Современные материалы: Поставка материала Valchromat | Современные материалы

Современные материалы для шумоизоляция стен в деревянном доме

Несмотря на то, что избыток шума — понятие субъективное, воздействие уличного фона может стать настоящей угрозой для здоровья. Особенно часто это происходит, когда громкость шума превышает норму на несколько децибел. Шум извне может стать причиной бессонницы, апатии, мигрени, состояния тревожности и нервного истощения. Поэтому о защите дома от нежелательного гула и грохота лучше всего позаботиться еще на стадии проектирования жилища.

Современные материалы для шумоизоляция дома

Существует множество материалов для надежной шумоизоляции в деревянном доме или СИП-доме, которые так или иначе препятствуют распространению слышимых шумов. Различают протекционные материалы на основе натуральных и синтетических компонентов, каждый из которых имеет свои характеристики, в частности, уровень сопротивления воде, теплопроводности и устойчивости к тлению.

Натуральные материалы

Натуральные или композитные материалы подходят для устранения тех или иных видов шума без опасности для здоровья, так как не имеют в составе искусственных компонентов.

Базальтовая вата — правопреемник асбестового волокна, лишенный вредных веществ в составе горных пород. Главным преимуществом базальтовой ваты по отношению к другим звукопоглощающим материалам является низкая цена.

• Каолиновая вата — материал на основе технического глинозема, уровень шумопоглощения которого меняется в зависимости от температуры воздуха. Именно поэтому каолиновая вата подходит не для всех регионов России.

• Вспученный перлит — звукоизолятор на основе окисленного термического стекла. Продается в форме песка или щебня, предпочтителен для изоляции пола.

• Вспененное стекло — легкий и мягкий материал для поглощения звуков. Не тлеет и не пропускает пар, защищен от бактерий, грибка и грызунов.

• Целлюлозная вата — недорогой материал для шумоизоляции межэтажных перекрытий и чердаков. Может быть смонтирован со стороны фасада дома из СИП-панелей. Имеет высокую степень воздухопроницаемости, что позволяет дому «дышать».

• Пробковый лист — изолятор, который хорошо справляется с любыми видами шума: воздушным, ударным и структурным. Снижает громкость звука на 20-50 дБ.

• Камышитовая плита — экзотический материал на основе обыкновенного камыша, обмотанного оцинкованной проволокой. Камышитовая плита имеет низкий уровень шумоизоляции, но, тем не менее, пользуется спросом, когда необходимо избавиться от слабых шумов.

• Шамот — огнеупорная глина, используемая в качестве изолирующего материала в домах, расположенных в непосредственной близости с автомагистралями, железными дорогами, предприятиями и другими источниками шума.

Синтетические материалы

Данная группа материалов для шумоизоляции стен и перекрытий в доме представлена синтетическими наполненными газопластиками:

• пенополиэстером,
• пенополиуретаном,
• пенополистиролом,
• пеноплипропиленом.

Преимуществами синтетических материалов является удобство монтажа и низкая цена, которая позволяет сократить смету дома из СИП-панелей. Так, изоляция из пенополиэстера может иметь форму сэндвич-панелей с готовыми отверстиями для крепления. 

Материалы для шумоизоляция стен в деревянном доме

Большинство из перечисленных выше материалов подходят для шумоизоляции капитальных стен и перегородок. Для простоты установки производители выпускают свою продукцию в удобных форматах: звукоизоляционной ленточной прокладке, плитах из стекловолокна и минеральной ваты, рулонах из вибродемпфирующего сырья. Также в продаже можно найти звукопоглощающие дорожки и локальные герметики.

Кроме того, при шумоизоляции стен нужно правильно подобрать черновые материалы. На предварительно подготовленную стену, очищенную от пыли и грязи, кладут специальный металлический или деревянный каркас. В случае с металлом изделие необходимо оцинковать, а при использовании дерева — высушить.

На поверхность каркаса крепят листы гипсокартона. Чтобы современные материалы для шумоизоляции несущих стен в деревянном доме «работали», необходимо оставить зазор между капитальной стеной и получившейся новой поверхностью. В это пространство и монтируют изоляционный материал.

Несколько видов популярных материалов

Большинство производителей предлагает модернизированные звукоизоляционные материалы, изготовленные по собственным запатентованным технологиям. Среди них можно отметить как минимум 8 проверенных продуктов и продуктовых линеек, часть из которых принадлежат определенным брендам.

1. МаксФорте

Российская компания «МаксФорте» предлагает самый широкий ассортимент звукоизоляционных материалов, разработанных в тандеме с научными сотрудниками кафедры Акустики физфака МГУ. Все решения прошли лабораторные тесты в институтах Строительной физики РАН и НИИ Виброакустики. Основные материалы производителя, подходящие для частного использования:

• «ЭкоПанель» — тяжелая многослойная плита из сухого кварцевого песка, поглощающая весь звуковой спектр и предупреждающая возникновение резонанса. Исключает возникновение эхо в просторных комнатах. Подходит для звукоизоляции стен и перекрытий, стационарных и разборных перегородок. При толщине 1,2 см гарантирует шумоизоляцию, аналогичную слою рулонного материала 6-9 см. Индекс звукоизоляции — 48 дБ.

