Fötin sem þú klæðist, símahulstrið sem þú geymir, jafnvel húsið sem þú býrð í og bíllinn sem þú keyrir, allt byggjast á grunnefni-trefjum. En í dag munum við ekki tala um bómull, hör eða silki; í staðinn munum við kynna þér fjórar „harðkjarna“ trefjar sem munu kollvarpa hefðbundinni skynjun. Þær virðast mjúkar en samt er hægt að nota þær til að búa til flugvélar, eldflaugar og skotheldan búnað; þeir eru léttir sem fjöður, en styrkur þeirra er langt umfram stál. Þetta eru fjórir afkastamiklir-þræðir sem leiða framtíð háþróaðrar framleiðslu.
Alþjóðleg þróunarþróun 11 tegunda af-afkastamiklum trefjaefnum og spám og uppsetningu á trefjaiðnaði_samsettum efnum í landinu mínu
Þú gætir haldið að trefjar séu aðeins til að búa til föt. Reyndar hafa nútíma trefjaefni gengið í gegnum algjöra umbreytingu. Innréttingar þeirra eru fylltar af óteljandi fínum þráðum og svitaholum. Þessi einstaka uppbygging gerir þá bæði mjúka og þunga-þunga, bæði hita-einangrandi og leiðandi. Einfaldlega sagt sameina þeir að því er virðist misvísandi eiginleika, verða „töfraefnin“ sem verkfræðinga dreymir um.
Eins og er, eru fjórir helstu „konungar“ stefnumótandi há-trefja sem eru viðurkenndir á heimsvísu: koltrefjar, para-aramíð, ofur-pólýetýlen trefjar með miklum mólþunga og basalttrefjar. Hvað gerir þá fær um að breyta heiminum? Við skulum líta á þá einn af öðrum. I. Koltrefjar: konungur léttvigtar, „svarta gullið“ í háþróaðri framleiðslu-
Ef það væri efni sem væri aðeins fjórðungur af stáli en væri 5 til 7 sinnum sterkara, í hvað myndir þú nota það? Svarið er koltrefjar.
Það er þunnt eins og hár, kolsvart og gljáandi, og er fagnað sem „svartu gulli“. Mesta aðdráttarafl koltrefja liggur í miklum léttleika og styrk. Samsett efni úr því geta komið í stað álhluta í bifreiðum og dregið úr þyngd um 20% -40%; ef skipt er um stálhluta getur þyngdarminnkunin orðið allt að 60% -80%!
Þetta táknar hagkvæmnibyltingu. Léttari yfirbyggingar bíla leyfa lengri akstursdrægni í nýjum orkutækjum; léttari íhlutir flugvéla spara umtalsvert magn af eldsneyti. Þess vegna, allt frá topp-sportbílum og stórum farþegaflugvélum (eins og Boeing 787, sem notar mikið koltrefjasamsett efni), til risastórra vindmyllublaða og háþróaðra-íþróttabúnaðar (svo sem spaðar og reiðhjólagrind), er það alls staðar.
Hann er líka ótrúlega fjölhæfur: hita-þolinn, tæringarþolinn-og með lágan varmaþenslustuðul. Sem stendur er aðalnotkun þess í samsettum efnum með efnum eins og epoxýkvoða til að búa til háþróuð samsett efni með óviðjafnanlega frammistöðu. Það má segja að sá sem nær tökum á stóra-framleiðslu hágæða koltrefja- hafi lykilinn að hágæða-framleiðslu.
II. Para-aramid: The Seigur „Gullna Þráðurinn,“ The Unsung Hero Protecting Safety
Þegar minnst er á Kevlar hugsa margir um skotheld vesti. Kjarnaefni þess er para-aramid (PPTA).
Þetta er trefjar með gylltum gljáa. Hann er einstaklega sterkur, 5 til 6 sinnum sterkari en stálvír, á sama tíma og hann hefur mjög lágan þéttleika, sem gerir hann mun léttari en stálvír. Jafnvel meira merkilegt, það býr yfir afar mikilli hörku og höggþol-gífurleg hreyfiorka kúlu dreifist hratt og frásogast af henni.
FAST skotheldur hjálmur PE/aramid efni 3A.44 gráðu GA2 gráðu öryggisþjálfunarhjálmur - Alibaba
Þess vegna hefur það orðið valið efni fyrir "lífsforráðamenn": skotheld vesti, skotheldir hjálma, skurðþolna-hanska... Á mikilvægum augnablikum getur það bjargað mannslífum.
