d. süsinik Küsimus 5 Sarrusena vill on: a. süntetiline dispergeeritud faas b. looduslik dispergeeritud faas c. anorgaaniline dispergeeritud faas Küsimus 6 Lennuki massi vähendamine 10 kg võrra säästab kuus a. 348 liitrit kütust b. 3477 liitrit kütust c. 16688 liitrit kütust d. 41720 liitrit kütust Küsimus 7 Millal alustati melamiinkilede valmistamist? a. 1935 b. 1945 c. 1955 Küsimus 8 Pideva faasi keemilise koostise alusel komposiitmaterjale liigitus: a. keraamika b. polümeer c. mineraalid d. metall Küsimus 9 Millises valdkonnas komposiitide osakaal on suurim? a. transport b. merendus c. elektroonika d. lennundus Küsimus 10 Komposiitmaterjalide põhikomponendid on: a. maatriks b. aprett c. värvaine d. sarrus Küsimus 11 Komposiitmaterjalide püüdakse kasutata lennunduses: a. titaan sulamite asemel b. alumiinium sulamite asemel c. kroom sulamite asemel d
epoksüüdvaik polüestervaik vinüülestervaik Fenoolvaigud Millest sändvitsh paneelid koosnevad? Koosnevad väliskihtides kõvematest lehtmaterjalidest (klaasplast, Al, vineer jt) Koosnevad pehmematest sisekihtidest (vahtplast, kummi, kärgmaterjal) Tehnokeraamika põhigruppideks on: oksiidkeraamika mitteoksiidkeraamika segakeraamika Miks on keraamilised materjalid reeglina haprad? keraamika sisaldab klaasfaasi keraamika kristallivõre on kovalentsidemetega keraamika sisaldab poore Komposiitmaterjale liigitatakse maatriksi järgi? metallmaatriksiga plastmaatriksiga keraamilise maatriksiga süsinikmaatriks Komposiitmaterjalide armeerimisel kasutatavate klaaskiudude peamised valmistamisviisid on? Klaaskiudude tõmbamine klaasimassit läbi tõmbesilma Klaasikiudude tõmbamine kuumutatud klaasitoorikust Klaasikiud pikkusega kuni 50 mm saadakse sulatatud klaasimassi pihustamisel õhu-, gaasi- või aurujoaga.
selleks, et valada erinevate detailide sulameid, kasutades neid raudplaatide valmistamisel ja mootori ning masinaruumi juures. Mõned lennuki osad valmistati ka magneesiumist. Tiibade peale õmmeldi kangast purjed, kasutati nende valmistamiseks ka kummi või veekindlaid katteid. [1] 1920. aasta alguses, võeti õhusõidukite ehitamises kasutusele alumiinium, millel oli puidust suurem vastupidavus ja tugevus. 1960 aastal arendati õhusõidukite ehitus tööstustes komposiitmaterjale nende tugevuse ja jäikuse tõttu. Komposiitmaterjalid on oma olemuselt kiulised, kihilised, pulbrilased ja sega tüübilised. [2] 4 2. SULAMID LENNUKIEHITUSES Laialdaselt kasutatakse lennukitööstuses, alumiiniumi ja magneesiumi, titaani. Lisaks neile kasutatakse ka berülliumsulamied, nikkelt ja raskesti sulavaid metalle. Peaaegu
Tallinna Tehnikaülikool KOMPOSIITMATERJALIDE KASUTAMINE VEESÕIDUKITE EHITAMISEL Referaat aines: ,,Orgaanilised komposiitmaterjalid" KMP0250 Üliõpilane: Juhendaja: Tallinn 2011 Tallinna Tehnikaülikool Tallinn 2011 2 Tallinna Tehnikaülikool 1. Sissejuhatus Tänapäeval kasutatakse komposiitmaterjale väga erinevates valdkondades, sealhulgas ka veesõidukite ehitamisel. Veesõidukid omavad nii transpordivahendi kui ka meelelahutusobjektidena väga suurt tähtsust ning seega on eriti oluliseks kujunenud nende vastupidavus ja kiirus. Seetõttu üritataksegi leida efektiivseid lahendusi, kasutades erinevaid komposiitmaterjale, et välja tuua erinevate materjalide positiivsed omadused vastupidavus, jäikus, kergus jne.
