Drabužiai, kuriuos dėvite, telefono dėklas, kurį laikote, net namas, kuriame gyvenate, ir automobilis, kurį vairuojate, yra pagaminti iš pagrindinės medžiagos{0}}pluošto. Tačiau šiandien mes nekalbėsime apie medvilnę, liną ar šilką; vietoj to supažindinsime jus su keturiais „kietaisiais“ pluoštais, kurie apvers tradicinius suvokimus. Jie atrodo minkšti, tačiau iš jų galima gaminti lėktuvus, raketas ir neperšaunamą įrangą; jie lengvi kaip plunksna, tačiau savo stiprumu gerokai pranoksta plieno. Tai yra keturi didelio našumo{4}} pluoštai, kurie lemia pažangios gamybos ateitį.
Pasaulinės 11 tipų didelio našumo pluošto medžiagų plėtros tendencijos ir prognozės bei mano šalies pluošto pramonės_kompozitinių medžiagų rinkimo išdėstymas
Galite pamanyti, kad pluoštai skirti tik drabužiams gaminti. Tiesą sakant, šiuolaikinės pluoštinės medžiagos patyrė visišką transformaciją. Jų vidus užpildytas nesuskaičiuojama daugybe smulkių siūlų ir porų. Dėl šios unikalios struktūros jie yra ir minkšti, ir{3}}sunkūs, izoliuoja šilumą- ir yra laidūs. Paprasčiau tariant, jie sujungia iš pažiūros prieštaringas savybes, tapdami „stebuklingomis medžiagomis“, apie kurias svajoja inžinieriai.
Šiuo metu keturi pagrindiniai strateginių didelio našumo pluoštų „karaliai“, pripažinti visame pasaulyje: anglies pluoštas, para-aramidas, itin-didelės molekulinės masės polietileno pluoštas ir bazalto pluoštas. Kas daro juos pajėgius pakeisti pasaulį? Pažvelkime į juos po vieną. I. Anglies pluoštas: lengvumo karalius, aukščiausios- gamybos „juodasis auksas“
Jei būtų medžiaga, kuri svertų tik ketvirtadalį plieno, bet būtų 5–7 kartus stipresnė, kam ją naudotumėte? Atsakymas yra anglies pluoštas.
Jis plonas kaip plaukas, skaisčiai juodas ir blizgus ir yra giriamas kaip „juodasis auksas“. Didžiausias anglies pluošto patrauklumas yra jo ypatingas lengvumas ir stiprumas. Iš jo pagamintos kompozicinės medžiagos gali pakeisti aliuminio lydinio dalis automobiliuose, sumažindamos svorį 20–40%; Jei keičiate plienines dalis, svoris gali sumažėti net 60–80%!
Tai reiškia efektyvumo revoliuciją. Lengvesni automobilių kėbulai leidžia nuvažiuoti ilgesnį atstumą naujomis energetinėmis transporto priemonėmis; lengvesni orlaivių komponentai leidžia sutaupyti daug degalų. Todėl nuo aukščiausios-pakopos sportinių automobilių ir didelių keleivinių orlaivių (tokių kaip Boeing 787, kuriame plačiai naudojamas anglies pluošto kompozitas), iki milžiniškų vėjo turbinų menčių ir aukščiausios-sportinės įrangos (pvz., rakečių ir dviračių rėmų), jis yra visur.
Jis taip pat neįtikėtinai universalus: atsparus karščiui-, korozijai- ir turi mažą šiluminio plėtimosi koeficientą. Šiuo metu jo pagrindinis pritaikymas yra kompozitai su tokiomis medžiagomis kaip epoksidinės dervos, siekiant sukurti pažangias kompozicines medžiagas, pasižyminčias neprilygstamu našumu. Galima sakyti, kad kas įvaldo didelio masto-aukštos-kokybės anglies pluošto gamybą, turi raktą į aukščiausios klasės-gamybą.
II. Para-aramidas: elastinga „auksinė gija“, negirdėtas herojus, saugantis saugumą
Kalbėdami apie Kevlarą, daugelis galvoja apie neperšaunamas liemenes. Jo pagrindinė medžiaga yra para-aramidas (PPTA).
Tai auksinio blizgesio pluoštas. Jis yra ypač tvirtas, 5–6 kartus stipresnis už plieninę vielą, tačiau yra labai mažo tankio, todėl yra daug lengvesnis už plieninę vielą. Dar labiau stebina tai, kad jis pasižymi itin dideliu tvirtumu ir atsparumu smūgiams-didžiulė kulkos kinetinė energija greitai išsisklaido ir sugeria.
FAST neperšaunamas PE/aramidinės medžiagos šalmas, 3A.44 klasės GA2 klasės saugos mokymo šalmas - Alibaba
Todėl ji tapo pasirinkta medžiaga „gyvybės sergėtojams“: neperšaunamos liemenės, neperšaunami šalmai, pjūviams{0} atsparios pirštinės... Kritinėmis akimirkomis tai gali išgelbėti gyvybes.
