жаңылыктар

Була менен оролгон басымдуу идиштин ички катмары негизинен каптама конструкциясы болуп саналат, анын негизги функциясы ичинде сакталган жогорку басымдагы газдын же суюктуктун агып кетишине жол бербөө үчүн пломбалоочу тосмо катары кызмат кылуу, ошол эле учурда сырткы була менен оролгон катмарды коргоо болуп саналат. Бул катмар ички сакталган материал менен дат баспайт, ал эми сырткы катмар чайыр менен бекемделген була менен оролгон катмар болуп саналат, ал негизинен басымдуу идиштин ичиндеги басымдын көпчүлүк бөлүгүн көтөрүү үчүн колдонулат.

Була-оролгон басым идишинин түзүлүшү: Композиттик материалдан жасалган басым идиштери негизинен төрт структуралык формада болот: цилиндрдик, тоголок, шакекче жана тик бурчтуу. Тегерек идиш цилиндрдик кесилиштен жана эки баштан турат. Металл басым идиштери жөнөкөй формада жасалат, октук багытта ашыкча күч запасы болот. Ички басым астында тоголок идиштин узунунан жана кеңдик чыңалуулары бирдей жана ал цилиндрдик идиштин айланалык чыңалуусунун жарымына барабар. Металл материалдар бардык багыттар боюнча бирдей күчкө ээ; ошондуктан, тоголок металл идиштер бирдей күчкө ылайыкташтырылган жана берилген көлөм жана басым үчүн минималдуу массага ээ. Тоголок идиштин чыңалуу абалы идеалдуу жана идиштин дубалын эң жука кылууга болот. Бирок, тоголок идиштерди өндүрүүдөгү чоң кыйынчылыктардан улам, алар жалпысынан космос кемелери сыяктуу атайын колдонмолордо гана колдонулат. Шакекче формасындагы контейнерлер өнөр жай өндүрүшүндө сейрек кездешет, бирок алардын түзүлүшү дагы эле белгилүү бир конкреттүү кырдаалдарда зарыл. Мисалы, космос кемелери чектелген мейкиндикти толук пайдалануу үчүн бул атайын түзүлүштү колдонушат. Тик бурчтуу контейнерлер негизинен мейкиндик чектелүү болгондо мейкиндикти максималдуу пайдалануу үчүн колдонулат, мисалы, автомобильдер үчүн тик бурчтуу цистерналар жана темир жол цистерналары. Бул контейнерлер, адатта, төмөнкү басымдагы же атмосфералык басымдагы идиштер болуп саналат жана жеңилирээк салмак артыкчылыкка ээ.

Композиттик материал басым идиштеринин түзүлүшүнүн татаалдыгы, капкактардын учтарынын жана алардын калыңдыгынын кескин өзгөрүшү, ошондой эле капкактардын ар кандай калыңдыгы жана бурчу долбоорлоого, талдоого, эсептөөгө жана калыптоого көптөгөн кыйынчылыктарды алып келет. Кээде композиттик материал басым идиштери капкактарда ар кандай бурчтарда жана ылдамдык катыштарында ороону гана талап кылбастан, түзүлүшүнө жараша ар кандай ороо ыкмаларын да талап кылат. Ошол эле учурда, сүрүлүү коэффициенти сыяктуу практикалык факторлордун таасирин эске алуу керек. Ошондуктан, туура жана акылга сыярлык структуралык долбоор гана ороо өндүрүш процессин туура багыттай алат.композиттик материалбасым идиштери, ошону менен долбоорлоо талаптарына жооп берген жеңил композиттик материалдан жасалган басым идиштерин чыгарат.

Була менен оролгон басым идиштери үчүн материалдар

Негизги жүк көтөрүүчү компонент катары була-оромо катмар жогорку бекемдикке, жогорку модулга, төмөн тыгыздыкка, жылуулук туруктуулугуна, чайырдын жакшы нымдалышына, жакшы оролуучу иштетүүгө жана бирдей була байламынын тыгыздыгына ээ болушу керек. Жеңил композиттик басым идиштери үчүн кеңири колдонулган арматуралоочу була материалдарына көмүртек буласы, PBO буласы, арамид буласы жана өтө жогорку молекулярдык салмактагы полиэтилен буласы кирет.

Көмүртек буласынегизги компоненти көмүртек болгон булалуу көмүртек материалы. Ал органикалык була прекурсорлорун жогорку температурада көмүртектештирүү жолу менен пайда болот жана көмүртектин курамы 95% дан ашкан жогорку өндүрүмдүү була материалы болуп саналат. Көмүртек буласы эң сонун касиеттерге ээ жана аны изилдөө 100 жылдан ашык убакыт мурун башталган. Бул негизинен төмөнкүлөр менен мүнөздөлгөн жогорку күчтүү, жогорку модулдуу жана төмөн тыгыздыктагы жогорку өндүрүмдүү оролгон була материалы:

1. Тыгыздыгы аз жана салмагы жеңил. Көмүртек буласынын тыгыздыгы 1,7 ~ 2 г/см³, болоттун тыгыздыгынын 1/4 бөлүгүнө жана алюминий эритмесинин тыгыздыгынын 1/2 бөлүгүнө барабар.