Student Response Value Correct Answer Feedback A. diffusioonkeevitust 33% B. pealepressimist -50% C. liimimist33% D. mehaanilist kinnitust 34% Score: 10/10 5. Mis on kermis? Student Response Value Correct Answer Feedback A. klaasi eriliik 0% B. karbiidide ja oksiidide baasil materjal 100% C. mitte keraamika 0% D. konstruktsioonikeraamika 0% Score: 10/10 6. Komposiitmaterjale liigitatakse maatriksi järgi? Student Response Value Correct Answer Feedback 1. metallmaatriksiga 25% 2. plastmaatriksiga 25% 3. keraamilise maatriksiga 25% 4. süsinikmaatriks 25% Score: 10/10 7. Komposiitmaterjalide armeerimisel kasutatavate klaaskiudude peamised valmistamisviisid on? Student Response Value Correct Answer Feedback 1. Klaaskiudude tõmbamine klaasimassit läbi tõmbesilma 33% 2
Tuulegeneraatori tiiviku valmistamine kasutades komposiitmaterjale. Tiiviku labad: · on tugevad, vastupidavad erinevatele jõududele. Peavad vastu pidama erinevatele ilmastikuoludele, UV- kiirgusele ja ka kokkupõrkele lindudega. ·peavad olema kerge kaaluga, jäigad ning kulumiskindlad. ·Kuna labad on suured, siis kasutatakse kergeid materjale. ...
Tagasiside Õige Selle esitatud töö hindepunktid: 1.00/1.00. Võttes arvesse varasemaid katseid, on teie hinne 0.90/1.00. Küsimus 13 Õige Hindepunkte 1.00/1.00 Märgi küsimus lipuga Küsimuse tekst PE on: Valige üks: 1. polüpropüleen 2. polüstüreen 3. polüetüleen Tagasiside Õige Selle esitatud töö hindepunktid: 1.00/1.00. Küsimus 14 Õige Hindepunkte 0.90/1.00 Märgi küsimus lipuga Küsimuse tekst Polümeermaatriksiga komposiitmaterjale valmistatakse eelkõige: Valige üks: 1. termoreaktiivide baasil 2. termoplastide baasil Tagasiside Õige Selle esitatud töö hindepunktid: 1.00/1.00. Võttes arvesse varasemaid katseid, on teie hinne 0.90/1.00.
tehtud dielektrikust d. valmistatud kõvasulamist Küsimus 8 Milliseid materjale on võimalik töödelda elektrokeemilise töötlemise (lihvimine, freesimine, Õige stantsimine) abil Hinne 7 / 7 Vali üks: Märgista küsimus a. metalle, kivimeid ja keraamikat b. metalle ja metallide baasil komposiitmaterjale c. ainult keraamilisi materjale d. materjale Ni baasil (kõrgtugevad terased - superalloys) Küsimus 9 Leidke elektroerosioontöötlusega (mahterosioon) detailis süvendi sügavusega 78,9 mm ja 2 Vale pindalaga 125 mm lõikamiseks kuluv aeg t (s). Hinne 0 / 7 Märgista küsimus
c. meditsiiniliste implantide valmistamiseks d. lennukiturbiinide valmistamiseks Küsimus 8 Milliseid materjale on võimalik töödelda elektrokeemilise töötlemise (lihvimine, Valmis freesimine, stantsimine) abil Hinne 7 / 7 Vali üks: Märgista a. metalle, kivimeid ja keraamikat küsimus b. metalle ja metallide baasil komposiitmaterjale c. ainult keraamilisi materjale d. materjale Ni baasil (kõrgtugevad terased superalloys) Küsimus 9 Leidke elektroerosioontöötlusega (mahterosioon) detailis süvendi sügavusega 2 Valmis 68,6 mm ja pindalaga 125 mm lõikamiseks kuluv aeg t (s). Hinne 0 / 7 Märgista küsimus t=V/vw ,
