Одежда, которую вы носите, чехол для телефона, даже дом, в котором вы живете, и машина, на которой вы ездите, — все это основано на основном материале-волокне. Но сегодня мы не будем говорить о хлопке, льне или шелке; вместо этого мы познакомим вас с четырьмя «жесткими» принципами, которые перевернут традиционные представления. Они кажутся мягкими, но их можно использовать для изготовления самолетов, ракет и пуленепробиваемого оборудования; они легки, как перышко, но их сила намного превосходит силу стали. Это четыре высокоэффективных-волокна, за которыми будущее современного производства.
Глобальные тенденции развития 11 типов высокоэффективных волокнистых материалов, прогнозы и схема сбора волокнистой промышленности моей страны_Композитные материалы
Вы можете подумать, что волокна предназначены только для изготовления одежды. Фактически, современные волокнистые материалы претерпели полную трансформацию. Их внутренности наполнены бесчисленными тонкими нитями и порами. Эта уникальная структура делает их одновременно мягкими и сверхпрочными,-теплоизолирующими-и проводящими. Проще говоря, они сочетают в себе, казалось бы, противоречивые свойства, становясь «волшебными материалами», о которых мечтают инженеры.
В настоящее время во всем мире признаны четыре основных «короля» стратегических высокоэффективных-волокон: углеродное волокно, пара-арамидное волокно, полиэтиленовое волокно со сверх-высоким молекулярным весом и базальтовое волокно. Что делает их способными изменить мир? Давайте посмотрим на них один за другим. I. Углеродное волокно: король легкости, «черное золото» высокотехнологичного-производства
Если бы существовал материал, который весил бы лишь четверть стали, но был бы в 5–7 раз прочнее, для чего бы вы его использовали? Ответ: углеродное волокно.
Оно тонкое, как волос, угольно-черное и блестящее, и его называют «черным золотом». Наибольшая привлекательность углеродного волокна заключается в его исключительной легкости и прочности. Композитные материалы из него могут заменить детали из алюминиевых сплавов в автомобилях, снизив вес на 20-40%; при замене стальных деталей снижение веса может достигать 60-80%!
Это означает революцию в эффективности. Более легкие кузова автомобилей позволяют увеличить запас хода транспортных средств на новых источниках энергии; более легкие компоненты самолета экономят значительное количество топлива. Таким образом, от спортивных автомобилей высшего-уровня и больших пассажирских самолетов (таких как Боинг 787, в котором широко используются композиты из углеродного волокна) до гигантских лопастей ветряных турбин и высококлассного спортивного оборудования (например, ракеток и велосипедных рам) он распространен повсеместно.
Он также невероятно универсален: термо-устойчив, устойчив к коррозии- и имеет низкий коэффициент теплового расширения. В настоящее время его основным применением является создание композитов с такими материалами, как эпоксидные смолы, для создания современных композитных материалов с непревзойденными характеристиками. Можно сказать, что тот, кто освоит крупномасштабное-производство высококачественного-углеродного волокна, будет иметь ключ к высокотехнологичному-производству.
II. Пара-арамид: надежная «золотая нить», невоспетый герой, защищающий безопасность
Говоря о кевларе, многие думают о бронежилетах. Его основной материал — пара-арамид (ППТА).
Это волокно с золотистым блеском. Он чрезвычайно прочен, в 5–6 раз прочнее стальной проволоки, но имеет очень низкую плотность, что делает его намного легче стальной проволоки. Еще более примечательно то, что он обладает чрезвычайно высокой прочностью и ударопрочностью.-Огромная кинетическая энергия пули быстро рассеивается и поглощается ею.
FAST Пуленепробиваемый шлем PE/Арамидный материал 3A.44 Класс GA2 Учебный шлем по безопасности - Alibaba
Поэтому он стал излюбленным материалом для «спасателей»: бронежилетов, бронекасок, порез-перчаток… В критические моменты он может спасти жизнь.
