Применение композитных материалов в промышленности очень актуально в наши дни. Машиностроение, военная техника, судостроение и авиация, вот малый список отраслей, где используют этот полезный продукт.
Композитный материал – искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей раздела между ними. В большинстве композитов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу и включенные в нее армирующие элементы.
В последнее время научные центры экспериментируют с композитными материалами. Целью служит создание более удобных в производстве, а значит – и более дешёвых материалов. Исследуются саморастущие кристаллические структуры, склеенные в единую массу полимерным клеем (цементы с добавками водорастворимых клеев), композиции из термопласта с короткими армирующими волоконцами.
В настоящее время известно огромное количество композитов и их главное преимущество заключается в том, что материал и конструкция создается одновременно. Также в его плюсы входит высокая удельная прочность (3500 МПа), высокая жесткость (модуль упругости в композитных материалов колеблется от 130 до 240 ГПа), высокая износостойкость, легкость и высокая усталостная прочность. Стоит отметить, что разные классы композитов могут обладать одним или несколькими преимуществами. Некоторые качества композитных материалов невозможно добиться одновременно.
Не смотря на то, что композитные материалы имеют множество положительных сторон, у них есть и масса крупных недостатков, которые сдерживают их распространение. Из существенных недостатков можно выделить высокую стоимость производства, анизотропию свойств (непостоянство свойств композитных материалов от образца к образцу), низкую ударную вязкость (обуславливает высокую повреждаемость изделий из композитных материалов), высокий удельный объем, гигроскопичность, выделение токсичных паров при эксплуатации. Композиционные материалы обладают низкой эксплуатационной технологичностью, низкой ремонтопригодностью и высокой стоимостью эксплуатации. Часто объекты из композиционных материалов вообще не подлежат какой-либо доработке и ремонту.
Рассмотрим значение композитных материалов для судостроения. Здесь основной задачей является уменьшение количества используемых материалов, повысив при этом надежность и качество конструкций. Решению этой задачи во многом способствует применение композиционных материалов и современных средств защиты от коррозии.
Новые полимерные и металлополимерные композиционные материалы позволяют создавать безнаборные или редко подкрепленные набором корпусные конструкции из сэндвич-композиций с высокопрочными слоями из стеклопластика или стали и средним слоем из полимерных композиций низкой плотности. Применение таких материалов обеспечивает строительство современных высокоскоростных судов.
В условиях ужесточения требований по пожаробезопасности и экологичности судов новых поколений возрастает значение многофункциональных теплозвукоизоляционных материалов и покрытий для обустройства судовых помещений. Малая плотность материалов при обеспечении пожаробезопасности позволяет применять их в архитектуре надводной части судов всех типов, что способствует улучшению устойчивости, уменьшению радиолокационной заметности судов, облегчению эксплуатации корпуса.
Уникальные свойства композиционных материалов позволяют изготавливать высокопрочные, легкие корпуса катеров, яхт. Для их создания главным образом используются различные виды стеклопластиков, которые имеют отличную химическую и биологическую стойкость. К его преимуществам также относятся: прочностные и технологические свойства, улучшение условий труда, сокращение расходов на вентиляцию производственных помещений. Одним из интересных применений композиционных материалов в судостроении является использование углепластиков для подводных крыльев судов. Также из композиционных материалов изготавливаются спасательные шлюпки для танкеров, перевозящих нефтепродукты. Такие шлюпки способны вынести экипаж судна из зоны утечки горящей нефти в случае аварии.
Итак, подведём итог. Высокая коррозионная стойкость, способность к восприятию ударных нагрузок, отличное качество поверхности, красивый внешний вид обусловили широкое применение композиционных материалов практически во всех отраслях промышленности, в том числе и в судостроении. Можно сделать вывод, что композит – это материал будущего.
Библиографическая ссылка
Гуменюк Н.С., Грушин С.С. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В СУДОСТРОЕНИИ // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – № 8-1. – С. 116-117;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=32543 (дата обращения: 21.11.2024).