• «ЭкоАкустик» — белая полиэстерная плита, изготовленная методом спекания нитей полиэфира. Такой способ производства исключает из состава плиты небезопасные и горючие компоненты. Материал обладает низким коэффициентом пропускания звука, не горит и не впитывает воду, не боится плесени и грибка, долго удерживает тепло. В отличие от стекловаты не создает дискомфорта при установке, не требует перчаток и спецодежды при резке.

2. КОРДА

«ТермоЗвукИзол» от компании «КОРДА» — гибкий материал, который может огибать любые геометрические фигуры и самые сложные архитектурные изыски. Верхняя часть выполнена из ткани спанбонд, звукопоглотитель — из стекловолокна. Материал кладут под сайдинг, вагонку, ДСП, гипсокартон и традиционную штукатурку, а под стяжку «ТермоЗвукИзол» монтируют на гидроизоляционную пленку.

3.

Софтборд

Так называемая «мягкая доска» из древесных волокон с воздушными пустотами, занимающими до 70% объема материала. Чаще всего изготавливается из лиственницы, ели и сосны. Современные древесные материалы для шумоизоляции в частном доме обеспечивают первоклассное поглощение ударных и воздушных шумов, звуков низких частот и вибрации. Походят для каркасных и кирпичных домов, в том числе для кухонь, ванн, встроенных саун. Софтборд используют как финишную облицовку — его красят акриловыми, алкидными и масляными красками, покрывают дизайнерскими штукатурками.

4. Tecsound Texsa

Звукоизоляционные мембраны Tecsound приятного желто-зеленого цвета от испанской фирмы Texsa эксплуатируются как самостоятельный материал для протекции стен и перекрытий от шума во всех типах зданий. Мембраны отличаются малой толщиной — всего 3,76 мм. Изделия снижают уровень направленного шума на 24-28 дБ.

5. PhoneStar

Жесткие листовые панели российского и немецкого производства изготавливаются под контролем небезызвестной Wolf Bavaria. Фирменный материал выполнен из прессованного гофрокартона, заполненного безопасными гранулами или кварцем мелких фракций. Такое решение гасит звуковые волны любой длины и снижает уровень ударного шума на 75%. Так как листовые панели не дают усадки, их можно использовать в жилых домах независимо от вида SIP-панелей.

6. КНАУФ

«АкустиКНАУФ» — звукоизоляционный материал в виде минваты, скрепленный специальным связующим ECOSE. В составе «АкустиКНАУФ» нет формальдегидов и фенолов. Отлично работает в качестве тонкого звукоизоляционного протектора в системе многослойной отделки.

7. Технониколь

Упругие плиты на базе минеральной ваты под названием «Технолайт» используют в ненагруженных системах утепления и звукоизоляции. Благодаря небольшому весу материал подходит для шумоизоляции потолка в доме. Помимо прочего, маты от «Технониколь» используют для защиты стен — при вертикальной установке в жесткий каркас изделия не требуется крепеж. Плиты не боятся плесени, грибков, насекомых и грызунов, не выделяют токсичных газов и радиации, легко режутся и покрываются красками.

8. Paroc

Финская каменная вата Paroc eXtra подходит для устранения повседневных бытовых шумов, гула поездов, музыки, звуков электроинструментов любой частоты в диапазоне от 50 до 5000 Гц. Даже при монтаже одного тонкого слоя шумоизоляция Paroc повышает показатель ослабления звука до уровня 6 дБ.

Перечисленные шумопоглощающие материалы — далеко не единственные в своем роде. Вы можете найти многочисленные аналоги, схожие по характеристикам, проконсультировавшись со специалистами строительных магазинов и участниками форумов о SIP-строительстве.

Современные материалы в коврах. Гид по выбору

Из чего делают современные ковры и как выбрать материал, который будет смотреться выигрышно именно в вашем интерьере – об этом в нашей статье
Идеально гладкие или с рельефом, мягкие как пух или упругие, тёплые и уютные или тонкие и лёгкие. Современные технологии позволяют создавать ковры, совершенно разные по текстуре, форме и внешнему виду.
Как не ошибиться и выбрать материалы, которые подчеркнут достоинства именно вашего интерьера? Рассказываем и показываем на примерах:

Шерсть и шелк — роскошное сочетание. Коллекция FAVORITE

Ковер «FAVORITE» ED-13-GREY
Шерсть, шёлк.

Самое классическое и самое роскошное сочетание в коврах – шерсть с шёлком. Выбрав его для своей гостиной, вы не прогадаете ни в стиле, ни в тактильных ощущениях.

Шерсть новозеландского мериноса, из которой ткутся ковры FAVORITE, обладает мягкостью и естественным блеском. Всё потому, что в ней содержится большое количество ланолина – природного воска, отвечающего за приятную фактуру и привлекательный внешний вид. Ланолин придаёт шерстяным коврам эластичность и прочность.

Шёлк же делает эту коллекцию по-настоящему драгоценной. Искрящиеся прожилки аккумулируют и отражают свет, благодаря чему при естественном и искусственном освещении ваша комната будет выглядеть совершенно по-разному, то заливаясь ярким сиянием, то источая интригующее мерцание.

Ковры из шерсти и шёлка подойдут в любую комнату, но мы рекомендуем не прятать такую красоту, а разместить там, где она доставит удовольствие всем вашим близким – в гостиной или столовой.

