¿En qué campos se utilizan principalmente los materiales compuestos y cuáles son sus ventajas?
Los siguientes son todos materiales compuestos reforzados con fibra. Espero que le sean útiles.
Hablemos primero de las ventajas (tomando los materiales compuestos reforzados con fibra como ejemplo)
Ligero La densidad relativa del acero de alta resistencia está entre 1,5 y 2,0, que es sólo de 1/4 a 1/5 de la del acero al carbono. Sin embargo, la resistencia a la tracción es cercana o incluso superior a la del acero al carbono. Y la resistencia específica se puede comparar con el acero de aleación de alta calidad. Por tanto, tiene excelentes resultados en aviación, cohetes, naves espaciales, recipientes de alta presión y otros productos que necesitan reducir su propio peso. La resistencia a la tracción, flexión y compresión de algunos FRP epoxi puede alcanzar más de 400 MPa.
Buena resistencia a la corrosión: el FRP es un buen material resistente a la corrosión y tiene buena resistencia a la atmósfera, al agua, a concentraciones generales de ácidos, álcalis, sales y diversos aceites y disolventes. Se ha aplicado a todos los aspectos de la anticorrosión química y está reemplazando al acero al carbono, acero inoxidable, madera, metales no ferrosos, etc.
Buenas propiedades eléctricas: Es un excelente material aislante y se utiliza para fabricar aisladores. Aún se pueden proteger buenas propiedades dieléctricas a altas frecuencias. Tiene buena permeabilidad a las microondas y se ha utilizado ampliamente en radomos de radar.
Buenas propiedades térmicas: La conductividad térmica del FRP es baja, 1,25~1,67 kJ/(m·h·K) a temperatura ambiente, sólo 1/100~1/1000 del metal, y es un Excelente material aislante térmico. En condiciones instantáneas de temperatura ultraalta, es un material ideal de protección térmica y resistente a la ablación, que puede proteger a las naves espaciales de ser lavadas por un flujo de aire de alta velocidad a temperaturas superiores a 2000°C.
Buena diseñabilidad (1) Se pueden diseñar varios productos estructurales de manera flexible según las necesidades para cumplir con los requisitos de uso, lo que puede hacer que el producto tenga buena integridad.
(2) Los materiales se pueden seleccionar completamente para cumplir con el rendimiento del producto. Por ejemplo, los materiales se pueden diseñar para que sean resistentes a la corrosión, resistentes a altas temperaturas instantáneas y tengan una resistencia particularmente alta en una dirección determinada. del producto y tienen buenas propiedades dieléctricas, etc.
Excelente procesabilidad (1) El proceso de moldeo se puede seleccionar de manera flexible según la forma, los requisitos técnicos, el uso y la cantidad del producto.
(2) El proceso es simple, se puede formar al mismo tiempo y el efecto económico es sobresaliente, especialmente para productos con formas complejas y pequeñas cantidades que son difíciles de formar, se destaca la superioridad de su proceso.
Campos de aplicación:
Campos de aplicación de FRP
1: Aplicación de FRP en el campo de la construcción de mi país
Antes de la década de 1980, el FRP era utilizado principalmente Para productos militares, los institutos están sujetos a restricciones de confidencialidad, lo que dificulta la comunicación. Los arquitectos no comprenden el excelente rendimiento del FRP y no pueden obtener datos de rendimiento confiables, por lo que no se usa ampliamente en estructuras de construcción.
Desde la década de 1990, con la continua investigación en profundidad sobre el FRP, se han superado sus deficiencias y los precios de los productos han bajado. La aplicación en grandes estructuras de edificios ha logrado buenos resultados. A continuación se presentan brevemente algunos ejemplos:
(1) Sala de computadoras FRP a gran escala: construida en Hangzhou en 1991, la sala de computadoras está coordinada arquitectónicamente con el hotel que se encuentra debajo y es difícil distinguirla de la apariencia. , pero el efecto es muy bueno;
(2) Techo de columna de la sala de entretenimiento de karaoke: 26 m de largo, 10 m de luz, construido sobre el techo de la Gran Fábrica de Caucho de China de Shanghai en 1992, muy hermoso y práctico;
(3) Techo esférico de restaurante giratorio: diámetro esférico de 45 m, construido en el centro comercial Shanghai Yangtze River Estuary Mall en 1993;
(4) Techo hiperboloide del vestíbulo de la Oriental Pearl TV Tower y piezas de decoración interior: diámetro 60 m, superficie total de unos 5000 m2, terminado en 1994. Sólo pasaron más de tres meses desde la firma del contrato hasta la finalización de la instalación, y el efecto ha sido muy bueno hasta ahora;
(5) Aguja del edificio Ark (7 m de altura) y techo ensamblado (aproximadamente 300m2): Terminado en 1996, La instalación se completó en marzo de 1997.
