Основные преимущества км в сравнении с металлами недостатки
Обновлено: 20.09.2024
-Высокая стоимость
---------------------------------------
Высокая стоимость КМ обусловлена высокой наукоёмкостью производства, необходимостью применения специального дорогостоящего оборудования и сырья, а следовательно развитого промышленного производства и научной базы страны.
---------------------
Анизотропия свойств
Низкая ударная вязкость
-----------------------
Низкая ударная вязкость также является причиной необходимости повышения запаса прочности. Кроме этого, низкая ударная вязкость обуславливает высокую повреждаемость изделий из КМ, высокую вероятность возникновения скрытых дефектов, которые могут быть выявлены только инструментальными методами контроля.
Высокий удельный объём
-----------------------------------
Высокий удельный объем является существенным недостатком при применении КМ в областях с жесткими ограничениями по занимаемому объёму. Это относится, например, к области сверхзвуковой авиации, где даже незначительное увеличение объёма самолёта приводит к существенному росту волнового аэродинамического сопротивления.
Гигроскопичность
Композиционные материалы гигроскопичны, то есть склонны впитывать влагу, что обусловлено несплошностью внутренней структуры КМ. При длительной эксплуатации и многократном переходе температуры через 0 по Цельсию вода, проникающая в структуру КМ, разрушает изделие из КМ изнутри (эффект по природе аналогичен разрушению автомобильных дорог в межсезонье). Справедливости ради нужно отметить, что указанный недостаток относится к композитам первых поколений, которые имели недостаточно эффективное сцепление связующего с наполнителем, а также большой объем каверн в матрице связующего. Современные типы композитов с высокой адгезией связующего к наполнителю (достигается применением специальных замасливателей), получаемые методами вакуумного формования с минимальным количеством остаточных газовых каверн этому недостатку неподвержены, что позволяет в частности строить композитные корабли, производить композитную арматуру и композитные опоры воздушных линий электропередач.
Тем не менее КМ могут впитывать другие жидкости, обладающие высокой проникающей способностью, например, авиационный керосин или другие нефтепродукты.
Токсичность
---------------------------
При эксплуатации КМ могут выделять пары, которые часто являются токсичными. Если из КМ изготавливают изделия, которые будут располагаться в непосредственной близости от человека , то для одобрения применяемых при изготовлении КМ материалов требуются дополнительные исследования воздействия компонентов КМ на человека.
Низкая эксплуатационная технологичность
---------------------
Композиционные материалы могут иметь низкую эксплуатационную технологичность, низкую ремонтопригодность и высокую стоимость эксплуатации. Это связано с необходимостью применения специальных трудоёмких методов (а подчас и ручного труда), специальных инструментов для доработки и ремонта объектов из КМ. Часто изделия из КМ вообще не подлежат какой-либо доработке и ремонту.тационная технологичность .
Преимущества и недостатки композиционных материалов
VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016
ПРЕИМУЩЕСТВА КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРОМЫШЛЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ В РОССИИ
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Annotation: This article describes the properties of composite materials, the analysis of the general status and structure of the Russian market of composite materials and their competitive position in the market. Data calculations that prove the effectiveness of the organization of production parts made from composite materials.
Key words: composite material, economic efficiency, the Rosenberg’s model, competitiveness
Улучшение прочностных характеристик конструкционных материалов считается одной из основных проблем в машиностроении. Повышение прочности материалов ведет к резкому снижению их пластичности, склонности к хрупкому разрушению. Все это крайне ограничивает применение материалов, имеющих высокую прочность, в качестве конструкционного материала. Эта проблема решается путем использования композиционного материала.
Композиционными материалами называются материалы, состоящие из множества компонентов, керамической, пластичной полимерной, углеродной, металлической или другой базы (матрицы), которая армирована различными наполнителями. Изменяя их состав и соотношение, используя специальные дополнительные реагенты, получают множество материалов, обладающих требуемыми свойствами. [4, c. 3]
Объем годового мирового рынка композитов, по данным на 2015 г., составлял 12 млн. тонн и более чем 700 млрд. евро., прогноз до 2023 года предполагается рост на 4.6%. В России объемы производства композитов малы и составляют всего лишь десятки тысяч тонн, от мирового это 0,3-0,5%, выпуск композитных материалов на одного человека в год составляет менее 10 кг, для сравнения в Белоруссии этот показатель достигает 30 кг, в ЕС - 110 кг, в США - 140 кг. Применение в нашей стране полимерных композитных материалов пока не является распространенным, например, в морских судах доля КМ равна 0.1%, в свою очередь по всему миру данный показатель равняется 68%. В большинстве случаев полимерные композитные материалы в нашей стране применяют в объектах космоса, авиации, либо ядерной энергетики. Трубопроводный фонд, транспорт и строительство являются также достаточно перспективными отраслями.
