Apģērbs, ko valkājat, tālruņa maciņš, kuru turat rokās, pat māja, kurā dzīvojat, un automašīna, ar kuru jūs braucat, ir izgatavotas no pamatmateriāla-šķiedras. Bet šodien mēs nerunāsim par kokvilnu, linu vai zīdu; tā vietā mēs jūs iepazīstināsim ar četrām "hardcore" šķiedrām, kas apgāzīs tradicionālos priekšstatus. Tie šķiet mīksti, tomēr tos var izmantot, lai izgatavotu lidmašīnas, raķetes un ložu necaurlaidīgu aprīkojumu; tās ir vieglas kā spalva, tomēr to stiprums krietni pārspēj tēraudu. Šīs ir četras augstas veiktspējas šķiedras, kas veido progresīvās ražošanas nākotni.
11 augstas veiktspējas šķiedru materiālu globālās attīstības tendences un prognozes un manas valsts šķiedras rūpniecības izkārtojums_kompozītu materiālu apkopošana
Varētu domāt, ka šķiedras ir paredzētas tikai apģērbu izgatavošanai. Faktiski mūsdienu šķiedras materiāli ir piedzīvojuši pilnīgu transformāciju. To interjeri ir piepildīti ar neskaitāmiem smalkiem pavedieniem un porām. Šī unikālā struktūra padara tos gan mīkstus, gan izturīgus-, gan siltumu-izolējošus, gan vadošus. Vienkārši sakot, tie apvieno šķietami pretrunīgas īpašības, kļūstot par "burvju materiāliem", par kuriem sapņo inženieri.
Pašlaik četri galvenie stratēģisko augstas veiktspējas šķiedru "karaļi", kas atzīti visā pasaulē, ir: oglekļa šķiedra, para{1}}aramīds, īpaši-augstas molekulmasas polietilēna šķiedra un bazalta šķiedra. Kas padara viņus spējīgus mainīt pasauli? Apskatīsim tos pa vienam. I. Oglekļa šķiedra: vieglā svara karalis, augstākās klases ražošanas “melnais zelts”{6}}
Ja būtu kāds materiāls, kas svērtu tikai ceturtdaļu tērauda, bet būtu 5 līdz 7 reizes stiprāks, kam jūs to izmantotu? Atbilde ir oglekļa šķiedra.
Tas ir plāns kā mati, melns un spīdīgs, un tiek slavēts kā "melnais zelts". Oglekļa šķiedras lielākā pievilcība slēpjas tās ārkārtīgi vieglumā un stiprībā. No tā izgatavotie kompozītmateriāli var aizstāt alumīnija sakausējuma detaļas automašīnās, samazinot svaru par 20–40%; ja nomaināt tērauda detaļas, svara samazinājums var sasniegt pat 60% -80%!
Tas nozīmē efektivitātes revolūciju. Vieglākas automašīnu virsbūves ļauj nobraukt garākus attālumus ar jauniem enerģijas transportlīdzekļiem; vieglākas lidmašīnas sastāvdaļas ietaupa ievērojamu daudzumu degvielas. Tāpēc, sākot no augstākā līmeņa-sporta automašīnām un lielām pasažieru lidmašīnām (piemēram, Boeing 787, kas plaši izmanto oglekļa šķiedras kompozītmateriālus), līdz milzīgām vēja turbīnu lāpstiņām un augstākās klases sporta aprīkojumam (piemēram, raketēm un velosipēdu rāmjiem), tas ir visuresošs.
Tas ir arī neticami daudzpusīgs: karstumizturīgs-, korozijizturīgs- un ar zemu termiskās izplešanās koeficientu. Pašlaik tā primārais pielietojums ir kompozītmateriāli ar tādiem materiāliem kā epoksīdsveķi, lai radītu progresīvus kompozītmateriālus ar nepārspējamu veiktspēju. Var teikt, ka ikvienam, kurš pārvalda augstas-kvalitatīvas oglekļa šķiedras liela mēroga-ražošanu, pieder augstākās kvalitātes-ražošanas atslēga.
II. Para-aramīds: elastīgais "zelta pavediens", neapdziedātais varonis, kas aizsargā drošību
Pieminot Kevlaru, daudzi domā par ložu necaurlaidīgām vestēm. Tā pamatmateriāls ir para{1}}aramīds (PPTA).
Šī ir šķiedra ar zeltainu spīdumu. Tā ir ārkārtīgi izturīga, 5 līdz 6 reizes stiprāka par tērauda stiepli, bet tai ir ļoti zems blīvums, kas padara to daudz vieglāku nekā tērauda stieple. Vēl ievērojamāk ir tas, ka tai piemīt ārkārtīgi augsta stingrība un triecienizturība-lodes milzīgā kinētiskā enerģija tiek ātri izkliedēta un absorbēta.
ĀTRA ložu necaurlaidīga ķivere PE/aramīda materiāla 3A.44, GA2 klases drošības apmācības ķivere - Alibaba
Tāpēc tas ir kļuvis par "dzīvības sargu" materiālu: ložu necaurlaidīgas vestes, bruņu ķiveres, sagriezti{0} izturīgi cimdi... Kritiskos brīžos tas var glābt dzīvības.
