נייעס

די אינעווייניגסטע שיכט פון א פיבער-געוויקלטע דרוק-געפעס איז בפֿרט א פֿוטער-סטרוקטור, וועמענס הויפּט-פֿונקציע איז צו דינען ווי א פֿאַרזיגלונג-באַריער צו פֿאַרהיטן ליקאַדזש פֿון דעם הויך-דרוק גאַז אָדער פֿליסיקייט וואָס איז אינעווייניק געהאַלטן, בשעת אויך באַשיצן די אויסערלעכע פיבער-געוויקלטע שיכט. די שיכט ווערט נישט קאָראָדירט דורך דעם אינעווייניקן געהאַלטן מאַטעריאַל, און די אויסערלעכע שיכט איז אַ רעזין-פֿאַרשטאַרקטע פיבער-געוויקלטע שיכט, בפֿרט געניצט צו טראָגן דעם גרעסטן טייל פֿון דער דרוק-לאַסט אינעווייניק פֿון דעם דרוק-געפעס.

די סטרוקטור פון א פיבער-געוויקלט דרוק-געפעס: קאמפאזיט מאטעריאל דרוק-געפעס קומען מערסטנס אין פיר סטרוקטורעלע פארמען: צילינדרישע, ספערישע, רינג-פארמיגע, און רעכטעקיקע. א קיילעכדיקע געפעס באשטייט פון א צילינדרישע סעקציע און צוויי קעפ. מעטאל דרוק-געפעס ווערן פאבריצירט אין פשוטע פארמען, מיט איבעריגע שטארקייט רעזערוון אין דער אקסיאלער ריכטונג. אונטער אינערליכן דרוק, זענען די לענג- און ברייט-שטראמען פון א ספערישע געפעס גלייך, און עס איז האלב די ארומקרייזלעכע דרוק פון א צילינדרישע געפעס. מעטאל מאטעריאלן האבן גלייכע שטארקייט אין אלע ריכטונגען; דעריבער, זענען ספערישע מעטאל געפעס דיזיינט פאר גלייכע שטארקייט און האבן די מינימום מאסע פאר א געגעבענעם פארנעם און דרוק. דער דרוק צושטאנד פון א ספערישע געפעס איז אידעאל, און די געפעס וואנט קען געמאכט ווערן די דינסטע. אבער, צוליב דער גרעסערער שוועריקייט אין פאבריצירן ספערישע געפעס, ווערן זיי בכלל נאר גענוצט אין ספעציעלע אפליקאציעס ווי למשל ספעיס-שיף. רינג-פארמיגע קאנטעינערס זענען זעלטן אין אינדוסטריעלער פראדוקציע, אבער זייער סטרוקטור איז נאך אלץ נויטיג אין געוויסע ספעציפישע סיטואציעס. למשל, ספעיס-שיף נוצן די ספעציעלע סטרוקטור צו מאכן פולע נוצן פון באגרענעצטן פלאץ. רעכטעקיקע קאנטעינערס ווערן מערסטנס גענוצט צו מאקסימיזירן פלאץ נוצן ווען פלאץ איז באגרענעצט, ווי למשל רעכטעקיקע טאנק-וואגאנען פאר אויטאמאבילן און באן טאנק-וואגאנען. די קאַנטיינערס זענען בכלל נידעריק-דרוק אָדער אַטמאָספעריש-דרוק כלים, און לייטער וואָג איז בילכער.

