و آلیاژهای مورد استفاده در فناوری به دست آورد. پرکاربردترین آلیاژهای مبتنی بر آلومینیوم SAP (پودر آلومینیوم متخلخل) هستند.

2. ترکیب، ساختار و خواص مواد کامپوزیتی

خواص مواد کامپوزیتی به ترکیب اجزا، ترکیب آنها، نسبت کمی و استحکام پیوند بین آنها بستگی دارد. مواد تقویت کننده می توانند به شکل الیاف، رشته ها، نخ ها، نوارها، پارچه های چند لایه باشند. میزان سختی گیر در مواد جهت دار 60-80 حجم، در مواد غیر جهت دار (با الیاف مجزا و سبیل) 20-30 حجم است. هر چه استحکام و مدول الاستیک الیاف بیشتر باشد، استحکام و سفتی ماده کامپوزیت بیشتر است. خواص ماتریس استحکام برشی و فشاری ترکیب و مقاومت در برابر شکست خستگی را تعیین می کند. در مواد لایه ای، الیاف، نخ ها، نوارهای آغشته به یک کلاسور به موازات یکدیگر در صفحه تخمگذار قرار می گیرند. لایه های مسطح در صفحات جمع می شوند. خواص ناهمسانگرد هستند. برای اینکه مواد در یک محصول کار کنند، مهم است که جهت را در نظر بگیرید بارهای موثر. امکان ایجاد موادی با خواص همسانگرد و ناهمسانگرد وجود دارد. الیاف را می توان در زیر قرار داد زوایای مختلف، تغییر خواص مواد کامپوزیتی. سفتی خمشی و پیچشی مواد به ترتیبی که لایه ها در ضخامت بسته بندی قرار می گیرند بستگی دارد. از تقویت کننده های سه، چهار یا بیشتر نخ استفاده می شود. اکثر برنامه های کاربردیساختاری از سه رزوه عمود بر یکدیگر دارد. تقویت کننده ها را می توان در جهت های محوری، شعاعی و محیطی قرار داد. مواد سه بعدی می توانند با هر ضخامتی به شکل بلوک یا استوانه باشند. پارچه های حجیم استحکام پوسته شدن و استحکام برشی را در مقایسه با پارچه های لمینت افزایش می دهند. یک سیستم چهار رشته ای با تجزیه آرماتور در امتداد مورب های مکعب ساخته می شود. ساختار چهار رزوه تعادلی است و باعث افزایش صلبیت برشی در صفحات اصلی شده است. با این حال، ایجاد مواد چهار جهته دشوارتر از ایجاد مواد سه جهته است.

مواد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف پیوسته با استحکام بالا و مدول بالا بیشترین کاربرد را در ساخت و ساز و فناوری دارند. اینها عبارتند از: مواد کامپوزیت پلیمری مبتنی بر ترموست (اپوکسی، پلی استر، فنل فرمالدئید، پلی آمید، و غیره) و چسب های ترموپلاستیک، تقویت شده با شیشه (فایبر گلاس)، کربن (الیاف کربن)، آلی (ارگانوپلاستیک)، بور (بوروپلاستیک)، و غیره .الیاف; مواد کامپوزیت فلزی بر اساس آلیاژهای Al، Mg، Cu، Ti، Ni، Cr، تقویت شده با الیاف بور، کربن یا کاربید سیلیکون، و همچنین سیم فولاد، مولیبدن یا تنگستن؛ مواد کامپوزیت مبتنی بر کربن تقویت شده با الیاف کربن (مواد کربن-کربن)؛ مواد کامپوزیت بر پایه سرامیک تقویت شده با کربن، کاربید سیلیکون و سایر الیاف مقاوم در برابر حرارت و SiC. هنگام استفاده از الیاف کربن، شیشه، آمید و بور موجود در مواد به مقدار 50-70٪، ترکیباتی با استحکام خاص و مدول الاستیک 2-5 برابر بیشتر از مواد و آلیاژهای ساختاری معمولی ایجاد شد. علاوه بر این، مواد کامپوزیتی الیافی از نظر مقاومت در برابر خستگی، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر لرزش، جذب صدا، مقاومت ضربه و سایر خواص نسبت به فلزات و آلیاژها برتری دارند. بنابراین، تقویت آلیاژهای Al با الیاف بور به طور قابل توجهی ویژگی های مکانیکی آنها را بهبود می بخشد و امکان افزایش دمای عملیاتی آلیاژ از 250-300 به 450-500 درجه سانتی گراد را فراهم می کند. تقویت با سیم (از W و Mo) و الیاف ترکیبات نسوز برای ایجاد مواد کامپوزیتی مقاوم در برابر حرارت بر پایه Ni، Cr، Co، Ti و آلیاژهای آنها استفاده می شود. بنابراین، آلیاژهای نیکل مقاوم در برابر حرارت تقویت شده با الیاف می توانند در دمای 1300-1350 درجه سانتی گراد کار کنند. در ساخت مواد کامپوزیتی الیاف فلزی، اعمال یک ماتریس فلزی به پرکننده عمدتاً از ذوب مواد ماتریس، با رسوب الکتروشیمیایی یا کندوپاش انجام می‌شود. قالب گیری محصولات توسط ch انجام می شود. arr با آغشته کردن قاب الیاف تقویت کننده به مذاب فلزی تحت فشار تا 10 مگاپاسکال یا با ترکیب فویل (مواد ماتریس) با الیاف تقویت کننده با استفاده از نورد، پرس، اکستروژن هنگام گرم شدن تا نقطه ذوب مواد ماتریس.