На рынке преобладает доля стекловолокна, она достигает 130 тыс. т., 80% при этом продается за границу. Углеволокно занимает меньшую долю рынка, в пределах 250-300 т. Производство базальтового волокна в большем упадке, доля данного вида волокна не превышает 10 тыс. т. Все-таки прогноз достаточно оптимистичен – предполагается увеличение на 10-12% каждый год.
Министерство промышленности и торговли предоставило три сценария возможного развития рынка композитных материалов в РФ до 2020 г. [1] При первом сценарии (инерционном), когда объем рынка достигнет 30 млрд. руб., 64% займет авиа- и судостроение и космос. При втором варианте развития событий (базовом) предполагается, что объем рынка составит 120 млрд. руб., при этом, занимая 19%, будет преобладать транспортная инфраструктура. И последний сценарий – целевой, с долей 22% лидировать будет транспортная инфраструктура, второе место займет строительная индустрия (18%), транспортное машиностроение и автопром будет занимать 16% , при этом объем рынка оценивается в 223 млрд. руб. Для обеспечения плановых объемов к 2020 г. даже по второму сценарию настоящие производственные мощности следует обеспечить рост почти в четыре раза, по целевому же сценарию - в 12 раз. База реального роста – создание новых предприятий, так как в данное время насчитываются единицы предприятий, производящих подобную продукцию.
В связи с тем, что область применения композитных материалов очень обширна и спрос на рынке не удовлетворен, инвестирование в организацию производства композитных материалов стоит считать целесообразным, так как продукция востребована.
Композитные материалы одни из наиболее технологичных и эффективных материалов современности, соответственно и конкурентоспособных. Такой вывод можно сделать исходя из анализа конкурентной позиции отдельных материалов на рынке, которая осуществляется по двум показателям: качество-цена.
Анализ качества определяется путем сравнительной оценки свойств материалов. (табл. 1). Для проведения анализа из группы композитных материалов выбран стеклопластик, как один из самых распространенных композитов, пластик, а также такие металлы как сталь и дюралюминий, так как именно их наиболее часто используют в промышленных масштабах.
Таблица 1 – Сравнительная характеристика материалов
Удельный вес, г/см 3
Предел прочности при растяжении, МПа
Модуль упругости, ГПа
Коэффициент теплопроводности, Вт/К*м
Диапазон рабочих температур, °C
Относительное удлинение при разрыве,%
Разрушающее напряжение при сжатии (растяжении), МПа
Разрушающее напряжение на изгибе, МПа
Коэффициент линейного расширения, 10 -6 /°С
По данным таблицы можно судить о превосходстве того или иного материала по свойствам, а также определить в каком соотношении относятся показатели по каждому критерию. Очевидно превосходство композитного материала, небольшой удельный вес сочетается с хорошими физико-механическими свойствами. В нем сочетаются лучшие качества пластика, стали и алюминия, при этом отсутствуют недостатки, присущие им.
Стеклопластик имеет многие ценные свойства, которые предоставляют ему возможность считаться одним из материалов будущего. Удельный вес композитных материалов в среднем в девять раз меньше, чем у металлов, и в три раза меньше, чем у дюралюминия. Это делает их особенно удобными для применения на транспорте. Снижение веса на транспорте приводит к экономии энергии; более того, благодаря уменьшению веса конструкций в транспорте (автомобилей, самолетов, судов и т.д.) можно увеличить их полезную нагрузку, а за счет сокращения потребности в топливе расширить радиус действия. Они являются электроизоляционными материалами, что обуславливает широкое применение изделий из КМ в электро- и радиотехнике. Стеклопластики, являясь диэлектриками, абсолютно не подвержены электрохимической коррозии. Существует несколько видов смол, которые позволяют добиться устойчивости изделий из композитных материалов к различным агрессивным средам, кроме этого изделия из композитов обладают высокой ремонтопригодностью – возможностью ремонта без снятия всей системы, так как требуется изготовление только оснастки. [2, 116 c.]