En notkun þess nær langt út fyrir þetta. Það er hita-þolið, logavarnarefni-og einangrandi, sem gerir það hentugt til að framleiða há-hitahluta í geimiðnaðinum; í bílaiðnaðinum kemur það í stað asbests í bremsuklossum og slöngum; það getur einnig styrkt ljósleiðara og verndað trefjarkjarna. Það er bæði hagnýtt og burðarvirkt efni, ómissandi stefnumótandi auðlind í landvörnum og nútíma iðnaði.
III. Ofur-Pólýetýlen trefjar með mikla mólþunga: „Sterkasta mjúka brynjan“ léttari en vatn
Ef fyrstu tvær trefjarnar hafa einhverja „þyngd“ þá eru ofur-pólýetýlen trefjar með miklum mólþunga (UHMWPE) sannarlega „létt eins og fjöður“. Þéttleiki þess er minni en vatns og flýtur þegar honum er kastað í vatn.
Ekki vanmeta það! Það er eins og er trefjar með hæsta „sértæka styrkleika“ (styrkur til þéttleikahlutfalls) í heiminum, sem þýðir að hún er sterkust við sömu þyngd. Það hefur framúrskarandi hörku og ofursterka orkugleypnigetu.
Framboð af ofur-pólýetýlenþræði með mikilli mólþunga, hár-styrkur, slitþolinn-þolinn, skurður-þolinn, UV-þolinn UHMWPE trefjar - Alibaba
Það er þekkt sem þriðja kynslóð af-afkastamiklum trefjum á eftir koltrefjum og aramíðtrefjum. Vegna mjúkrar áferðar og auðveldrar vinnslu er hægt að flétta það í ýmis form. Í hernum er það tilvalið efni til að framleiða skotheldar brynjur og plötur; í siglingum eru kaplar úr því léttir, sterkir og tærast aldrei; í íþróttum myndar það striga efstu-seglbáta og umgjörð skíða; í daglegu lífi eru háu-slitþolnu-tólin og skurðþolnir-efnin sem þú gætir notað öll úr því.
Markaðsgögn tala sínu máli: alþjóðleg eftirspurn heldur áfram að vaxa hratt og Kína er bæði stór framleiðandi og stærsti neytandi heims. Í framtíðinni mun nærvera þess verða æ áberandi, allt frá sjókvíaeldi til persónuhlífa.
IV. Basalt trefjar: "Green Rock Silk" frá Volcanoes
Að lokum hefur þessi trefjakóngur mestan "grasrótar" uppruna, beint úr náttúrulegu basaltgrýti. Basalttrefjar eru fengnar með því að bræða steininn við háan hita og draga hann svo fljótt í trefjar.
Það hefur mikla styrkleika og hitaþol og framúrskarandi einangrun, hitaeinangrun og tæringarþol. En mesti kostur þess er „græn og umhverfisvæn“ náttúran. Með ótæmandi hráefni, lágmarksmengun við framleiðslu, ó-eitruðum vörum og niðurbrjótanlegum úrgangi er basalttrefjum hyllt sem „grænt iðnaðarefni“ 21. aldarinnar.
Hvað er basalt trefjar?
Þrátt fyrir að landið mitt hafi byrjað seinna hefur þróun þess verið hröð og hefur náð-framleiðandi stigum í heiminum bæði í tækni og framleiðslu. Mikilvægara er að afar ríkar basalt jarðefnaauðlindir lands míns leggja traustan grunn að þróun þess.
Eins og er, er það mikið notað í vegagerð (járnbentri steinsteypu), einangrun útblástursröra bíla og-eldvarinn dúkur. Með auknum kröfum um umhverfisvernd hefur þetta -hagkvæma og umhverfisvæna efni ótakmarkaða möguleika.
Þessar fjórar trefjar, hver með sínum einstaka styrkleika, styðja sameiginlega burðarás nútíma háþróaðrar framleiðslu.
Koltrefjar sækjast eftir fullkominni frammistöðu, aramíð verndar mikilvægt öryggi, pólýetýlen trefjar koma á jafnvægi milli léttra og mikils styrkleika, og basalt trefjar ryðja brautina fyrir græna framleiðslu. Uppgangur þeirra er ekki bara sigur fyrir efni, heldur táknar einnig byltingu í framleiðsluheimspeki: frá „grófu og fyrirferðarmiklu“ til „létts, þunns, sterks og snjallts,“ frá auðlinda-frekum til umhverfisvænnar sambúðar.
Kína hefur skráð þessar fjórar trefjar sem lykilefni fyrir forgangsþróun. Þetta kapphlaup um efni skiptir sköpum fyrir framtíð framleiðslunnar. Við höfum þegar náð framförum frá engu í eitthvað, frá því að ná í okkur að halda í við að hluta. Næsta skref er að færa sig frá því að „hafa“ yfir í „að skara fram úr,“ og ná fram byltingum í fremstu-forritum og upprunalegri tækni.