یکی از روش های متداول تکنولوژیکی برای تولید الیاف پلیمری و فلزی و مواد کامپوزیت لایه ای، رشد کریستال های پرکننده در یک ماتریس به طور مستقیم در طول فرآیند ساخت قطعات است. از این روش به عنوان مثال در ایجاد آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت یوتکتیک بر پایه نیکل و Co استفاده می شود. مذاب های آلیاژی با کاربید و ترکیبات بین فلزی که با سرد شدن در شرایط کنترل شده، کریستال های فیبری یا صفحه مانند را تشکیل می دهند، منجر به استحکام بخشی آلیاژها می شود و امکان افزایش دمای عملیاتی آنها به میزان 60 تا 80 درجه سانتی گراد را فراهم می کند. مواد کامپوزیتی مبتنی بر کربن چگالی کم را با رسانایی حرارتی بالا ترکیب می کنند. دوام، پایداری ابعاد تحت تغییرات دمایی ناگهانی، و همچنین افزایش مدول استحکام و الاستیسیته هنگام گرم شدن تا 2000 درجه سانتیگراد در یک محیط بی اثر. مواد کامپوزیتی با استحکام بالا بر پایه سرامیک از طریق تقویت با پرکننده های فیبری و همچنین ذرات پراکنده فلزی و سرامیکی به دست می آیند. تقویت با الیاف SiC پیوسته به دست آوردن مواد کامپوزیتی با افزایش ویسکوزیته، مقاومت خمشی و مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا امکان پذیر است. با این حال، تقویت سرامیک با الیاف به دلیل عدم حالت ارتجاعی ماده در مقدار بالای مدول الاستیک، همیشه منجر به افزایش قابل توجه خواص مقاومتی آن نمی شود. تقویت با ذرات فلزی پراکنده امکان ایجاد مواد سرامیکی-فلزی (سرمت ها) با افزایش استحکام، هدایت حرارتی و مقاومت در برابر شوک های حرارتی را فراهم می کند. در ساخت مواد کامپوزیت سرامیکی معمولاً از پرس گرم، پرس و سپس تف جوشی و ریخته گری لغزشی استفاده می شود. تقویت مواد با ذرات فلزی پراکنده منجر به افزایش شدید استحکام به دلیل ایجاد موانع در حرکت نابجایی ها می شود. چنین تقویتی ch. arr در ایجاد آلیاژهای کروم نیکل مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود. این مواد با وارد کردن ذرات ریز به فلز مذاب و به دنبال آن پردازش معمولی شمش ها در محصولات تولید می شوند. به عنوان مثال، معرفی ThO2 یا ZrO2 به آلیاژ، دستیابی به آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت تقویت شده با پراکندگی را ممکن می سازد که برای مدت طولانی تحت بار در دمای 1100-1200 درجه سانتیگراد کار می کنند (محدودیت سرویس آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت معمولی تحت شرایط یکسان 1000-1050 درجه سانتیگراد است). یک جهت امیدوارکننده برای ایجاد مواد کامپوزیتی با استحکام بالا، تقویت مواد با سبیل (سبیل) است که به دلیل قطر کم، عملاً عاری از عیوب موجود در بلورهای بزرگتر بوده و از استحکام بالایی برخوردار هستند. بیشتر مورد توجه عملی، کریستال های Al2O3، BeO، SiC، B4C، Si3N4، AlN و گرافیت با قطر 1-30 میکرون و طول 0.3-15 میلی متر هستند. چنین پرکننده هایی به شکل نخ جهت دار یا مواد لایه ای همسانگرد مانند کاغذ، مقوا و نمد استفاده می شوند. معرفی کریستال‌های سبیل به یک ترکیب می‌تواند ترکیب‌های غیرمعمولی از الکتریکی و خواص مغناطیسی. انتخاب و هدف مواد کامپوزیت تا حد زیادی با شرایط بارگذاری و دمای عملیاتی قطعات یا سازه ها، تکنولوژی تعیین می شود. ممکن ها. مواد کامپوزیت پلیمری در دسترس ترین و مسلط ترین مواد هستند. طیف وسیعی از ماتریس ها به شکل پلیمرهای ترموست و ترموپلاستیک انتخاب گسترده ای از مواد کامپوزیت را برای عملیات در محدوده از دمای منفی تا 100-200 درجه سانتی گراد برای پلاستیک های ارگانوپلاستیک، تا 300-400 درجه سانتی گراد برای شیشه، کربن و بور فراهم می کند. پلاستیک ها مواد کامپوزیت پلیمری با ماتریس پلی استر و اپوکسی تا دمای 120-200 درجه سانتیگراد، با فنل فرمالدئید - تا 200-300 درجه سانتیگراد، پلی آمید و ارگانوسیلیک - تا 250-400 درجه سانتیگراد کار می کنند. مواد کامپوزیت فلزی مبتنی بر Al، Mg و آلیاژهای آنها، تقویت شده با الیاف B، C، SiC، تا دمای 400-500 درجه سانتیگراد استفاده می شود. مواد کامپوزیتی مبتنی بر آلیاژهای Ni و Co در دماهای 1100-1200 درجه سانتیگراد، آنهایی که مبتنی بر فلزات و ترکیبات نسوز - تا 1500-1700 درجه سانتیگراد هستند، آنها بر اساس کربن و سرامیک - تا 1700-2000 درجه سانتیگراد کار می کنند. استفاده از کامپوزیت ها به عنوان مصالح سازه ای، محافظ حرارتی، ضد اصطکاک، رادیویی و الکتریکی و غیره باعث کاهش وزن سازه، افزایش منابع و توان ماشین آلات و واحدها و ایجاد اجزاء، قطعات و قطعات اساساً جدید می شود. سازه های. انواع مواد کامپوزیت در صنایع شیمیایی، نساجی، معدن، متالورژی، مهندسی مکانیک، حمل و نقل، برای ساخت تجهیزات ورزشی و غیره استفاده می شود.

3. کارایی اقتصادی استفاده از مواد کامپوزیت

زمینه های کاربرد مواد کامپوزیت محدود نیست. آنها در هوانوردی برای قطعات بسیار بارگذاری شده (پوست، اسپارها، دنده ها، پانل ها، پره های کمپرسور و توربین و غیره)، در فناوری فضایی برای واحدهای ساختارهای قدرت دستگاه ها، برای سفت کردن عناصر، پانل ها، در صنعت خودروسازی برای روشن شدن استفاده می شوند. بدنه ها، فنرها، قاب ها، پانل های بدنه، ضربه گیرها و غیره در صنعت معدن (ابزار حفاری، قطعات کمباین و غیره)، در مهندسی عمران (دهه پل ها، عناصر سازه های پیش ساخته ساختمان های بلند و ...) و در سایر زمینه ها اقتصاد ملی.

کاربردمواد کامپوزیت جهشی کیفی جدیدی در افزایش قدرت موتورها، تاسیسات انرژی و حمل و نقل و کاهش وزن ماشین‌ها و دستگاه‌ها ایجاد می‌کنند. مواد کامپوزیتی با ماتریس غیر فلزی، یعنی الیاف کربن پلیمری، در صنایع کشتی سازی و خودروسازی (بدنه) استفاده می شود. ماشین های مسابقه ای، ارابه فرود، پروانه)؛ بلبرینگ ها، پانل های گرمایشی، تجهیزات ورزشی و قطعات کامپیوتر از آنها ساخته می شود. الیاف کربن با مدول بالا برای ساخت قطعات هواپیما، تجهیزات صنایع شیمیایی، تجهیزات اشعه ایکس و غیره استفاده می شود. الیاف کربن با ماتریس کربن جایگزین انواع گرافیت می شوند. آنها برای حفاظت حرارتی، دیسک های ترمز هواپیما و تجهیزات مقاوم در برابر مواد شیمیایی استفاده می شوند. محصولات ساخته شده از فیبر بور در فناوری هوانوردی و فضایی (پروفیل ها، پانل ها، روتورها و تیغه های کمپرسور، تیغه های پروانه، شفت انتقال هلیکوپتر و غیره) استفاده می شود. الیاف ارگانیک به عنوان مواد عایق و ساختاری در صنایع برق و رادیو، فناوری هوانوردی و غیره استفاده می شود.

فهرست ادبیات استفاده شده

گورچاکوف G.I., Bazhenov Yu.M. مصالح و مواد ساختمانی/ G.I. گورچاکوف، یو.م. باژنوف. - م.: استروییزدات، 1986.

مصالح ساختمانی / ویرایش شده توسط V.G. میکولسکی. - M.: ASV، 2000.

دوره عمومی مصالح ساختمانی / ویرایش. I.A. ریبیوا. - م.: دبیرستان، 1987.

مصالح ساختمانی / ویرایش شده توسط G.I. گورچاکوا. - م: دبیرستان، 1982.

Evald V.V. مصالح ساختمانی، تولید آنها، خواص و آزمایش / V.V. ایوالد. – سن پترزبورگ: L-M، چاپ چهاردهم، 1933.

1. کامپوزیت های سرامیکی

هنگام ایجاد نسل جدیدی از موتورهای هواپیما، از مواد سبک وزن و بسیار مقاوم در برابر آتش - کامپوزیت های سرامیکی - برای کاهش وزن، کاهش مصرف سوخت و کاهش انتشارات مضر استفاده می شود.

بر شکل 1نموداری از فرآیند تکنولوژیکی توسعه یافته توسط ناسا برای تولید کامپوزیت ها ارائه شده است. کامپوزیت های ماتریکس سرامیکی ذوب شده.

ابتدا پارچه ای از الیاف کاربید سیلیکون (نام تجاری سیرامیک)، یک جای خالی از آن تشکیل می شود فرم داده شدهو اندازه ها، سپس قطعه کار با کاربید سیلیکون مذاب اشباع شده و پخته می شود.

برای ساخت کامپوزیت می توان از الیاف استفاده کرد سیرامیکیا سیرامیک با پوشش نیترید بور. چنین کامپوزیت هایی می توانند حرارت را تا 1200 درجه سانتیگراد تحمل کنند.

فناوری مشابهی در ساخت مواد اکسید کامپوزیت استفاده می شود، جایی که پارچه از آن ساخته می شود نکستل 720(حاوی 85% Al 2 O 3 و 15 % SiO 2) در مذاب آلومینوسیلیکات ها اشباع شده است.

مواد کامپوزیت دارای ساختار لایه ای هستند (نگاه کنید به. برنج. 2).

در مقایسه با مواد سرامیکی یکپارچه (به عنوان مثال، Si 3 N 4)، سرامیک های کامپوزیت آنقدر شکننده نیستند و مقاومت در برابر ضربه را افزایش می دهند (شکل 2 را ببینید). برنج. 3 و 4).

