Sieben vielversprechendste Verbundwerkstoffe

Sieben vielversprechendste Verbundwerkstoffe

Wir befinden uns in einer sich schnell verändernden, sich schnell verändernden Ära, in der sich Wissenschaft und Technologie rasant weiterentwickeln und auch die Aktualisierung neuer Materialtechnologien immer schneller voranschreitet.Da es für ein einzelnes Material schwierig ist, die Anforderungen der Menschheit in Bezug auf eine Vielzahl umfassender Indikatoren zu erfüllen, ist der Materialverbund zu einem unvermeidlichen Trend geworden.Verbundwerkstoffe in einem solchen Trend der kräftigen Entwicklung, schnelles Wachstum der Marktgröße, gleichzeitig wird dem Material grün, kohlenstoffarm, hochleistungsfähig, erneuerbares Recycling und andere umweltfreundliche Merkmale nach und nach Beachtung geschenkt.Welche Materialien sehen die Branche also als Entwicklungspotenzial?Heute möchte ich Ihnen die 7 vielversprechendsten Verbundwerkstoffe vorstellen.

1. Hochleistungskohlenstofffaser und ihre Verbundwerkstoffe

Kohlefaser ist der „König des Leichtgewichts“, seine Dichte beträgt weniger als ein Viertel der von Stahl, seine Festigkeit beträgt das 5- bis 7-fache der von Stahl und weist gleichzeitig hohe Temperatur-, Reibungs-, Wärmeleitfähigkeits- und Korrosionsbeständigkeit sowie andere Eigenschaften auf.Kohlenstofffasern werden hauptsächlich als Verstärkungsmaterial und als Harz, Metall, Keramik und Kohlenstoffverbundwerkstoff zur Herstellung fortschrittlicher Verbundwerkstoffe verwendet.Bei kohlenstofffaserverstärkten Epoxidharz-Verbundwerkstoffen ist die spezifische Festigkeit und der spezifische Modul bei den vorhandenen technischen Materialien am höchsten.

Der Durchmesser der Kohlefaser beträgt nur 5 Mikrometer, was einem Haaransatz von zehn bis zwölf entspricht, aber die Festigkeit der Aluminiumlegierung beträgt mehr als das Vierfache.Im Vergleich zu Strukturteilen aus Aluminiumlegierung kann der Gewichtsreduzierungseffekt aus Kohlefaserverbundwerkstoffen 20 bis 40 % erreichen.Im Vergleich zu Stahlmetallteilen kann der Gewichtsreduzierungseffekt von Kohlefaserverbundwerkstoffen 60 bis 80 % erreichen.

2. Hochleistungs-Para-Aramid-Faser und ihre Verbundwerkstoffe

Para-Aramid-Fasern sind ein äußerst wichtiges strategisches Material. Ihre Festigkeit beträgt das Fünf- bis Sechsfache der von Stahldraht, ihr spezifischer Modul beträgt das Zwei- bis Dreifache der von Stahl- oder Glasfasern, ihre Zähigkeit beträgt das Zweifache von der von Stahl und das Gewicht beträgt nur etwa 1/ 5 des Stahls.

Es kann sowohl als tragendes Strukturmaterial, aber auch als hitze-, ablative und korrosionsbeständiges Funktionsmaterial verwendet werden und ist derzeit der weltweit größte Produktionsmaßstab mit hohem Modul, hoher Festigkeit, hoher Temperatur-, Säure- und Alkalibeständigkeit, geringem Gewicht und weitere hervorragende Eigenschaften einer der organischen Fasern.

Hochleistungs-Para-Aramid-Fasern und ihre Verbundwerkstoffe werden hauptsächlich in der Glasfaserverstärkung, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Elektroausrüstung, dem Schienenverkehr, dem militärischen Schutz, Sportartikeln, neuen Energien und anderen Bereichen eingesetzt.In den letzten Jahren war Chinas Forschung und Entwicklung von Para-Aramid-Fasern fruchtbar und technische Barrieren werden ständig überwunden.

3. Polyethylenfasern mit ultrahohem Molekulargewicht und ihre Verbundmaterialien

Ultrahochmolekulare Polyethylenfasern und Kohlenstofffasern sowie Aramidfasern sind als die drei wichtigsten High-Tech-Fasern der Welt bekannt und weisen derzeit die höchste Festigkeit und den höchsten Modul der Welt auf. Ihr Molekulargewicht beträgt 1 Million bis 5 Millionen gesponnenes Polyethylen Fasern.