2. Жогорку бекемдик жана жогорку модуль: Анын бекемдиги болоттон 4-5 эсе жогору, ал эми серпилгичтик модулу алюминий эритмелеринен 5-6 эсе жогору, абсолюттук серпилгичтик калыбына келүүнү көрсөтөт (Чжан Эрён жана Сунь Ян, 2020). Көмүртек буласынын созулууга жана серпилгичтик модулу тиешелүүлүгүнө жараша 3500-6300 МПа жана 230-700 ГПа жетиши мүмкүн.

3. Жылуулук кеңейүүсүнүн төмөн коэффициенти: Көмүртек буласынын жылуулук өткөрүмдүүлүгү температуранын жогорулашы менен төмөндөйт, бул аны тез муздатууга жана ысытууга туруктуу кылат. Ал бир нече миң градус Цельсийден бөлмө температурасына чейин муздагандан кийин да жарылбайт жана 3000℃ температурада кычкылданбаган атмосферада эрибейт же жумшарбайт; суюк температурада морт болбойт.

4. Жакшы коррозияга туруктуулук: Көмүртек буласы кислоталарга инерттүү жана концентрацияланган туз кислотасы жана күкүрт кислотасы сыяктуу күчтүү кислоталарга туруштук бере алат. Андан тышкары, көмүртек буласынын композиттери радиацияга туруктуулук, жакшы химиялык туруктуулук, уулуу газдарды сиңирүү жөндөмү жана нейтрондорду орточо кармоо сыяктуу мүнөздөмөлөргө ээ, бул аларды аэрокосмостук, аскердик жана башка көптөгөн тармактарда кеңири колдонууга мүмкүндүк берет.

Ароматтык полифталамиддерден синтезделген органикалык була болгон арамид 1960-жылдардын аягында пайда болгон. Анын тыгыздыгы көмүртек буласына караганда төмөн. Ал жогорку бекемдикке, жогорку түшүмдүүлүккө, жакшы соккуга туруктуулукка, жакшы химиялык туруктуулукка жана ысыкка туруктуулукка ээ, ал эми баасы көмүртек буласынын эки эсесине гана барабар.Арамид булаларынегизинен төмөнкү мүнөздөмөлөргө ээ:

1. Жакшы механикалык касиеттери. Арамид буласы – кадимки полиэстерге, пахтага жана нейлонго караганда жогорку созулууга туруктуу ийкемдүү полимер. Ал чоңураак созулат, жумшак колго жагымдуу жана жакшы ийрилет, бул аны ар кандай жука жана узундуктагы булаларга айландырууга мүмкүндүк берет.

2. Отко чыдамдуу жана ысыкка туруктуу. Арамиддин кычкылтектин чектөөчү индекси 28ден жогору, ошондуктан ал оттон алынгандан кийин күйө бербейт. Ал жакшы жылуулук туруктуулугуна ээ, 205℃ температурада үзгүлтүксүз колдонулушу мүмкүн жана 205℃ жогору температурада да жогорку бекемдикти сактайт. Ошол эле учурда, арамид булалары жогорку ажыроо температурасына ээ, жогорку температурада да жогорку бекемдикти сактайт жана 370℃ жогору температурада гана көмүртектене баштайт.

3. Туруктуу химиялык касиеттери. Арамид булалары көпчүлүк химиялык заттарга эң сонун туруктуулукту көрсөтөт, органикалык эмес кислоталардын көпчүлүк жогорку концентрацияларына туруштук бере алат жана бөлмө температурасында щелочко жакшы туруктуулукка ээ.

4. Мыкты механикалык касиеттери. Ал өтө жогорку бекемдик, жогорку модуль жана жеңил салмак сыяктуу мыкты механикалык касиеттерге ээ. Анын бекемдиги болот зымга караганда 5-6 эсе, серпилгичтик модулу болот зымга же айнек буласына караганда 2-3 эсе, бышыктыгы болот зымга караганда эки эсе, ал эми салмагы болот зымдыкынан 1/5 бөлүгүн гана түзөт. Ароматтык полиамид булалары көптөн бери кеңири колдонулуп келе жаткан жогорку өндүрүмдүү була материалдары болуп саналат, негизинен сапатка жана формага катуу талаптар коюлган аэрокосмостук жана авиациялык басым кемелери үчүн ылайыктуу.

