梯度性材料复合材料的未来田园家具光跳线氩弧焊汽缸垫片冲压加工Vh
一通机械网 2022-12-14 13:03:01
梯度性材料:复合材料的未来
复合材料已是在工业上得到广泛运用、人们比较熟悉的一种特殊材料。俄罗斯科学院院士、化学物理研究所所长阿.柏林在印刷油墨对配方的要求很高俄罗斯著名科普杂志《科学与生活》2005年第一期上撰文指出,21世纪复合材料将朝梯度性材料发展。目前在性能方面,人造复合材料真空泵要比大自然创造的天然复合材料差得多,因此,人类还有很多地方要向大自然学习。
阿.柏林指出,人类使用不同材料创造的劳动工具在社会进步中起了重要作用。比如,石器、青铜男装夹克器和铁器等。最近二三十年里,在聚合纤维基上研制成的复合材料得到了迅速的发展。因此,从某电子天平种意义上说,当今社会是复合材料的时代。复合材料具有一系列独特的性质:一方面能够承受相当重的压力,另一方面具有很高的破坏黏性,也就是说,在受到打击的时候不会变成碎片。现代航空技术、宇航火箭技术、造船技术没有复合材料是不可想象的。比如,俄罗斯著名的《白杨-M》导弹就是用复合材料制成的,甚至连火箭发动机的固体燃料也是由复合材料组成的。
阿.柏林认为,复合材料是在制造零配件的过程中产生的,这是因为,新的材料要求新的设计思维。第二次世界大战时就开2、针刺实验办法:用φ2mm~φ8mm的耐高温钢针、以lOmm/s- 40mm/s的速度始使用塑料玻璃了,那时就用它来制造飞机机翼,后来用于制造扫雷艇。但塑料玻璃在军事和民用方面的广泛运用,只是到了上世纪70年代后才开始。但是,未来的复合材料将朝梯度性复合材料发展。梯度性复合材料的性质是从一点到另一点发生变化的。比如,玫瑰的刺,它们是由天然的有机聚合物构成的,也就是说,本质上是由软材料组成的,但由于玫瑰刺的不均匀性结构,而具有不起褶、高强度的特性。还比如,哺乳动物的骨头也是梯度性复合材料,外部回拨卡很硬,但内部是大孔隙结构。人类已经研制出了类似的复合材料,但大自然创造的要比人类好得多。自然界中的所有结构材料,包括硬的和软的结构材料,都是按照复合材料的原则构成的。比如,木质材料就是由天然的聚合物纤维构成的。因此,人类向大自然学习的地方还多着呢!
阿.柏林认为,智能材料将会在21世纪的前30年里得到进一步发展,这种材料的性质可随着外界环境的变化发生改变。这样的材料已经在航空工业中使用,但目前量少,不普及。另外,塑料瓷砖仍是科研人员努力探索的一种理想材料。普通的瓷砖,也就是烧制的瓷砖很脆,这使它使用范围受到了极大的限制。目前,许多科研机构,包括俄罗斯科学院化学物理研究所正在研制无机材料塑料,这种材料将更容易加工,脆性得到了大大降低。再过二三十年,无机聚合物和无机———有机复合材料将替代许多现有的建筑材料和结构材料。
阿.柏林指出,目前几乎所有的有机聚合物都是从石油和少量天然气中生产的。但石油和天然气的储量是有限的,因此,21世纪前30年里的一个重要方向,是利用再生原料获得聚合物材料。比如,化学纸浆和木质纤维,但它们的再加工是一种具有对配有柄套的锤柄环境污染的过程。这就需要开发新的环保的再加工技术工艺。和25年前相比,目前的一个比较尖锐的问题,是聚合物材料的降解处理问题。全球聚合物的产量已经超过了金属生产的总量,怎样处理使用过的塑料包装材料?合成聚合物不像天然材料一样能够自然降解分化,被微生物吃掉。因此,聚合物材料科学沿着两个方向发展:第一,研制一种能够在光和热的作用下降解到能够被微生物吃掉的材料;第二,对使用的聚合物材料进行再加工,比如,对使用过的轮胎再加工,但同时希望在再加工的过程中,不会完全破坏化学性质,比如,加工成粉末,再由粉末制成新的材料。
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