El número y variedad de aplicaciones de FRP en los campos de la construcción en el extranjero son grandes y diversos.
El uso de materiales compuestos en todos los materiales de ingeniería aumentará del 2% en 1950 al 14,7% en 2000. Se espera que alcance el 18,4% en 2020. Los Estados Unidos consumieron 237.000 toneladas en 1993, lo que representa el 20 por ciento del total, sólo superado por la industria del transporte, y fue el segundo campo de aplicación más importante. El Reino Unido representó el 26,6 por ciento del consumo total en 1992 y fue el mayor; el campo de aplicación; Europa Occidental utilizó 247.000 toneladas en 1992, lo que representa el 21,3% del total, lo que lo convierte en el segundo campo de aplicación más grande; Japón utilizó 237.000 toneladas en 1993, lo que representa aproximadamente el 55% del total, lo que lo convierte en el primer campo de aplicación más grande; .
Ejemplos de la aplicación de FRP en el campo de la construcción en el extranjero incluyen
① Lugar de entretenimiento esférico completo de FRP con un diámetro de 66 m: este edificio está ubicado en Reno, cerca de San Francisco, en la costa oeste de los Estados Unidos. El edificio consta de más de 2.000 personas y está construido a partir de cuatro unidades cuadradas de FRP.
②Trump Taj Mahal Comprehensive Entertainment Center, Atlantic City, Nueva Jersey, EE. UU.; superficie de 390.000 m2, con una fachada de 1,6 km de largo, la mayoría de las cuales son decoraciones artísticas de FRP. Hay más de 23.000 piezas en total, con un valor total de unos 15 millones de dólares estadounidenses
③; Gran cartel publicitario de FRP Coca-Cola en Nueva York, EE. UU.: tridimensional de 12,5 mx 19,8 m, la "botella" de "Coca-Cola" tiene 12,8 m de altura y los cubitos de hielo tienen 3 m de altura
④Muchos edificios; puertas, ventanas, fachadas, barandillas, aleros y arcos decorativos en Boston, Estados Unidos, utilizan FRP
⑤Atlanta, Estados Unidos El techo del piso alto de la sala del banco está hecho de FRP; El edificio del banco en Tampa, Florida (el edificio más alto de la costa oeste del estado, 43 pisos) utiliza un techo semicónico de FRP con una altura de 7,9 m, que es anticorrosión, penetrante de olas y resistente al viento. funciones. Los aeropuertos y los radomos meteorológicos también utilizan FRP.
Según estadísticas aproximadas, la aplicación de FRP en el campo de la construcción tiene principalmente los siguientes cinco aspectos:
① Varias estructuras de construcción de formas especiales: radomos de radar, garitas, vallas publicitarias ( objetos), lugares de entretenimiento esféricos, teatros con cúpula, hangares de gran envergadura, garajes, almacenes, techos giratorios de restaurantes, techos de columnas de salas de entretenimiento de karaoke, techos de tribunas de gran envergadura para campos deportivos, techos de campos deportivos cubiertos y techos cónicos de edificios de gran altura, etc. ②Varios edificios funcionales: torre de televisión, sala de máquinas de transmisión, sala blindada, pared de aislamiento acústico, taller anticorrosión de planta química, muelle para aturdidor compuesto de FRP y metal, pared compuesta a prueba de radiación de hospital, gran torre de enfriamiento, fábrica de tratamiento de aguas residuales. tableros anticorrosión, grandes tanques resistentes a la corrosión, tanques, etc.; ③ Diversas partes de decoración interior y exterior de edificios: aleros, bordes, dinteles, galerías para montar, comederos de luz, iluminación, columnas romanas, techos suspendidos, jarrones artísticos, rocallas. cascadas, animales auspiciosos ( (león, vaca, elefante, etc.), etc.; ④ Componentes acomodados de edificios de oficinas y salas de estar: puertas, tabiques, tabiques, muebles, utensilios de cocina, barandillas de jardín, paredes, garajes pequeños, piscinas. piscinas, varios marcos de ventanas, bonsáis, etc.; ⑤ Varios tipos de artículos sanitarios: cuarto de sanitarios integrado, cuarto de ducha integrado, tanque de agua, inodoro móvil, piscina de purificación, lavabo, inodoro con cisterna, bañera, calentador de agua solar, etc.
