طبقه بندی مواد

ماده مرکب به ماده ای اطلاق می شود که از دو یا چند ماده مختلف به روش های مختلف ترکیب شده باشد. این می تواند مزایای مواد مختلف را بازی کند، بر عیوب یک ماده واحد غلبه کند و دامنه کاربرد مواد را گسترش دهد. با توجه به ویژگی های وزن سبک، استحکام بالا، پردازش و شکل دهی راحت، خاصیت ارتجاعی عالی، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و مقاومت در برابر آب و هوای خوب، مواد کامپوزیت به تدریج جایگزین آلیاژهای چوب و فلز شده اند و به طور گسترده در هوافضا، خودرو، برق و الکترونیک استفاده می شوند. ساخت و ساز، تجهیزات تناسب اندام و زمینه های دیگر، در سال های اخیر به سرعت توسعه یافته است.

مواد، پردازش، نوع قالب گیری

با پیشرفت علم و فناوری، فناوری رزین و الیاف شیشه به پیشرفت خود ادامه می‌دهد و ظرفیت تولید تولیدکنندگان به طور کلی بهبود یافته است، به طوری که قیمت و هزینه مواد کامپوزیتی تقویت‌شده با الیاف شیشه مورد قبول بسیاری از صنایع قرار گرفته است، اما استحکام مواد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه کافی نیست. قابل مقایسه با فلز بنابراین، فیبر کربن، فیبر بور و سایر مواد کامپوزیتی تقویت‌شده یکی پس از دیگری بیرون آمده‌اند و خانواده مواد کامپوزیت پلیمری را کامل‌تر کرده‌اند و به یک ماده ضروری برای بسیاری از صنایع تبدیل شده‌اند. در حال حاضر، تولید سالانه مواد کامپوزیتی در جهان به بیش از 5.5 میلیون تن و ارزش تولید سالانه به بیش از 130 میلیارد دلار آمریکا رسیده است. اگر محصولات پرارزش هوافضای نظامی در اروپا و ایالات متحده را نیز لحاظ کنیم، ارزش خروجی حتی شگفت‌انگیزتر خواهد بود. از منظر جهانی، تولید مواد کامپوزیتی در جهان عمدتاً در اروپا، آمریکا و آسیای شرقی متمرکز است.

در سال های اخیر، تولید و تقاضای مواد کامپوزیتی در اروپا و ایالات متحده به رشد خود ادامه داده است، در حالی که ژاپن در آسیا به دلیل رکود اقتصادی نسبتاً کند توسعه یافته است، اما بازار در چین، به ویژه در سرزمین اصلی چین، به سرعت در حال توسعه است. . طبق آمار PPG، تولیدکننده بزرگ مواد کامپوزیت در جهان، در سال 2000، سهم جهانی مواد کامپوزیت در اروپا حدود 32 درصد و تولید سالانه آن حدود 2 میلیون تن بود. در عین حال، متوسط ​​نرخ رشد سالانه مواد کامپوزیتی در ایالات متحده در دهه 1990 حدود دو برابر نرخ رشد تولید ناخالص داخلی ایالات متحده بود و به 4 تا 6 درصد رسید. در سال 2000، تولید سالانه مواد کامپوزیتی در ایالات متحده به حدود 1.7 میلیون تن رسید. به طور خاص، افزایش سریع مواد کامپوزیتی برای خودروها موجب تجدید حیات خودروهای آمریکایی در بازار جهانی شده است. توسعه مواد کامپوزیتی در آسیا در سال های اخیر ارتباط نزدیکی با تغییرات کلی در اقتصاد سیاسی دارد و سهم کشورها بسیار متفاوت است. به طور کلی، کامپوزیت ها در آسیا به رشد خود ادامه خواهند داد، با تولید کل حدود 1.45 میلیون تن در سال 2000 و کل پیش بینی شده 1.8 میلیون تن در سال 2005.

تاریخچه توسعه مواد

از نقطه نظر کاربرد، مواد کامپوزیت عمدتاً در صنایع هوافضا، خودروسازی و سایر صنایع در ایالات متحده و اروپا استفاده می شود. در سال 2000، مقدار مواد کامپوزیت مورد استفاده برای قطعات خودرو در ایالات متحده به 148000 تن رسید و میزان مواد کامپوزیت مورد استفاده در قطعات خودرو اروپا به 105000 تن در سال 2003 تخمین زده شد. در ژاپن، مواد کامپوزیت عمدتا برای منازل مسکونی استفاده می شود ساخت و ساز، مانند تجهیزات حمام. با این حال، از منظر جهانی، صنعت خودرو بزرگترین مصرف کننده مواد کامپوزیتی است و پتانسیل توسعه آینده هنوز بسیار زیاد است و بسیاری از فناوری های جدید در حال حاضر در حال توسعه هستند. به عنوان مثال، به منظور کاهش صدای موتور و افزایش راحتی خودروها، تلاش هایی برای توسعه صفحات فولادی لرزشگیر با رزین ترموپلاستیک که بین دو لایه ورق نورد سرد چسبانده شده است، انجام می شود. شاتون و بوش یاتاقان شروع به استفاده از مواد کامپوزیت زمینه فلزی کرده اند. به منظور برآورده ساختن نیازهای سبک وزن خودروها، مواد کامپوزیتی بیشتر و بیشتری در صنعت خودروسازی اعمال خواهند شد. در عین حال، با تاکید روزافزون بر مسائل حفاظت از محیط زیست در سال های اخیر، استفاده از مواد کامپوزیت پلیمری برای جایگزینی چوب نیز بیشتر ترویج شده است. به عنوان مثال، مواد کامپوزیتی فرآوری شده از الیاف گیاهی و ضایعات پلاستیکی به طور گسترده در آمریکای شمالی به عنوان پالت و جعبه بسته بندی برای جایگزینی محصولات چوبی استفاده شده است. و مواد کامپوزیتی تجزیه پذیر نیز به کانون توسعه و تحقیق در داخل و خارج تبدیل شده اند.

علاوه بر این، فناوری نانو به تدریج توجه مردم را به خود جلب کرده است و تحقیق و توسعه مواد نانوکامپوزیت نیز به نقطه داغ جدیدی تبدیل شده است. پلاستیک‌های اصلاح‌شده با نانو می‌توانند حالت تجمعی و مورفولوژی کریستالی پلاستیک‌ها را تغییر دهند، به طوری که خواص جدیدی داشته باشند. ضمن غلبه بر تناقض ناسازگار بین صلبیت و چقرمگی مواد سنتی، خواص جامع مواد تا حد زیادی بهبود یافته است.