Смотрите больше ковров из шерсти и шёлка на Kover.ru.

КОВРЫ ИЗ ШЕРСТИ И ШЕЛКА

Арт-шелк — блестящее очарование. Коллекция BAUHAUS

Ковер ««BAUHAUS» DESIGN №02-1-BLUE-GOLD
Арт-шёлк

Арт-шёлк – это искусственный шёлк, который визуально и тактильно почти не отличается от натурального, но заметно демократичнее по цене. Вот почему он так любим дизайнерами и владельцами домов!

Сейчас из арт-шёлка ткут самые модные современные ковры, которые украшают дизайнерские интерьеры. Особенно хороши они для стилей, совмещающих изящество и лоск – таких, как баухаус, современная классика и ар-деко.

В коллекции BAUHAUS преимущества материала дополнены смелыми рисунками и цветами. Именно за счёт арт-шёлка оттенки этих ковров получаются шелковистыми и слегка мерцающими, а блеск аккуратно сглаживает цветовые переходы.

Коллекция создаёт ощущение лёгкости и роскоши, но главное её преимущество – это фактура. Нежный, буквально тающий под пальцами ворс делает ковры из арт-шёлка желанными гостями в спальне – ведь по ним так приятно ходить босиком!

Смотрите больше ковров из арт-шёлка на Kover.ru.

КОВРЫ ИЗ АРТ-ШЁЛКА

Инновационный материал — эвкалиптовый шёлк. Коллекция ASPENDOS

Ковер «ASPENDOS» MT067-C-DGREY-CRE
Акрил, эвкалиптовый шёлк

О достоинствах эвкалиптового шёлка можно говорить долго:

• удивительная мягкость
• гипоаллергенность, позволяющая стелить ковры даже в детской
• лёгкая, «дышащая» структура
• гладкость
• потрясающий тактильный и визуальный комфорт

Эвкалиптовый шёлк – это инновационный материал, получаемый из целлюлозы эвкалипта путём нанообработки. В красоте и мягкости он не уступает натуральному шёлку, а по своей практичности и вовсе превосходит его.

Эвкалиптовый шёлк устойчив к повреждениям и долговечен. Поэтому в последние годы его используют повсеместно: производят из него одежду, постельное бельё и, конечно, ковры.

В коллекции ASPENDOS ворс из эвкалиптового шёлка придаёт коврам яркую привлекательность. Узоры блестят и переливаются на свету, а прикосновение к нежнейшему рельефу дарит потрясающе приятные ощущения.

Акрил в составе отвечает за яркость цвета и дополнительную прочность.

Такой ковёр будет создавать необходимый микроклимат в помещении, поддерживая идеальный уровень влажности и температурный режим.

Если хотите сделать спальню комфортной, а детскую – мягкой и безопасной, то лучшего сочетания вам не найти!

Смотрите больше ковров из эвкалиптового шёлка и акрила на нашем сайте:

КОВРЫ ИЗ ЭВКАЛИПТОВОГО ШЁЛКА

Натуральность и лёгкость: ковры из хлопка. Коллекция PANORAMA

Ковер «PANORAMA» HDJ2482-00
Хлопок, синтетика.

Хлопковые ковры – выбор тех, кто предпочитает натуральность и лёгкость.

Природные материалы обладают своими неоспоримыми преимуществами, такими как приятная, успокаивающая фактура и естественная цветопередача.

Эти достоинства по максимуму использованы в коллекции PANORAMA. Благодаря натуральному хлопку, ковры обладают мягкими свежими оттенками и приятны на ощупь. Кроме того, хлопок – гипоаллергенный материал, который не вызовет раздражение даже у самой чувствительной кожи, а значит, его можно смело использовать в детской и спальне.

Ковры PANORAMA с лёгкостью впишутся в современное экологичное жилище, дополнят деревянную мебель и текстиль.

Но самые приятные ощущения вы сможете получить, если разместите их в зоне для йоги или творчества – ведь натуральные материалы не только эстетичны, но и создают психологический комфорт.

Самые стильные и экологичные ковры из хлопка – на Kover.ru:

КОВРЫ ИЗ ХЛОПКА

Мягкая, искрящаяся на свету вискоза. Коллекция BRILLIANCE

Ковер «BRILLIANCE» V121-GRN/
Вискоза

Мягкая, искрящаяся на свету вискоза – материал, который украсит любой интерьер и поможет воплотить самые изящные дизайнерские задумки.

Наполнить вашу комнату деликатными переливами света, которые создадут чувство расслабления и покоя, или сделать интерьер ярким и торжественным за счёт блеска – всё это могут вискозные ковры.

Элегантная коллекция BRILLIANCE, полностью сотканная из вискозы, преобразит интерьер, добавив в него праздничную нотку. Коллекция поражает разнообразием дизайнов, среди которых восточная классика, ар-деко, европейский ампир, а также современные варианты в пастельных тонах. Именно выбранный материал позволил сделать эти ковры неизменно лёгкими и роскошными. Благодаря этому они отлично дополнят классический и современный стиль.

Ковры из вискозы, как правило, тонкие и почти невесомые. Кроме того, они не очень терпимы к влаге. Поэтому стелить их в прихожей или детской – не лучшая идея.