Таким образом, композиты можно назвать универсальными материалами, они могут использоваться в самолетостроении, оборонной промышленности, кораблестроении и прочих областях, в которых к материалу предъявляют повышенные требования по таким характеристикам как прочность, теплопроводность, устойчивость к агрессивной среде, экологичность, устойчивость свойств при резкой смене температуры, долговечность, словом, все требования, которые предъявляют к современным материалам.
Среднерыночные цены на композитные материалы практически на одном уровне с ценой стали, алюминиевый сплав при одинаковых условиях обойдется дешевле. Таким образом, дюралюминий более конкурентоспособен по цене, чем сталь и стеклопластик, в свою очередь конкурентоспособность композита выше стали.
При рассмотрении конкретно стеклопластика и стали, различия в затратах, которые формируют стоимость очевидны. Сталь обходится потребителю практически в два раза дороже, чем композит, так происходит из-за того, что для изготовления определенного изделия требуется меньшее количество композитного материала. К примеру, если необходимо 10 км материала, общая экономия при переходе с металлического материала на использование композитного составит 15 930 руб., или около 40 процентов. На рисунке 6 наглядно продемонстрированы данные расхождения. [5]
Оценка по показателям качество-цена позволяет провести анализ уровня конкурентоспособности композитного материала. Для этого на основе критериев, по которым производилась оценка качества и критерия стоимости материалов строится модель Розенберга (рис.1). [3, c. 265] По рисунку можно судить о преимуществах и недостатках того или иного вида материала. Из него видно, что композитный материал превосходит остальные по большинству критериев, он уступает только дюралюминию по цене и стали по значению модуля упругости.
Рис. 1. Модель Розенберга
Основные преимущества композита перед нержавеющей сталью: противостоит коррозии, устойчив к царапинам, противостоит деформации, устойчив к агрессивной среде, обладает меньшим весом и ценой; перед пластиком: долговечнее и прочнее, не имеет необходимости армирования металлом, наиболее устойчив к механическим воздействиям, не выделяет ядовитых веществ при нагревании, более устойчив к агрессивным средам, не деформируется; по сравнению с полипропиленом и полиэтиленом: обладают большим температурным диапазоном, значительно меньшей горючестью, самозатухают после прекращения воздействия огня, имеют стабильные физико-механические характеристики.
Технико-экономическое обоснование организации производства деталей из композитных материалов целесообразно провести на базе Научно-образовательного центра авиационных композитных технологий Пермского политехнического университета, который производит комплектующие для двигателя ПД-14.
В рамках проекта планируется увеличение объема производства до пятидесяти комплектов деталей в год, состав каждого комплекта определен и включает двенадцать деталей сборочных единиц (ДСЕ).
Для обеспечения выпуска планового объема продукции необходима покупка дополнительного оборудования и помещений для его размещения, хранения материалов и готовой продукции, помимо этого требуется включение в штат научно-образовательного центра инженерно-технических работников и рабочих. Далее проводится подготовка и наладка производства, к затратам на данной стадии относятся затраты на проектирование, разработку 3D модели и изготовление мастер модели.
Текущие расходы на производство и сбыт продукции включают стоимость материалов, размер заработной платы основных рабочих и страховых взносов, сумма амортизационных отчислений и прочих расходов. Также на себестоимость продукции относятся затраты на изготовление оснастки, так они повторяются ежегодно, исходя из того, что 1 оснастки хватает на изготовление только 30 деталей. Они составят 116,9 млн. руб.
Осуществление проекта предполагается за счет средств ПНИПУ. Горизонт планирования проекта составляет десять лет. По результатам расчетов проект окупиться через восемь лет и шесть месяцев, при довольно большом объеме инвестиций (85 млн. руб.) данный период окупаемости можно считать небольшим, доходность вложений составит 5,7 коп. прибыли на один рубль инвестиций, чистый дисконтированный доход проекта 4 874,2 тыс. руб., следовательно, проект эффективен.