مواد کامپوزیت سرامیکی به طور گسترده در ساخت وسایل نقلیه مافوق صوت استفاده می شود. هواپیما(UAV مداری X37، موشک X51A WaveRider (نگاه کنید به. برنج. 5 و 6).

هنگام پرواز با سرعت 68 ماخ، دمای سطوح لبه های جلویی هواپیماها می تواند به 2700 درجه سانتیگراد برسد و دما در محفظه احتراق موتور رم جت با محفظه احتراق مافوق صوت (اسکرم جت) می تواند به 3000 درجه برسد. سی.

برای اطمینان از حفاظت حرارتی و ویژگی های استحکام بالا سازه در هنگام گرمایش آیرودینامیکی، از سازه های ساندویچی چندلایه استفاده می شود. کامپوزیت ماتریس سرامیکی / هسته فوم (کامپوزیت زمینه سرامیکی با لایه داخلی سرامیک متخلخل).

ساندویچ پانل کامپوزیت با چگالی حدود 1.06 گرم بر سانتی متر مکعب استحکام و استحکام بالایی دارد. ضریب انبساط حرارتی، مواد روکش کامپوزیت سرامیکی و مواد هسته سرامیکی متخلخل به گونه‌ای انتخاب می‌شوند که یک گرادیان دما در قسمت بیرونی و بیرونی ارائه شود. سطح داخلیساندویچ پانل در حدود 1000 درجه سانتیگراد بدون لایه برداری یا ترک خوردگی.

با داشتن چگالی حدود 1.06 گرم بر سانتی متر، استحکام و استحکام بالایی دارد. ضریب انبساط حرارتی، مواد روکش کامپوزیت سرامیکی و مواد هسته سرامیکی متخلخل به گونه ای انتخاب می شوند که از گرادیان دما در سطوح بیرونی و داخلی پانل ساندویچ حدود 1000 درجه سانتیگراد بدون لایه برداری و ترک خوردگی اطمینان حاصل شود.

محفظه احتراق اسکرام جت استفاده می کند کامپوزیت های سرامیکی بر پایه سرامیک های با دمای بالا. چنین سرامیک‌هایی که از دی‌بورید زیرکونیوم و کاربید سیلیکون تشکیل شده‌اند، با استفاده از تخلیه‌های جرقه الکتریکی با فرکانس بالا (به اصطلاح روش SparcPlasma Sintering) زینتر می‌شوند. در مقایسه با روش پرس ایزواستاتیک گرم، تف جوشی SparcPlasma به شما امکان می دهد ساختار متراکم تری به دست آورید (نگاه کنید به. شکل 7 و 8).

علاوه بر این، برای محفظه احتراق آنها در حال توسعه هستند مواد فرسوده "خود شفابخش".، که در آن جایگزینی ماده در سطح خرد تضمین می شود. اینها به اصطلاح "کاشی های آغشته به لایه پلیمری ثانویه" هستند ( شکاف) (اسلب های چند لایه آغشته به پلیمر بازیافتی) دارای ترکیبی ناهمگن. اصطلاح "ثانویه" به این دلیل استفاده می شود که هر عنصر صفحه حاوی حداقل دو لایه پلیمری است که واکنش گرماگیر ثانویه بین آنها مقدار قابل توجهی گرما را جذب می کند و به جلوگیری از گرم شدن بیش از حد مواد در پشت سپر حرارتی کمک می کند.

برای محافظت از سرامیک های کامپوزیت مبتنی بر کاربید سیلیکون در برابر واکنش با محصولات احتراق سوخت در محفظه احتراق و بخار آب، پوشش های نانوکامپوزیتی مقاوم در برابر خوردگی.

2. مواد نانوکامپوزیتی ساختاری

آلیاژهای نانوکامپوزیت فلز سرامیک

آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم تقویت شده با نانوذرات سرامیکی به عنوان مواد ساختاری سبک وزن استفاده می شود.
مشکل اصلی در هنگام ریخته‌گری این گونه آلیاژها، توزیع یکنواخت نانوذرات سرامیکی در حجم ریخته‌گری است. به دلیل ترشوندگی ضعیف نانوذرات در مذاب، آگلومره می شوند و با هم مخلوط نمی شوند. دانشگاه ویسکانسین مدیسون (ایالات متحده آمریکا) فناوری اختلاط نانوذرات در مذاب را با استفاده از امواج اولتراسونیک توسعه داده است که میکروحباب هایی را در مذاب ایجاد می کند. هنگامی که چنین حباب هایی فرو می ریزند، امواج ریزشوک تشکیل می شوند. امواج ریز شوک شدید به طور موثر نانوذرات را در سراسر حجم فلز مذاب پراکنده می کند.

مواد نانوکامپوزیت سرامیکی

افزودن نانولوله‌های کربنی و فولرن‌ها (از جمله نانو سبیل‌های کربنی) به ماتریس سرامیکی، خواص مکانیکی سرامیک را بهبود می‌بخشد (افزایش شکل‌پذیری و کاهش شکنندگی).

بر برنج. 9میکروگراف های نانولوله های کربنی در یک ماتریس آلومینا نشان داده شده است. ایجاد یک میکروترک قابل مشاهده است.

علاوه بر نانولوله های کربنی، مواد معدنی شبه فولرن (نانوکره های چند لایه یا نانولوله های تنگستن، تیتانیوم، نیوبیم و بی سولفیدهای مولیبدن) به عنوان عناصر تقویت کننده در سرامیک های نانوکامپوزیتی استفاده می شوند.

به طور تجربی تایید شده است که مواد معدنی مانند فولرندر برابر بارهای دینامیکی تا 210 تن بر سانتی‌متر مربع (در مقایسه با 40 تن در سانتی‌متر مربع برای فولاد با استحکام بالا) مقاوم هستند، که آن را به یک ماده بسیار امیدوارکننده برای پرکننده‌های کامپوزیت‌های پلیمری یا سرامیکی تبدیل می‌کند که به عنوان زره سبک استفاده می‌شوند.

یک ماده بسیار امیدوارکننده برای استفاده در صنایع مختلفصنعت سرامیک است MAX فازها (فازهای Mn+1AXn)- نیتریدهای سه تایی نانولامینه پلی کریستالی، کاربیدها یا بوریدهای فلزات واسطه.

بسته به ترکیب این مواد، آنها می توانند خواص چند منظوره کاملا منحصر به فرد داشته باشند: بادوام، در عین حال پردازش آسان، مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، هدایت حرارتی بالا و ضریب اصطکاک بسیار پایین. به بیان تصویری، این سرامیک است که می توان آن را با یک اره برقی معمولی برش داد.

مواد MAXphase توسط محقق آمریکایی پروفسور کشف شد. M. Barsoum (دانشگاه Drexel - ایالات متحده آمریکا) در سال 1996

توسط محقق آمریکایی پروفسور کشف شد. M. Barsoum (دانشگاه Drexel - ایالات متحده آمریکا) در سال 1996

زمینه های کاربرد: انرژی (رسانایی الکتریکی بالا، توانایی تحمل بارهای مکانیکی بالا، دمای بالا)، توربین های گاز و بخار (دارای ضریب اصطکاک پایین در دماهای بالا)، هوانوردی و فضانوردی. بر برنج. 10یک میکروگراف از یک ساختار نانوولمینانت ارائه شده است سرامیک MAXphase.

رفتار مواد کامپوزیت

ظهور مواد کامپوزیتی جدید با خواص بهبود یافته، الزامات جدیدی را بر توسعه فناوری ها و ابزارهای پردازش آنها تحمیل می کند. در خارج از کشور استفاده می شود یک رویکرد پیچیده: تکنسین های پردازش فلز و سرامیک در پروژه های توسعه مواد جدید مشارکت دارند. به ویژه، متخصصانی از آزمایشگاه تحقیقات ارتش و آزمایشگاه نیروی هوایی ایالات متحده در پروژه های ناسا شرکت می کنند.

به عنوان مثال، برای سوراخ کردن صفحات و پانل های ساخته شده از سرامیک کامپوزیت، از ابزارهایی با درج الماس پلی کریستالی و همچنین ابزارهای کاربید جامد با پوشش های چند لایه نانوکامپوزیتی استفاده می شود.