Наш совет: декорируйте вискозными коврами спальню или зону отдыха – будет приятно после долгого дня окунуть ноги в нежный длинный ворс, а взгляд – в сверкающие глубокие оттенки, чтобы отдохнуть.

Больше актуальных ковров из вискозы – в нашем каталоге:

КОВРЫ ИЗ ВИСКОЗЫ

Надежные и универсальные — ковры из полиэстера. Коллекция TORINO

Ковер «TORINO» B154A-WHT-BGE
Полиэстер

Ковры TORINO – сверхпрактичные и эстетичные. Не мнутся и не заламываются, не протираются под ножками мебели, сохраняют ясность и насыщенность оттенков после чисток. Всему виной – полиэстер.

Полиэстер – один из самых надёжных и универсальных синтетических материалов. По распространённости он занимает первое место: из него изготавливают одежду, текстиль, детские игрушки, используют в медицинских целях и для производства спортивного инвентаря.

Выбрав ковёр из полиэстера, вы получите:

• Безопасность.
• Полиэстер гипоаллергенен и подходит для детской комнаты, для аллергиков и людей с чувствительной кожей. * Прочность. Ковры из полиэстера долговечны и стойко выдерживают самую активную эксплуатацию, поэтому стелить их можно в зонах с высокой проходимостью: в коридоре, на лестнице, в столовой или на кухне.
• Лёгкость в уходе. Почистить ковёр из полиэстера можно водой и раствором моющего средства. Этот материал не боится влаги, некоторые ковры из него даже можно стирать в стиральной машине.
• Экологичность. Изделия из полиэстера дружелюбны к окружающей среде, и их повсеместно принимают в переработку.

Помимо прочего, волокна полиэстера, соединённые с шерстью, вискозой или хлопком, ещё и очень мягкие – прикасаться к ним приятно.

Прибавьте к этим достоинствам смелый дизайн, подходящий для современного дома, и вы получите ковры TORINO. Их актуальные рисунки в момент оживят интерьер.

Стелите их где угодно: в гостиной, столовой, детской, спальне – ковры из полиэстера максимально подстраиваются под нужды помещения и делают его функциональнее.

Смотрите больше ковров из самых разных материалов на нашем сайте:

КАТАЛОГ КОВРОВ

Журнал о современной обработке материалов | LinkedIn

Производство упаковки и тары

Следовать

О нас

Журнал Modern Materials Handling

издается для профессионалов цепочки поставок, которые рекомендуют, выбирают или покупают решения для обработки материалов для производственных, складских и распределительных предприятий.

Веб-сайт

http://www.mmh.com/

Внешняя ссылка на журнал Modern Materials Handling Magazine

Отрасли

Производство упаковки и тары

Размер компании

11-50 сотрудников

Главное управление

Фрамингем

Специальности

Склад, материалы, цепочка поставок и логистика

Обновления

• Произведите революцию в ваших промышленных воздушных завесах. Управляйте ими по беспроводной связи из любого места с помощью Intelliswitch и AIR Package от Berner. Разблокируйте такие функции, как безопасное программирование, мониторинг, настраиваемые параметры и отчеты об экономии энергии. Получите более интеллектуальное управление уже сегодня! Воздушные завесы Бернер #воздушная завеса #беспроводная сеть #bernerinternational https://lnkd.in/efxDAG7s

  Промышленный пакет Intelliswitch™ и Berner AIR™ — погрузочно-разгрузочные работы 24/7

  materialhandling247.com

• Роботизированные приложения занимают центральное место на ProMat 2023. #ProMatShow #ProMat2023 #Робототехника #Автоматизация MHI https://lnkd.in/eNBWz7SA

  Роботизированные приложения на ProMat 2023

  mmh.com

  1

• 60 секунд с Ким Дуглас из Toyota Material Handling. #Автопогрузчики #Склад https://lnkd.in/eVbWVHmS

  60 секунд с Ким Дуглас из Toyota Material Handling

  mmh.com

  1

• Combi-PPT Высокопроизводительная тележка с электроприводом Стенд N6936 #ProMatShow #Погрузчики #PalletTruck Combilift https://lnkd. in/eFsve9cS

  Combi-PPT Высокопроизводительная тележка с электроприводом — погрузочно-разгрузочные работы 24/7

  materialhandling247.com

  2

• Переосмыслите LiDAR с помощью R2300 от Pepperl+Fuchs Group. Раскройте беспрецедентную точность и гибкость с четырьмя плоскостями сканирования в одном датчике LiDAR. Оцените непревзойденную точность, надежность и экономичность. #обработка материалов #лидар #сенсор #agv https://lnkd.in/eEYv_eKH

  Датчик R2300 3-D LiDAR — погрузочно-разгрузочные работы 24/7

  materialhandling247.com

  1

• Хватит искать и начни организовывать! Держите свой склад и пространство для обработки материалов в чистоте и порядке с помощью недавно переработанного держателя этикеток Deck•ID для каскадного проволочного настила. Сделайте свое рабочее место проще простого с помощью этих простых в использовании держателей этикеток EZ ReadTM, совместимых со штрих-кодами. Оптимизируйте свое пространство уже сегодня! #materialhandling #лейблхолдер #aignerlabel https://lnkd.in/eymCDfGi

