Kakšna so aplikacijska polja sestavljenih materialov?

Kompoziti so s svojimi značilnostmi lahke teže, visoke moči, korozijske odpornosti in prilagodljivega oblikovanja prodrli v več industrijskih in civilnih sektorjev. Sledijo glavni scenariji aplikacije in tipični primeri:

1. Aerospace sektor

Ključne zahteve: skrajno zmanjšanje teže, visoka trdnost, odpornost proti ekstremnim okoljem

Proizvodnja zrakoplovov: glavne konstrukcijske komponente, kot so trup, krila in repna krila (na primer vsebnost sestavljenega materiala v letalu Boeing 787 je 50%, v Airbus A350 pa 53%), zmanjšanje teže zmanjša porabo goriva za 15%-20%; Motorne rezila, notranje komponente kabine (kot so predelne stene, okvirji sedežev), ob upoštevanju visoke temperaturne odpornosti in lahke.

Aerospace Oprema: satelitske lupine, raketne rezervoarje za gorivo (kompoziti matrike iz ogljikovih vlaken, ki so ojačane z ogljikovimi vlakni), ki lahko prenesejo temperaturna nihanja od - 200 stopinj do 1000 stopinj; Struktura rešetk vesoljske postaje mora ohraniti togost v dolgoročnem vesoljskem okolju sevanja.

 

2. avtomobilska in nova industrija energetskih vozil

Ključne zahteve: lahka za izboljšanje dosega / energetske učinkovitosti, varnosti in odpornosti na zrušitev, vibracije in zmanjšanja hrupa

Tradicionalna vozila: čelni odbijači, moduli vrat, komponente podvozja (kot so kompoziti, ojačani s PP iz ogljikovih vlaken), zmanjšanje teže za 30%-50%, zmanjšuje porabo goriva; Motorne nape, pokrove strehe (poliuretan, ojačan iz steklenih vlaken), ravnotežja in zvočna izolacija.

Nova energetska vozila: baterijske lupine (kompozitna struktura iz ogljikovih vlaken/aluminijeve zlitine), lahka, hkrati pa preprečujejo preboje in vnetljivost; Okvirji vozil (epoksidna smola, ojačana z ogljikovimi vlakni), na primer telo Tesla Roadster vozil po nadaljnjem zmanjšanju teže zmanjšuje težo in razpon za približno 10%.

3. Novo energetsko polje

Ključne zahteve: velika velikost, odpornost na utrujenost, vremenska odpornost

Moč vetra: rezila vetrne turbine (epoksidna smola s steklenimi vlakninami/ogljikovimi vlakni), dolžina do 120 metrov, lahka tehta zmanjšuje obremenitev enote in izboljša učinkovitost proizvodnje energije za 10%-15%; Motorne kovčke (kompozitni materiali), odporne na staranje peska in ultravijolice.

Fotovoltaična/ shranjevanje energije: sončni nosilec (FRP steklena vlakna, ojačana s plastiko), odporna na sol in alkalijsko korozijo (zlasti v obalnih elektrarnah); Energetske shranjevalne baterijske lupine (sestavljeni materiali), izoliranje, plamen - retardant in lahka.

4. pomorski inženiring

Ključne zahteve: odpornost proti koroziji morske vode, vpliv vetrnega vala

Proizvodnja ladij: FRP (steklena vlakna, ojačana z vlakno) ribiški čolni, jahte, lažje od jeklarskih ladij za 40%, izboljša hitrost in zmanjša stroške vzdrževanja za 60%; Globoko - morje potopljene tlačne trupe (kompoziti kovinskih matric iz ogljikovih vlaken), ki lahko vzdržijo pritiske več kot 10.000 metrov globoko morje.

Pomorske zmogljivosti: podmornice (kompozitne cevi FRP), odporne proti koroziji pri prevozu surove nafte /morske vode; Kopiči na morju vetrnih fundacij (sestavljeni materiali, prekriti z jeklenimi piloti), izolirajoče jeklo iz erozije morske vode.

