Тема: Перспективные природные объекты наследия ЮНЕСКО на территории России. Учебная работа № 371487

Учебная работа № 371487. Тема: Перспективные природные объекты наследия ЮНЕСКО на территории России

Выдержка из подобной работы

…….

Перспективные нанокомпозиты

…..кие и другие свойства на 30 – 300% по различным параметрам.
Современная авиация, ракетно-космическая техника, судостроение, машиностроение
немыслимы без полимерных композитов. Многие из них легче и прочнее лучших
металлических (алюминиевых и титановых) сплавов, и их применение позволяет
снизить вес изделия (самолета, ракеты, космического корабля) и, соответственно,
сократить расход топлива. Таблица 1 иллюстрирует уменьшение финансовых затрат
(в долларах) при снижении массы конструкции на 1 кг. В результате сейчас в
скоростной авиации используют от 7 до 30% (по весу) полимерных композитов и
снижают вес изделия таким образом от 5 до 40%. Возможно в ближайшем будущем эти
цифры будут значительно изменены в связи с активным применением наночастиц и
нанотехнологий в производстве полимерных композитных материалов.

Таблица 1

Важно и то, что в отходы при изготовлении
деталей из полимерных композитов идет не более 10÷30% материала,
в то время как у аналогичных деталей из высокопрочных сплавов алюминия и титана,
применяемых в авиации, отходы могут в 4÷12 раз
превышать массу изделия. Опыт применения полимерных композитов показал, что
максимального выигрыша от их применения можно добиться, лишь творчески подходя
к проектированию самолета или другого изделия, учитывая особенности свойств
армированных пластиков и технологии их изготовления.

Простой пример. Металл – изотропный материал,
свойства его одинаковы во всех направлениях, армированный пластик –
анизотропный: например, прочность его вдоль волокон намного больше, чем
поперек. Не для всякого изделия необходим изотропный материал. Так, в простой
цилиндрической трубе при внутреннем давлении напряжения вдоль и поперек трубы
отличаются приблизительно в 2 раза. Поэтому выгоднее по радиусу разместить
больше волокон (там больше напряжение), чем вдоль трубы. Такая конструкция
называется равнопрочной и позволяет экономить материал.

Кроме того, при изготовлении деталей из
полимерных композитов требуются меньшие трудовые и энергетические затраты,
уменьшается количество производственных циклов, можно вместо большого
количества мелких деталей и последующего их соединения болтами или сваркой
сделать сразу одну большую. В таблице 2 приведены средние удельные затраты
энергии при изготовлении материала и изделий из металлов и армированного
пластика на основе углеродных волокон и эпоксидной смолы как связующего
(эпоксиуглепластик).

Компоненты армированного пластика – это волокно
и полимерная матрица. Основную механическую нагрузку несут волокна и они,
главным образом, определяют прочность и жесткость (модуль упругости) материала.

Таблица 2

АРМИРУЮЩИЕ ВОЛОКНА

В первую очередь следует остановиться на
стеклянных волокнах, наиболее распространенных и дешевых из армирующих волокон.
Стеклопластики – наиболее дешевые композиционные материалы, поэтому они широко
используются в строительстве, быту, судостроении, в том числе подводном, в
наземном транспорте, в спортивном инвентаре…

Главный недостаток стеклянных волокон –
сравнительно большая плотность и низкий модуль упругости.

Близкие по природе стеклянным ба…