  Обновленный держатель этикеток Deck•ID™ для проволочного настила «водопад» — обработка материалов 24/7

  materialhandling247.com

  2

• [Инфографика] — Время — деньги! Не платите сборы за демередж в порту Балтимора. С помощью аварийного решения PITT OHIO вы можете быстро и безопасно получить свои зарубежные контейнеры. Наши международные специалисты могут подобрать шасси и водителей нужного размера, предоставить самую последнюю информацию и оперативно доставить контейнеры в ваш распределительный центр. #демередж #драже #перевозки #контейнеры https://lnkd.in/ePUQvv99

  Ритейлер снижает плату за демередж в порту Балтимора с помощью аварийного шасси для крупногабаритных контейнеров — Цепочка поставок 24/7 Бумага

  Supplychain247.com

  1

• Попрощайтесь с громоздкой загрузкой груза. Выравниватель Poweramp® серии LHP упрощает работу благодаря автоматическому выдвижению кромки и активации нажатием кнопки. Получите необходимую безопасную и экономичную погрузочно-разгрузочную работу — откройте для себя преимущества Poweramp®! #погрузочно-разгрузочные работы #гидравлика #доковое оборудование #системыпогрузкидокового оборудования https://lnkd.in/ezt_9ФК6

  Гидравлический уравнительный мост Poweramp LHP — погрузочно-разгрузочные работы 24/7

  materialhandling247.com

  2

• Вы ищете эффективный и экономичный способ хранения, подбора и сортировки деталей и продуктов? Не смотрите дальше! Индивидуальные пластиковые бункеры MDI — идеальное решение для всех ваших потребностей в обработке материалов. Наши бункеры имеют низкую переднюю часть бункера для легкого доступа и более высокие задние отсеки для дополнительного хранения. Кроме того, они аккуратно складываются, когда не используются. Получите максимальную отдачу от затраченных средств с помощью MDI | Контейнеры Minnesota Diversified Industries уже сегодня! #обработка материалов #контейнеры #пластик #mdi https://lnkd.in/exR9Тт4с

  Пластиковые бункерные бункеры — погрузка-разгрузка материалов 24/7

  materialhandling247.com

  4

  1 Комментарий

• [Информационный документ] Как снизить совокупную стоимость владения с помощью литий-ионных аккумуляторов и зарядных устройств #Грузовики #Аккумуляторы #Вилочные погрузчики #Литий-ионные Green Cubes Technology Corporation https://lnkd. in/ePnUVmaM

  Как снизить совокупную стоимость владения с помощью литий-ионных аккумуляторов и зарядных устройств

  mmh.com

  1

Присоединяйтесь сейчас, чтобы увидеть, что вам не хватает

• Найдите знакомых в организации Modern Materials Handling Magazine
• Просмотрите рекомендуемые вакансии для вас
• Просмотреть все обновления, новости и статьи

Присоединяйся сейчас

Аффилированные страницы

Похожие страницы

Глава 12.

9: Современные материалы — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

23913

• Анонимный
• LibreTexts

Цели обучения

• Ознакомиться со свойствами некоторых современных материалов.

Помимо полимеров, другие материалы, такие как керамика, высокопрочные сплавы и композиты, играют важную роль почти во всех аспектах нашей жизни. До относительно недавнего времени сталь использовалась для любого применения, требующего особо прочного и долговечного материала, такого как мосты, автомобили, самолеты, клюшки для гольфа и теннисные ракетки. Однако за последние 15-20 лет клюшки для гольфа и теннисные ракетки из графита или борного волокна сделали дерево и сталь устаревшими для этих предметов. Точно так же современный реактивный двигатель теперь в основном состоит из Ti и Ni по весу, а не из стали (таблица 12.9)..1). Процент железа в крыльях и фюзеляжах также низок, что указывает на то, в какой степени другие материалы вытеснили сталь. Chevrolet Corvette, представленный в 1953 году, считался необычным, потому что его кузов был сделан из стекловолокна, композитного материала, а не из стали; к 1992 году Jaguar изготовил полностью алюминиевый автомобиль ограниченной серии. На самом деле современные модели многих автомобилей имеют двигатели, которые в основном сделаны из алюминия, а не из стали. В этом разделе мы опишем некоторые химические процессы, лежащие в основе трех классов современных материалов: керамики, суперсплавов и композитов.

Таблица 12.9.1 Примерный элементный состав современного реактивного двигателя

Элемент	Проценты по массе
титан	38
никель	37
хром	12
кобальт	6
алюминий	3
ниобий	1
тантал	0,025

Керамика

Керамика – это любое неметаллическое неорганическое твердое вещество, достаточно прочное для использования в конструкциях. Традиционная керамика на основе силикатов металлов или алюмосиликатов используется для изготовления керамики, фарфора, кирпича и бетона. Современная керамика содержит гораздо более широкий спектр компонентов и может быть классифицирована как керамические оксиды , которые основаны на оксидах металлов, таких как оксид алюминия (Al ₂ O ₃ ), диоксид циркония (ZrO ₂ ) и бериллий (BeO), или неоксидная керамика , которые основаны на металле карбиды, такие как карбид кремния (карборунд, SiC) и карбид вольфрама (WC), или нитриды, такие как нитрид кремния (Si ₃ N ₄ ) и нитрид бора (BN).

