Тогда и сейчас:краткая история композитных материалов

Что вы думаете, когда кто-то упоминает слова «композитные материалы»?

Вы думаете о передовых пластиках? Возможно, сверхпрочные легкие авиационные и автомобильные материалы?

Если вам в голову приходят камни и грязь, значит, вы не так уж и далеко.

Или вы чувствуете себя немного растерянным при упоминании «композитных материалов»?

Начнем с того, что такое композитные материалы. В самом простом определении композит - это комбинация 2 или более различных материалов. Это может быть смесь бетона, песка и воды для создания бетона.

Или из грязи и соломы, чтобы создать кирпич.

Искусство создания композитных материалов или производства композитов уходит корнями далеко за пределы современных ведущих производителей композитов. Более 5000 лет назад, если быть точным.

Кроме того, вот краткая история того, как сегодня появились композитные материалы и как они произвели революцию в сегодняшних технологиях.

Рождение композитных материалов

Более 5000 лет назад, примерно в 3500 году до нашей эры, мы впервые нашли применение композитным материалам. Древние месопотамцы, одна из первых цивилизаций, возникших на территории современного Ирака, Кувейта и Сирии, первыми начали производить композитный материал.

Ранние композитные материалы месопотамцев были сделаны из кусков дерева, склеенных в разных направлениях. Так возникла ранняя форма фанеры.

1500-е годы до нашей эры привели к развитию кирпича. Древние египтяне и месопотамцы смешивали грязь и солому, чтобы получить прочный композит, который использовался для строительства домов, общественных построек и ранних религиозных построек. Этот ранний кирпичный композит также укреплял керамику и лодки.

Композитные материалы в Восточной Азии

Перенесемся в 1500 г. н.э. Мы в Восточной Азии, где монгольские воины разрабатывают луки, которые сильнее и быстрее оружия их врагов.

Объединив дерево, кость, шелк и «животный клей», монголы сжали свои луки и обернули их берестой и / или шелком, чтобы создать одни из самых сильных и точных луков того времени.

Этими луками пользовались армии Чингисхана. Эти мощные луки способствовали его военному правлению.

Составные луки продолжали оставаться самым мощным оружием до изобретения пороха в 14 веке.

Эра смол

Первые смолы были получены из растений и животных. Например, сосновая смола - липкое, похожее на сироп вещество, запечатывающее луки и лодки.

С началом 1800-х годов люди начинают экспериментировать с композитными смолами. Строители каноэ покрывали древесную целлюлозную бумагу, известную как крафт-бумага . с помощью похожего на клей материала, известного как шеллак . Однако этот бумажный ламинат прослужил недолго при погружении в воду.

Вскоре после 1870-х и 1890-х годов были изобретены искусственные или синтетические смолы. Эти смолы могут превращаться из жидких в твердые, сшивая молекулы в процессе, известном как полимеризация .

Эволюция смол и использование полимеризации продолжалось до начала 1900-х годов, когда свойства отверждения (отверждения) ненасыщенных синтетических смол привели к появлению первых пластиков.

Начало пластики

Первые изобретенные пластмассы включают синтетические смолы, такие как полистирол, полиэстер и винил. Эти пластмассы начала 1900-х годов превосходили натуральные смолы, но все же требовали другого ингредиента, чтобы получить прочность, необходимую для структурных применений.

В 1935 году в мире пластмасс происходят невероятные изменения. Owens Corning, компания по производству композитных материалов и стекла, изобрела стекловолокно, известное сегодня как стекловолокно.

Когда Рэй Грин, сотрудник Owens Corning, соединил стекловолокно с пластиковым полимером, он стал легким и невероятно прочным материалом. Этот уникальный материал стал известен как армированный волокном полимер или FRP.

Введение стеклопластика изменит композитные материалы, и мир производства изменится навсегда.

Композитные материалы во время Второй мировой войны

Вторая мировая война вызвала потребность в композитных материалах, которые были бы легче, прочнее и устойчивы к погодным условиям.

До Второй мировой войны на первых самолетах для изготовления крыльев использовались тонкие слои дерева и пластмассы. Когда началась Вторая мировая война, в самолетах использовалось стекловолокно, чтобы снизить вес и предотвратить коррозию в любую погоду.

1948 год стал годом, когда коррозионно-стойкие свойства стекловолокна были использованы в трубах для коммерческого использования, а затем были приняты в нефтяной промышленности.

Помимо легкости и прочности стекловолокна, Вторая мировая война принесла нам открытие «невидимости» стекловолокна для радиочастот. Стекловолокно быстро помогло укрыть электронное радарное оборудование во время войны.

После войны военный спрос на стекловолокно и материалы FRP снижается. Конец 1940-х годов ознаменовался общественным и коммерческим использованием стекловолокна и FRP в производстве.

Стекловолокно середины века

Как только стекловолокно и FRP стали расходным материалом, водный и автомобильный мир стали следующими основными потребителями композитов из стекловолокна.

В 1946 году судостроительная промышленность приняла и представила первые корпуса лодок, усиленные стекловолоконными композитными материалами.

Доска для серфинга из стекловолокна была представлена ​​вскоре после постройки нового корпуса лодки, что произвело революцию в серфинге.

Например, в 1953 году с производства был снят первый Chevrolet Corvette со стеклопластиковыми панелями кузова.

Кевлар, композит, полученный из углеродного волокна, оказался устойчивым к пулям и ножам, что повысило безопасность в вооруженных силах и полиции.

Композиты в инфраструктуре

Возрастающая прочность композитных материалов позволила использовать их в общественной инфраструктуре.

В начале 1980-х годов в Азии и Европе можно было найти первые мосты на шоссе и мостовые настилы, полностью сделанные из композитных материалов. Цельнокомпозитные пешеходные мосты и мосты из железобетона из стеклопластика можно было найти по всему миру к 1990-м годам.

Прочность и долговечность - основные свойства композитных материалов, которые продолжают превращаться в материалы, которые мы используем сегодня.

Композитные материалы сегодня

Сегодня композитные материалы используются во всем:от технологий, используемых министерством обороны, до предметов медицинского назначения и протезирования.

Наши ведущие в отрасли композитные технологии находятся на переднем крае современной автомобильной и аэрокосмической областей. Поэтому министерство обороны использует наши инновационные композитные материалы в огнестрельном оружии, транспортных средствах и самолетах.

В облегченной технологии будут использоваться композитные материалы. Например, медицина и спортивная безопасность.

Устойчивое развитие

По мере развития технологий производства композитов растет и наше внимание к экологичности и влиянию композитов на окружающую среду.

Мы гордимся долговечностью наших композитных материалов. Коррозионно-стойкие свойства композитных материалов позволяют им служить значительно дольше, чем железо или дерево. Такая долговечность сокращает расходы на техническое обслуживание и сокращает аддитивное производство в будущем.

Местные и национальные парки стремятся улучшить пешеходные и автомобильные дорожки без разрушения окружающей среды и вторжения тяжелых материалов и транспортных средств. Поэтому используют легкие композиты.

Заглядывая в будущее, можно сказать, что исследования в области устойчивости и возможности вторичной переработки композитных материалов будут продолжать расти по мере того, как технологии направляют нас к более устойчивому будущему.

Что теперь?

Вы хотите добавить инновационные композитные материалы в продукцию своей компании? Или вы опытный инженер и хотите присоединиться к ведущей мировой отрасли производства композитов?

Так что напишите нам. Нам бы очень хотелось узнать о вас и поделиться тем, что мы можем предложить.

Короче говоря, у нас есть опыт и знания, необходимые для удовлетворения ваших потребностей!