די קאָמפּלעקסיטעט פון דער קאָמפּאָזיט מאַטעריאַל דרוק-געפֿעס סטרוקטור, די פּלוצעמדיקע ענדערונגען אין די ענד-קעפּלעך און זייער גרעב, און די וועריאַבלע גרעב און ווינקל פון די ענד-קעפּלעך ברענגען פילע שוועריקייטן צו דיזיין, אַנאַליז, קאַלקולאַציע און מאָלדינג. מאל דאַרפן קאָמפּאָזיט מאַטעריאַל דרוק-געפֿעסלעך ניט בלויז ווינדן אין פאַרשידענע ווינקלען און גיכקייט פאַרהעלטענישן אין די ענד-קעפּלעך, נאָר אויך דאַרפן פאַרשידענע ווינדן מעטאָדן דיפּענדינג אויף דער סטרוקטור. גלייכצייטיג מוז מען באַטראַכטן דעם איינפֿלוס פון פּראַקטישע פֿאַקטאָרן ווי דער קאָעפֿיציענט פון רייַבונג. דעריבער, נאָר אַ ריכטיקער און גלייַכגילטיקער סטרוקטורעלער דיזיין קען ריכטיק פירן דעם ווינדן פּראָדוקציע פּראָצעס פון...קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלדרוק כלים, דערמיט פראדוצירנדיק לייטוועיגהט קאמפאזיט מאטעריאל דרוק כלים פראדוקטן וואס טרעפן דיזיין רעקווייערמענטס.

מאַטעריאַלן פֿאַר פֿײַבער-געוואונדעטע דרוק כלים

די פיברע-געוואונדעטע שיכט, אלס דער הויפט לאסט-טראגנדיקער קאמפאנענט, מוז פארמאגן הויכע שטארקייט, הויכן מאדולוס, נידעריגע געדיכטקייט, טערמישע פעסטקייט, גוטע רעזין נאַסקייט, גוטע וויינדינג פּראָצעסאַביליטי, און איינהייטלעכע פיברע באַנדל טייטנאַס. געוויינטלעך גענוצטע פארשטארקנדיקע פיברע מאַטעריאַלן פאר לייכטע קאָמפּאָזיט דרוק כלים זענען טשאַד פיברע, PBO פיברע, אַראַמיד פיברע, און אולטראַ-הויך מאָלעקולאַר וואָג פּאָליעטילען פיברע.

קאַרבאָן פיברעאיז אַ פיבראָזיש קאַרבאָן מאַטעריאַל וועמענס הויפּט קאָמפּאָנענט איז קאַרבאָן. עס ווערט געשאַפן דורך קאַרבאָניזירן אָרגאַנישע פיברע פּריקורסאָרן ביי הויכע טעמפּעראַטורן און איז אַ הויך-פאָרשטעלונג פיברע מאַטעריאַל מיט אַ קאַרבאָן אינהאַלט וואָס איבערשטייגט 95%. קאַרבאָן פיברע האט אויסגעצייכנטע אייגנשאַפטן, און פאָרשונג אויף אים האָט זיך אָנגעהויבן איבער 100 יאָר צוריק. עס איז אַ הויך-שטאַרקייט, הויך-מאָדולוס, און נידעריק-דענסיטי הויך-פאָרשטעלונג וואונד פיברע מאַטעריאַל, דער הויפּט כאַראַקטעריזירט דורך די פאלגענדע:

1. נידעריקע געדיכטקייט און לייכטע וואָג. די געדיכטקייט פון טשאַד פיברע איז 1.7~2 ג/קמ³, וואָס איז גלייך צו 1/4 די געדיכטקייט פון שטאָל און 1/2 די געדיכטקייט פון אַלומינום צומיש.

2. הויכע שטאַרקייט און הויכע מאָדולוס: איר שטאַרקייט איז 4-5 מאָל העכער ווי שטאָל, און איר עלאַסטישער מאָדולוס איז 5-6 מאָל העכער ווי אַלומינום אַלויז, וואָס ווייזט אַבסאָלוטע עלאַסטישע אָפּזוך (זשאַנג עריאָנג און זון יאַן, 2020). די ציענדיקע שטאַרקייט און עלאַסטישער מאָדולוס פון טשאַד פיברע קענען דערגרייכן 3500-6300 MPa און 230-700 GPa, ריספּעקטיוולי.