Bet tā izmantošanas iespējas sniedzas daudz tālāk. Tas ir karstum-izturīgs, liesmu- slāpējošs un izolējošs, tāpēc tas ir piemērots augstas temperatūras-detaļu ražošanai aviācijas un kosmosa rūpniecībā; automobiļu rūpniecībā tas aizstāj azbestu bremžu klučos un šļūtenēs; tas var arī pastiprināt optiskos kabeļus un aizsargāt šķiedras serdi. Tas ir gan funkcionāls, gan strukturāls materiāls, neaizstājams stratēģiskais resurss valsts aizsardzībā un mūsdienu rūpniecībā.
III. Ultra-Augstas molekulmasas polietilēna šķiedra: "Spēcīgākās mīkstās bruņas", kas ir vieglākas par ūdeni
Ja pirmajām divām šķiedrām ir kāds "svars", tad īpaši augstas molekulmasas polietilēna šķiedra (UHMWPE) patiešām ir "viegla kā spalva". Tā blīvums ir mazāks par ūdeni, un, iemetot ūdenī, tas peld.
Nenovērtējiet to par zemu! Pašlaik tā ir šķiedra ar augstāko "īpatnējo stiprību" (stiprības un blīvuma attiecību) pasaulē, kas nozīmē, ka tā ir spēcīgākā pie tāda paša svara. Tam ir lieliska izturība un īpaši spēcīga enerģijas absorbcijas spēja.
Īpaši-augstas molekulmasas polietilēna pavedienu piegāde, augstas-izturības, nodilum-noturības, griešanas-izturīgas, UV-izturīgas UHMWPE šķiedras - Alibaba
Tā ir pazīstama kā trešās paaudzes augstas veiktspējas{0}}šķiedras pēc oglekļa šķiedras un aramīda šķiedras. Mīkstās tekstūras un ērtas apstrādes dēļ to var ieaust dažādās formās. Armijā tas ir ideāls materiāls ložu necaurlaidīgu bruņu un plākšņu ražošanai; navigācijā no tā izgatavotie kabeļi ir viegli, spēcīgi un nekad nerūsē; sportā tas veido augstākās-līmeņa buru laivu audeklu un slēpju karkasu; Ikdienā no tā ir izgatavotas augstākās klases-nodilumizturīgās-virves un griešanai-izturīgie audumi.
Tirgus dati runā par visu: pieprasījums pasaulē turpina strauji augt, un Ķīna ir gan galvenais ražotājs, gan pasaulē lielākais patērētājs. Nākotnē tā klātbūtne kļūs arvien redzamāka, sākot no jūras akvakultūras līdz individuālajiem aizsardzības līdzekļiem.
IV. Bazalta šķiedra: "Zaļais klinšu zīds" no vulkāniem
Visbeidzot, šim šķiedru karalim ir vislielākā izcelsme, kas ir tieši iegūta no dabiskās bazalta rūdas. Bazalta šķiedru iegūst, kausējot akmeni augstā temperatūrā un pēc tam ātri ievelkot to šķiedrās.
Tam ir augsta izturība un karstumizturība, kā arī lieliska izolācija, siltumizolācija un izturība pret koroziju. Taču tā lielākā priekšrocība ir "zaļā un videi draudzīgā" daba. Pateicoties neizsīkstošām izejvielām, minimālam piesārņojumam ražošanas laikā, netoksiskiem produktiem un bioloģiski noārdāmiem atkritumiem, bazalta šķiedra tiek slavēta kā 21. gadsimta "zaļais rūpnieciskais materiāls".
Kas ir bazalta šķiedra?
Lai gan mana valsts sākās vēlāk, tās attīstība ir bijusi strauja, sasniedzot pasaules{0}}vadošo līmeni gan tehnoloģiju, gan produkcijas ziņā. Vēl svarīgāk ir tas, ka manas valsts ārkārtīgi bagātie bazalta minerālu resursi nodrošina stabilu pamatu tās attīstībai.
Pašlaik to plaši izmanto ceļu būvē (dzelzsbetons), automobiļu izplūdes cauruļu izolācijā un ugunsizturīgos audumos-. Pieaugot vides aizsardzības prasībām, šim rentablam un videi draudzīgam materiālam ir neierobežots potenciāls.
Šīs četras šķiedras, katrai no tām ir unikālas stiprās puses, kopā atbalsta mūsdienu augstākās klases ražošanas{0}}mugurkaulu.
Oglekļa šķiedra nodrošina izcilu veiktspēju, aramīds aizsargā kritisko drošību, polietilēna šķiedra līdzsvaro vieglo un augsto izturību, un bazalta šķiedra paver ceļu videi nekaitīgai ražošanai. To pieaugums ir ne tikai materiāla uzvara, bet arī revolūcija ražošanas filozofijā: no “neapstrādāta un apjomīga” līdz “vieglai, plānai, spēcīgai un ģeniālai”, no resursietilpīgas-līdz videi draudzīgai līdzāspastāvēšanai.
Ķīna ir uzskaitījusi šīs četras šķiedras kā galvenos materiālus prioritārai attīstībai. Šīs sacensības par materiāliem ir ļoti svarīgas ražošanas nākotnei. Mēs jau esam sasnieguši progresu no nekā uz kaut ko, no iekavēšanās līdz daļējai tempa turēšanai. Nākamais solis ir pāriet no “ir” uz “izcilu”, panākot sasniegumus visprogresīvāko lietojumprogrammu un oriģinālo tehnoloģiju jomā.
