Klasifikacija materijala

Kompozitni materijal odnosi se na materijal sastavljen od dvije ili više različitih tvari kombiniranih na različite načine. Može iskoristiti prednosti različitih materijala, prevladati nedostatke jednog materijala i proširiti raspon primjene materijala. Zbog karakteristika male težine, velike čvrstoće, prikladne obrade i oblikovanja, izvrsne elastičnosti, otpornosti na kemijsku koroziju i otpornosti na dobre vremenske uvjete, kompozitni materijali postupno su zamijenili drvene i metalne legure i naširoko se koriste u zrakoplovstvu, automobilima, elektrici i elektronici, građevinarstva, fitness opreme i drugih područja, posljednjih se godina ubrzano razvija.

Materijal, obrada, vrsta kalupljenja

S razvojem znanosti i tehnologije, tehnologija smole i staklenih vlakana nastavlja se poboljšavati, a proizvodni kapaciteti proizvođača općenito su poboljšani, tako da su cijenu i cijenu kompozitnih materijala ojačanih staklenim vlaknima prihvatile mnoge industrije, ali čvrstoća kompozitnih materijala ojačanih staklenim vlaknima nije dovoljna. usporediv s metalom. Stoga su se ugljična vlakna, borova vlakna i drugi ojačani kompozitni materijali pojavljivali jedan za drugim, čineći obitelj polimernih kompozitnih materijala potpunijom i postali su bitan materijal za mnoge industrije. Trenutačno je godišnja proizvodnja kompozitnih materijala u svijetu dosegla više od 5,5 milijuna tona, a godišnja vrijednost proizvodnje dosegla je više od 130 milijardi američkih dolara. Ako se uključe visokovrijedni proizvodi vojnog zrakoplovstva u Europi i Sjedinjenim Državama, izlazna vrijednost bit će još nevjerojatnija. Iz globalne perspektive, proizvodnja kompozitnih materijala u svijetu uglavnom je koncentrirana u Europi, Americi i istočnoj Aziji.

Posljednjih godina proizvodnja i potražnja za kompozitnim materijalima u Europi i Sjedinjenim Državama nastavile su rasti, dok se Japan u Aziji razvio relativno sporo zbog gospodarske krize, no tržište u Kini, posebice u kontinentalnoj Kini, ubrzano se razvija . Prema statistici PPG-a, najvećeg svjetskog proizvođača kompozitnih materijala, 2000. godine globalni udio kompozitnih materijala u Europi iznosio je oko 32%, a godišnja proizvodnja oko 2 milijuna tona. U isto vrijeme, prosječna godišnja stopa rasta kompozitnih materijala u Sjedinjenim Državama 1990-ih bila je otprilike dvostruko veća od stope rasta američkog BDP-a, dosežući 4% do 6%. Godine 2000. godišnja proizvodnja kompozitnih materijala u Sjedinjenim Državama dosegnula je oko 1,7 milijuna tona. Konkretno, brz porast kompozitnih materijala za automobile doveo je do oživljavanja američkih automobila na globalnom tržištu. Razvoj kompozitnih materijala u Aziji posljednjih godina usko je povezan s ukupnim promjenama u političkoj ekonomiji, a udio zemalja uvelike varira. Sve u svemu, kompoziti u Aziji nastavit će rasti, s ukupnom proizvodnjom od oko 1,45 milijuna tona u 2000. godini i projiciranom ukupnom proizvodnjom od 1,8 milijuna tona u 2005. godini.

Povijest razvoja materijala

Sa stajališta primjene, kompozitni materijali uglavnom se koriste u zrakoplovnoj, automobilskoj i drugim industrijama u Sjedinjenim Državama i Europi. Godine 2000. količina kompozitnih materijala korištenih za autodijelove u Sjedinjenim Državama dosegnula je 148 000 tona, a procijenjena je količina kompozitnih materijala korištenih u europskim autodijelovima na 105 000 tona 2003. U Japanu se kompozitni materijali uglavnom koriste za stambene objekte konstrukcija, kao što je kupaonska oprema. Međutim, iz globalne perspektive, automobilska industrija je najveći korisnik kompozitnih materijala, budući razvojni potencijal je još uvijek ogroman, a mnoge nove tehnologije su trenutno u razvoju. Na primjer, kako bi se smanjila buka motora i povećala udobnost automobila, ulažu se napori da se razviju čelične ploče za prigušivanje vibracija s termoplastičnom smolom zalijepljenom između dva sloja hladno valjanih ploča; Klipnjača i čahura ležaja počeli su koristiti kompozitne materijale s metalnom matricom. Kako bi se zadovoljili zahtjevi male težine automobila, sve više i više novih kompozitnih materijala će se primjenjivati ​​u industriji proizvodnje automobila. U isto vrijeme, sa sve većim naglaskom na pitanja zaštite okoliša posljednjih godina, dodatno se promiče primjena polimernih kompozitnih materijala za zamjenu drva. Na primjer, kompozitni materijali prerađeni od biljnih vlakana i otpadne plastike naširoko su korišteni u Sjevernoj Americi kao palete i kutije za pakiranje koje zamjenjuju drvene proizvode; i razgradivi kompozitni materijali također su postali fokus razvoja i istraživanja u zemlji i inozemstvu.

Osim toga, nanotehnologija je postupno privukla pozornost ljudi, a istraživanje i razvoj nanokompozitnih materijala također je postalo novo žarište. Nano-modificirana plastika može promijeniti agregatno stanje i kristalnu morfologiju plastike, tako da ona ima nova svojstva. Dok se prevladava nekompatibilna kontradikcija između krutosti i žilavosti tradicionalnih materijala, sveobuhvatna svojstva materijala znatno su poboljšana.