3. נידעריגער קאעפיציענט פון טערמישער אויסברייטונג: די טערמישע קאנדוקטיוויטעט פון קוילן פיבער פארקלענערט זיך מיט דער פארגרעסערונג פון טעמפעראטור, מאכנדיג עס קעגנשטעליק צו שנעלער קילונג און הייצונג. עס וועט נישט צוריסן אפילו נאך קילן פון עטליכע טויזנט גראד צעלזיוס צו צימער טעמפעראטור, און עס וועט נישט שמעלצן אדער ווייכער ווערן אין א נישט-אקסידירנדיקער אטמאספערע ביי 3000℃; עס וועט נישט ווערן שוואך ביי פליסיקע טעמפעראטורן.

4. גוטע קעראָוזשאַן קעגנשטעל: קאַרבאָן פיברע איז אינערט צו זויערן און קען אַנטקעגנשטעלן שטאַרקע זויערן ווי קאָנצענטרירטע הידראָטשלאָריק זויער און שוועבל זויער. דערצו, קאַרבאָן פיברע קאַמפּאַזאַץ פאַרמאָגן אויך קעראַקטעריסטיקס ווי ראַדיאַציע קעגנשטעל, גוטע כעמישער פעסטקייט, די פיייקייט צו אַבזאָרבירן טאַקסיק גאַזן, און נעיטראָן מאַדעריישאַן, מאכן זיי וויידלי אַפּליקאַבאַל אין אַעראָספּייס, מיליטער, און פילע אנדערע פעלדער.

אַראַמיד, אַן אָרגאַנישע פֿאַזער סינטעזירט פֿון אַראָמאַטישע פּאָליפֿטאַלאַמידן, איז אַרויסגעקומען אין די שפּעטע 1960ער יאָרן. איר געדיכטקייט איז נידעריקער ווי די פֿון קוילן פֿאַזער. עס פֿאַרמאָגט הויכע שטאַרקייט, הויכע פּראָדוקציע, גוטע אימפּאַקט קעגנשטעל, גוטע כעמישע פעסטקייט, און היץ קעגנשטעל, און איר פּרייַז איז בלויז האַלב אַזוי הויך ווי קוילן פֿאַזער.אַראַמיד פֿײַבערסהאָבן בעיקר די פאלגענדע כאַראַקטעריסטיקס:

1. גוטע מעכאנישע אייגנשאפטן. אַראַמיד פיברע איז אַ פלעקסיבל פּאָלימער מיט העכערער ציענדיקער שטאַרקייט ווי געוויינטלעכע פּאָליעסטערס, וואַטע און ניילאָן. עס האט אַ גרעסערע פֿאַרלענגערונג, אַ ווייכע האַנטגעפֿיל און גוטע שפּינבאַרקייט, וואָס דערמעגלעכט עס צו ווערן געמאַכט אין פיבערס פון פֿאַרשידענע פיינקייט און לענג.

2. אויסגעצייכנט פלאַם-פאַרהיטנדיק און היץ-קעגנשטעל. אַראַמיד האט אַ לימיטירנדיק זויערשטאָף אינדעקס גרעסער ווי 28, אַזוי עס ברענט נישט ווייטער נאָך וואָס עס ווערט אַרויסגענומען פון אַ פלאַם. עס האט גוטע טערמישע פעסטקייט, קען ווערן גענוצט קאַנטיניואַסלי ביי 205℃, און האַלט אַ הויכע שטאַרקייט אפילו ביי טעמפּעראַטורן העכער 205℃. גלייכצייטיג, אַראַמיד פיבערס האָבן אַ הויכע דעקאָמפּאָזיציע טעמפּעראַטור, האַלט אַ הויכע שטאַרקייט אפילו ביי הויכע טעמפּעראַטורן, און אָנהייבן ערשט צו קאַרבאָניזירן ביי טעמפּעראַטורן העכער 370℃.