Komposiitmaterjal on heterogeenne, selle omadused on ette antud (korrosiooni- ja kuumuskindlus, magnetilised omadused, jäikus, tugevus jm). Tavaliselt on üks faasidest kõva ja tugev ning teine plastne ja elastne. Kõva faasi nimetatakse armatuuriks ja plastset maatriksiks. 68. Komposiitmaterjalide liigitus kasutusvaldkonna järgi. Maatriks, armatuur 69. Komposiitmaterjalid liigitus maatriksi materjali järgi. Maatriksi koostise järgi liigitatakse komposiitmaterjale järgmiselt: metallkomposiitmaterjalid (MKM), sh ka dispersioonarmeeritud komposiitmaterjalid ja pseudosulamid,- plastkomposiitmaterjalid (PKM),- keraamilised komposiitmaterjalid (KKM),- süsinikkomposiitmaterjalid (SKM). Maatriksi (komposiidi pidevfaasi) koostise järgi eristatakse metalseid, keraamilisi ja polümeerseid komposiitmaterjale. 70. Armatuuri liigitus ning kasutatavad materjalid. Armatuur võib olla kiuline või pulbriline. Kiuline armatuur võib olla ka riide, vildi, lindi jms.
Multifünktsionaalsed epoksüüdid 7 Epoksüvaigu kõvendid 8 Reagendid 8 Katalüsaatorid 8 Modifikaator 9 Kasutatud allikmaterjalid 10 Maatriks Maatriks annab materjalile vormi, monoliitsuse ning tagab koormuse ümberjaotumise armatuuri elementide (kiudude) vahel. Maatriksi koostise järgi eristatakse komposiitmaterjale järgmiselt: metallmaatriksiga (MMKM), sh ka dispersioontugevdatud ja pseudosulamid, plastmaatriksiga (PMKM), keraamilise maatriksiga (KMKM) ja süsinikmaatriksiga (SMKM). Komposiitmaterjali maatriks Komposiitide maatriksid on tavalised isotroopsete omadustega materjalid, mida kasutatakse ka mittearmeeritud kujul: metallid ja nende sulamid, plastid, keraamika või grafiit. Plastmaatriks Polümeerplastkomposiitide peamine eelis, võrreldes teiste komposiitmaterjalidega, on
Neid kasutatakse raskete lennukite osade ja mootorite tootmiseks (kompressorid). Varem mudelid A310(Airbus) ja B767(Boeing) sisaldasid ainult 5-6% klaaskiust. Aga aastal 1986, uuendati A310-200 konstruktsiooni, mis aitas parandada kütusekulu efektiivsust. 9 Joonis 8. Komposiitmaterjalide osa massist Lennukites A320, A340 ja B777 kasutati 10-15% massist komposiitmaterjale. Kahe ettevõtete kaasaegsetes õhusõidukites A350 (joonis 9) ja B787 Dreamliner (joonis 10), komposiitmaterjalide osakaal massist rohkem kui 50%. A350 konstruktsioonis on 52% kompositmaterjale massist, 20% - alumiinium, 14% - titaan, 7% - teras, 7% - ülejäänud. Lennukis B787 on sarnane suhe: 50% - komposiitmaterjalid, 20% - alumiinium,15% - titaani, 10% - teras 5% - ülejäänud. Joonis 9. Вoeing 787 Dreamliner
Second level Third level Fourth level Fifth level Ioonküte Ioonküte on kompaktne ja suurt vooluvõimsust eeldav elektrikütte alaliik, mis võimaldab ka häda korral kiirelt ja mugavalt olemasolevat küttesüsteemi soojendada. Ioonkütte puhul kasutatakse elektroodidena kaasaegseid korpusesse monteeritud komposiitmaterjale, mitte tavalisi toruelektriküttekehi, kus isolatsioonikihi sees paikneb suure takistusega nikroomtraat. Seega kuumutatakse otseselt vett kui soojuskandjat ning vabanev võimsus sõltub soojuskandja eritakistusest ja voolutugevusest. Siingi reguleeritakse põhimõtteliselt küttevee eritakistust vastavalt soola või destilleeritud veega. Seega on ioonküte elektrikütte üks alaliik, mida iseloomustab eeskätt süsteemi kompaktsus. Ioonkütte eelised on veel mugavus ja täpne reguleeritavus.
