Меню

Урок 2
Композитные материалы. Технологии нанесения защитных и декоративных покрытий

Технологии получения современных материалов
§3. Композитные материалы

Композитный материал (композит) — искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из нескольких компонентов (с различными физическими и химическими свойствами) с чёткой границей раздела между ними. Примером композита является известная вам фанера, склеенная из нескольких слоёв шпона, а в 5 классе вы ознакомились с гетинаксом — слоистым пластиком из спрессованной бумаги, пропитанной смолой.

Современные композиты часто приобретают новые улучшенные свойства, которыми отдельные, входящие в них компоненты, не обладают — это повышенная прочность, износостойкость, защита от механических повреждений и агрессивной среды и др.

Обычно инженеры создают композитные материалы для решения какой-либо конкретной задачи. Не существует универсального композитного материала для выполнения множества функций.

На рисунке 6 показаны композитные панели, широко применяемые при строительстве зданий, сооружений и изготовлении разнообразных технических объектов.

Рис. 6. Композитные панели:
а — общий вид; б — вид в разрезе: 1 — защитная плёнка; 2 — лакокрасочное покрытие; 3 — лист алюминия; 4 — пластик; 5 — лист алюминия; 6 — антикоррозионное покрытие

Стеклопластики являются одним из самых доступных и недорогих композитов. Это материалы, состоящие из стеклянного волокна и связующего вещества — полимера. Детали из стеклопластика могут иметь любую форму, цвет и толщину.

До недавнего времени стеклопластики использовали преимущественно в самолётостроении, кораблестроении и космической технике. В настоящее время из стеклопластиков производят следующие изделия: дверные, оконные и другие профили, бассейны, водные аттракционы, водные велосипеды, лодки, лыжи, хоккейные клюшки, рыболовные удилища, навесы на остановках общественного транспорта, кузовные панели для грузовых и легковых автомобилей, трубы различного назначения и др. (рис. 7). Стеклопластик также широко применяют в жилищном строительстве.

Рис. 7. Изделия из стеклопластика:
а — детская площадка; б — лодка; в — хоккейная коробка; г — скамейка

В домах детского творчества школьники часто вручную изготавливают стекло пластиковые корпуса моделей судов, самолётов, машин из эпоксидного клея и стеклоткани.

Биметалл — композитный материал, состоящий из двух или более различных металлических слоёв металлов или их сплавов. В бытовой технике (электрических утюгах, чайниках и др.) часто применяют биметаллические пластины из стали и меди. При повышении температуры медная часть пластины удлиняется сильнее, чем стальная, в результате чего пластина изгибается (рис. 8) и отключает электрический прибор, не допуская его перегрева (свойство теплового расширения металлов вы будете изучать на уроках физики).

Рис. 8. Биметаллическая пластина: а — в исходном состоянии; б — после нагрева: 7 — медь; 2 — сталь

Биметалл применяют для чеканки монет, изготовления термометров, корпусов атомноэнергетического оборудования, при изготовлении узлов ракетно- космической техники и т. д.

Практическая работа № 2

1. Назовите предметы обихода, изготавливаемые ранее из простых материалов (древесины, глины, металлов и др.), а в настоящее время — из современных материалов (пластмассы, керамики и др.).

2. Перечислите в рабочей тетради изделия, изготовленные из современных материалов, имеющиеся в вашем классе, школе, школьном дворе.

3. Рассмотрите изделия из пластмасс, предложенные учителем. Изучите значки маркировки пластмассы, нанесённые на эти изделия. Пользуясь таблицей 1, сделайте вывод о разрешённой области применения данных изделий.

Проверяем свои знания

1. Чем отличаются композитные материалы от других материалов?

2. Назовите примеры применения стеклопластиков.

3. Что такое биметалл?

§ 3§ 4