Современные тенденции развития полимерных и композиционных материалов

Ш хорошая теплопроводность и теплостойкость;

Ш высокое электросопротивление;

Ш высокая электрическая прочность;

Ш низкие диэлектрические потери в широком спектре частот и температур.

Для изготовления режущего инструмента широко применяется керамический композиционный материал на основе оксида алюминия с добавками диоксида циркония, карбидов и нитридов титана. Режущие элементы на основе кубического нитрида бора в зависимости от технологии получения имеют твердость, близкую к твердости алмазного инструмента, и сохраняют устойчивость к нагреву на воздухе до 1300 - 1400°С. В отличие от алмазного инструмента кубический нитрид бора химически инертен по отношению к сплавам на основе железа. Его можно использовать для чернового и чистового точения закаленных сталей и чугунов практически любой твердости.

Фрезы из керамического композита стали применяться за счет высокой твердости, устойчивости к истиранию, отличной коррозионной стойкости и великолепного качества поверхности, их стойкость выше стойкости стальных фрез.

Для сравнительной характеристики свойств мы взяли быстрорежущую сталь марки Р6М5 и керамико-металлический композиционный материал -- кермет. В керметах керамическая матрица сочетается с металлическими включениями в виде порошка. Они имеют марки ВОК-60, ВОК-63 и ВЗ, представляют собой оксидно-карбидное соединение (окись алюминия с добавкой 30-40% карбида вольфрама и молибдена).

Сравнительная характеристика физико-механических свойств керамических композитов и быстрорежущих сталей показана в таблице 1.

Таблица 1 - Физико-механические свойства керамических композитов и быстрорежущей стали

Из таблицы мы видим, что характеристики керамических композитов гораздо выше характеристик быстрорежущей стали. Поэтому будущее металлообрабатывающей промышленности будет основываться на использовании инструментов из керамических композиционных материалов, так как все техническое производство стремится использовать инструменты с высокой стойкостью в работе, более дешевые в изготовлении и с большим сроком службы.

Эта тенденция завоевания промышленности новейшими керамико-металлическими композитами возникает не только в отрасли металлообрабатывания, но и в других отраслях таких, как авиастроение (для снижения веса, уменьшения расхода топлива и уменьшения вредных выбросов), медицина (для зубного протезирования), электротехника (для изготовления электродов). У большинства в дальнейшем даже на кухне будут использоваться ножи не из стали, а из керамико-металлических композиционных материалов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленной курсовой работе рассмотрены основы полимерных и композиционных материалов. Приведены свойства, характеристики, классификации, методы получения и применение.

У полимеров и композитов имеются свои преимущества и недостатки.

Выделили важнейшие преимущества композиционных и полимерных материалов: высокая удельная прочность, высокая жёсткость, высокая износостойкость, высокая усталостная прочность, из КМ возможно изготовить размеростабильные конструкции, легкость.

Причём, разные классы полимеров и композитов могут обладать одним или несколькими преимуществами. Некоторых преимуществ невозможно добиться одновременно.

Так же отметили такие недостатки, как высокая цена, они могут вредить здоровью, легко загораются и конечно же повышенная наукоемкость производства и полимеров, и композитов.

Сравнили физико-механические свойства материалов, использующихся для изготовления режущих инструментов для обрабатывания сталей. Показали, что достойным конкурентом быстрорежущим сталям в этой области становятся инструменты из керамико-металлических композитных материалов (керметов). Это гибридные материалы, обладающие твердостью как у керамики и прочностью как у металла. Поэтому на металлообрабатывающих производствах появляется все больше и больше режущих пластин из кермета, которые во многих случаях обеспечивают лучшую производительность и стойкость.

Полимерные и композиционные материалы в настоящее время входят в список наиболее востребованных на рынке строительных материалов. Области применения композиционных материалов не ограничены. Они применяются в авиации для высоконагруженных деталей самолетов (обшивки, лонжеронов, нервюр, панелей и т. д.) и двигателей (лопаток компрессора и турбины и т. д.), в космической технике для узлов силовых конструкций аппаратов, подвергающихся нагреву, для элементов жесткости, панелей, в автомобилестроении для облегчения кузовов, рессор, рам, панелей кузовов, бамперов и т. д., в горной промышленности (буровой инструмент, детали комбайнов и т. д.), в гражданском строительстве (пролеты мостов, элементы сборных конструкций высотных сооружений и т. д.) и в других областях народного хозяйства.

В дальнейшем развитие полимерной и композитной промышленности будет продолжаться усиленными темпами. Ученые со всего мира работают над развитием наноструктурных композиционных материалов, решается проблема вторичной переработки полимеров и композиционных материалов. Созрела необходимость создания новых современных мощностей по технологической цепочке: мономеры>полимеры>переработка полимеров.

Производство и потребление полимерных материалов в т.ч. композиционных развивается в России опережающими темпами. Однако, объемы и доля в общем потреблении еще значительно уступают индустриальным странам. Основным двигателем развития потребления полимеров и композитов будет ресурсосбережение и улучшение механических свойств материала.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Энциклопедия полимеров.. М., Советская энциклопедия. Т. 1, 1972, Т. 2, 1974, т. 3, 1977.

2. Бранцхин E. А., Шульгина Э. С., Технология пластических масс. М., Химия, 1974

3. Армированные полимерные материалы / Под ред. А. Роговина. М.: Мир, 1968. 244 с.

4. Воробьев В. А. Технология строительных материалов и изделий на основе пластмасс. М.: Высш. шк., 1974. 472 с.

5. Композиционные полимерные материалы / Под ред. Ю. С. Липатова. Киев: Наук, думка, 1975. 190 с.

6. Липатов Ю. С. Физическая химия наполненных полимеров. М.: Химия, 1977. 304 с,

7. Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева, 1978, т. 23, № 3 (номер посвящен полимерным композиционным материалам).

8. Мэнсон Дж., Сперлинг Л. Полимерные смеси и композиты. М.: Химия, 1979. 440 с.

9. Промышленные полимерные композиционные материалы / Под ред. П. Г. Бабаевского. М.: Химия, 1980. 472 с.

10. Волъфсон С. А. Композиционные полимерные материалы сегодня и завтра: Комплексная научно-техническая целевая программа. М.: Знание, 1982. 64 с.

11. Мэнсон Дж., Сперлинг Л. Полимерные смеси и композиты. М.: Химия, 1979. 440 с.

12. Промышленные полимерные композиционные материалы / Под ред. П. Г. Бабаевского. М.: Химия, 1980. 472 с.

Размещено на Allbest.ur