 

5. Gradbeni in gradbeništvo

Ključne zahteve: korozijska odpornost, dolga življenjska doba, potresna odpornost

Most in zgradbe: FRP (steklena vlakna, ojačana z vlakno), ladijske privezane linije, ki nadomeščajo jeklene črte, da se upirajo rje (na primer nekaj priveznih linij mostu Šanghajskega lupu); FRP palice (plastične palice, ojačene s steklenimi vlakni), ki se uporabljajo v betonskih strukturah fiziološke raztopine - alkalijskih območij in obalnih zgradb, da se izognejo razpokanju, ki ga povzroča zarjavelo jeklo.

Posebne zgradbe: velika - SPON RESTE STADIJA (na primer streha letališkega terminala Peking Daxing, steklena vlakna, ojačana s PTFE membranskim materialom), lahka in prozorna, močna proti obremenitvam vetra.

 

6. železniški prevoz

Ključne zahteve: lahka za povečanje hitrosti, zmanjšanje hrupa, odpornost na udarce

Visoka - hitrostna železnica / metro: plošče za krilo za karoserijo, pokrovi strehe (Steklena vlakna, ojačana nenasičena poliester), zmanjšanje teže za 20% - 30% za zmanjšanje porabe energije; Notranje komponente (kot so sedeži, stenske plošče, kompoziti), plamen - retarding in udarci, ki izboljšajo udobje potnikov.

Maglev Vlak: struktura telesa vozila (kompoziti iz ogljikovih vlaken), nadaljnja lahka, da se prilagodi visokemu - hitrosti (hitrost več kot 600 kilometrov na uro).

 

7. Medicinske pripomočke in rehabilitacijske opreme jedrne zahteve: Lahka, biokompatibilnost, prilagojena prilagoditev

Protetika in ortotika: Protetika iz ogljikovih vlaken, ki tehta le 1/3 jeklene protetike, z elastičnostjo blizu človeških kosti, zmanjšuje utrujenost uporabnikov; Hrbtenični korektorji (steklena vlakna, ojačana s smolo), ki prilegajo krivuljo človeškega telesa in dihajo.

Medicinska oprema: CT stroji, MRI opreme (sestavljeni materiali), sevanje - dokaz in enostaven za čiščenje; Kirurški instrumentni ročaji (ojačani peek iz ogljikovih vlaken), lahki in ne - zdrs.

 

8. Športni in prosti izdelki

Ključne zahteve: visoka elastičnost, lahka, trajnost

Športna oprema: teniški loparji, badminton loparji (kompozitni materiali iz ogljikovih vlaken), udarna elastičnost kroglice se je povečala za 20%; Kolesni okviri (ojačana smola iz ogljikovih vlaken), ki tehtajo samo 1 - 1,5kg, togost, ki je nadrejena aluminijevi zlitini; Smučarske deske, deske za deskanje (sestavljeni iz steklenih vlaken), odporne na šoke in enostavne za oblikovanje.

9. Obrambna in vojaška industrija

Ključne zahteve: prikrita, anti - streljanje, odpor do ekstremnih pogojev

Oprema z orožjem: rezervoar kompozitni oklep (keramični / kovinski / vlakni kompozitni materiali), teža 50% lažja od jeklenega oklepa, proti -} zmogljivosti penetracije. Raketne lupine (epoksid iz ogljikovih vlaken), kar zmanjšuje težo za povečanje dosega.

Prikrita oprema: letalske trupe (absorpcijske kompozitne materiale), kot sta krila in repi F-22 in J-20, ki zmanjšujejo radarsko reflekcijsko območje; Ladijske nadgradnje (kompozitni materiali), kar zmanjšuje odboj elektromagnetnega signala.

 

10. Kemikalije in inženiring cevovodov

Ključne zahteve: odpornost proti kislini in alkalijski koroziji, nizka vzdrževanje

Kemični cevovodi: FRP cevovodi, ki prevažajo močne korozivne medije, kot so žveplova kislina in klorovodikova kislina, Lifespan 3 - 5 -krat večja od kovinskih cevovodov; Skladišča (kompozitni materiali), ki se uporabljajo za shranjevanje kemičnih surovin, niso potrebe po protikorozijskih premazih.

Uporaba sestavljenih materialov se je razširila od visokih - končnih industrij (kot sta vesoljski in vojska) do civilnega sektorja (kot so avtomobili in športno blago). Njegova funkcija "Prilagoditev uspešnosti" je usmerjena v različne panoge k večji učinkovitosti, večji ohranjanju energije in daljše življenjske dobe.