3. סטאַבילע כעמישע אייגנשאַפטן. אַראַמיד פֿײַבערס ווײַזן אַן אויסגעצייכנטע קעגנשטאַנד צו רובֿ כעמיקאַלן, קענען אַנטקעגנשטעלן זיך רובֿ הויכע קאָנצענטראַציעס פֿון נישט-אָרגאַנישע זויערן, און האָבן גוטע אַלקאַלי קעגנשטאַנד בײַ צימער טעמפּעראַטור.

4. אויסגעצייכנטע מעכאנישע אייגנשאפטן. עס פארמאגט אויסגעצייכנטע מעכאנישע אייגנשאפטן ווי אולטרא-הויך שטארקייט, הויך מאדולוס, און לייכטע וואג. זיין שטארקייט איז 5-6 מאל אזוי שטארק ווי שטאל דראט, זיין עלאסטישער מאדולוס איז 2-3 מאל אזוי שטארק ווי שטאל דראט אדער גלאז פיברע, זיין שטארקייט איז צוויי מאל אזוי שטארק ווי שטאל דראט, און זיין וואג איז נאר 1/5 אזוי שטארק ווי שטאל דראט. אראמאטישע פאליאמיד פיבערס זענען לאנג געווען ברייט גענוצט הויך-פארשטעלונג פיברע מאטעריאלן, הויפטזעכליך פאסיג פאר לופטפארט און אוויאציע דרוק כלים מיט שטרענגע באדערפענישן פאר קוואליטעט און פארעם.

PBO פיברע איז אנטוויקלט געוואָרן אין די פאַראייניקטע שטאַטן אין די 1980ער יאָרן ווי אַ פארשטארקנדיק מאַטעריאַל פֿאַר קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן וואָס זענען אנטוויקלט געוואָרן פֿאַר דער לופטפאָרט אינדוסטריע. עס איז איינער פון די מערסט פּראָמיסינג מיטגלידער פון דער פּאָליאַמיד משפּחה וואָס כּולל העטעראָסיקליק אַראָמאַטישע קאַמפּאַונדז און איז באַקאַנט ווי די סופּער פיברע פון ​​די 21סטן יאָרהונדערט. PBO פיברע פאַרמאָגט ויסגעצייכנט פיזיש און כעמישע אייגנשאַפטן; זייַן שטאַרקייט, עלאַסטיש מאָדולוס און היץ קעגנשטעל זענען צווישן די בעסטע פון ​​​​אַלע פיבערס. דערצו, PBO פיברע האט ויסגעצייכנט פּראַל קעגנשטעל, אַברייזשאַן קעגנשטעל און דימענשאַנאַל פעסטקייַט, און איז לייטווייט און פלעקסאַבאַל, מאכן עס אַן אידעאַל טעקסטיל מאַטעריאַל. PBO פיברע האט די פאלגענדע הויפּט קעראַקטעריסטיקס:

1. אויסגעצייכנטע מעכאנישע אייגנשאפטן. הויך-קוואַליטעט PBO פיברע פּראָדוקטן האָבן אַ שטאַרקייט פון 5.8 GPa און אַן עלאַסטישן מאָדולוס פון 180 GPa, די העכסטע צווישן עקזיסטירנדיקע כעמישע פיבערס.

2. אויסגעצייכנטע טערמישע פעסטקייט. עס קען אויסהאלטן טעמפּעראַטורן ביז 600℃, מיט אַ לימיטירנדיקן אינדעקס פון 68. עס ברענט נישט און שרינקט נישט אין אַ פלאַם, און זיין היץ קעגנשטעל און פלאַם פאַרהאַלטונג זענען העכער ווי יעדער אַנדערער אָרגאַנישער פיברע.