Aufgrund seines geringen Gewichts, seiner hohen Festigkeit, seiner spezifischen Energieabsorption und anderer Eigenschaften hat es nach und nach die Aramidfaser ersetzt und ist zur Faser erster Wahl im Bereich der individuellen Kugelsicherheit geworden.

4. Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe

Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe sind mit Kohlenstofffasern und deren Stoffen verstärkte Verbundwerkstoffe auf Kohlenstoffbasis mit geringem Gewicht, guter Ablationsbeständigkeit, guter Temperaturwechselbeständigkeit, Hochtemperaturfestigkeit, Designbarkeit und anderen herausragenden Eigenschaften und gelten als eine der vielversprechendsten Hochtemperatur-Verbundwerkstoffe Materialien.

Aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften werden Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe häufig in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Medizin und anderen Bereichen eingesetzt, beispielsweise für Raketentriebwerksdüsen und deren Halsauskleidungen, Endkappen von Raumfähren und Wärmeschutzsysteme für Flügelvorderkanten und Flugzeuge Bremsscheiben und so weiter.

5. Basaltfaserverstärkte Verbundwerkstoffe

Basaltfasern weisen eine hohe Festigkeit und Steifigkeit auf, sind beständig gegen hohe Temperaturen und Korrosion und zudem sehr leicht.Im Vergleich zu anderen Verbundwerkstoffen ist es abbaubar, ungiftig, nicht umweltschädlich usw. Es wird im 21. Jahrhundert als „grünes Industriematerial“ bezeichnet.Es hat einen hohen Anwendungswert in der Luft- und Raumfahrt, der Militärindustrie, dem Straßentransport und anderen Bereichen.

6. Kohlenstoff-/Keramik-Verbundwerkstoffe

Kohlenstoff-/Keramik-Verbundwerkstoffe mit Hochleistungskeramik, hoher Festigkeit, hohem Modul, hoher Härte, Schlagfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit, hoher Temperatur, Säure- und Alkalibeständigkeit, kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten, geringem Gewicht usw. sind eine neue Art von Hoch Temperaturstruktur- und Funktionsmaterialien, um den Einsatz von 1650 ° C zu erfüllen. Gleichzeitig können Kohlenstoff-/Keramik-Verbundwerkstoffe auch in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Militär, Straßenverkehr und anderen Bereichen eingesetzt werden.Gleichzeitig überwinden Kohlenstoff-/Keramik-Verbundwerkstoffe auch die allgemeinen keramischen Materialien, Sprödigkeit, Einzelfunktion und andere Mängel und gelten als eines der idealen Hochtemperatur-Strukturmaterialien und Reibungsmaterialien.

Kohlenstoff-/Keramik-Verbundwerkstoffe werden häufig in der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigungsindustrie, der Energiebranche, der Automobilindustrie, Hochgeschwindigkeitszügen und anderen Bereichen eingesetzt.Es gilt als das idealste Hochtemperatur-Strukturmaterial und Reibungsmaterial in der neuen Generation von Bremsmaterialien für Flugzeuge und Automobile und gilt derzeit auch als Bremsmaterial mit dem höchsten Leistungsniveau.

7. Metallmatrix-Verbundwerkstoff

Metallmatrix-Verbundwerkstoff ist ein Verbundwerkstoff, der künstlich mit einer oder mehreren metallischen oder nichtmetallischen Verstärkungsphasen mit Metall und seiner Legierung als Matrix kombiniert wird. Dies ist ein wichtiger Zweig moderner Verbundwerkstoffe.

Es zeichnet sich durch hohe Quer- und Scherfestigkeit, gute Zähigkeit und Ermüdung sowie andere umfassende mechanische Eigenschaften aus und bietet außerdem die Vorteile Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Abriebfestigkeit, kleiner Wärmeausdehnungskoeffizient, gute Dämpfung, keine Hygroskopizität und keine Alterung und umweltfreundlich.Aufgrund seiner hervorragenden Leistung wird es häufig in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Elektronik- und Maschinenbauindustrie eingesetzt.