Но его применение выходит далеко за рамки этого. Он термо-стойкий,-огнестойкий и изолирующий, что делает его пригодным для производства высоко-компонентов в аэрокосмической промышленности; в автомобильной промышленности заменяет асбест в тормозных колодках и шлангах; он также может укрепить оптические кабели и защитить сердцевину волокна. Это одновременно функциональный и конструкционный материал, незаменимый стратегический ресурс в национальной обороне и современной промышленности.
III. Сверх-Высокомолекулярное полиэтиленовое волокно: «самая прочная мягкая броня», легче воды
Если первые два волокна имеют некоторый «вес», то полиэтиленовое волокно со сверхвысокомолекулярным весом (СВМПЭ) действительно «легкое, как перышко». Его плотность меньше, чем у воды, и он плавает, если его бросить в воду.
Не стоит это недооценивать! В настоящее время это волокно с самой высокой «удельной прочностью» (отношением прочности к плотности) в мире, что означает, что оно является самым прочным при том же весе. Он обладает превосходной прочностью и сверхсильной способностью поглощать энергию.
Поставка сверх-высокомолекулярной полиэтиленовой нити, высокой-прочности, износостойкости-стойкости, -стойкости к порезам, -стойкости к ультрафиолетовому излучению-стойкости волокна из сверхвысокомолекулярного полиэтилена - Alibaba
Оно известно как третье поколение высокоэффективных-волокон после углеродного волокна и арамидного волокна. Благодаря мягкой текстуре и простоте обработки из него можно плести различные формы. В армии это идеальный материал для изготовления противопульной брони и пластин; в мореплавании тросы из него легкие, прочные и никогда не подвергаются коррозии; в спорте он образует полотно парусных лодок высшего-уровня и каркас лыж; в повседневной жизни из него изготавливаются высококлассные-износостойкие-веревки и ткани, устойчивые к порезам-.
Рыночные данные говорят о многом: мировой спрос продолжает быстро расти, а Китай является одновременно крупным производителем и крупнейшим потребителем в мире. В будущем его присутствие станет все более очевидным, от морской аквакультуры до средств индивидуальной защиты.
IV. Базальтовое волокно: «Зеленый каменный шелк» из вулканов.
Наконец, этот король волокон имеет самое «низовое» происхождение, полученное непосредственно из природной базальтовой руды. Базальтовое волокно получают путем плавления камня при высоких температурах и последующего быстрого вытягивания его в волокна.
Он обладает высокой прочностью и термостойкостью, а также отличной изоляцией, теплоизоляцией и коррозионной стойкостью. Но его самым большим преимуществом является его «зеленый и экологически чистый» характер. Благодаря неисчерпаемому сырью, минимальному загрязнению окружающей среды в процессе производства, не-токсичной продукции и биоразлагаемым отходам базальтовое волокно провозглашается «зеленым промышленным материалом» 21 века.
Что такое базальтовое волокно?
Хотя моя страна начала развиваться позже, ее развитие было быстрым, достигнув-ведущих в мире уровней как по технологиям, так и по объему производства. Что еще более важно, чрезвычайно богатые минеральные ресурсы базальта в моей стране обеспечивают прочную основу для ее развития.
В настоящее время он широко используется в дорожном строительстве (железобетон), изоляции выхлопных труб автомобилей и огнестойких-тканях. Учитывая возрастающие требования к защите окружающей среды, этот экономически-эффективный и экологически чистый материал имеет безграничный потенциал.
Эти четыре волокна, каждое из которых обладает уникальными преимуществами, вместе составляют основу современного-производства.
Углеродное волокно обеспечивает максимальную производительность, арамид обеспечивает критическую безопасность, полиэтиленовое волокно сочетает в себе легкость и высокую прочность, а базальтовое волокно прокладывает путь к экологичному производству. Их появление — это не просто победа материала, но и революция в философии производства: от «грубого и громоздкого» к «легкому, тонкому, прочному и гениальному», от ресурсоемкого к экологичному сосуществованию.
Китай включил эти четыре волокна в список ключевых материалов для приоритетного развития. Эта гонка за материалами имеет решающее значение для будущего производства. Мы уже добились прогресса от ничего к чему-то, от догоняющего к частичному удержанию темпа. Следующий шаг — перейти от «иметь» к «превосходству», добиться прорыва в-передовых приложениях и оригинальных технологиях.
