Transcript Historia i rozwój materiałów kompozytowych

Historia i rozwój materiałów
kompozytowych
Wykonał:
Radosław Krupa
Plan prezentacji
1.
2.
3.
4.
Historia i rozwój materiałów kompozytowych,
Rozwój materiałów polimerowych
Rozwój maszyn do przetwórstwa polimerów,
Rozwój lekkich stopów na osnowy materiałów
kompozytowych,
5. Kształt umocnień stosowanych w materiałach
kompozytowych,
6. Rola lekkich materiałów w konstrukcji środków
transportu,
7. Wybór materiału i metody wytwarzania
Historia i rozwój materiałów
kompozytowych
Pionierzy - Egipt i Mezopotamia, obecnie w
Afryce.
Historia i rozwój materiałów
kompozytowych
Historia i rozwój materiałów
kompozytowych
Historia i rozwój materiałów
kompozytowych
Rozwój materiałów polimerowych
Rozwój materiałów polimerowych
Rozwój maszyn do przetwórstwa
polimerów
Kalander (1836)
Wytłaczarka jedno i dwuślimakowa (od 1860)
Rozwój maszyn do przetwórstwa
polimerów
Wtryskarka tłokowa (od 1872)
Rozwój maszyn do przetwórstwa
polimerów
Forma wielogniazdowa (1878)
Rozwój lekkich stopów na osnowy
materiałów kompozytowych
Na osnowy stosowane są przede wszystkim
lekkie stopy:
• Magnezu – dobra wytrzymałość, dobra
spawalność,
• Aluminium – dobra lejność, plastyczność,
• Tytanu – dobra wytrzymałość, odporność na
korozję i na działanie wysokich temperatur.
Rozwój lekkich stopów na osnowy
materiałów kompozytowych - Magnez
1808 Sir Humphrey Davy odkrywa, że MgO to tlenek nowego metalu.
1828 Antoine Bussy otrzymał czysty magnez w reakcji MgCl2 + 2K -> 2KCl + Mg.
1833 Michael Faraday wytworzył magnez w elektrolizie chlorku magnezu.
1852 Robert Bunsen opracował produkcję magnezu w elektrolizie na skalę
przemysłową.
1864 Pierwsza próba produkcji magnezu w W.B. przez firmę Johnson and
Matthey w Patricroft – nieudana.
1886-1915 Niemcy posiadają monopol produkcji magnezu na świecie
Rozwój lekkich stopów na osnowy
materiałów kompozytowych - Aluminium
1825 Hans Christian Oerstedt otrzymał aluminium
zanieczyszczone potasem.
1827 Friedrich Wöhler otrzymuje aluminium bez
zanieczyszczeń potasu.
1853 Henri Sainte-Claire Deville opracował
przemysłowy proces produkcji aluminium.
Rozwój lekkich stopów na osnowy
materiałów kompozytowych - Tytan
1791 Proboszcz Williamem Gregorem bawił się magnetycznym proszkiem z
pobliskiej kopalni i kwasem solnym. Otrzymał w ten sposób czerwonobrunatny osad, ale sam nie wiedział za bardzo co to jest.
1795 Martin Heinrich Klaproth stwierdził występowanie nowego metalu
badając minerał rutyl. Nazwał go Titanium.
1821 Heinrich Rose otrzymał czysty dwutlenek tytanu.
1825 Jöns J. Berzelius otrzymał zanieczyszczony tytan.
1887 Lars F. Nilson z kolegami wytworzył tytan o czystości 95% z chlorku
tytanu i sodu.
Kształt umocnień stosowanych w
materiałach kompozytowych
Umocnienia stosowane w materiałach
kompozytowych
Włókna dodawane do osnowy z metalu:
- Tlenek glinu
- Bor,
- Tlenek boru,
- Wolfram.
Włókna dodawane do osnowy z polimeru:
- Szklane,
- Aramidowe,
- Węglowe,
- Nanorurki węglowe.
Rola lekkich materiałów w konstrukcji
środków transportu
• Zmniejszenie masy pojazdów, bez zmniejszenia jego
wytrzymałości,
• Zmniejszenie spalania paliw,
• Zmniejszenie zanieczyszczania środowiska spalinami,
• Im mniejsza masa tym więcej sprzętu można w
samochodzie umieścić,
• Zmniejszenie kosztów wytwarzania.
Dlatego własności mechaniczne polimerów i
kompozytów często porównuje się do gęstości
właściwej.
Rola lekkich materiałów w konstrukcji
środków transportu
Wybór materiału i metody
wytwarzania
•
•
•
•
•
Dobór materiału powinien być kompromisem
między:
Gęstością materiału,
Własnościami mechanicznymi,
Własnościami fizycznymi,
Własnościami użytkowymi,
Ceną materiału i kosztem wytworzenia.
Wybór materiału
Wybór metody wytwarzania
Odlewanie metodą traconego wosku
Film:
http://www.youtube.com/watch?v=HCPqAhAjqsU
Literatura i źródła:
• J. W. Kaczmar „Wytwarzanie, właściwości i
zastosowanie elementów z materiałów
kompozytowych” Oficyna Wydawnicza
Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013, 935.
• Ashby M.F. „Dobór materiałów w
projektowaniu inżynierskim” Wydawnictwo
Naukowo-Techniczne, Warszawa 1998
Literatura i źródła:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
http://www.swiatkwiatow.pl/userfiles//image/trzcina_wodna3.jpg
http://gettocolor.com/2732-thickbox/glina-rzezbiarksa-naturalna-1-kg.jpg
http://www.globtroter.pl/zdjecia/turcja/85672_turcja_mezopotamia_harran.jpg
http://img.ehowcdn.com/article-new-thumbnail/ds-photo/getty/article/18/253/87599362_XS.jpg
http://www.aplikom.com.pl/pics/opisy/revitstructure/revit_structure_2012_6_zbrojenie.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9e/Calander__Pressing_Machine.JPG/220px-Calander_-_Pressing_Machine.JPG
http://www.tworzywa.pwr.wroc.pl/jpg/Wytlaczarka_36mm.jpg
http://www.plastech.pl/images/news/3706/spin500.jpg
http://i.st-firmy.net/932sqcl/formy-wtryskowe-wanform-andrzej-wawrzynowski.jpg
http://www.tworzywa.pwr.wroc.pl/jpg/wtryskarka.jpg
http://www.pl.all.biz/img/pl/catalog/105185.jpeg?rrr=1
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5d/Aluminium-4.jpg/250pxAluminium-4.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/db/Titan-crystal_bar.JPG
http://www.youtube.com/watch?v=HCPqAhAjqsU
Dziękuję za uwagę…