toodete tootmisel. On võimalik saada poorseid materjale poorsusega kuni 90%. Elektrikontaktmaterjalid on pulberkomposiidid, mis peavad samaaegselt omama väikest elektritakistust, suurt soojusjuhtivust, elektroerosioonikindlust (kontaktide lagunemiskindlust sädelahenduste toimel), keevitumiskindlust, samuti keemilist ja mehaanilist vastupidavust. Ükski metall ega keemiline ühend ei täida kõiki eelnimetatud nõudeid. Kõiki nõudeid on võimalik täita komposiitmaterjale, näiteks Ag-Mo, Ag-C, Cu-C jt., kasutades. Avatavate ja liugkontaktide valmistamiseks kasutatakse erinevaid materjale. Pulbermaterjalide kasutusvaldkonnad Magnetmaterjalid liigitatakse pehme- ja kõva-magnetmaterjalideks. Toodetakse nii traditsioonilise koostisega pulbermagnetmaterjale, mida saab toota tavatehnoloogiaid kasutades (valu, survega töötlemine), kui ka ainuüksi pulbermetallurgiale iseloomulikke pulbermagnetmaterjale
Sellest kummist valmistatakse nt kunstlihaseid, moerõivaid, painduvaid juhtmeid, elektroonikatooteid jne 2) Näitkes kasutatakse nanokomposiite militaarvaldkonnas kattekilede valmistamisel, mis samaaegselt juhivad soojust, veeauru ja hapniku. 17. Polümeer grupp keemilisi aineid, mis koosnevad makromolekulidest ehk mille molekul koosneb paljudest kovalentsete sidemetega seotud korduvatest struktuuriühikutest. Polümeeridest saadakse polümeermaterjale plaste, kiude, komposiitmaterjale, liime, lakke- värve Monomeer - on keemiline aine, mis suhteliselt kergesti moodustab polümeerseid molekule. Monomeeri väikesed molekulid võivad liituda omavahel või mõne teise monomeeri molekulidega: seda protsessi nimetatakse polümerisatsiooniks ehk lühidalt selle protsessi lähteained Oligomeer (ka prepolümeer) tekib polümerisatsiooni vaheastmena ja koosneb mõnedest korduvatest ühikutest. Ehk siis kui elementaarlülide arvu n kasvades molekuli keemilised
Kõva faasi nimetatakse armatuuriks (sarruseks) ja plastset maatriksiks. Armatuur Armatuur annab komposiitmaterjalile tugevuse, jäikuse ja tagab mehaaniliste omaduste säilimise tööolukorras (kõrgel või madalal temperatuuril, agressiivses keskkonnas jne). Armatuur võib olla kiuline või pulbriline. Kiuline armatuur võib olla ka riide, vildi, lindi jms. kujul. Kiudarmatuuril on nii positiivseid kui ka negatiivseid omadusi. Eeliseks on suurem tugevus ja võimalus luua tugevaid komposiitmaterjale. Puuduseks aga on see, et kiudarmatuur võib kanda ainult teljesuunalist koormust. Ristsuunas kiudarmatuur tugevust ei suurenda, vaid võib isegi nõrgendada. Kiudarmatuurina kasutatakse a) niitkristalle e. fibrille, mida iseloomustab hea tugevus, kergus, kuumus- ja korrosioonikindlus, aga ka kõrge hind (MgO, mulliit Al2O32SiO2 jt.); b) metalltraati, mida iseloomustavad stabiilsed füüsikalis-mehaanilised omadused ja odavus (W, Mo, teras);
materjalidel vaja lisakuumutust kõvenemisaja jooksul 2) survepritsvalu- plastik sulab kuumutuskambris edasi liikudes, sulaplastik pressitakse rõhu all vormi. 3) survevormimine - lähtematerjal pannakse vormi, kuumutatakse ja avaldatakse survet, vedel polümeer võtab vormi kuju 4) ekstrusioon - pressimine läbi ava tiguvõlli abil, lehtede ja torude valmistamiseks. 30. Kuidas liigitatakse komposiitmaterjale? liigitatakse sõltuvalt täitematerjali kujust, täitematerjaliks võivad olla: osakesed, kiud ja laminaadid (strukturaalsed). või siis liigitada vastavalt maatriksi materjalile - kas metall, keraamika või polümeer. 31. Millised on komposiitide kasutamise põhilised eelised? suurem sitkus, suurem elastsusmoodul tiheduse kohta, suurem tugevus, väiksem roome. näiteks struktuursed komposiidid on k ergemad, olles sama tugevusega 32
avarad kasutusvõimalused. Plastkomposiitide põhirühmad, lähtudes armatuurist on järgmised: - klaasplastid, - süsinikplastid, - boorplastid, - metalloplastid, - organoplastid. 40) Keraamilised komposiitmaterjalid ja nende omadused. Keraamilised komposiitmaterjalid (KKM) koosne-vad keraamilisest maatriksist ja armatuurist. Viima-ne võib olla mõni rasksulav metall (W, Mo jt) või rasksulav ühend (WC, SiC jt). Keraamilisi komposiitmaterjale iseloomustab keraamikale omase suure survetugevuse ja kõvaduse kõrval rahuldav tõmbetugevus ja sitkus. Keraamilistes komposiitides kantakse koormus haprast maatriksist üle tugevale armatuurile, kus- juures efekti ei anna mitte pulbikujuline tugevdav faas nagu dispersioontugevdatud metallkomposiitides (näit. kõvasulamites), vaid kiuline. Näiteks tuleb ühesuguse tugevusega kermise valmistamisel viia sellesse 3 korda vähem metallikiudu kui sama koostise korral metallipulbrit.
pärast II maailmasõja lõppu ujutasid uued materjalid turu üle odavate toodetega. Eriti plahvatuslik oli plastiku pealetung USAs, kus odavad ja värvilised vidinad leidsid tee American dream'ile kohastesse äärelinnaasumitesse. Tooted nagu Earl Tupper'i ,,Tupperware" plastiknõud ning plastiklaminaat ,,formica" said USA perenaiste hulgas nõutud kaubaks, aitasid nad ju säilitada toitu värskena ning asendasid kalleid ja haruldasi materjale. 11 Komposiitmaterjale hakati kasutama laevaehituses ning ka autotööstuses. Polüuretaanvahtu kasutati madratsitööstuses ning stürovahtu näiteks ujuvate mänguasjade valmistamiseks [16]. Polüpropüleen Loogiline samm pärast polüetüleeni kasutuselevõttu oli polüpropüleen (PP), mis avastati 1950-ndat alguses. Kuigi teaduses on tavapärane, et samal ajal avastavad eri paigus teadlased samu asju, siis polüpropüleeni ,,avastati" väidetavalt ca üheksa korda