Вся современная керамика твердая, легкая и устойчива к очень высоким температурам. К сожалению, однако, они также довольно хрупкие, имеют тенденцию трескаться или ломаться под нагрузками, которые могут вызвать изгиб или вмятины металлов. Таким образом, главная задача для материаловедов состоит в том, чтобы воспользоваться желательными свойствами керамики, такими как их термическая и окислительная стабильность, химическая инертность и ударная вязкость, и найти способы уменьшить их хрупкость, чтобы использовать их в новых приложениях. Например, в реактивных двигателях можно использовать несколько металлов, потому что большинство из них теряют механическую прочность и вступают в реакцию с кислородом при очень высоких рабочих температурах внутри двигателей (примерно 2000°C). Напротив, керамические оксиды, такие как Al ₂ O ₃ не может реагировать с кислородом независимо от температуры, потому что алюминий уже находится в максимально возможной степени окисления (Al ³⁺ ). Даже неоксидная керамика, такая как нитриды кремния и бора, а также карбид кремния практически не реагирует на воздухе до температуры примерно 1500°C. Производство высокопрочной керамики для обслуживания включает процесс, называемый спеканием, при котором зерна сплавляются в плотный и прочный материал (рис. 12.9.2).

Рисунок 12.9.2: Спекание На этих фотографиях показаны результаты спекания зерен оксида магния: (а) микроструктура до спекания; (б) микроструктура керамики после двухчасового спекания при 1250°С; и (в) микроструктура после спекания в течение двух часов при 1450°С. В процессе спекания зерна сплавляются, образуя плотный и прочный материал.

Керамика твердая, легкая и способна выдерживать высокие температуры, но при этом хрупкая.

Одним из наиболее широко используемых сырьевых материалов для изготовления керамики является глина. Глинистые минералы состоят из гидратированного оксида алюминия (Al ₂ O ₃ ) и диоксид кремния (SiO ₂ ), которые имеют широкий спектр примесей, включая барий, кальций, натрий, калий и железо. Хотя структуры глинистых минералов сложны, все они содержат слои атомов металлов, связанных атомами кислорода. Молекулы воды располагаются между слоями, образуя тонкую водяную пленку. При гидратации глины легко формуются, но при высокотемпературной термообработке, называемой обжигом , получается плотная и прочная керамика.

Поскольку керамика очень твердая, она легко загрязняется материалом, используемым для ее шлифовки. На самом деле, керамика часто перемалывает металлическую поверхность мельницы почти так же быстро, как мельница перемалывает керамику! Для решения этой проблемы был разработан золь-гель процесс. В этом процессе водорастворимый предшественник, обычно алкоксид металла или полуметалла [M(OR) _n ], подвергается реакции гидролиза с образованием мутной водной дисперсии, называемой золем . Золь содержит частицы гидроксида металла или полуметалла [M(OH) _n ], которые обычно имеют диаметр 1–100 нм. По мере протекания реакции молекулы воды удаляются между звеньями M(OH) _n в результате реакции конденсации, и частицы сливаются вместе, образуя оксидные мостики M–O–M. В конце концов, частицы объединяются в трехмерную сеть, в результате чего раствор образует гель , похожий на желатиновый десерт. Нагревание геля до 200–500 °C приводит к удалению большего количества воды, в результате чего образуются мелкие частицы оксида металла, которые могут быть удивительно однородными по размеру. Эта химия начинается с очень чистого SiCl ₄ и протекает через следующие реакции, начинающиеся с образования алкоксида

\[ SiCl_{4}\left ( s \right )+4CH_{3}CH_{2}OH\left ( l \right )+4NH_{3 }\left ( g \right ){\rightarrow}SiO\left ( OCH_{2}CH_{3} \right )_{4}\left ( s \right )+4NH_{4}Sl\left ( s \right ) \label{12. 8.1} \]

и затем гидролиз алкоксида

\[ SiO\left ( OCH_{2}CH_{3} \right )_{4}\left ( s \right )+ 4H_ {2} O \ влево ( l \ вправо ) {\ стрелка вправо} \ влево ( HO \ вправо ) _ {3} Si-OH \ влево ( s \ вправо ) + 4CH_ {3} CH_ {2} OH \ влево ( aq \right ) \label{12.8.2} \]

заканчивающийся конденсацией

\[ \left ( HO_{3} \right )Si-OH\left ( s \right )+nHO-Si\left ( OH \right )_{3}\left ( s \ вправо)\стрелка вправо\влево (HO_{3} \вправо)Si\влево (-O-Si\влево (OH\вправо)_{3} ​​\вправо)_{n}\влево (s\вправо)+nH_{ 2}O\left ( l \right ) \ \label{12.8.3} \]

Природа использует тот же процесс для создания опалов.

Суперсплавы

Суперсплавы представляют собой высокопрочные сплавы, часто со сложным составом, которые используются в системах, требующих механической прочности, высокой стабильности поверхности (минимальное отслаивание или питтинг) и устойчивости к высоким температурам. Аэрокосмическая промышленность, например, требует материалов с высоким отношением прочности к весу для повышения топливной экономичности передовых двигательных установок, и эти системы должны безопасно работать при температурах выше 1000°C.

