Klasifikácia materiálu

Kompozitný materiál označuje materiál zložený z dvoch alebo viacerých rôznych látok kombinovaných rôznymi spôsobmi. Môže hrať výhody rôznych materiálov, prekonať chyby jedného materiálu a rozšíriť rozsah použitia materiálov. Vďaka vlastnostiam nízkej hmotnosti, vysokej pevnosti, pohodlnému spracovaniu a tvarovaniu, vynikajúcej elasticite, odolnosti proti chemickej korózii a dobrej odolnosti voči poveternostným vplyvom, kompozitné materiály postupne nahradili drevené a kovové zliatiny a sú široko používané v leteckom, automobilovom, elektrickom a elektronickom priemysle, stavebníctvo, fitness zariadenia a ďalšie oblasti, sa v posledných rokoch rýchlo rozvíja.

Materiál, spracovanie, typ výlisku

S rozvojom vedy a techniky sa technológia živice a sklenených vlákien neustále zlepšuje a výrobná kapacita výrobcov sa vo všeobecnosti zlepšila, takže cena a náklady na kompozitné materiály vystužené sklenenými vláknami boli akceptované mnohými priemyselnými odvetviami, ale pevnosť kompozitných materiálov vystužených sklenenými vláknami nestačí. porovnateľné s kovom. Preto uhlíkové vlákna, bórové vlákna a iné vystužené kompozitné materiály vyšli jeden po druhom, čím sa rodina polymérnych kompozitných materiálov stala kompletnejšou a stala sa základným materiálom pre mnohé priemyselné odvetvia. V súčasnosti ročná produkcia kompozitných materiálov vo svete dosiahla viac ako 5,5 milióna ton a ročná hodnota produkcie dosiahla viac ako 130 miliárd amerických dolárov. Ak sa do toho zahrnú aj vysokohodnotné produkty vojenského letectva v Európe a Spojených štátoch, výstupná hodnota bude ešte úžasnejšia. Z globálneho hľadiska sa výroba kompozitných materiálov vo svete sústreďuje najmä do Európy, Ameriky a východnej Ázie.

V posledných rokoch výroba a dopyt po kompozitných materiáloch v Európe a Spojených štátoch naďalej rástli, zatiaľ čo Japonsko v Ázii sa v dôsledku hospodárskeho poklesu vyvíjalo relatívne pomaly, ale trh v Číne, najmä v pevninskej Číne, sa rýchlo rozvíja . Podľa štatistík PPG, najväčšieho svetového výrobcu kompozitných materiálov, bol v roku 2000 celosvetový podiel kompozitných materiálov v Európe približne 32 % a ročná produkcia približne 2 milióny ton. Zároveň bola priemerná ročná miera rastu kompozitných materiálov v USA v 90. rokoch približne dvojnásobkom miery rastu HDP USA a dosahovala 4 % až 6 %. V roku 2000 dosiahla ročná produkcia kompozitných materiálov v Spojených štátoch približne 1,7 milióna ton. Najmä rýchly nárast kompozitných materiálov pre automobily vyvolal oživenie amerických automobilov na globálnom trhu. Vývoj kompozitných materiálov v Ázii v posledných rokoch úzko súvisí s celkovými zmenami v politickej ekonómii a podiel krajín sa veľmi líši. Celkovo budú kompozity v Ázii naďalej rásť s celkovou produkciou približne 1,45 milióna ton v roku 2000 a plánovanou celkovou produkciou 1,8 milióna ton v roku 2005.

História vývoja materiálu

Z aplikačného hľadiska sa kompozitné materiály používajú najmä v leteckom, automobilovom a inom priemysle v USA a Európe. V roku 2000 dosiahlo množstvo kompozitných materiálov používaných na automobilové diely v Spojených štátoch 148 000 ton a množstvo kompozitných materiálov používaných v európskych automobilových dieloch sa odhadovalo na 105 000 ton v roku 2003. V Japonsku sa kompozitné materiály používajú najmä na obytné konštrukcie, ako je vybavenie kúpeľne. Z globálneho hľadiska je však automobilový priemysel najväčším užívateľom kompozitných materiálov a potenciál budúceho vývoja je stále obrovský a v súčasnosti sa vyvíja mnoho nových technológií. Napríklad s cieľom znížiť hluk motora a zvýšiť komfort automobilov sa vyvíja úsilie na vývoj oceľových platní tlmiacich vibrácie s termoplastickou živicou prilepenou medzi dve vrstvy plechov valcovaných za studena; Ojnica a ložiskové puzdro začali používať kompozitné materiály s kovovou matricou. Aby sa splnili požiadavky na ľahkú hmotnosť automobilov, bude sa v automobilovom priemysle používať stále viac nových kompozitných materiálov. Súčasne s rastúcim dôrazom na otázky ochrany životného prostredia v posledných rokoch sa ďalej podporuje aj aplikácia polymérnych kompozitných materiálov na nahradenie dreva. Napríklad kompozitné materiály spracované z rastlinných vlákien a odpadových plastov sa široko používajú v Severnej Amerike ako palety a baliace boxy, ktoré nahradia drevené výrobky; a rozložiteľné kompozitné materiály sa tiež stali stredobodom vývoja a výskumu doma i v zahraničí.

Navyše nanotechnológie postupne pritiahli pozornosť ľudí a novým horúcim miestom sa stal aj výskum a vývoj nanokompozitných materiálov. Nano-modifikované plasty môžu zmeniť stav agregátu a kryštalickú morfológiu plastov, takže majú nové vlastnosti. Pri prekonávaní nezlučiteľného rozporu medzi tuhosťou a húževnatosťou tradičných materiálov sa výrazne zlepšujú komplexné vlastnosti materiálov.