• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Laminaty



    Podstrony: [1] [2] 3 [4]
    Przeczytaj także...
    Bakelit – najstarsze syntetyczne tworzywo sztuczne (fenolowo-formaldehydowe tworzywa sztuczne). Technologia produkcji bakelitu została wynaleziona przez Leo Hendrika Baekelanda na początku XX wieku (1907-1909).Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang. United States, US, United States of America, USA) – federacyjne państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu i Oceanem Atlantyckim od wschodu.
    Właściwości konstrukcyjne laminatów[ | edytuj kod]

    Szczególną cechą laminatów jest anizotropowość mechaniczna; wytrzymałość i sztywność laminatu jest bezpośrednio zależna od uformowania i kierunku ułożenia włókien konstrukcyjnych. Uwzględniające tę właściwość konstrukcje z laminatów są na ogół o wiele lżejsze i wytrzymalsze od większości konstrukcji z materiałów jednorodnych.

    Poliakrylany – organiczne związki chemiczne powstałe w wyniku polimeryzacji pochodnych kwasu akrylowego i kwasu metakrylowego. Należą do grupy polimerów nazywanych ogólnie jako tworzywa sztuczne. Materiały zawierające poliakrylany charakteryzują się przejrzystością, odpornością na pękanie i elastycznością zależną od zastosowanego składu merów. Poliakrylany odznaczają się odpornością na starzenie atmosferyczne, nie żółkną pod wpływem światła, mają korzystne właściwości optyczne i wytrzymałościowe. Cechy poliakrylanów kształtowane są przez dobór odpowiednich monomerów, zarówno ilościowy, jak i jakościowy.Japonia (jap. 日本, trb. Nihon lub Nippon) – państwo wyspiarskie usytuowane na wąskim łańcuchu wysp na zachodnim Pacyfiku, u wschodnich wybrzeży Azji, o długości 3,3 tys. km. Archipelag rozciąga się niemal południkowo (Japończycy utrzymują, że ich kraj ma kształt „trzydniowego Księżyca”) pomiędzy 45°33′ a 20°25′ stopniem szerokości północnej, od Morza Ochockiego na północy do Morza Wschodniochińskiego i Tajwanu na południu. Stolica Tokio jest usytuowana prawie dokładnie na tej samej szerokości geograficznej co Ateny, Pekin, Teheran i Waszyngton.

    W analizie pracy takiego niejednorodnego tworzywa jak żelbet można przyjąć wystarczająco dokładne założenie, że stalowe zbrojenie przenosi wyłącznie siły rozciągające, a beton – wyłącznie ściskające, i zgodnie z nim na podstawie przewidywanych obciążeń optymalnie zaprojektować żelazobetonowy element. W wypadku przeważającej większości tworzyw kompozytowych tak uproszczona analiza nie jest możliwa. Zakłada się, że włókna konstrukcyjne przenoszą zdecydowaną większość naprężeń zarówno ściskających, jak i rozciągających, natomiast substancja łącząca przenosi prawie wyłącznie siły ścinające, zapewniając współpracę włókien jako „klej” czy „łącznik”, którego rzeczywistą wytrzymałość bardzo trudno określić. Zgodne z powyższymi założeniami jest – bardzo ważne w praktyce – zjawisko znacznego (nieliniowego) spadku wytrzymałości laminatu zarówno przy nadmiarze, jak i niedoborze substancji łączącej. Trudności w analizie rzeczywistych warunków współpracy włókien konstrukcyjnych powodują że w projektowaniu kompozytów stosuje się do dziś raczej metody empiryczne niż ścisłe, a przewidywania teoretyczne dotyczące wytrzymałości kompozytów bardzo często okazują się błędne.

    Żywice epoksydowe – rodzaj jedno- lub dwuskładnikowych żywic syntetycznych, które są zdolne do tworzenia nietopliwych i nierozpuszczalnych tworzyw sztucznych na skutek reakcji sieciowania z udziałem ugrupowań epoksydowych.Zbrojenie – wkładki w postaci stalowych prętów, siatek lub innych kształtowników - np. umieszczone w betonie w celu zwiększenia jego wytrzymałości na rozciąganie. W geotechnice istnieje pojęcie gruntu zbrojonego - zbrojeniem mogą być tu zarówno elementy stalowe, jak również materiały takie, jak geotekstylia czy zużyte opony.

    Laminaty w ujęciu historycznym[ | edytuj kod]

    Laka[ | edytuj kod]

    Laminaty sztuczne wytwarzane są od tysięcy lat, przede wszystkim dotyczy to technologii tzw. laki orientalnej, stosowanej w Chinach co najmniej od V w. p. n.e. i w Japonii od III w. n.e. Wyroby z laki powstawały na ogół poprzez przesycanie wielu cienkich warstw papieru i tkanin żywicznym „samoutwardzalnym” sokiem z sumaka Rhus. Miały one bardzo wysoką wytrzymałość i odporność, ale (ze względu na ogromną pracochłonność, czasochłonność i ostre wymagania technologiczne produkcji) do celów innych niż dekoracyjne były używane dość rzadko, głównie jako elementy uzbrojenia (zbroi, tarcz, łuków etc.). Tym niemniej (zwłaszcza w Chinach) gorsze gatunki laki stosowano czasem – analogicznie do dzisiejszych laminatów – do wzmacniania budowli i konstrukcji drewnianych, np. kadłubów łodzi.