Суперсплавы

используются в системах, требующих механической прочности, минимального отслаивания или точечной коррозии, а также устойчивости к высоким температурам.

Хотя большинство суперсплавов основано на никеле, кобальте или железе, также используются и другие металлы. Чистый никель или кобальт относительно легко окисляются, но добавление небольшого количества других металлов (Al, Co, Cr, Mo, Nb, Ti и W) приводит к получению сплава с превосходными свойствами. Следовательно, большинство внутренних деталей современных газотурбинных реактивных двигателей в настоящее время изготавливаются из жаропрочных сплавов на основе никеля (используется в лопатках и дисках) или кобальта (используется в лопатках, вкладышах камер сгорания и форсажных камерах). Суперсплавы на основе кобальта не так прочны, как сплавы на основе никеля, но обладают отличной коррозионной стойкостью при высоких температурах.

Другие сплавы, такие как алюминий-литий и сплавы на основе титана, также находят применение в аэрокосмической промышленности. Поскольку алюминиево-литиевые сплавы легче, жестче и более устойчивы к усталости при высоких температурах, чем сам алюминий, они используются в деталях двигателей и в металлической «обшивке», покрывающей крылья и корпуса. Высокая прочность, коррозионная стойкость и легкий вес титана в равной степени желательны для применений, где важно минимизировать вес (например, в самолетах). Однако, к сожалению, металлический титан быстро реагирует с воздухом при высоких температурах с образованием TiN и TiO 9 .0262 2 . Поэтому сварка титана или любые подобные процессы должны выполняться в атмосфере аргона или инертного газа, что значительно увеличивает стоимость. Первоначально титан и его сплавы в основном использовались в военных целях, но в последнее время они стали использоваться в качестве компонентов планеров коммерческих самолетов, в конструкциях кораблей и в биологических имплантатах.

Композитные материалы

Композитные материалы состоят как минимум из двух отдельных компонентов: матрицы (которая составляет основную часть материала) и волокон или гранул, встроенных в матрицу и ограничивающих рост трещин за счет закрепления дефектов в массе материала ( Рисунок 12. 9.3). Полученный материал прочнее, жестче, жестче и более устойчив к коррозии, чем любой компонент по отдельности. Таким образом, композиты представляют собой нанометровый эквивалент железобетона, в котором стальные стержни значительно повышают механическую прочность цементной матрицы, и широко используются, в частности, в авиационной промышленности. Например, Боинг 777 состоит из 9% композитов по весу, тогда как недавно разработанный Боинг 787 состоит из 50% композитов по весу. Использование композитных материалов не только снижает вес самолета и, следовательно, его расход топлива, но также позволяет использовать новые концепции дизайна, поскольку композиты можно формовать. Кроме того, с помощью композитов в Boeing 787 можно объединить несколько функций в единую систему, например, акустическое демпфирование, терморегуляцию и электрическую систему.

Обычно выделяют три различных типа композитных материалов, отличающихся природой матрицы. Это композиты с полимерной матрицей, композиты с металлической матрицей и композиты с керамической матрицей.

Рисунок 12.9.3: Некоторые возможные расположения волокон в армированных волокнами композитных материалах Показанные расположения варьируются от прерывистых и беспорядочно ориентированных до непрерывных и выровненных. Волокна ограничивают рост трещин, закрепляя дефекты в матрице.

Композиты прочнее, жестче, жестче и более устойчивы к коррозии, чем их компоненты.

Стекловолокно представляет собой полимерно-матричный композит, состоящий из стеклянных волокон, внедренных в полимер, образующих ленты, которые затем располагаются слоями, пропитанными эпоксидной смолой. В результате получается прочный, жесткий, легкий материал, устойчивый к химическому разложению. Однако он недостаточно прочен, чтобы сопротивляться растрескиванию или проколу при ударе. Более прочные и жесткие композиты с полимерной матрицей содержат волокна углерода (графита), бора или полиамидов, таких как кевлар. Высокотехнологичные теннисные ракетки и клюшки для гольфа, а также обшивка современных военных самолетов, таких как истребители-невидимки F-117A и бомбардировщики B-2, изготавливаются из композитов углеродное волокно-эпоксидная смола и борное волокно-эпоксидная смола. По сравнению с металлами эти материалы легче на 25–50 % и, таким образом, снижают эксплуатационные расходы. Точно так же двери и панели отсека полезной нагрузки космического челнока изготовлены из композита углеродного волокна и эпоксидной смолы. Структура Боинга 787 была описана как одна гигантская макромолекула, где все скреплено сшитыми химическими связями, армированными углеродным волокном.

Композиты с металлической матрицей состоят из металлов или металлических сплавов, армированных волокнами. Они предлагают значительные преимущества для высокотемпературных применений, но создают серьезные производственные проблемы. Например, получение равномерного распределения и выравнивания армирующих волокон может быть затруднено, а поскольку органические полимеры не могут выдерживать высокие температуры расплавленных металлов, можно использовать только волокна, состоящие из бора, углерода или керамики (например, карбида кремния). Алюминиевые сплавы, армированные борными волокнами, используются в аэрокосмической промышленности, где их прочность и легкий вес компенсируют их относительно высокую стоимость. Обшивка гиперзвуковых летательных аппаратов и узлов конструкции космического челнока выполнена из металломатричных композитов.

