Classificazione dei materiali

Il materiale composito si riferisce a un materiale composto da due o più sostanze diverse combinate in modi diversi. Può riprodurre i vantaggi di vari materiali, superare i difetti di un singolo materiale ed espandere la gamma di applicazioni dei materiali. A causa delle caratteristiche di leggerezza, elevata resistenza, lavorazione e formatura convenienti, eccellente elasticità, resistenza alla corrosione chimica e buona resistenza agli agenti atmosferici, i materiali compositi hanno gradualmente sostituito il legno e le leghe metalliche e sono ampiamente utilizzati nei settori aerospaziale, automobilistico, elettrico ed elettronico, costruzione, attrezzature per il fitness e altri campi, negli ultimi anni è stato sviluppato rapidamente.

Materiale, lavorazione, tipo di stampaggio

Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, la tecnologia della resina e della fibra di vetro continua a migliorare e la capacità produttiva dei produttori è generalmente migliorata, così che il prezzo e il costo dei materiali compositi rinforzati con fibra di vetro sono stati accettati da molte industrie, ma il la resistenza dei materiali compositi rinforzati con fibra di vetro non è sufficiente. paragonabile al metallo. Pertanto, la fibra di carbonio, la fibra di boro e altri materiali compositi rinforzati sono emersi uno dopo l'altro, rendendo la famiglia dei materiali compositi polimerici più completa ed è diventato un materiale essenziale per molte industrie. Attualmente, la produzione annua di materiali compositi nel mondo ha raggiunto oltre 5,5 milioni di tonnellate e il valore della produzione annua ha raggiunto oltre 130 miliardi di dollari USA. Se si includono i prodotti di alto valore dell'aerospaziale militare in Europa e negli Stati Uniti, il valore dell'output sarà ancora più sorprendente. In una prospettiva globale, la produzione di materiali compositi nel mondo è concentrata principalmente in Europa, America e Asia orientale.

Negli ultimi anni, la produzione e la domanda di materiali compositi in Europa e negli Stati Uniti hanno continuato a crescere, mentre il Giappone in Asia si è sviluppato relativamente lentamente a causa della recessione economica, ma il mercato in Cina, soprattutto nella Cina continentale, si sta sviluppando rapidamente . Secondo le statistiche di PPG, il principale produttore mondiale di materiali compositi, nel 2000 la quota globale di materiali compositi in Europa era di circa il 32% e la produzione annua era di circa 2 milioni di tonnellate. Allo stesso tempo, il tasso di crescita medio annuo dei materiali compositi negli Stati Uniti negli anni '90 è stato circa il doppio del tasso di crescita del PIL statunitense, raggiungendo il 4% al 6%. Nel 2000, la produzione annua di materiali compositi negli Stati Uniti ha raggiunto circa 1,7 milioni di tonnellate. In particolare, il rapido aumento dei materiali compositi per automobili ha dato luogo a una rinascita delle automobili americane nel mercato globale. Lo sviluppo dei materiali compositi in Asia negli ultimi anni è strettamente correlato ai cambiamenti generali nell'economia politica e la quota dei paesi varia notevolmente. Complessivamente, i compositi in Asia continueranno a crescere, con una produzione totale di circa 1,45 milioni di tonnellate nel 2000 e un totale previsto di 1,8 milioni di tonnellate nel 2005.

Storia dello sviluppo dei materiali

Dal punto di vista applicativo, i materiali compositi sono utilizzati principalmente nell'industria aerospaziale, automobilistica e di altro tipo negli Stati Uniti e in Europa. Nel 2000, la quantità di materiali compositi utilizzati per i ricambi auto negli Stati Uniti ha raggiunto le 148.000 tonnellate e si stima che la quantità di materiali compositi utilizzati nei ricambi auto europei raggiungerà le 105.000 tonnellate nel 2003. In Giappone, i materiali compositi sono utilizzati principalmente per abitazioni costruzione, come attrezzature per il bagno. Tuttavia, da una prospettiva globale, l'industria automobilistica è il più grande utilizzatore di materiali compositi e il potenziale di sviluppo futuro è ancora enorme e molte nuove tecnologie sono attualmente in fase di sviluppo. Ad esempio, per ridurre la rumorosità del motore e aumentare il comfort delle automobili, si sta cercando di sviluppare lastre di acciaio antivibranti con resina termoplastica aderite tra due strati di lamiere laminate a freddo; La biella e la boccola del cuscinetto hanno iniziato a utilizzare materiali compositi a matrice metallica. Per soddisfare i requisiti di leggerezza delle automobili, sempre più nuovi materiali compositi verranno applicati all'industria automobilistica. Allo stesso tempo, con la crescente enfasi sulle questioni di protezione ambientale negli ultimi anni, è stata ulteriormente promossa l'applicazione di materiali compositi polimerici per sostituire il legno. Ad esempio, i materiali compositi lavorati da fibre vegetali e plastica di scarto sono stati ampiamente utilizzati in Nord America come pallet e scatole da imballaggio per sostituire i prodotti in legno; e anche i materiali compositi degradabili sono diventati il ​​fulcro dello sviluppo e della ricerca in patria e all'estero.

Inoltre, la nanotecnologia ha gradualmente attirato l'attenzione della gente e anche la ricerca e lo sviluppo di materiali nanocompositi sono diventati un nuovo punto caldo. Le plastiche nano-modificate possono cambiare lo stato aggregato e la morfologia cristallina delle plastiche, in modo che abbiano nuove proprietà. Pur superando la contraddizione incompatibile tra rigidità e tenacità dei materiali tradizionali, le proprietà globali dei materiali sono notevolmente migliorate.