برای اتصال قطعات ساخته شده از سرامیک های با دمای بالا بر پایه زیرکونیوم دیبورید از لحیم های مخصوص استفاده می شود.

به ویژه آلیاژهای AgCuTi (علامت تجاری CusilABAو تیکوسیل، و همچنین آلیاژهای مبتنی بر پالادیوم - کبالت و پالادیوم نیکل (علامت تجاری پالکوو پالنی) اتصال مطمئن اینگونه سرامیک ها را با مصالح و مواد ساختمانیساخته شده از آلیاژهای مولیبدن نسوز.

A.V. فدوتوف
مدیر توسعه
NPF "ElanPraktik"

مواد کامپوزیت

مواد کامپوزیت (کامپوزیت، KM) - یک ماده جامد ناهمگن متشکل از دو یا چند جزء، که از میان آنها می توان عناصر تقویت کننده را که مشخصات مکانیکی لازم مواد را فراهم می کند، و ماتریس (یا بایندر) که عملکرد مشترک عناصر تقویت کننده را تضمین می کند، تشخیص داد.

رفتار مکانیکی یک کامپوزیت با رابطه بین خواص عناصر تقویت کننده و ماتریس و همچنین استحکام پیوند بین آنها تعیین می شود. کارایی و عملکرد مواد به انتخاب صحیح اجزای اصلی و فناوری ترکیب آنها بستگی دارد که برای اطمینان از اتصال قوی بین اجزا و حفظ ویژگی های اصلی آنها طراحی شده است.

در نتیجه ترکیب عناصر تقویت کننده و ماتریس، مجموعه ای از خواص کامپوزیت تشکیل می شود که نه تنها ویژگی های اولیه اجزای آن را منعکس می کند، بلکه شامل خواصی است که اجزای جدا شده فاقد آن هستند. به طور خاص، وجود رابط بین عناصر تقویت کننده و ماتریس به طور قابل توجهی مقاومت ترک خوردگی ماده را افزایش می دهد و در کامپوزیت ها، بر خلاف فلزات، افزایش استحکام ساکن منجر به کاهش نمی شود، بلکه معمولاً منجر به کاهش می شود. افزایش ویژگی های چقرمگی شکست

مزایای مواد کامپوزیت

بلافاصله باید تصریح کرد که CM ها برای انجام این وظایف ایجاد می شوند و بر این اساس نمی توانند تمام مزایای ممکن را داشته باشند، اما در هنگام طراحی یک کامپوزیت جدید، مهندس مختار است در هنگام انجام یک هدف معین، ویژگی هایی به طور قابل توجهی نسبت به ویژگی های مواد سنتی به آن بدهد. در یک مکانیسم مشخص، اما از هر جنبه دیگری از آنها پایین تر است. این بدان معنی است که KM نمی تواند بهتر باشد مواد سنتیدر همه چیز، یعنی برای هر محصول، مهندس تمام محاسبات لازم را انجام می دهد و تنها پس از آن بهینه را بین مواد برای تولید انتخاب می کند.

استحکام ویژه بالا
سفتی بالا (مدول الاستیک 130…140 گیگا پاسکال)
مقاومت در برابر سایش بالا
قدرت خستگی بالا
ساخت سازه های پایدار ابعادی از CM امکان پذیر است

علاوه بر این، کلاس های مختلف کامپوزیت ها ممکن است یک یا چند مزیت داشته باشند. برخی از مزایا را نمی توان به طور همزمان به دست آورد.

معایب مواد کامپوزیت

اکثر کلاس های کامپوزیت (اما نه همه) دارای معایبی هستند:

قیمت بالا
ناهمسانگردی خواص
افزایش شدت دانش تولید، نیاز به تجهیزات و مواد اولیه گران قیمت خاص و در نتیجه توسعه تولید صنعتی و پایگاه علمی کشور

مناطق استفاده

کالاهای مصرفی

مهندسی مکانیک

مشخصه

این فناوری برای تشکیل پوشش های محافظ اضافی روی سطوح به صورت جفت اصطکاک فولادی-لاستیکی استفاده می شود. استفاده از فناوری به شما امکان می دهد چرخه کاری آب بند و شفت را افزایش دهید تجهیزات صنعتیکار در محیط آبی

مواد کامپوزیت از چندین عملکرد تشکیل شده است مواد عالی. مبانی مواد معدنیشامل سیلیکات های منیزیم، آهن و آلومینیوم است که با افزودنی های مختلف اصلاح شده اند. انتقال فاز در این مواد در بارهای محلی نسبتاً بالا، نزدیک به استحکام نهایی فلز رخ می دهد. در این حالت، یک لایه فلزی-سرامیکی با استحکام بالا در ناحیه بارهای موضعی زیاد روی سطح تشکیل می شود که به دلیل آن امکان تغییر ساختار سطح فلز وجود دارد.

مشخصات فنی

بسته به ترکیب مواد کامپوزیت، پوشش محافظ را می توان با ویژگی های زیر مشخص کرد:

ضخامت تا 100 میکرون؛
کلاس تمیزی سطح شفت (تا 9)؛
دارای منافذ با اندازه های 1 تا 3 میکرون؛
ضریب اصطکاک تا 0.01؛
چسبندگی بالا به سطوح فلزی و لاستیکی

مزایای فنی و اقتصادی

یک لایه فلزی سرامیکی با مقاومت بالا در ناحیه بارهای موضعی زیاد روی سطح تشکیل می شود.
لایه تشکیل شده روی سطح پلی تترافلوئورواتیلن دارای ضریب اصطکاک کم و مقاومت کم در برابر سایش ساینده است.
پوشش های آلی فلزی نرم، دارای ضریب اصطکاک کم، سطح متخلخل و ضخامت لایه اضافی چند میکرون است.

زمینه های کاربرد فناوری

اعمال آب بند بر روی سطح کار به منظور کاهش اصطکاک و ایجاد یک لایه جداکننده که از چسبیدن لاستیک به شفت در طول دوره استراحت جلوگیری می کند.
موتورهای احتراق داخلی پرسرعت برای ساخت خودرو و هواپیما.

هوانوردی و فضانوردی

سلاح و تجهیزات نظامی

مواد کامپوزیت به دلیل ویژگی‌های (استحکام و سبکی) در امور نظامی برای تولید استفاده می‌شوند. انواع مختلفزره:

زره برای تجهیزات نظامی

همچنین ببینید

IBFM.

پیوندها

بنیاد ویکی مدیا 2010.

کامپوزیت
کتاب مرجع دایره المعارف دریایی

اتصالات انعطاف پذیر مرکب- شکل 1. نمودار دیوار سه لایه: 1. داخلیدیوارها؛ 2. اتصال انعطاف پذیر. 3. عایق; 4. شکاف هوا; 5. رو به روی قسمتی از دیوار از اتصالات انعطاف پذیر کامپوزیت استفاده می شود ... ویکی پدیا

IBFM (مصالح نوآورانه ساختمان و تکمیل)- IBFM (مخفف Innovation Buildind and Facing Materials, Innovative Building and Finishing Materials) دسته جدیدی از محصولات ساختمانی است که ساختمان و مصالح ساختمانی را با هم ترکیب می کند. مواد تزئینیطبق اصل... ... ویکی پدیا

پلاستیک های تقویت شده با فیبر کربن- اصطلاح پلاستیک تقویت شده با فیبر کربن اصطلاح به انگلیسی carbon fiber reinforced plastics مترادف اختصارات CFRP اصطلاحات مرتبط مواد کامپوزیتی، پلیمرها، نانومواد کربنی تعریف مواد کامپوزیتی متشکل از الیاف کربن و... ... فرهنگ لغت دایره المعارفیفناوری نانو

پلاستیک- (پلاستیک، پلاستیک). دسته بزرگی از مواد آلی پلیمری که به راحتی قالب گیری می شوند و می توان از آنها محصولات سبک، سفت و سخت، بادوام و مقاوم در برابر خوردگی ساخت. این مواد عمدتاً از کربن (C)، هیدروژن (H)،... دایره المعارف کولیر

چاقو- این اصطلاح معانی دیگری دارد، به چاقو (معانی) مراجعه کنید. چاقو (قبل اسلاوی *nožь از *noziti به سوراخ) ابزار برشی که قسمت کار آن تیغه - نواری از مواد سخت (معمولاً فلز) با تیغه ای روی ... ویکی پدیا

مشخصات پرواز هلیکوپتر Colibri EC120 B- کولیبری EC120 B یک هلیکوپتر سبک چند منظوره است که قادر به جابجایی تا چهار سرنشین است. محفظه بار بزرگ می تواند پنج چمدان بزرگ را در خود جای دهد. سانحه هلیکوپتر در نزدیکی مورمانسک توسعه دهنده: گروه فرانسوی-آلمانی-اسپانیایی... ... دایره المعارف خبرسازان

نانولوله های کربنی- این اصطلاح معانی دیگری دارد، به نانولوله ها مراجعه کنید. نمایش شماتیک نانولوله ... ویکی پدیا

1. مواد مرکب یا کامپوزیت - مواد آینده.