Композиты с керамической матрицей содержат керамические волокна в материале с керамической матрицей. Типичным примером является оксид алюминия, армированный волокнами карбида кремния. Сочетание двух материалов с очень высокой температурой плавления приводит к получению композита, обладающего превосходной термической стабильностью, высокой прочностью и коррозионной стойкостью, а волокна карбида кремния уменьшают хрупкость и растрескивание. Следовательно, эти материалы используются в очень высокотемпературных приложениях, таких как передняя кромка крыльев гиперзвуковых самолетов и детали реактивных двигателей. Они также используются в защитной керамической плитке на космическом челноке, которая содержит короткие волокна чистого SiO 9.0262 2 в смеси с волокнами алюмоборосиликатной керамики. Эти плитки являются отличными теплоизоляторами и очень легкими (их плотность составляет всего около 0,2 г/см ³ ). Хотя их поверхность достигает температуры около 1250°C при входе в атмосферу Земли, температура лежащей под ними оболочки из алюминиевого сплава остается ниже 200°C.

Пример \(\PageIndex{1}\):

Инженеру поручили спроектировать корпус гидроцикла. Какой материал больше всего подходит для этого применения? Почему?

Дано: цель дизайна

Запрошено: наиболее подходящий материал

Стратегия:

Определите, при каких условиях будет использоваться конструкция. Затем решите, какой тип материала является наиболее подходящим.

Решение:

Корпус гидроцикла должен быть легким, чтобы обеспечить максимальную скорость и топливную экономичность. Из-за использования в морской среде он также должен быть устойчивым к ударам и коррозии. Керамический материал обеспечивает жесткость, но является хрупким и поэтому имеет тенденцию ломаться или трескаться под нагрузкой, например, когда он ударяется о волны на высоких скоростях. Суперсплавы обеспечивают прочность и стабильность, но суперсплав, вероятно, слишком тяжел для этого применения. В зависимости от выбора металлов он также может быть не устойчив к коррозии в морской среде. Однако композитные материалы обеспечивают прочность, жесткость и коррозионную стойкость; они также являются легкими материалами. Это не высокотемпературное приложение, поэтому нам не нужен композит с металлической матрицей или композит с керамической матрицей. Наилучший выбор материала – полимерно-матричный композит с кевларовыми волокнами для повышения прочности композита при ударе.

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

При проектировании космического корабля нового поколения инженеры Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) рассматривают возможность использования теплозащитных устройств для защиты обшивки корабля. Среди рассматриваемых материалов — сплавы на основе титана или никеля и карбидокремниевая керамика, армированная углеродными волокнами. Почему эти материалы подходят для этого применения?

Ответ: Сплавы на основе Ti или Ni обладают высокой удельной прочностью, устойчивы к коррозии и безопасны при высоких температурах. Армированная керамика легкая; обладает высокой термической и окислительной стабильностью; химически инертен, прочен и ударопрочен.

Резюме

Керамика – это неметаллические, неорганические твердые вещества, которые обычно прочны; они имеют высокие температуры плавления, но являются хрупкими. Двумя основными классами современной керамики являются керамические оксиды и неоксидная керамика, которые состоят из карбидов или нитридов неметаллов. Производство керамики обычно включает прессование порошка материала в желаемую форму и спекание при температуре чуть ниже его точки плавления. Необходимые тонкодисперсные порошки керамических оксидов с частицами одинакового размера могут быть получены с помощью золь-гель процесс . Суперсплавы представляют собой новые металлические фазы на основе кобальта, никеля или железа, которые обладают необычайно высокой температурной стабильностью и стойкостью к окислению. Композитные материалы состоят как минимум из двух фаз: матрицы, составляющей основную часть материала, и волокон или гранул, играющих роль армирующего материала. Композиты с полимерной матрицей имеют армирующие волокна, встроенные в полимерную матрицу. Композиты с металлической матрицей имеют металлическую матрицу и волокна из бора, графита или керамики. Композиты с керамической матрицей используют армирующие волокна, обычно также керамические, чтобы сделать фазу матрицы менее хрупкой.

Key Takeaway

• К современным материалам относятся керамика, высокопрочные сплавы и композиты, свойства которых можно изменять по мере необходимости.

Концептуальные проблемы

1. Может ли компаунд на основе оксида титана считаться керамическим материалом? Поясните свой ответ.

2. Какие особенности делают керамические материалы привлекательными для использования в экстремальных условиях? Каковы потенциальные недостатки керамики?

3. Чем композиционные материалы отличаются от других классов материалов, обсуждаемых в этой главе? Какие преимущества имеют композиты по сравнению с другими материалами?

4. Как матрица влияет на свойства композитного материала? Какова роль добавки в определении свойств композиционного материала?

Авторы

• Анонимные

---

Эта страница под названием Глава 12. 9: Современные материалы распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 3.0 и была создана, изменена и/или курирована Anonymous.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или страница

   Автор

   Аноним

   Встроить Hypothes.is?

   да

   Лицензия

   СС BY-NC-SA

   Версия лицензии

   3,0

   Показать страницу TOC

   да на стр.

   Добавить комментарий Отменить ответ

   Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

   Комментарий *

   Имя *

   Email *

   Сайт