PBO буласы 1980-жылдары АКШда аэрокосмостук өнөр жай үчүн иштелип чыккан композиттик материалдарды бекемдөөчү материал катары иштелип чыккан. Ал гетероциклдик ароматтык кошулмаларды камтыган полиамид үй-бүлөсүнүн эң келечектүү мүчөлөрүнүн бири жана 21-кылымдын супер буласы катары белгилүү. PBO буласы эң сонун физикалык жана химиялык касиеттерге ээ; анын бекемдиги, серпилгичтик модулу жана ысыкка туруктуулугу бардык булалардын эң мыктыларынын катарына кирет. Андан тышкары, PBO буласы соккуга, сүрүлүүгө жана өлчөмдүү туруктуулукка эң сонун ээ, ошондой эле жеңил жана ийкемдүү, бул аны идеалдуу текстиль материалына айлантат. PBO буласы төмөнкү негизги мүнөздөмөлөргө ээ:

1. Мыкты механикалык касиеттери. Жогорку класстагы PBO була продукцияларынын бекемдиги 5,8 ГПа жана серпилгичтик модулу 180 ГПа, бул учурдагы химиялык булалардын ичинен эң жогорку көрсөткүч.

2. Эң сонун жылуулук туруктуулугу. Ал 600℃ чейинки температурага туруштук бере алат, чектөө индекси 68. Ал жалында күйбөйт же кичирейбейт, ошондой эле анын ысыкка туруктуулугу жана жалынга чыдамдуулугу башка органикалык булаларга караганда жогору.

XXI кылымдын өтө жогорку өндүрүмдүү буласы катары, PBO буласы эң сонун физикалык, механикалык жана химиялык касиеттерге ээ. Анын бекемдиги жана ийкемдүүлүк модулу арамид буласынан эки эсе жогору, ал эми мета-арамид полиамидинин ысыкка туруктуулугуна жана жалынга чыдамдуулугуна ээ. Анын физикалык жана химиялык касиеттери арамид буласынан толугу менен ашып түшөт. Диаметри 1 мм болгон PBO буласы 450 кг чейинки салмактагы нерсени көтөрө алат жана анын бекемдиги болот буласынан 10 эседен ашык.

Өтө жогорку молекулярдык салмактагы полиэтилен буласы, ошондой эле жогорку бекемдиктеги, жогорку модулдуу полиэтилен буласы деп да аталат, дүйнөдөгү эң жогорку салыштырма күчкө жана салыштырма модулга ээ була. Бул молекулярдык салмагы 1 миллиондон 5 миллионго чейинки полиэтиленден ийрилген була. Өтө жогорку молекулярдык салмактагы полиэтилен буласы негизинен төмөнкү мүнөздөмөлөргө ээ:

1. Жогорку салыштырмалуу бекемдик жана жогорку салыштырмалуу модуль. Анын салыштырмалуу бекемдиги бирдей кесилиштеги болот зымга караганда он эседен ашык, ал эми анын салыштырмалуу модулу атайын көмүртек буласынан кийинки экинчи орунда турат. Адатта, анын молекулярдык салмагы 10дон жогору, созулууга туруктуулугу 3,5 ГПа, серпилгичтик модулу 116 ГПа жана узаруу 3,4%.

2. Тыгыздыгы аз. Анын тыгыздыгы жалпысынан 0,97 ~ 0,98 г/см³, бул анын сууда калкып жүрүүсүнө мүмкүндүк берет.

3. Сынуу учурундагы узаруусу аз. Ал күчтүү энергияны сиңирүү жөндөмдүүлүгүнө, соккуга жана кесүүгө мыкты туруктуулугуна, аба ырайынын таасирине мыкты туруктуулугуна ээ жана ультрафиолет нурларына, нейтрондорго жана гамма нурларына туруктуу. Ошондой эле ал жогорку салыштырма энергияны сиңирүүгө, төмөнкү диэлектрикалык туруктуулукка, жогорку электромагниттик толкун өткөрүмдүүлүгүнө жана химиялык коррозияга туруктуулукка, ошондой эле жакшы эскирүүгө туруктуулукка жана узак ийилүүгө туруктуулукка ээ.

Полиэтилен буласы көптөгөн жогорку касиеттерге ээ, бул олуттуу артыкчылыкты көрсөтөтжогорку өндүрүмдүү буларынок. Деңиздеги мунай кендериндеги байлоо линияларынан баштап, жогорку өндүрүмдүүлүктөгү жеңил композиттик материалдарга чейин, ал заманбап согушта, ошондой эле авиация, аэрокосмос жана деңиз тармактарында эбегейсиз артыкчылыктарды көрсөтүп, коргонуу жабдууларында жана башка тармактарда чечүүчү ролду ойнойт.