Исходя из этого, изделия из композитных материалов могут стать достойным конкурентом для импортных деталей и материалов. Изделия из композитных материалов имеют высокую конкурентоспособность по качеству и обладают относительно невысокой ценой. Одним из основных преимуществ композитов является уникальное сочетание деформационных, теплопроводных, прочностных, ударных, температурных, упругостных, электрических, фрикционных и прочих свойств, не присущее традиционным материалам.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Гуменюк Н.С. , Грушин С.С. Применение композитных материалов в судостроении. −М.: Современные наукоемкие технологии. – 2013. №8 (1). – 116-117 с.
Лифиц И.М. Конкурентоспособность товаров и услуг : учеб. пособие. М.: изд-во Юрайт-Издат, 2009. 460 с Конкурентоспособность товаров и услуг : учеб. пособие /И. М. Лифиц. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшее образование; Юрайт-Издат, 2009. − 460 с.
Тялина, Л.Н. Новые композиционные материалы: учебное пособие/ Л.Н. Тялина, А.М. Минаев, В.А. Пручкин.– Тамбов:ГОУ ВПО ТГТУ, 2011. – 80 с.
VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014
Композиционный материал— искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей раздела между ними. В большинстве композитов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу и включенные в нее армирующие элементы. В композитах конструкционного назначения армирующие элементы обычно обеспечивают необходимые механические характеристики материала (прочность, жесткость и т.д.), а матрица (или связующее) обеспечивает совместную работу армирующих элементов и защиту их от механических повреждений и агрессивной химической среды. Механическое поведение композиции определяется соотношением свойств армирующих элементов и матрицы, а также прочностью связей между ними. Характеристики создаваемого изделия, как и его свойства, зависят от выбора исходных ком понентов и технологии их совмещения.
В результате совмещения армирующих элементов и матрицы образуется композиция обладающая набором свойств, отражающими не только исходные характеристики его компонентов, но и включающий новые свойства, которыми изолированные компоненты не обладают. В частности, наличие границ раздела между армирующими элементами и матрицей существенно повышает трещиностойкость материала, и в композициях, в отличие от однородных материалов, повышение статической прочности приводит не к снижению, а, как правило, к повышению характеристик вязкости разрушения.
Для создания композиции используются самые разные армирующие наполнители и матрицы. Это — гетинакс и текстолит (слоистые пластики из бумаги или ткани, склеенной термореактивным клеем), стекло- и графитопласт (ткань или намотанное волокно из стекла или графита, пропитанные эпоксидными клеями), фанера… Есть материалы, в которых тонкое волокно из высокопрочных сплавов залито алюминиевой массой. Булат — один из древнейших композиционных материалов. В нем тончайшие слои (иногда нити) высокоуглеродистой стали «склеены» мягким низкоуглеродным железом.
В последнее время материаловеды экспериментируют с целью создать более удобные в производстве, а значит — и более дешёвые материалы. Исследуются саморастущие кристаллические структуры, склеенные в единую массу полимерным клеем (цементы с добавками водорастворимых клеев), композиции из термопласта с короткими армирующими волоконцами и пр.
Для улучшения лётно-тактических характеристик боевых самолетов и вертолетов в странах агрессивного блока НАТО выполняются дорогостоящие программы, предусматривающие снижение веса конструкции летательных аппаратом за счет применения новых, более перспективных материалов, к числу которых относятся так называемые композиционные материалы.
Ведущее место в капиталистическом мире по разработке композиционных материалов и их использованию в конструкциях летательных аппаратов (особенно военного назначения) принадлежит США, где темпы работ и этой области непрерывно растут. Если в 1958 году на НИОКР по созданию таких материалов Пентагону было выделено 400 тыс. долларов, то к 1967 году расходы по той же статье поставили около 11 млрд. долларов. Координацию проводимых исследований (применительно к авиационным конструкциям) осуществляет лаборатория материалов ВВС США и НАСА. Лаборатория материалов занимается оценкой эффективности применения композиционных материалов к конструкции военных самолетов. В настоящее время по контрактам с ВВС и программам, финансируемым крупными авиастроительными фирмами, производится и испытывается большое количество элементов конструкции самолетов и вертолетов из композиционных материалов.
Классификация композитов
Композиты обычно классифицируются по виду армирующего наполнителя:
волокнистые (армирующий компонент — волокнистые структуры);
наполненные пластики (армирующий компонент — частицы)
скелетные (начальные структуры, наполненные связующим).
