yangiliklar

Elyaf bilan o'ralgan bosimli idishning ichki qatlami asosan astarli konstruksiya bo'lib, uning asosiy vazifasi ichkarida saqlanadigan yuqori bosimli gaz yoki suyuqlikning oqishini oldini olish uchun muhrlovchi to'siq vazifasini bajarish, shu bilan birga tashqi tola bilan o'ralgan qatlamni himoya qilishdir. Bu qatlam ichki saqlanadigan material tomonidan korroziyaga uchramaydi va tashqi qatlam qatron bilan mustahkamlangan tola bilan o'ralgan qatlam bo'lib, asosan bosimli idish ichidagi bosim yukining katta qismini ko'tarish uchun ishlatiladi.

Elyaf shaklidagi bosim idishining tuzilishi: Kompozit material bosim idishlari asosan to'rtta strukturaviy shaklda bo'ladi: silindrsimon, sharsimon, halqasimon va to'rtburchaklar. Dumaloq idish silindrsimon kesim va ikkita kallakdan iborat. Metall bosim idishlari oddiy shakllarda ishlab chiqariladi, eksenel yo'nalishda ortiqcha kuch zaxiralari mavjud. Ichki bosim ostida sharsimon idishning bo'ylama va kenglik kuchlanishlari teng bo'ladi va bu silindrsimon idishning aylana kuchlanishining yarmiga teng. Metall materiallar barcha yo'nalishlarda teng kuchga ega; shuning uchun sharsimon metall idishlar teng kuch uchun mo'ljallangan va ma'lum hajm va bosim uchun minimal massaga ega. Sferik idishning kuchlanish holati ideal va idish devorini eng yupqa qilish mumkin. Biroq, sharsimon idishlarni ishlab chiqarishdagi katta qiyinchilik tufayli ular odatda faqat kosmik kemalar kabi maxsus dasturlarda qo'llaniladi. Halqa shaklidagi idishlar sanoat ishlab chiqarishda kam uchraydi, ammo ularning tuzilishi ma'lum bir vaziyatlarda ham zarur. Masalan, kosmik kemalar cheklangan maydondan to'liq foydalanish uchun ushbu maxsus tuzilmadan foydalanadilar. To'rtburchak konteynerlar asosan makon cheklangan bo'lganda, masalan, avtomobillar uchun to'rtburchak sisternalar va temir yo'l sisternalari kabi makondan maksimal darajada foydalanish uchun ishlatiladi. Bu konteynerlar odatda past bosimli yoki atmosfera bosimli idishlar bo'lib, yengilroq vazn afzalroqdir.

Kompozit material bosimli idishlar tuzilishining murakkabligi, oxirgi qopqoqlar va ularning qalinligidagi to'satdan o'zgarishlar, shuningdek, oxirgi qopqoqlarning o'zgaruvchan qalinligi va burchagi loyihalash, tahlil qilish, hisoblash va qoliplashda ko'plab qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Ba'zan kompozit material bosimli idishlar nafaqat oxirgi qopqoqlarda turli burchaklar va tezlik nisbatlarida o'rashni talab qiladi, balki tuzilishga qarab turli xil o'rash usullarini ham talab qiladi. Shu bilan birga, ishqalanish koeffitsienti kabi amaliy omillarning ta'sirini hisobga olish kerak. Shuning uchun, faqat to'g'ri va oqilona strukturaviy dizayn o'rash ishlab chiqarish jarayonini to'g'ri boshqarishi mumkin.kompozit materialbosimli idishlar, shu bilan dizayn talablariga javob beradigan yengil kompozit material bosimli idishlar mahsulotlarini ishlab chiqaradi.

Elyaf bilan o'ralgan bosimli idishlar uchun materiallar

Asosiy yuk ko'taruvchi komponent sifatida tolali o'ralgan qatlam yuqori mustahkamlik, yuqori modul, past zichlik, issiqlik barqarorligi, yaxshi qatron namlanishi, yaxshi o'rash jarayoni va bir xil tola bog'lamining zichligiga ega bo'lishi kerak. Yengil kompozit bosimli idishlar uchun keng tarqalgan mustahkamlovchi tola materiallari uglerod tolasi, PBO tolasi, aramid tolasi va ultra yuqori molekulyar og'irlikdagi polietilen tolasini o'z ichiga oladi.

Uglerod tolasiasosiy komponenti uglerod bo'lgan tolali uglerod materialidir. U organik tola prekursorlarini yuqori haroratlarda karbonlashtirish orqali hosil bo'ladi va uglerod miqdori 95% dan oshadigan yuqori samarali tola materialidir. Uglerod tolasi ajoyib xususiyatlarga ega va uni tadqiq qilish 100 yildan ko'proq vaqt oldin boshlangan. Bu yuqori mustahkamlikdagi, yuqori modulli va past zichlikdagi yuqori samarali o'ralgan tola materiali bo'lib, asosan quyidagilar bilan tavsiflanadi:

1. Past zichlik va yengil vazn. Uglerod tolasining zichligi 1,7 ~ 2 g/sm³ ni tashkil qiladi, bu po'lat zichligining 1/4 qismiga va alyuminiy qotishmasining 1/2 qismiga teng.

2. Yuqori mustahkamlik va yuqori modul: Uning mustahkamligi po'latdan 4-5 baravar yuqori, elastiklik moduli esa alyuminiy qotishmalaridan 5-6 baravar yuqori bo'lib, mutlaq elastik tiklanishni namoyish etadi (Zhang Eryong va Sun Yan, 2020). Uglerod tolasining cho'zilish kuchi va elastiklik moduli mos ravishda 3500-6300 MPa va 230-700 GPa ga yetishi mumkin.

3. Issiqlik kengayishining past koeffitsienti: Uglerod tolasining issiqlik o'tkazuvchanligi harorat oshishi bilan pasayadi, bu uni tez sovutish va isitishga chidamli qiladi. U bir necha ming darajadan xona haroratigacha soviganidan keyin ham yorilib ketmaydi va 3000 ℃ da oksidlanmaydigan atmosferada erimaydi yoki yumshamaydi; suyuqlik haroratida mo'rt bo'lmaydi.

4. Yaxshi korroziyaga chidamlilik: Uglerod tolasi kislotalarga inert bo'lib, konsentrlangan xlorid kislota va sulfat kislota kabi kuchli kislotalarga bardosh bera oladi. Bundan tashqari, uglerod tolasi kompozitlari radiatsiyaga chidamlilik, yaxshi kimyoviy barqarorlik, zaharli gazlarni yutish qobiliyati va neytronlarni me'yorlash kabi xususiyatlarga ega, bu ularni aerokosmik, harbiy va boshqa ko'plab sohalarda keng qo'llash imkonini beradi.

Aromatik poliftalamidlardan sintezlangan organik tola bo'lgan Aramid 1960-yillarning oxirlarida paydo bo'lgan. Uning zichligi uglerod tolasinikidan pastroq. U yuqori mustahkamlik, yuqori hosildorlik, yaxshi zarbaga chidamlilik, yaxshi kimyoviy barqarorlik va issiqlikka chidamlilikka ega va uning narxi uglerod tolasining atigi yarmiga teng.Aramid tolalariasosan quyidagi xususiyatlarga ega:

1. Yaxshi mexanik xususiyatlar. Aramid tolasi oddiy poliesterlar, paxta va neylonga qaraganda yuqori cho'zilish kuchiga ega egiluvchan polimerdir. U kattaroq cho'zilish, yumshoq qo'l hissi va yaxshi aylanish qobiliyatiga ega, bu esa uni turli xil noziklik va uzunlikdagi tolalarga aylantirish imkonini beradi.

2. Ajoyib olovga chidamlilik va issiqlikka chidamlilik. Aramidning kislorod indeksi 28 dan yuqori, shuning uchun u olovdan chiqarilgandan keyin ham yonishda davom etmaydi. U yaxshi issiqlik barqarorligiga ega, 205℃ da doimiy ravishda ishlatilishi mumkin va 205℃ dan yuqori haroratlarda ham yuqori mustahkamlikni saqlaydi. Shu bilan birga, aramid tolalari yuqori parchalanish haroratiga ega, hatto yuqori haroratlarda ham yuqori mustahkamlikni saqlaydi va faqat 370℃ dan yuqori haroratlarda karbonizatsiyani boshlaydi.

3. Barqaror kimyoviy xossalari. Aramid tolalari ko'pgina kimyoviy moddalarga mukammal qarshilik ko'rsatadi, noorganik kislotalarning yuqori konsentratsiyasiga bardosh bera oladi va xona haroratida yaxshi ishqoriy qarshilikka ega.

4. Ajoyib mexanik xususiyatlar. U juda yuqori mustahkamlik, yuqori modul va yengillik kabi ajoyib mexanik xususiyatlarga ega. Uning mustahkamligi po'lat simnikidan 5-6 baravar, elastiklik moduli po'lat sim yoki shisha tolanikidan 2-3 baravar, qattiqligi po'lat simnikidan ikki baravar va og'irligi po'lat simnikidan atigi 1/5 qism. Aromatik poliamid tolalari uzoq vaqtdan beri keng qo'llaniladigan yuqori samarali tolali materiallar bo'lib, asosan sifat va shaklga qat'iy talablar qo'yilgan aerokosmik va aviatsiya bosimli kemalari uchun mos keladi.

PBO tolasi 1980-yillarda Qo'shma Shtatlarda aerokosmik sanoat uchun ishlab chiqilgan kompozit materiallar uchun mustahkamlovchi material sifatida ishlab chiqilgan. U heterosiklik aromatik birikmalarni o'z ichiga olgan poliamid oilasining eng istiqbolli a'zolaridan biri bo'lib, 21-asrning super tolasi sifatida tanilgan. PBO tolasi ajoyib fizik va kimyoviy xususiyatlarga ega; uning mustahkamligi, elastik moduli va issiqlikka chidamliligi barcha tolalar orasida eng yaxshilari qatoriga kiradi. Bundan tashqari, PBO tolasi ajoyib zarbaga chidamlilik, aşınmaya bardoshlilik va o'lchov barqarorligiga ega, shuningdek, yengil va egiluvchan bo'lib, uni ideal to'qimachilik materialiga aylantiradi. PBO tolasi quyidagi asosiy xususiyatlarga ega:

1. Ajoyib mexanik xususiyatlar. Yuqori darajadagi PBO tolali mahsulotlar 5,8 GPa mustahkamlikka va 180 GPa elastiklik moduliga ega, bu mavjud kimyoviy tolalar orasida eng yuqori ko'rsatkichdir.

2. Ajoyib issiqlik barqarorligi. U 600 ℃ gacha bo'lgan haroratga bardosh bera oladi, chegara indeksi 68 ga teng. U olovda yonmaydi yoki qisqarmaydi va uning issiqlikka chidamliligi va olovga chidamliligi boshqa har qanday organik tolaga qaraganda yuqori.

XXI asrning ultra yuqori samarali tolasi sifatida PBO tolasi ajoyib fizik, mexanik va kimyoviy xususiyatlarga ega. Uning mustahkamligi va elastiklik moduli aramid tolasidan ikki baravar yuqori va meta-aramid poliamidining issiqlikka chidamliligi va olovga chidamliligiga ega. Uning fizik va kimyoviy xususiyatlari aramid tolasidan butunlay ustundir. 1 mm diametrli PBO tolasi 450 kg gacha bo'lgan og'irlikni ko'tarishi mumkin va uning mustahkamligi po'lat tolasidan 10 baravardan ortiq.

Ultra yuqori molekulyar og'irlikdagi polietilen tolasiYuqori mustahkamlikdagi, yuqori modulli polietilen tolasi sifatida ham tanilgan, dunyodagi eng yuqori o'ziga xos kuch va o'ziga xos modulga ega tola hisoblanadi. Bu 1 milliondan 5 milliongacha molekulyar og'irlikdagi polietilendan yigirilgan tola. Ultra yuqori molekulyar og'irlikdagi polietilen tolasi asosan quyidagi xususiyatlarga ega:

1. Yuqori o'ziga xos kuch va yuqori o'ziga xos modul. Uning o'ziga xos kuchi bir xil kesimdagi po'lat simning o'n baravaridan ko'proq va o'ziga xos moduli faqat maxsus uglerod tolasidan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Odatda, uning molekulyar og'irligi 10 dan katta, cho'zilish kuchi 3,5 GPa, elastiklik moduli 116 GPa va cho'zilish 3,4%.

2. Past zichlik. Uning zichligi odatda 0,97 ~ 0,98 g/sm³ ni tashkil qiladi, bu esa suv ustida suzib yurish imkonini beradi.

3. Uzilish paytida past cho'zilish. U kuchli energiya yutish qobiliyatiga, ajoyib zarba va kesishga chidamliligiga, ajoyib ob-havoga chidamliligiga ega va ultrabinafsha nurlari, neytronlar va gamma nurlariga chidamli. Shuningdek, u yuqori solishtirma energiya yutish, past dielektrik doimiylik, yuqori elektromagnit to'lqin o'tkazuvchanligi va kimyoviy korroziyaga chidamlilik, shuningdek, yaxshi aşınma qarshiligi va uzoq egilish muddatiga ega.

Polietilen tolasi ko'plab ustun xususiyatlarga ega bo'lib, bu muhim afzallikni namoyish etadiyuqori samarali tolabozor. Dengizdagi neft konlaridagi langar liniyalaridan tortib, yuqori samarali yengil kompozit materiallargacha, u zamonaviy urushda, shuningdek, aviatsiya, aerokosmik va dengiz sohalarida ulkan afzalliklarga ega bo'lib, mudofaa uskunalari va boshqa sohalarda muhim rol o'ynaydi.