אלס א 21סטן יארהונדערט אולטרא-הויך-פארשטעלונג פיבער, פארמאגט PBO פיבער אויסגעצייכנטע פיזישע, מעכאנישע, און כעמישע אייגנשאפטן. איר שטארקייט און עלאסטישער מאדולוס זענען צוויי מאל אזוי שטארק ווי ארמיד פיבער, און זי פארמאגט די היץ-קעגנשטעל און פלאם-פארהאלטונג פון מעטא-ארמיד פאליאמיד. אירע פיזישע און כעמישע אייגנשאפטן זענען אינגאנצן העכער ווי די פון ארמיד פיבער. א 1 מ"מ דיאמעטער PBO פיבער קען הייבן אן אביעקט וואס וועגט ביז 450 ק"ג, און איר שטארקייט איז מער ווי 10 מאל אזוי שטארק ווי שטאל פיבער.

אולטרא-הויך מאָלעקולאַר וואָג פּאָליעטילען פיברע, אויך באַקאַנט ווי הויך-שטאַרקייט, הויך-מאָדולוס פּאָליעטילען פיברע, איז די פיברע מיט דער העכסטער ספּעציפֿישער שטאַרקייט און ספּעציפֿישער מאָדולוס אין דער וועלט. עס איז אַ פיברע געשפּינען פֿון פּאָליעטילען מיט אַ מאָלעקולאַרער וואָג פֿון 1 מיליאָן ביז 5 מיליאָן. אולטראַ-הויך מאָלעקולאַרער וואָג פּאָליעטילען פיברע האט דער עיקר די פֿאָלגנדיקע כאַראַקטעריסטיקס:

1. הויכע ספעציפישע שטארקייט און הויכע ספעציפישע מאדולוס. איר ספעציפישע שטארקייט איז מער ווי צען מאל אזוי שטארק ווי שטאל דראט מיטן זעלבן קראָס-סעקשאַן, און איר ספעציפישע מאדולוס איז צווייט נאר נאך ספעציעלע קוילן פיברע. טיפישערווייז, איר מאָלעקולאַרע וואָג איז גרעסער ווי 10, מיט א ציענדיקע שטארקייט פון 3.5 GPa, אן עלאַסטישע מאדולוס פון 116 GPa, און א פארלענגערונג פון 3.4%.

2. נידעריקע געדיכטקייט. איר געדיכטקייט איז בכלל 0.97~0.98 ג/קמ³, וואס ערלויבט עס צו שווימען אויף וואסער.

3. נידעריקע פארלענגערונג ביי ברעכן. עס האט א שטארקע ענערגיע אבזארפציע קאפאציטעט, אויסגעצייכנטע אימפאקט און שניט קעגנשטאנד, אויסגעצייכנטע וועטער קעגנשטאנד, און איז קעגנשטאנדיק צו אולטראוויאלעט שטראלן, נעיטראנען, און גאמא שטראלן. עס פארמאגט אויך הויכע ספעציפישע ענערגיע אבזארפציע, נידעריקע דיעלעקטרישע קאנסטאנטע, הויכע עלעקטראמאגנעטישע כוואליע טראנסמיטענס, און קעגנשטאנד צו כעמישע קאראזיע, ווי אויך גוטע טראָגן קעגנשטאנד און א לאנגע בייגונג לעבן.

פּאָליעטאַלין פיברע פארמאגט פילע העכערע אייגנשאפטן, דעמאַנסטרייטינג אַ באַטייטיק מייַלע אין דיהויך-פאָרשטעלונג פיברעמאַרק. פֿון מאָרינג ליניעס אין אָפשאָר נאַפט פֿעלדער ביז הויך-פאָרשטעלונג לייכטע קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן, ווײַזט עס אויף ריזיקע מעלות אין מאָדערנער מלחמה, ווי אויך אין די אַוויאַציע, עראָספּייס און מאַריטימע סעקטאָרן, שפּילנדיק אַ קריטישע ראָלע אין דיפענסיווע ויסריכט און אַנדערע געביטן.