Также композиты иногда классифицируют по материалу матрицы:
композиты c полимерной матрицей,
композиты c керамической матрицей,
композиты с металлической матрицей,
Преимущества композиционных материалов
Главное преимущество КМ в том, что материал и конструкция создается одновременно. Исключением ,являются препреги, которые являются полуфабрикатом для изготовления конструкций. Стоит сразу оговорить, что КМ создаются под выполнение данных задач, соответственно не могут вмещать в себя все возможные преимущества, но, проектируя новый композит, инженер волен задать ему характеристики значительно превосходящие характеристики традиционных материалов при выполнении данной цели в данном механизме, но уступающие им в каких-либо других аспектах. Это значит, что КМ не может быть лучше традиционного материала во всём, то есть для каждого изделия инженер проводит все необходимые расчёты и только потом выбирает оптимум между материалами для производства.
высокая удельная прочность (прочность 3500 МПа)
высокая жёсткость (модуль упругости 130…140 - 240 ГПа)
высокая усталостная прочность
из КМ возможно изготовить размеростабильные конструкции
Причём, разные классы композитов могут обладать одним или несколькими преимуществами. Некоторых преимуществ невозможно добиться одновременно.
Недостатки композиционных материалов
Композиционные материалы имеют достаточно большое количество недостатков, которые сдерживают их распространение.
Высокая стоимость
Высокая стоимость КМ обусловлена высокой наукоёмкостью производства, необходимостью применения специального дорогостоящего оборудования и сырья, а следовательно развитого промышленного производства и научной базы страны.
Анизотропия свойств
Анизотропия - зависимость свойств КМ от выбора направления измерения. Например, модуль упругости однонаправленного углепластика вдоль волокон в 10-15 раз выше, чем в поперечном. Для компенсации анизотропии увеличивают коэффициент запаса прочности, что может нивелировать преимущество КМ в удельной прочности. Таким примером может служить опыт применения КМ при изготовлении вертикального оперения истребителяМиГ-29. Из-за анизотропии применявшегося КМ вертикальное оперение было спроектировано с коэффициентом запаса прочности кратно превосходящим стандартный в авиации коэффициент 1,5, что в итоге привело к тому, что композитное вертикальное оперение Миг-29 оказалось равным по весу конструкции классического вертикального оперения, сделанного из дюралюминия.
Низкая ударная вязкость
Низкая ударная вязкость также является причиной необходимости повышения запаса прочности. Кроме этого, низкая ударная вязкость обуславливает высокую повреждаемость изделий из КМ, высокую вероятность возникновения скрытых дефектов, которые могут быть выявлены только инструментальными методами контроля.
Высокий удельный объем
Высокий удельный объем является существенным недостатком при применении КМ в областях с жесткими ограничениями по занимаемому объему. Это относится, например, к области сверхзвуковой авиации, где даже незначительное увеличение объема самолёта приводит к существенному росту волнового аэродинамического сопротивления.
Гигроскопичность
Композиционные материалы гигроскопичны, т.е. склонны впитывать влагу, что обусловлено несплошностью внутренней структуры КМ. При длительной эксплуатации и многократном переходе температуры через 0 по Цельсию вода, проникающая в структуру КМ, разрушает изделие из КМ изнутри (эффект по природе аналогичен разрушению автомобильных дорог в межсезонье). Так одной из возможных причин авиакатастрофы American Airlines Flight 587, в которой от фюзеляжа оторвался композитный киль, названо разрушение структуры композитного киля от периодически замерзавшей в ней воды. Аналогичные примеры отделения композитного киля от фюзеляжа происходили также в России.
КМ могут впитывать также другие жидкости, обладающие высокой проникающей способностью, например, авиационный керосин.
Токсичность
При эксплуатации КМ могут выделять пары, которые часто являются токсичными. Если из КМ изготавливают изделия, которые будут располагаться в непосредственной близости от человека (таким примером может послужить композитный фюзеляж самолетов Boeing787 Dreamliner), то для одобрения применяемых при изготовлении КМ материалов требуются дополнительные исследования воздействия компонентов КМ на человека.
Бороэпоксидные композиционные материалы.