omaduste säilimise tööolukorras (kõrgel või madalal temperatuuril, agresiivses keskonnas jne). Maatriks annab materjalile vormi, monoliitsuse ning tagab koormuse ümberjaotumise armatuuri elementide (kiudude) vahel. a)Komposiitmaterjalide liigitus armatuuri järgi Armatuur võib olla kiuline või pulbriline. Kiuline armatuur on riie, vilt, lint jne. Kiudarmatuuril on nii positiivseid kui ka negatiivseid omadusi. Eeliseks on suurem tugevus ja võimalus luua maksimaalse tugevusega komposiitmaterjale. Puuduseks on aga see, et kiudarmatuur võib kanda ainult teljesuunalist koormust. Ristisuunas kiudarmatuur tugevust ei tõsta, vaid võib isegi komposiitmaterjale nõrgestada. Kiudarmatuurina kasutatakse: 1) niitkristalle e. Fibrille, mida iseloomustab maksimaalne tugevus, kergus, kuumus- ja korrosioonikindlus, aga ka kõrge hind (MgO, mulliit Al2O32SiO2 jt) 2) metalltraati, mida iseloomustavad stabiilsed füüsikalis-mehaanilised omadused ja odavus (W, Mo, teras)
- Ti(CN)-NiMo kermised - TiC-teras kermised (Ferro-TiC), - Cr3C2-Ni kermised. --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 * Kõvasulamite (hardmetals) all mõistetakse eelkõige volframi baasil WC-Co sulameid.USA-s kasutatakse WC-Co kõvasulamite kohta terminit ,, cemented carbides". Kermised (cermets) on üldisem nimetus ja sisaldab rasksulavate ühendite, sealhulgas ka TiC, TiCN, TiB2, Cr3C2 baasil komposiitmaterjale. 4 Kasutusala järgi liigitada kermiseid 3 gruppi: - tööriistamaterjalid, mida kasutatakse mitmesuguste tööriistade ja instrumentide valmistamiseks (metallide lôiketöötlemine, stantsimine, survetöötlemine, traadi tômbesilmad jne) (66% kogutoodangust); - maavarade kaevandamine (kivipuurid, puurimispead jt) (26% kogutoodangust), - konstruktsioonmaterjalid, mida kasutatakse kulumiskindlate detailide valmistamiseks
1) - - kujul. Kiudarmatuuril on nii positiivseid kui ka Fajanss+(30%)W-traati 25 - - negatiivseid omadusi. Eeliseks on suurem tugevus Süsinikkomposiidid 190 - 5 ja võimalus luua tugevaid komposiitmaterjale. (SSK) (2000°C) Puuduseks aga on see, et kiudarmatuur võib kanda 1) paindetugevus ainult teljesuunalist koormust. Ristsuunas kiudarma- tuur tugevust ei suurenda, vaid võib isegi nõrgen- b) metalltraati, mida iseloomustavad stabiilsed dada. Kiudarmatuurina kasutatakse füüsikalis-mehaanilised omadused ja odavus (W, a) niitkristalle e
(15%), erosioonkulumist ( 8%), frettingust (8%), keemilist (5%). Kulumisliike on käsitletud loengukonspektis: I.Kleis ,,Triboloogia lühikursuses" 1996. Siinkohal on toodud ainult lühike informatsioon nende kulumisliikide kohta, mida käsitletakse käesolevas loengukonspektis. Kulumise negatiivse mõju vähendamiseks kasutatakse mitmeid viise. Üheks võimaluseks on uute kulumiskindlate materjalide kasutamine. Viimasel ajal on loodud rida komposiitmaterjale, kus püütakse arvestada kulumisega kaasnevaid protsesse. Kõige suurema kulumiskindlusega on kermised, volfram- , titaan- ja kroomkarbiidi baasil. Kermised on komposiitmaterjalid, mis valmistatakse pulbertehnoloogia teel. Kermiste koostise, tehnoloogia ja omaduste kohta vaata ,,Metalliõpetus ja metallide tehnoloogia" osa 2.. Paagutatud tribomaterjalid on pulbertehnoloogia teel saadud materjalid, mida kasutatakse kulumiskindlate detailide, antifriktsioon- ja friktsioon ning libisevate
annaabi.ee 
