تصنيف المواد

تشير المادة المركبة إلى مادة تتكون من مادتين مختلفتين أو أكثر مجتمعتين بطرق مختلفة. يمكنه تشغيل مزايا المواد المختلفة ، والتغلب على عيوب مادة واحدة ، وتوسيع نطاق تطبيق المواد. نظرًا لخصائص الوزن الخفيف والقوة العالية والمعالجة والتشكيل المريحة والمرونة الممتازة ومقاومة التآكل الكيميائي ومقاومة الطقس الجيد ، فقد حلت المواد المركبة تدريجياً محل الخشب والسبائك المعدنية ، وتستخدم على نطاق واسع في الفضاء والسيارات والكهرباء والإلكترونيات ، البناء ومعدات اللياقة البدنية وغيرها من المجالات ، في السنوات الأخيرة تم تطويرها بسرعة.

المواد والمعالجة ونوع الصب

مع تطور العلم والتكنولوجيا ، تستمر تكنولوجيا الراتنج والألياف الزجاجية في التحسن ، وتحسنت القدرة التصنيعية للمصنعين بشكل عام ، بحيث تم قبول سعر وتكلفة المواد المركبة المقواة بالألياف الزجاجية من قبل العديد من الصناعات ، ولكن قوة المواد المركبة المقواة بالألياف الزجاجية ليست كافية. يضاهي المعدن. لذلك ، ظهرت ألياف الكربون وألياف البورون وغيرها من المواد المركبة المقواة واحدة تلو الأخرى ، مما يجعل عائلة مواد البوليمر المركبة أكثر اكتمالًا ، وأصبحت مادة أساسية للعديد من الصناعات. في الوقت الحاضر ، وصل الإنتاج السنوي للمواد المركبة في العالم إلى أكثر من 5.5 مليون طن ، ووصلت قيمة الإنتاج السنوي إلى أكثر من 130 مليار دولار أمريكي. إذا تم تضمين المنتجات عالية القيمة للفضاء العسكري في أوروبا والولايات المتحدة ، فستكون قيمة الإنتاج أكثر روعة. من منظور عالمي ، يتركز إنتاج المواد المركبة في العالم بشكل أساسي في أوروبا وأمريكا وشرق آسيا.

في السنوات الأخيرة ، استمر إنتاج المواد المركبة والطلب عليها في أوروبا والولايات المتحدة في النمو ، بينما تطورت اليابان في آسيا ببطء نسبيًا بسبب الانكماش الاقتصادي ، لكن السوق في الصين ، وخاصة في الصين القارية ، يتطور بسرعة . وفقًا لإحصاءات PPG ، أكبر مصنع للمواد المركبة في العالم ، في عام 2000 ، كانت الحصة العالمية للمواد المركبة في أوروبا حوالي 32 ٪ ، وكان الإنتاج السنوي حوالي 2 مليون طن. في الوقت نفسه ، كان متوسط ​​معدل النمو السنوي للمواد المركبة في الولايات المتحدة في التسعينيات حوالي ضعف معدل نمو الناتج المحلي الإجمالي للولايات المتحدة ، حيث وصل إلى 4٪ إلى 6٪. في عام 2000 ، بلغ الإنتاج السنوي من المواد المركبة في الولايات المتحدة حوالي 1.7 مليون طن. على وجه الخصوص ، أدت الزيادة السريعة في المواد المركبة للسيارات إلى عودة ظهور السيارات الأمريكية في السوق العالمية. يرتبط تطوير المواد المركبة في آسيا في السنوات الأخيرة ارتباطًا وثيقًا بالتغيرات الشاملة في الاقتصاد السياسي ، وتختلف حصة البلدان اختلافًا كبيرًا. بشكل عام ، ستستمر المركبات في آسيا في النمو ، بإجمالي إنتاج يبلغ حوالي 1.45 مليون طن في عام 2000 وإجمالي متوقع يبلغ 1.8 مليون طن في عام 2005.

تاريخ التطور المادي

من وجهة نظر التطبيق ، تستخدم المواد المركبة بشكل أساسي في صناعة الطيران والسيارات وغيرها من الصناعات في الولايات المتحدة وأوروبا. في عام 2000 ، بلغت كمية المواد المركبة المستخدمة في قطع غيار السيارات في الولايات المتحدة 148000 طن ، وقدرت كمية المواد المركبة المستخدمة في قطع غيار السيارات الأوروبية لتصل إلى 105000 طن في عام 2003. في اليابان ، تستخدم المواد المركبة بشكل أساسي للأغراض السكنية البناء ، مثل معدات الحمامات. ومع ذلك ، من منظور عالمي ، فإن صناعة السيارات هي أكبر مستخدم للمواد المركبة ، وإمكانات التطوير المستقبلية لا تزال ضخمة ، ويتم حاليًا تطوير العديد من التقنيات الجديدة. على سبيل المثال ، من أجل تقليل ضوضاء المحرك وزيادة راحة السيارات ، تُبذل جهود لتطوير ألواح فولاذية مخمدات الاهتزاز مع راتينج لدن بالحرارة ملتصقة بين طبقتين من الألواح المدلفنة على البارد ؛ بدأ قضيب التوصيل وجلبة المحمل في استخدام مواد مركبة مصفوفة معدنية. من أجل تلبية متطلبات السيارات خفيفة الوزن ، سيتم تطبيق المزيد والمزيد من المواد المركبة الجديدة في صناعة تصنيع السيارات. في الوقت نفسه ، مع زيادة التركيز على قضايا حماية البيئة في السنوات الأخيرة ، تم أيضًا تعزيز تطبيق مواد البوليمر المركبة لتحل محل الخشب. على سبيل المثال ، تم استخدام المواد المركبة المعالجة من الألياف النباتية ونفايات البلاستيك على نطاق واسع في أمريكا الشمالية كمنصات نقالة وصناديق تغليف لتحل محل المنتجات الخشبية ؛ أصبحت المواد المركبة القابلة للتحلل أيضًا محور التطوير والبحث في الداخل والخارج.

بالإضافة إلى ذلك ، جذبت تكنولوجيا النانو انتباه الناس تدريجيًا ، كما أصبح البحث عن مواد المركبات النانوية وتطويرها نقطة ساخنة جديدة. يمكن للبلاستيك المعدل بالنانو تغيير الحالة الكلية والتشكل البلوري للبلاستيك ، بحيث يكون لها خصائص جديدة. أثناء التغلب على التناقض غير المتوافق بين صلابة ومتانة المواد التقليدية ، تم تحسين الخصائص الشاملة للمواد بشكل كبير.