Dos: Sector del transporte: crecimiento centrado en el automóvil del 1,7% Incluso si el número de turismos vendidos disminuye, los productos de plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP) están aumentando constantemente. En 2007 se utilizan más de 400 tipos de componentes en la carrocería principal de los automóviles, y en los coches nuevos se utilizan más de 100 tipos de componentes. El uso de termoplásticos reforzados con fibra de vidrio (FRTP) está aumentando rápidamente. Colector de admisión de nailon FR utilizado en motores de automóviles. Más eficientes y económicos que los motores de aluminio de los automóviles. Los ejes de transmisión de automóviles están pultruidos y fabricados con fibra de carbono, éster vinílico y tubos de aluminio. Actualmente, está activo en el mercado del automóvil. Lo más importante es utilizar conductos de ventilación pultrusionados para equipos de aire acondicionado. El Ministerio de Ferrocarriles realizó pruebas de campo en vehículos totalmente FRP y los lanzó al mercado este año.
Tres: Sector de la construcción civil: Los productos FRP también se utilizan cada vez más en zonas residenciales. En términos de construcción básica, existen puentes de carreteras troncales, puentes peatonales y muelles portuarios. También se utilizan ampliamente las barras de FRP para reforzar el hormigón.
Cuarto: Equipos resistentes a la corrosión: el FRP se utiliza ampliamente en equipos. Industria de semiconductores e industria química, tratamiento de aguas residuales y tratamiento de alcantarillado, plataformas de petróleo y gas, tanques de almacenamiento de productos químicos, etc.
Cinco: Barcos.
Seis: Electricidad y electrónica: Existe una fuerte demanda de placas de circuito impreso y radomos. Existe una tendencia creciente en la producción de postes de iluminación con FW y se han iniciado experimentos de campo en postes. Ahora se produce en masa en Europa. Estados Unidos también está en el mercado. La obsolescencia electrónica también necesita estímulo. Se espera que los productos FRP y FRTP también se utilicen en teléfonos móviles y otros dispositivos en el futuro.
Siete: Materiales de consumo: el FRP es resistente al envejecimiento y tiene una apariencia hermosa, reemplazando los materiales originales. Las ventas de antenas de transmisión por satélite y antenas DBS están creciendo, especialmente las ventas de antenas DBS están creciendo rápidamente. El número de palos de golf fabricados con fibra de carbono también aumentará, y los fabricantes que producen fibra de carbono también han aumentado su equipamiento.
Ocho: Electrodomésticos y equipamiento de oficina: Las ventas de carcasas para máquinas de coser de nuevo diseño también están creciendo. Las viviendas de nueva construcción se ven actualmente afectadas por las reventas y los electrodomésticos también están creciendo. El mercado de equipos de oficina es grande, las ventas son amplias y la base es sólida. La rejilla de fibra de vidrio FRTP tiene una excelente resistencia a la corrosión, resistencia al calor, rigidez y retardo de llama, por lo que tiene ventajas en el uso de electrodomésticos y equipos de oficina.
9: Aviación y defensa.
Ejemplos de aplicación de perfiles FRP
Mangos de herramientas FRP Esta serie de productos se utiliza principalmente en herramientas de jardín y ferretería, incluidas palas, rastrillos, azadas, tijeras, martillos, etc.
Esta serie de tubos redondos pultruidos de FRP es adecuada para fabricar tiendas de campaña, mosquiteros, bolsos, carteras, expositores X, mangos de herramientas, molinos de viento, golf (bolsas, mástiles, postes de práctica, redes de práctica), trípodes. , poste rociador, poste de trípode, marco de juguete, marco de platillo volador, mango de diábolo, poste de cometa, etc.
Esta serie de barras redondas pultruidas de FRP es adecuada para fabricar varillas de sombrillas, marcos de cometas, equipos de PCB, modelos de aviones, mantas para soportes, esteras de playa, ejes giratorios, núcleos de ejes, barras de cortinas, juguetes, bolsas y productos voladores. Mariposas, mástiles de banderas (banderas de mesa, banderas de automóviles, banderas de mano, banderas en forma de cuchillo), soportes para plantas, cercas, postes de chimeneas, soportes para alfombras de juegos, postes/hiladores de cortinas, etc.
Serie de tiras planas pultruidas de FRP Esta serie de productos es adecuada para hacer círculos de yoga y fitness, círculos mágicos, equipos de fitness, lazos de juguete, tiras para cortinas, bolsos, carteras, tiras horizontales de asta de bandera, mangos de herramientas, etc.
Serie de plataformas de rejillas de FRP Esta serie de productos incluye principalmente rejillas de fibra de vidrio, plataformas anticorrosión, pasarelas y sistemas de cercas, escaleras aislantes, soportes para torres de enfriamiento, bandejas de cables, cubiertas de vías de metro, etc.
Serie de procesamiento profundo de productos de pultrusión Cubrimos la superficie de varillas de fibra de vidrio, tubos de fibra de vidrio y varillas de fibra de vidrio con PP PE PVC según las necesidades del cliente. Este producto ha sido ampliamente utilizado en jardinería y agricultura.