Бороэпоксидные композиционные материалы. За рубежом наибольшее распространение получили материалы (боропластики) с армирующим наполнителем из волокон бора (бороволокон) и эпоксидными матрицами. По данным иностранной печати, применение боропластиков позволяет уменьшил вес конструкции на 20-40%, увеличить ее жесткость и повысить эксплуатационную надежность изделия. Композиционные материалы на основе бороволокна имеют высокие показатели по прочности, жесткости и сопротивлению усталости. Например, в иностранной печати отмечалось, что отношение удельной прочности боропластиков к удельной прочности алюминиевого сплава при растяжении составляет 1,3-1,9, сжатии -1,5, сдвиге-1,2, смятии-2,2, а усталостная характеристика возрастает в 3,8 раза. Кроме того, боропластики сохраняют свои качества в диапазоне температур от -60 до + 177°С. Сочетание этих свойств и предопределило перспективность широкою использования боропластиков в авиационной и ракетно-космической технике.
Благодаря применению боропластиков значительно упрощается технология производства, и, кроме того, возможно сокращение общего количества узлов и деталей в некоторых элементах конструкции самолета. Например, по заявлению специалистов фирмы "Макдоннелл Дуглас", при изготовлении из боропластиков руля направления самолета F-4 "Фантом" число деталей сократилось с 240 до 84.
Композиционные материалы с углеродными волокнами.
Иностранные специалисты считают, что в условиях высоких температур, возникающих при сверхзвуковом полете, наиболее эффективны композиционные материалы на основе матриц, армированных волокнами графита (углерода). Использование этих материалов в конструкциях современных и перспективных сверхзвуковых самолетов выгодно с точки зрения экономии веса конструкции, особенно для узлов, вес которых в большей степени определяется требованиями жесткости, чем прочности. Наибольшее распространение за рубежом получили материалы с углеродными волокнами на основе эпоксидных матриц (углепластики) и материалы на основе углеродных графитизированных матриц, армированных волокнами углерода ("углерод-углерод").
Углепластики.
Углепластики. Иностранная печать отмечает, что углепластики имеют малый удельный вес - 1,5 г/см 3 (алюминиевые сплавы 2,8 г/см 3 , титановые 4,5 г/см 3 ); высокие жесткость, вибропрочность и показатели усталостной прочности. Всё это делает их одними из самых перспективных материалов для производства авиационной и космической техники Сообщается, при всех основных видах действующих нагрузок удельная прочность углепластиков оказывается выше прочности алюминиевого сплава. Иностранные специалисты отмечают, что прочность и жесткость углепластиков примерно в шесть раз выше, чем у основных сортов стали, используемых в конструкциях самолетов.
В 1969 году лаборатория материалов ВВС США заключила с фирмой "Нортроп" контракт на разработку опытных образцов конструкции из композиционных материалов на основе графита. Первоначально использование углепластиков в конструкциях самолетов было незначительным из-за высокой стоимости углеродного волокна (700-900 долларов за 1 кг). Впоследствии, в результате организации широкого выпуска волокна, стоимость снизилась до 120-150 долларов. Но прогнозам американских специалистов, через три-пять лет она не будет превышать 50-80 долларов.
По данным зарубежной печати, в настоящее время применение углепластиков в авиастроении значительно возросло. Различные элементы конструкций из этого материала проходят испытания на самолетах F-5E, A-4D и F-111. Фирма "Боинг" по контракту с ВВС США исследует возможности использования этих материалов в конструкции крыла перспективного высотного беспилотного разведывательного самолета. Подобные работы ведутся и в других капиталистических странах. Например, английская Фирма "Бритиш эркрафт" по контракту, заключенному с министерством обороны Великобритании, создает из углепластиков
элементы планеров некоторых самолетов.
Бороалюминиевый композиционный материал.
Бороалюминиевый композиционный материал (бороалюминий). В качестве армирующего наполнителя этого композиционного материала используются волокна бора (иногда с покрытием из карбида кремния), а в качестве матрицы - алюминиевые сплавы. Бороалюминий в 3,5 раза легче алюминия и в 2 раза прочнее его, что позволяет получить значительную весовую экономию. Кроме того, при высоких температурах (до 430°С) бороалюминиевый композиционный материал имеет в 2 раза большие значения удельной прочности и жесткости по сравнению с титаном, что дает возможность его применения для самолетов со скоростями полета М=3, в конструкциях которых в настоящее время используется титан. Зарубежные специалисты считают бороалюминий также одним из перспективных композиционных материалов, применение которого может дать до 50%. экономии веса конструкции летательных аппаратов.
Читайте также: