Historia i rozwój materiałów kompozytowych

Historia i rozwój materiałów kompozytowych

Wykonał:Radosław Krupa

Plan prezentacji

1. Historia i rozwój materiałów kompozytowych,2. Rozwój materiałów polimerowych3. Rozwój maszyn do przetwórstwa polimerów, 4. 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 dwu- ślimakowa (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 - Magnez1808 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 czerwono-brunatny 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, 9-35.

• 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/250px-

Aluminium-4.jpg• http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/db/Titan-crystal_bar.JPG• http://www.youtube.com/watch?v=HCPqAhAjqsU

Dziękuję za uwagę…