پس از اینکه فیزیک مدرن فلزات دلایل انعطاف پذیری، استحکام و افزایش آن را به تفصیل برای ما توضیح داد، توسعه سیستماتیک فشرده مواد جدید آغاز شد. این احتمالاً در آینده قابل تصور منجر به ایجاد موادی با استحکام بسیار بیشتر از آلیاژهای معمولی امروزی خواهد شد. در این مورد، توجه زیادی به مکانیسم های از قبل شناخته شده سخت شدن فولاد و پیری آلیاژهای آلومینیوم، ترکیبی از این مکانیسم های شناخته شده با فرآیندهای تشکیل و امکانات متعدد برای ایجاد مواد ترکیبی معطوف خواهد شد. مواد ترکیبی تقویت شده با الیاف یا ذرات جامد پراکنده دو مسیر امیدوارکننده را ارائه می دهند. اولین کسی که بهترین الیاف با استحکام بالا از شیشه، کربن، بور، بریلیم، فولاد یا تک کریستال های نخ مانند را در یک فلز غیر آلی یا ماتریس پلیمری آلی معرفی کرد. در نتیجه این ترکیب، حداکثر استحکام با مدول الاستیک بالا و چگالی کم ترکیب می شود. اینها مواد آینده هستند که مواد مرکب هستند.

مواد کامپوزیت یک ماده ساختاری (فلزی یا غیرفلزی) است که حاوی عناصر تقویت کننده به شکل نخ ها، الیاف یا تکه های یک ماده قوی تر است. نمونه هایی از مواد کامپوزیتی: پلاستیک تقویت شده با بور، کربن، الیاف شیشه، رشته ها یا پارچه های مبتنی بر آنها. آلومینیوم تقویت شده با نخ های فولادی و بریلیوم. با ترکیب محتوای حجمی اجزا می توان مواد کامپوزیتی را با مقادیر مورد نیاز استحکام، مقاومت حرارتی، مدول الاستیک، مقاومت سایشی و همچنین ایجاد ترکیباتی با مغناطیسی، دی الکتریک، جذب رادیو و غیره لازم به دست آورد. خواص ویژه

2. انواع مواد کامپوزیتی.

2.1. مواد کامپوزیتی با ماتریس فلزی.

مواد کامپوزیتی یا مواد مرکب از یک زمینه فلزی (معمولاً Al، منیزیم، نیکل و آلیاژهای آنها) تشکیل شده است که با الیاف با مقاومت بالا (مواد الیافی) یا ذرات نسوز پراکنده ریز که در فلز پایه حل نمی شوند (مواد تقویت شده با پراکندگی) تقویت شده است. . ماتریس فلزی الیاف (ذرات پراکنده) را به یک کل واحد متصل می کند. الیاف (ذرات پراکنده) به اضافه یک چسب (ماتریس) که یک یا ترکیب دیگری را تشکیل می دهند، مواد کامپوزیتی نامیده می شوند.

2.2. مواد کامپوزیتی با ماتریس غیر فلزی.

مواد کامپوزیتی با ماتریس غیرفلزی کاربرد وسیعی یافته اند. مواد پلیمری، کربنی و سرامیکی به عنوان ماتریس های غیرفلزی استفاده می شوند. پرکاربردترین ماتریس های پلیمری اپوکسی، فنل فرمالدئید و پلی آمید هستند.
ماتریس های کربن کک شده یا پیروکربن از پلیمرهای مصنوعی در معرض پیرولیز به دست می آیند. ماتریس ترکیب را متصل می کند و به آن شکل می دهد. تقویت کننده ها الیاف هستند: شیشه، کربن، بور، آلی، بر اساس کریستال های سبیل (اکسیدها، کاربیدها، بوریدها، نیتریدها و دیگران)، و همچنین فلز (سیم) که دارای استحکام و استحکام بالایی هستند.

خواص مواد کامپوزیت به ترکیب اجزا، ترکیب آنها، نسبت کمی و استحکام پیوند بین آنها بستگی دارد.
مواد تقویت کننده می توانند به شکل الیاف، رشته ها، نخ ها، نوارها، پارچه های چند لایه باشند.

میزان سختی گیر در مواد گرا 60-80 جلد است. ٪، در غیر جهت (با الیاف گسسته و سبیل) - 20-30 جلد. ٪. هر چه استحکام و مدول الاستیک الیاف بیشتر باشد، استحکام و استحکام مواد کامپوزیت بیشتر است. خواص ماتریس استحکام ترکیب تحت برش و فشار و مقاومت در برابر شکست خستگی را تعیین می کند.

مواد کامپوزیت بر اساس نوع تقویت کننده به الیاف شیشه، الیاف کربن با الیاف کربن، الیاف بور و الیاف ارگانیک طبقه بندی می شوند.

در مواد لایه ای، الیاف، نخ ها، نوارهای آغشته به یک کلاسور به موازات یکدیگر در صفحه تخمگذار قرار می گیرند. لایه های مسطح در صفحات جمع می شوند. خواص ناهمسانگرد هستند. برای اینکه مواد در یک محصول کار کنند، مهم است که جهت بارهای عامل را در نظر بگیرید. امکان ایجاد موادی با خواص همسانگرد و ناهمسانگرد وجود دارد.
الیاف را می توان در زوایای مختلف قرار داد که خواص مواد کامپوزیت را تغییر می دهد. سفتی خمشی و پیچشی مواد به ترتیبی که لایه ها در ضخامت بسته بندی قرار می گیرند بستگی دارد.

از تقویت کننده های سه، چهار یا بیشتر نخ استفاده می شود.
پرکاربردترین سازه ساختاری از سه رزوه عمود بر یکدیگر است. تقویت کننده ها را می توان در جهت های محوری، شعاعی و محیطی قرار داد.

مواد سه بعدی می توانند با هر ضخامتی به شکل بلوک یا استوانه باشند. پارچه های حجیم استحکام پوسته شدن و مقاومت برشی را در مقایسه با پارچه های لمینت افزایش می دهند. یک سیستم چهار رشته ای با تجزیه آرماتور در امتداد مورب های مکعب ساخته می شود. ساختار چهار رزوه تعادلی است و باعث افزایش صلبیت برشی در صفحات اصلی شده است.
با این حال، ایجاد مواد چهار جهته دشوارتر از ایجاد مواد سه جهته است.

3. طبقه بندی مواد کامپوزیت.

3.1. مواد کامپوزیت فیبر.

اغلب مواد کامپوزیت یک ساختار لایه ای است که در آن هر لایه با تعداد زیادی الیاف پیوسته موازی تقویت می شود. هر لایه همچنین می تواند با الیاف پیوسته بافته شده به پارچه ای که شکل اصلی، عرض و طول متناظر با ماده نهایی است، تقویت شود. اغلب الیاف به ساختارهای سه بعدی بافته می شوند.

