วัสดุประกอบสี่ประเภทสําคัญ 'แชมป์ที่มองไม่เห็น' ที่ขับเคลื่อนการปฏิวัติเทคโนโลยีที่ทันสมัย
ในยุคปัจจุบันที่มีการก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างรวดเร็ว วิทยาศาสตร์วัสดุมีบทบาทสําคัญ วัสดุประกอบ ด้วยคุณสมบัติที่แตกต่างกันรถยนต์อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ และแม้กระทั่งอุตสาหกรรมการป้องกัน. บทความนี้ดําเนินการในสี่วัสดุประกอบที่สําคัญและวัสดุประกอบเมทริกซ์เซรามิก, ข้อดีและการใช้งานที่กว้างขวาง
1คอมพอสิตใยคาร์บอน 'ทองดํา' ที่เบาและแข็งแรง
คุณสมบัติ:
ความแข็งแรงที่พิเศษ: สายใยคาร์บอนแข็งแรงกว่าเหล็กถึง 5-7 เท่า และมีความกว้างเพียง 5-7 ไมโครเมตร แต่ยังมีความสามารถในการรับภาระที่น่าทึ่ง
ความหนาแน่นต่ําสุด: หนาแน่นน้อยกว่าสี่ส่วนหนึ่งของเหล็ก ลดน้ําหนักโครงสร้างอย่างสําคัญ
ความสามารถทางกลสูงสุด: ทนทานต่อความเหนื่อยล้าและการเคลื่อนไหว เหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมภาระแบบไดนามิก
การใช้งาน:
การบินอากาศ: ร่างเครื่องบิน, ส่วนประกอบดาวเทียม เช่น โบิ้ง 787 ใช้ใยคาร์บอนอย่างมากเพื่อลดน้ําหนักและประสิทธิภาพ
สาขาอุตสาหกรรมรถยนต์: รถยนต์ยอดเยี่ยม (เช่น บูเก็ตติ) และการออกแบบเบาสําหรับรถพลังงานใหม่
อุปกรณ์กีฬา: จักรยานระดับสูง, คลับกอล์ฟ, แร็คเก็ตเทนนิส เป็นต้น
แนวโน้มในอนาคต: ขณะที่ราคาลดลง สายใยคาร์บอนกําลังขยายตัวไปอย่างช้า ๆ ในการนําไปใช้ในอาชีพพลเรือน เช่น ใบลอยของเครื่องจักรลม และการเสริมสร้างโครงสร้างในการก่อสร้าง
2ผสมใยแก้ว: ธนาคารและหลากหลาย 'ครอบคลุม'
คุณสมบัติ:
ความแข็งแรงและความทนทานต่อการกัดกร่อน: ไม่สามารถนําไฟและทนต่อกรด / แอลคาลี เหมาะสําหรับอุตสาหกรรมเคมีและอิเล็กทรอนิกส์
ความทนความร้อนสูง: สามารถทนอุณหภูมิที่สูงกว่า 300 °C ได้นาน
ค่าใช้จ่ายต่ํา: วัตถุดิบมากมายและกระบวนการผลิตที่成熟
การใช้งาน:
การ สร้าง: คอนกรีตเสริมเหล็ก หลังคา กันน้ํา
การขนส่ง: กระเป๋าเรือ, รถยนต์
อิเล็กทรอนิกส์: พื้นแผ่นวงจร, หมวกกันหนาว
ข้อดี: สําหรับการใช้งานขนาดใหญ่ สายใยแก้วเป็นทางเลือกที่ประหยัด
3สารประกอบบนพื้นฐานของธ อร์อีโป็กซี่: 'สถาปนิกที่กําหนดเอง' สําหรับโครงสร้างที่ซับซ้อน
คุณสมบัติ:
ความยืดหยุ่นของกระบวนการ: ความเร็วและคุณสมบัติการรักษาสามารถปรับเปลี่ยนได้ด้วยเครื่องแข็งที่แตกต่างกัน
ความแน่นแข็งแรง: ติดต่อกันอย่างแน่นกับเส้นใยเสริม เพื่อสร้างโครงสร้างที่แข็งแรงสูง
ทนทานต่อสิ่งแวดล้อม: ทนทานต่อรังสี UV และความชื้น
การใช้งาน:
พลังงานลม: วัสดุเมทริกซ์แกนสําหรับใบลมที่ยาวมาก
อิเล็กทรอนิกส์ Encapsulation: ชิปชั้นป้องกัน อุปกรณ์แม่นยํา
อุปกรณ์ป้องกัน เครื่องบินโดรน ส่วนประกอบของกระสุน
นวัตกรรม: ธ อร์ epoxy ที่ปรับปรุงแบบนาโนสามารถเพิ่มความทนทานต่อความร้อนและความแข็งแรงทางกลได้
4. เซรามิกแมทริกซ์ คอมพอสิต: 'เกราะสุดยอด' สําหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
คุณสมบัติ:
ทนต่ออุณหภูมิสูง: ทนต่ออุณหภูมิที่เกิน 1500 °C (ตัวอย่างเช่น กระบอกเครื่องยนต์ร็อกเก็ต)
ความแข็งแรงและความแข็งแรงที่พิเศษ: เกินโลหะไปไกลในความทนทานต่อการสกัด
สายใยแข็ง: คืนค่าความเปราะบางของเซรามิก โดยใช้เส้นใยเช่นซิลิคอนคาร์ไบด์
การใช้งาน:
การบินอวกาศ: ระบบป้องกันความร้อนสําหรับยานอวกาศ, ปีกทัวร์บิน
การป้องกัน: รถเกราะ ยุทธยานยนต์ไฮเปอร์โซนิก
พลังงาน: องค์ประกอบที่ทนต่อรังสีในเรอคเตอร์นิวเคลียร์
ความก้าวหน้า: การพิมพ์ 3 มิติ ทําให้สามารถผลิตชิ้นส่วนเซรามิกที่ซับซ้อนได้ในราคาถูก
จากยานอวกาศที่บินผ่านท้องฟ้า ไปยังอิเล็กทรอนิกส์ประจําวัน วัสดุประกอบกําลังปรับปรุงโลกของเราขอบเขตการทํางานของวัสดุเหล่านี้จะยังคงขยายการเรียนรู้คอมพอไซต์ หมายถึงการถือกุญแจสู่การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งต่อไป