Tačiau jo naudojimas yra daug platesnis. Jis yra atsparus karščiui-, antipirenas- ir izoliuojantis, todėl tinka gaminti aukštos- temperatūros komponentus aviacijos ir kosmoso pramonėje; automobilių pramonėje jis pakeičia asbestą stabdžių trinkelėse ir žarnelėse; jis taip pat gali sustiprinti optinius kabelius ir apsaugoti pluošto šerdį. Tai ir funkcinė, ir struktūrinė medžiaga, nepakeičiamas strateginis krašto apsaugos ir šiuolaikinės pramonės išteklius.
III. Itin-Didelės molekulinės masės polietileno pluoštas: „tvirčiausias minkštas šarvas“, lengvesnis už vandenį
Jei pirmieji du pluoštai turi šiek tiek „svorio“, tai itin{0}}didelės molekulinės masės polietileno pluoštas (UHMWPE) yra tikrai „lengvas kaip plunksna“. Jo tankis yra mažesnis nei vandens, o įmestas į vandenį jis plūduriuoja.
Nenuvertink to! Šiuo metu tai yra didžiausią „specifinį stiprumą“ (stiprumo ir tankio santykį) turintis pluoštas pasaulyje, o tai reiškia, kad jis yra stipriausias esant tokiam pačiam svoriui. Jis pasižymi puikiu tvirtumu ir itin stipriu energijos sugėrimo pajėgumu.
Itin{0}}didelės molekulinės masės polietileno gijos tiekimas, didelio-stiprumo, dėvėjimuisi-atsparus pjovimui-atsparus, UV-atsparus UHMWPE pluoštas - Alibaba
Jis žinomas kaip trečioji didelio našumo{0}}pluošto karta po anglies pluošto ir aramido pluošto. Dėl minkštos tekstūros ir lengvo apdirbimo jį galima austi į įvairias formas. Kariuomenėje tai ideali medžiaga neperšaunamiems šarvams ir plokštėms gaminti; navigacijoje iš jo pagaminti kabeliai yra lengvi, tvirti ir niekada nerūdijantys; sportuojant jis sudaro aukščiausios-pakopos burlaivių drobę ir slidžių karkasą; Kasdieniame gyvenime iš jo gaminamos aukščiausios klasės-trinimui-atsparios virvės ir pjovimui-atsparūs audiniai.
Rinkos duomenys byloja: pasaulinė paklausa ir toliau sparčiai auga, o Kinija yra ir pagrindinė gamintoja, ir didžiausia vartotoja pasaulyje. Ateityje jos buvimas taps vis akivaizdesnis – nuo jūrų akvakultūros iki asmeninių apsaugos priemonių.
IV. Bazalto pluoštas: „Žaliasis uolos šilkas“ iš ugnikalnių
Galiausiai, šis pluoštų karalius turi daugiausiai „žolės“ kilmės, tiesiogiai gaunamas iš natūralios bazalto rūdos. Bazalto pluoštas gaunamas lydant akmenį aukštoje temperatūroje ir greitai sutraukiant jį į pluoštus.
Jis pasižymi dideliu stiprumu ir atsparumu karščiui, puiki izoliacija, šilumos izoliacija ir atsparumas korozijai. Tačiau didžiausias jo privalumas – „žalia ir aplinkai nekenksminga“ prigimtis. Dėl neišsenkančių žaliavų, minimalios taršos gamybos metu, netoksiškų produktų ir biologiškai skaidžių atliekų bazalto pluoštas yra vertinamas kaip XXI amžiaus „žalioji pramoninė medžiaga“.
Kas yra bazalto pluoštas?
Nors mano šalis prasidėjo vėliau, jos plėtra buvo sparti ir pasiekė pasaulyje{0}}pirmaujantį lygį tiek technologijų, tiek produkcijos srityse. Dar svarbiau, kad itin turtingi bazalto mineraliniai ištekliai mano šalyje sudaro tvirtą jos plėtros pagrindą.
Šiuo metu jis plačiai naudojamas kelių tiesimui (gelžbetonis), automobilių išmetimo vamzdžių izoliacijai ir ugniai{0}}atspariems audiniams. Didėjant aplinkos apsaugos reikalavimams, šios ekonomiškos ir aplinką tausojančios medžiagos potencialas yra neribotas.
Šie keturi pluoštai, kurių kiekvienas turi unikalių stipriųjų pusių, kartu palaiko šiuolaikinės aukščiausios klasės{0}}gamybos pagrindą.
Anglies pluoštas užtikrina maksimalų našumą, aramidas apsaugo kritinę saugą, polietileno pluoštas subalansuoja lengvą ir didelį stiprumą, o bazalto pluoštas atveria kelią ekologiškai gamybai. Jų atsiradimas yra ne tik medžiagos pergalė, bet ir gamybos filosofijos revoliucija: nuo „neapdoroto ir didelių gabaritų“ iki „lengvo, plono, tvirto ir išradingo“, nuo daug išteklių reikalaujančio- iki aplinkai nekenksmingo sambūvio.
Kinija šiuos keturis pluoštus įtraukė į pagrindines medžiagas, kurias reikia plėtoti. Šios lenktynės dėl medžiagų yra labai svarbios gamybos ateičiai. Jau pasiekėme pažangą nuo nieko iki kažko, nuo pasivyjimo iki dalinio koja kojon. Kitas žingsnis yra pereiti nuo „turėjimo“ prie „puikumo“, siekiant pažangiausių programų ir originalių technologijų pasiekimų.