استحکام مواد کامپوزیت (الیافی) توسط خواص الیاف تعیین می شود. ماتریس عمدتاً باید تنش ها را بین عناصر تقویت کننده دوباره توزیع کند. بنابراین، استحکام و مدول الاستیک الیاف باید به طور قابل توجهی بیشتر از استحکام و مدول الاستیک ماتریس باشد.
الیاف تقویت‌کننده صلب، تنش‌های ایجاد شده در ترکیب را در طول بارگذاری درک می‌کنند و به آن استحکام و استحکام در جهت جهت الیاف می‌دهند.

برای تقویت آلومینیوم، منیزیم و آلیاژهای آنها از بور و همچنین الیاف حاصل از ترکیبات نسوز (کاربیدها، نیتریدها، بوریدها و اکسیدها) با مدول الاستیسیته و استحکام بالا استفاده می شود. سیم ساخته شده از فولادهای با مقاومت بالا اغلب به عنوان الیاف استفاده می شود.

برای تقویت تیتانیوم و آلیاژهای آن از سیم مولیبدن، الیاف یاقوت کبود، کاربید سیلیکون و بورید تیتانیوم استفاده می شود.

افزایش مقاومت حرارتی آلیاژهای نیکل با تقویت آنها با سیم تنگستن یا مولیبدن حاصل می شود. الیاف فلزی نیز در مواردی که رسانایی حرارتی و الکتریکی بالا مورد نیاز است استفاده می شود. تقویت کننده های امیدوار کننده برای مواد کامپوزیتی فیبری با استحکام بالا و مدول بالا، سبیل های ساخته شده از اکسید آلومینیوم و نیترید، کاربید و نیترید سیلیکون، کاربید بور و غیره هستند.

مواد کامپوزیتی مبتنی بر فلز استحکام و مقاومت حرارتی بالایی دارند و در عین حال دارای انعطاف پذیری پایینی هستند. با این حال، الیاف در مواد کامپوزیتی سرعت انتشار ترک‌های آغاز شده در ماتریس را کاهش می‌دهند و شکست ناگهانی شکننده تقریباً به طور کامل از بین می‌رود. یکی از ویژگی های متمایز مواد کامپوزیتی تک محوری فیبری ناهمسانگردی خواص مکانیکی در امتداد و در سراسر الیاف و حساسیت کم به متمرکز کننده های تنش است.

ناهمسانگردی خواص مواد کامپوزیت الیافی هنگام طراحی قطعات برای بهینه سازی خواص با تطبیق میدان مقاومت با میدان های تنش در نظر گرفته می شود.

تقویت آلیاژهای آلومینیوم، منیزیم و تیتانیوم با الیاف نسوز پیوسته بور، کاربید سیلیکون، دوبورید تیتانیوم و اکسید آلومینیوم به طور قابل توجهی مقاومت حرارتی را افزایش می دهد. یکی از ویژگی های مواد کامپوزیت سرعت کم نرم شدن در طول زمان با افزایش دما است.

3.2. مواد کامپوزیتی تقویت شده با پراکندگی

بر خلاف مواد کامپوزیت فیبری، در مواد کامپوزیتی تقویت شده با پراکندگی، ماتریس عنصر باربر اصلی است و ذرات پراکنده از حرکت نابجایی ها در آن جلوگیری می کنند.
استحکام بالا با اندازه ذرات 10-500 نانومتر با فاصله متوسط بین آنها 100-500 نانومتر و توزیع یکنواخت آنها در ماتریس حاصل می شود.
استحکام و مقاومت حرارتی، بسته به محتوای حجمی فازهای تقویتی، از قانون افزایشی تبعیت نمی کند. مقدار بهینه فاز دوم برای فلزات مختلف متفاوت است، اما معمولاً از 5-10 حجم تجاوز نمی کند. ٪.

استفاده از ترکیبات نسوز پایدار (اکسیدهای توریم، هافنیوم، ایتریوم، ترکیبات پیچیده اکسیدها و فلزات خاکی کمیاب) که در فلز زمینه نامحلول هستند به عنوان فازهای تقویت کننده، امکان حفظ استحکام بالای ماده تا 0.9-0.95 T را فراهم می کند. در این راستا، چنین مواد اغلب به عنوان مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود. مواد کامپوزیتی تقویت شده با پراکندگی را می توان بر اساس اکثر فلزات و آلیاژهای مورد استفاده در فناوری به دست آورد.

پرکاربردترین آلیاژهای مبتنی بر آلومینیوم SAP (پودر آلومینیوم متخلخل) هستند.

چگالی این مواد برابر با چگالی آلومینیوم است، از نظر مقاومت در برابر خوردگی کمتر از آن نیستند و حتی می توانند در محدوده دمایی 250-500 درجه سانتی گراد، جایگزین تیتانیوم و فولادهای مقاوم در برابر خوردگی شوند. از نظر استحکام طولانی مدت نسبت به آلیاژهای آلومینیوم فرفورژه برتری دارند. استحکام طولانی مدت برای آلیاژهای SAP-1 و SAP-2 در دمای 500 درجه سانتی گراد 45-55 مگاپاسکال است.

مواد تقویت شده با پراکندگی نیکل چشم انداز بسیار خوبی دارند.
آلیاژهای پایه نیکل با 2-3 حجم بالاترین مقاومت حرارتی را دارند. ٪ دی اکسید توریم یا دی اکسید هافنیوم. ماتریس این آلیاژها معمولاً محلول جامد نیکل + 20 درصد کروم، نیکل + 15 درصد مو، نیکل + 20 درصد کروم و مو است. آلیاژهای VDU-1 (نیکل تقویت شده با دی اکسید توریم)، VDU-2 (نیکل تقویت شده با دی اکسید هافنیوم) و VD-3 (ماتریس Ni + 20% کروم، تقویت شده با اکسید توریم) به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. این آلیاژها مقاومت حرارتی بالایی دارند. مواد کامپوزیتی تقویت شده با پراکندگی، درست مانند مواد فیبری، با افزایش دما و مدت زمان قرار گرفتن در یک دمای معین، در برابر نرم شدن مقاوم هستند.

3.3. فایبرگلاس.

فایبرگلاس ترکیبی متشکل از یک رزین مصنوعی که یک اتصال دهنده است و پرکننده الیاف شیشه است. فیبر شیشه ای پیوسته یا کوتاه به عنوان پرکننده استفاده می شود. استحکام فایبرگلاس با کاهش قطر آن (به دلیل تأثیر ناهمگنی ها و ترک هایی که در مقاطع ضخیم ایجاد می شود) به شدت افزایش می یابد. خواص فایبرگلاس همچنین به محتوای قلیایی در ترکیب آن بستگی دارد. بهترین عملکرد در لیوان های بدون قلیایی از ترکیب آلومینوبروسیلیکات یافت می شود.

الیاف شیشه غیر جهت دار حاوی فیبر کوتاه به عنوان پرکننده هستند. این اجازه می دهد تا قطعات فشرده شوند شکل پیچیده، اتصالات فلزی. ماده با ایزوتوپی بدست می آید ویژگی های قدرت، بسیار بالاتر از پودرهای پرس و حتی الیاف است. نمایندگان این ماده الیاف شیشه AG-4V و همچنین DSV (الیاف شیشه اندازه گیری شده) هستند که برای ساخت قطعات الکتریکی قدرت، قطعات مهندسی مکانیک (شیرهای قرقره، مهر و موم پمپ و غیره) استفاده می شود. هنگام استفاده از پلی استرهای غیر اشباع به عنوان چسب، پیش مخلوط های PSC (خمیری) و پیش آغشته سازی AP و PPM (بر اساس حصیر شیشه ای) به دست می آید. Prepregs را می توان برای محصولات با اندازه بزرگ استفاده کرد اشکال ساده(بدنه ماشین، قایق، بدنه ابزار و ...).

الیاف شیشه جهت دار دارای پرکننده ای به شکل الیاف بلند هستند که به صورت رشته های جداگانه مرتب شده و با دقت به هم چسبیده اند. این امر استحکام بالاتر فایبرگلاس را تضمین می کند.

فایبرگلاس می تواند در دمای 60- تا 200 درجه سانتیگراد و همچنین در دمای کار کند شرایط گرمسیری، بارهای اینرسی زیادی را تحمل می کند.
هنگام پیری به مدت دو سال، ضریب پیری K = 0.5-0.7 است.
پرتوهای یونیزان تأثیر کمی بر مکانیکی و خواص الکتریکی. از آنها برای تولید قطعات با مقاومت بالا با آرماتور و رزوه استفاده می شود.

3.4. الیاف کربن.

الیاف کربن (الیاف کربن) ترکیباتی متشکل از یک اتصال دهنده پلیمری (ماتریس) و عوامل تقویت کننده به شکل الیاف کربن (الیاف کربن) هستند.

انرژی پیوند بالای الیاف کربن C-C به آنها اجازه می دهد استحکام را در دماهای بسیار بالا (در محیط های خنثی و کاهنده تا 2200 درجه سانتیگراد) حفظ کنند. دمای پایین. سطح الیاف با پوشش های محافظ (پیرولیتیک) از اکسیداسیون محافظت می شود. بر خلاف الیاف شیشه، الیاف کربن به خوبی توسط چسب خیس می شوند
(انرژی سطحی پایین)، بنابراین حک می شوند. در عین حال، درجه فعال شدن الیاف کربن از نظر محتوای گروه کربوکسیل در سطح آنها افزایش می یابد. استحکام برشی بین لایه ای پلاستیک های تقویت شده با فیبر کربن 1.6-2.5 برابر افزایش می یابد. از احشای کریستال های رشته ای TiO، AlN و SiN استفاده می شود که منجر به افزایش سفتی بین لایه ای 2 برابر و استحکام 2.8 برابری می شود. از سازه های تقویت شده فضایی استفاده می شود.

بایندرها پلیمرهای مصنوعی (الیاف کربن پلیمری) هستند. پلیمرهای مصنوعی در معرض پیرولیز (فیبر کربن کک شده)؛ کربن پیرولیتیک (الیاف کربن پیرو کربن).

الیاف کربن اپوکسی فنل تقویت شده با KMU-1l، تقویت شده با نوار کربن، و KMU-1u روی طناب، با سبیل ها، می توانند برای مدت طولانی در دمای تا 200 درجه سانتیگراد کار کنند.

الیاف کربن KMU-3 و KMU-2l با استفاده از چسب اپوکسیانیلین-فرمالدئید تولید می شوند. فیبر کربن KMU-2 و
KMU-2l مبتنی بر چسب پلی‌آمید را می‌توان در دماهای تا
300 درجه سانتی گراد

الیاف کربن با مقاومت در برابر خستگی آماری و دینامیکی بالا متمایز می شوند و این خاصیت را در دماهای معمولی و بسیار پایین حفظ می کنند (رسانایی حرارتی بالای الیاف از خود گرم شدن مواد به دلیل اصطکاک داخلی جلوگیری می کند). آنها در برابر آب و مواد شیمیایی مقاوم هستند. پس از قرار گرفتن در معرض هوا، اشعه ایکس و E تقریباً تغییر نمی کنند.

رسانایی حرارتی پلاستیک های تقویت شده با فیبر کربن 1.5-2 برابر بیشتر از رسانایی حرارتی پلاستیک های تقویت شده با فایبر گلاس است. آنها دارای خواص الکتریکی زیر هستند: = 0.0024-0.0034 اهم سانتی متر (در امتداد الیاف). ? = 10 و tg = 0.001 (در فرکانس فعلی 10 هرتز).

فایبرگلاس کربن حاوی الیاف شیشه به همراه کربن است که باعث کاهش هزینه مواد می شود.

3.5. فیبر کربن با ماتریس کربن.

مواد کک شده از الیاف کربن پلیمری معمولی تولید می شوند که در معرض تجزیه در اثر حرارت در یک اتمسفر بی اثر یا کاهنده قرار می گیرند. در دمای 800-1500 درجه سانتیگراد، الیاف کربنی تشکیل می شود، در دمای 2500-3000 درجه سانتیگراد، الیاف کربن گرافیتی تشکیل می شود. برای به دست آوردن مواد پیروکربنی، سختی گیر را مطابق شکل محصول چیده و در کوره ای قرار می دهند که هیدروکربن گازی (متان) در آن عبور داده می شود. تحت یک رژیم معین (دمای 1100 درجه سانتیگراد و فشار باقیمانده 2660 Pa)، متان تجزیه می شود و کربن پیرولیتیک حاصل بر روی الیاف تقویت کننده رسوب می کند و آنها را به هم متصل می کند.

کک تشکیل شده در طی پیرولیز بایندر دارای قدرت چسبندگی بالایی به فیبر کربن است. در این راستا، ماده کامپوزیت دارای خواص مکانیکی و فرسایشی بالا و مقاومت در برابر شوک حرارتی است.

فیبر کربن با ماتریس کربن از نوع KUP-VM از نظر استحکام و استحکام ضربه ای 5-10 برابر بیشتر از گرافیت های خاص است که در یک اتمسفر بی اثر و خلاء گرم می شود، تا 2200 استحکام را حفظ می کند
درجه سانتی گراد، در هوا در دمای 450 درجه سانتی گراد اکسید می شود و نیاز به پوشش محافظ دارد.
ضریب اصطکاک یک کامپوزیت فیبر کربن با ماتریس کربن بالا است (0.35-0.45) و سایش کم است (0.7-1 میکرون برای ترمز).

3.6. الیاف بور

الیاف بور ترکیبی از یک اتصال دهنده و تقویت کننده پلیمری - الیاف بور هستند.

الیاف بور با مقاومت فشاری، برشی و برشی بالا، خزش کم، سختی بالا و مدول الاستیک، هدایت حرارتی و هدایت الکتریکی مشخص می شوند. ریزساختار سلولی الیاف بور استحکام برشی بالایی را در سطح مشترک ماتریس ایجاد می کند.

علاوه بر فیبر بور پیوسته، از نیترات های شیشه ای بور پیچیده استفاده می شود که در آن چندین الیاف بور موازی با الیاف شیشه بافته می شوند که ثبات ابعادی را ایجاد می کند. استفاده از نخ های شیشه بور باعث سهولت در کار می شود فرآیند تکنولوژیکیتولید مواد

بایندرهای اپوکسی و پلی آمیدی اصلاح شده به عنوان ماتریس برای تولید نیترات فیبر بور استفاده می شوند. الیاف بور KMB-1 و
KMB-1k برای کار طولانیدر دمای 200 درجه سانتیگراد؛ KMB-3 و KMB-3k نیازی ندارند فشار بالادر طول پردازش و می تواند در دمای بیش از 100 درجه سانتیگراد کار کند. KMB-2k در دمای 300 درجه سانتیگراد کار می کند.

الیاف بور مقاومت خستگی بالایی دارند و در برابر اشعه، آب، حلال های آلی و روان کننده ها مقاوم هستند.

3.7. الیاف ارگانیک.

الیاف ارگانیک مواد کامپوزیتی متشکل از یک اتصال دهنده پلیمری و تقویت کننده ها (پرکننده ها) به شکل الیاف مصنوعی هستند. چنین موادی دارای جرم کم، استحکام ویژه و صلبیت نسبتاً بالایی هستند و در اثر بارهای متناوب و تغییرات ناگهانی دما پایدار هستند. برای الیاف مصنوعی، از دست دادن استحکام در طول پردازش نساجی کم است. نسبت به آسیب حساس نیستند.

برای الیاف ارگانیک، مقادیر مدول الاستیک و ضرایب دمایی انبساط خطی تقویت کننده و بایندر نزدیک است.
انتشار اجزای بایندر در فیبر و برهمکنش شیمیایی بین آنها رخ می دهد. ساختار مواد بدون نقص است. تخلخل از 1-3٪ (در سایر مواد 10-20٪) تجاوز نمی کند. از این رو، پایداری خواص مکانیکی الیاف ارگانیک تحت تغییرات شدید دما، ضربه و بارهای چرخه ای است. استحکام ضربه زیاد است (400-700 کیلوژول بر متر مربع). عیب این مواد مقاومت فشاری نسبتا کم و خزش زیاد آنها (به ویژه برای الیاف کشسان) است.

الیاف ارگانیک در برابر محیط های تهاجمی و آب و هوای گرمسیری مرطوب مقاوم هستند. خواص دی الکتریک بالا و هدایت حرارتی پایین است. اکثر الیاف اندام می توانند برای مدت طولانی در دمای 100-150 درجه سانتیگراد کار کنند و آنهایی که مبتنی بر چسب پلی آمید و الیاف پلی اگزادیازول هستند - در دمای 200-300 درجه سانتیگراد.

در مواد ترکیبی، همراه با الیاف مصنوعی، از الیاف معدنی (شیشه، فیبر کربن و فیبر بور) استفاده می شود. چنین موادی استحکام و استحکام بیشتری دارند.

4. کارایی اقتصادی استفاده از مواد کامپوزیت.

زمینه های کاربرد مواد کامپوزیت محدود نیست. آنها در هوانوردی برای قطعات پر بار هواپیما (پوست، اسپارها، دنده ها، پانل ها و غیره) و موتورها (تیغه های کمپرسور و توربین ها و غیره)، در فناوری فضایی برای اجزای ساختارهای قدرت دستگاه های در معرض گرمایش استفاده می شوند. سفت کننده ها، پانل ها، در صنعت خودروسازی برای سبک سازی بدنه ها، فنرها، قاب ها، پانل های بدنه، ضربه گیرها و غیره، در صنعت معدن (ابزار حفاری، قطعات کمباین و غیره)، در مهندسی عمران (دهه پل، عناصر پیش ساخته سازه های ساختمان های بلند و غیره) و غیره) و در سایر زمینه های اقتصاد ملی.

استفاده از مواد کامپوزیتی جهشی کیفی جدیدی در افزایش قدرت موتورها، تاسیسات انرژی و حمل و نقل و کاهش وزن ماشین‌ها و دستگاه‌ها ایجاد می‌کند.

فناوری تولید محصولات نیمه تمام و محصولات از مواد کامپوزیت کاملاً توسعه یافته است.

مواد کامپوزیتی با ماتریس غیر فلزی، یعنی الیاف کربن پلیمری، در صنایع کشتی سازی و خودروسازی (بدنه خودرو، شاسی، پروانه) استفاده می شود. بلبرینگ ها، پانل های گرمایشی، تجهیزات ورزشی و قطعات کامپیوتر از آنها ساخته می شود. الیاف کربن با مدول بالا برای ساخت قطعات هواپیما، تجهیزات صنایع شیمیایی، تجهیزات اشعه ایکس و غیره استفاده می شود.

الیاف کربن با ماتریس کربن جایگزین انواع گرافیت می شوند. آنها برای حفاظت حرارتی، دیسک های ترمز هواپیما و تجهیزات مقاوم در برابر مواد شیمیایی استفاده می شوند.

محصولات ساخته شده از فیبر بور در فناوری هوانوردی و فضایی (پروفیل ها، پانل ها، روتورها و تیغه های کمپرسور، تیغه های پروانه و شفت انتقال هلیکوپتر و غیره) استفاده می شود.

الیاف ارگانیک به عنوان یک ماده عایق و ساختاری در صنعت برق و رادیو، فناوری هوانوردی و صنعت خودرو استفاده می شود. از آنها برای ساخت لوله ها، ظروف برای معرف ها، پوشش های بدنه کشتی ها و غیره استفاده می شود.

آگهی های خرید و فروش تجهیزات را می توانید مشاهده کنید

شما می توانید در مورد مزایای مارک های پلیمری و خواص آنها صحبت کنید

شرکت خود را در دایرکتوری Enterprise ثبت کنید

1. مواد مرکب یا کامپوزیت - مواد آینده.

2. انواع مواد کامپوزیتی.

2.1. مواد کامپوزیتی با ماتریس فلزی.

2.2. مواد کامپوزیتی با ماتریس غیر فلزی.

3. طبقه بندی مواد کامپوزیت.

3.1. مواد کامپوزیت فیبر.

3.2. مواد کامپوزیتی تقویت شده با پراکندگی

پرکاربردترین آلیاژهای مبتنی بر آلومینیوم SAP (پودر آلومینیوم متخلخل) هستند.

3.3. فایبرگلاس.

الیاف شیشه غیر جهت دار حاوی فیبر کوتاه به عنوان پرکننده هستند. این به شما امکان می دهد تا با استفاده از تقویت کننده های فلزی، قسمت هایی از اشکال پیچیده را فشار دهید. این ماده با ویژگی های استحکام ایزوتوپی بسیار بالاتر از پودرهای پرس و حتی الیاف به دست می آید. نمایندگان این ماده الیاف شیشه AG-4V و همچنین DSV (الیاف شیشه اندازه گیری شده) هستند که برای ساخت قطعات الکتریکی قدرت، قطعات مهندسی مکانیک (شیرهای قرقره، مهر و موم پمپ و غیره) استفاده می شود. هنگام استفاده از پلی استرهای غیر اشباع به عنوان چسب، پیش مخلوط های PSC (خمیری) و پیش آغشته سازی AP و PPM (بر اساس حصیر شیشه ای) به دست می آید. Prepregs را می توان برای محصولات با اندازه های بزرگ با اشکال ساده (بدنه ماشین، قایق، بدنه ابزار و غیره) استفاده کرد.

فایبرگلاس می تواند در دمای 60- تا 200 درجه سانتیگراد و همچنین در شرایط گرمسیری کار کند و بارهای اینرسی زیادی را تحمل کند.
هنگام پیری به مدت دو سال، ضریب پیری K = 0.5-0.7 است.
پرتوهای یونیزان تأثیر کمی بر خواص مکانیکی و الکتریکی آنها دارد. از آنها برای تولید قطعات با مقاومت بالا با آرماتور و رزوه استفاده می شود.

3.4. الیاف کربن.

انرژی پیوند بالای الیاف کربن C-C به آنها اجازه می دهد تا در دماهای بسیار بالا (در محیط های خنثی و کاهش دهنده تا 2200 درجه سانتیگراد) و همچنین در دماهای پایین استحکام خود را حفظ کنند. سطح الیاف با پوشش های محافظ (پیرولیتیک) از اکسیداسیون محافظت می شود. بر خلاف الیاف شیشه، الیاف کربن به خوبی توسط چسب خیس می شوند
(انرژی سطحی پایین)، بنابراین حک می شوند. در عین حال، درجه فعال شدن الیاف کربن از نظر محتوای گروه کربوکسیل در سطح آنها افزایش می یابد. استحکام برشی بین لایه ای پلاستیک های تقویت شده با فیبر کربن 1.6-2.5 برابر افزایش می یابد. از احشای کریستال های رشته ای TiO، AlN و SiN استفاده می شود که منجر به افزایش سفتی بین لایه ای 2 برابر و استحکام 2.8 برابری می شود. از سازه های تقویت شده فضایی استفاده می شود.

فایبرگلاس کربن حاوی الیاف شیشه به همراه کربن است که باعث کاهش هزینه مواد می شود.

3.5. فیبر کربن با ماتریس کربن.

3.6. الیاف بور

الیاف بور ترکیبی از یک اتصال دهنده و تقویت کننده پلیمری - الیاف بور هستند.

علاوه بر فیبر بور پیوسته، از نیترات های شیشه ای بور پیچیده استفاده می شود که در آن چندین الیاف بور موازی با الیاف شیشه بافته می شوند که ثبات ابعادی را ایجاد می کند. استفاده از نخ های شیشه بور فرآیند تکنولوژیکی ساخت مواد را تسهیل می کند.

بایندرهای اپوکسی و پلی آمیدی اصلاح شده به عنوان ماتریس برای تولید نیترات فیبر بور استفاده می شوند. الیاف بور KMB-1 و
KMB-1k برای عملیات طولانی مدت در دمای 200 درجه سانتیگراد طراحی شده است. KMB-3 و KMB-3k در طول پردازش نیازی به فشار زیاد ندارند و می توانند در دمای بیش از 100 درجه سانتیگراد کار کنند. KMB-2k در دمای 300 درجه سانتیگراد کار می کند.

الیاف بور مقاومت خستگی بالایی دارند و در برابر اشعه، آب، حلال های آلی و روان کننده ها مقاوم هستند.

3.7. الیاف ارگانیک.