Розмір шрифту:
КАРБОН-ТИТАНОВІ КОМПОЗИТНІ МАТЕРІАЛИ
Остання редакція: 2021-05-24
Тези доповіді
Карбон як конструкційний матеріал поширюється і стає незамінним у багатьох галузях завдяки своїй легкості, жорсткості, високим міцності, опору втомному навантаженню, демпфувальній здатності та вібростійкості.
Такий широкий спектр властивостей забезпечують полімерний зв’язувальний компонент та армувальні волокна, їх концентрація та орієнтація. Вуглецеві волокна отримують обробленням у декілька стадій вихідних лінійних полімерів. Технологія містить послідовні операції: нагрівання до 500 К та окислювання на повітрі або у кисневому середовищі; подальше нагрівання до 1000 К і карбонізація в інертному середовищі та графітизація під час підвищення температури до 3000 К у середовищі аргону, гелію, азоту [1].
Сучасні високотехнологічні галузі розвивають виробництво та використовують матеріали цього класу у авіації, космосі, професійному спорті та автомобілебудуванні.
Саме для забезпечення власного неповторного дизайну та зменшення ваги у автомобілях марки Пагані застосовують композитні кузовні матеріали (рис. 1), в тому числі Carbo-Triax HP62 та Carbo-Titanium HP62 G2 [2].
Рис. 2. Модель кузову з карбонового композиту
Технологічний процес отримання виробів складається з таких операцій [3]:
1. Проводять піскоструминне оброблення шару β-титанового сплаву.
2. З одного боку наносять шар платини та піддають металеву заготовку старінню, у ході якої титан стає хімічно активним та починає поглинати платину. На поверхні титанової заготовки утворюється шар сплаву платини з титаном, який дозволяє нанести наступне платинове покриття.
3. Наносять платинове покриття.
4. Наносять шар ґрунтовки.
5. Наносять адгезивний шар.
6. З’єднують заготовку з шаром карбонового композиту (наприклад, шляхом нагрівання до 180 °С протягом однієї години).
За аналітичними прогнозами [4], незважаючи на високу вартість матеріалів та збільшення витрат на виробництво, світовий ринок карбонових композитних матеріалів з 2017 до 2025 року збільшиться на 10,9%.
Література:
1. Черниш І. Г., Лобода П. І., Черниш І. С. Неметалеві матеріали: навч. посіб. – Київ: Кондор, 2008. – 406 с.
2. Pagani Huayra Roadster BC. Pagani: веб-сайт. URL: https://www.pagani.com/press/huayra-roadster-bc/ (дата звернення: 20.04.2021).
3. Carbon-titanium composites: пат. 568530 США. № 5733390; заявл. 07.12.1995; опубл. 31.03.1998.
4. Carbon Fiber Market Size Worth $6.36 Billion By 2025 | CAGR: 10.9% : веб-сайт. URL: https://www.grandviewresearch.com/press-release/global-carbon-fiber-market (дата звернення: 20.04.2021).
Такий широкий спектр властивостей забезпечують полімерний зв’язувальний компонент та армувальні волокна, їх концентрація та орієнтація. Вуглецеві волокна отримують обробленням у декілька стадій вихідних лінійних полімерів. Технологія містить послідовні операції: нагрівання до 500 К та окислювання на повітрі або у кисневому середовищі; подальше нагрівання до 1000 К і карбонізація в інертному середовищі та графітизація під час підвищення температури до 3000 К у середовищі аргону, гелію, азоту [1].
Сучасні високотехнологічні галузі розвивають виробництво та використовують матеріали цього класу у авіації, космосі, професійному спорті та автомобілебудуванні.
Саме для забезпечення власного неповторного дизайну та зменшення ваги у автомобілях марки Пагані застосовують композитні кузовні матеріали (рис. 1), в тому числі Carbo-Triax HP62 та Carbo-Titanium HP62 G2 [2].
Рис. 2. Модель кузову з карбонового композиту
Технологічний процес отримання виробів складається з таких операцій [3]:
1. Проводять піскоструминне оброблення шару β-титанового сплаву.
2. З одного боку наносять шар платини та піддають металеву заготовку старінню, у ході якої титан стає хімічно активним та починає поглинати платину. На поверхні титанової заготовки утворюється шар сплаву платини з титаном, який дозволяє нанести наступне платинове покриття.
3. Наносять платинове покриття.
4. Наносять шар ґрунтовки.
5. Наносять адгезивний шар.
6. З’єднують заготовку з шаром карбонового композиту (наприклад, шляхом нагрівання до 180 °С протягом однієї години).
За аналітичними прогнозами [4], незважаючи на високу вартість матеріалів та збільшення витрат на виробництво, світовий ринок карбонових композитних матеріалів з 2017 до 2025 року збільшиться на 10,9%.
Література:
1. Черниш І. Г., Лобода П. І., Черниш І. С. Неметалеві матеріали: навч. посіб. – Київ: Кондор, 2008. – 406 с.
2. Pagani Huayra Roadster BC. Pagani: веб-сайт. URL: https://www.pagani.com/press/huayra-roadster-bc/ (дата звернення: 20.04.2021).
3. Carbon-titanium composites: пат. 568530 США. № 5733390; заявл. 07.12.1995; опубл. 31.03.1998.
4. Carbon Fiber Market Size Worth $6.36 Billion By 2025 | CAGR: 10.9% : веб-сайт. URL: https://www.grandviewresearch.com/press-release/global-carbon-fiber-market (дата звернення: 20.04.2021).
Full Text:
PDF