    II wojna światowa – największy konflikt zbrojny w historii świata, trwający od 1 września 1939 do 2 września 1945 roku (w Europie do 8 maja 1945), obejmujący zasięgiem działań wojennych prawie całą Europę, wschodnią i południowo-wschodnią Azję, północną Afrykę, część Bliskiego Wschodu i wszystkie oceany. Niektóre epizody wojny rozgrywały się nawet w Arktyce i Ameryce Północnej. Poza większością państw europejskich i ich koloniami, brały w niej udział państwa Ameryki Północnej i Ameryki Południowej oraz Azji. Głównymi stronami konfliktu były państwa Osi i państwa koalicji antyhitlerowskiej (alianci). W wojnie uczestniczyło 1,7 mld ludzi, w tym 110 mln z bronią. Według różnych szacunków zginęło w niej od 50 do 78 milionów ludzi.Kevlar (PPTA, poli(tereftalano-1,4-fenylodiamid) lub poli(p-fenylotereftalanoamid), -[-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n- ) − polimer z grupy poliamidów, a dokładniej aramidów, z którego przędzie się włókna sztuczne o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie.

    Laminaty na bazie włókien naturalnych[ | edytuj kod]

    Pierwsze, przemysłowo wytwarzane (od początku XX w.) laminaty były stosowane głównie do wytwarzania półfabrykatów elektro- i radiotechnicznych, a produkowane były przez prasowanie w wysokiej temperaturze warstw płótna (bawełnianego, konopnego, czasem jedwabnego) nasyconego termoutwardzalną żywicą fenolowo-formaldehydową (wówczas bakelitem). Taki laminat był zbyt ciężki i drogi, żeby na szerszą skalę wykorzystywać go w celach wyłącznie konstrukcyjnych, jednak próby takie były podejmowane np. w przemyśle samochodowym, a także do produkcji aparatury chemicznej, rurociągów i t.p.; Zostały one zarzucone głównie ze względów ekonomicznych i trudności w wytwarzaniu tą metodą elementów o wystarczająco dużych rozmiarach: naturalne tworzywa były na ogół o wiele tańsze i miały porównywalne lub lepsze właściwości mechaniczne.

    Epoksydowy materiał kompozytowy (CEMcomposite epoxy material (ang.)) − materiał kompozytowy zazwyczaj wykonany z paru powierzchni tkanin szklanych, włókniny szklanej, jak i papieru połączonych żywicą epoksydową. Dla potrzeb elektroniki kompozyt pokrywa się jednostronnie, lub z obu stron warstwą miedzi np. 18, 35 lub 70 mikrometrów. Po naniesieniu (nadrukowaniu) ścieżek i punktów lutowniczych płytka zostaje wytrawiona. Tak obrobiony materiał jest obwodem drukowanym (PCB) i może być bazowym elementem konstrukcyjnym chassis dla urządzeń elektronicznych takich jak: telewizor, radioodbiornik, radiostacja, monitor i laptop.Lignina (drzewnik) – jeden z podstawowych składników drewna (obok celulozy i hemiceluloz), w którym występuje w ilości ok. 20%. Jest substancją lepiszczową, powodującą zwartość struktury komórek drewna. Nadaje drewnu wytrzymałość na ściskanie i utrzymuje jego sztywność. Eliminacja ligniny (fachowo zwana delignifikacją), poprzez dodatek związków sodu (ługu warzelnego – związku silnie alkalicznego), z drewna prowadzi do zmiękczenia substancji drzewnej, co jest procesem niezbędnym podczas produkcji papieru.

    Potomkiem tej technologii są produkowane do dzisiaj półfabrykaty płytowe, nazywane potocznie „laminatem” składające się z kilku warstw prasowanego papieru nasyconego żywicą melaminową, zazwyczaj z jednostronnie naniesioną powłoką dekoracyjno-ochronną. Płyty te kiedyś były używane do produkcji tanich mebli, a dziś w różnych postaciach stosowane bywają do produkcji wykończeń budowlanych, stolarki itp. „Laminatem” jest nazywane także kompozytowe tworzywo w formie płyt będące najpopularniejszym podłożem do montażu urządzeń elektronicznych; produkowane jest głównie przez prasowanie warstw tkanin przesyconych żywicami epoksydowymi lub akrylowymi.

    Fornir (z niem.) – cienkie płaty drewna uzyskiwane przez skrawanie płaskie (styczne – w kierunku prostopadłym do włókien) lub obwodowe (łuszczenie). Płaty te mają grubość od 0,1 do 8,0 mm. Forniry dzielą się ze względu na zastosowanie na okleiny i obłogi. Fornir w zależności od efektywności rysunku (od gatunku drzewa) może być przeznaczony na sklejkę, okleinę (fornirowanie) lub drewno warstwowe prasowane.Wypełnienie (pot. plomba) – materiał odbudowujący tkanki zęba, utracone na skutek próchnicy lub innych uszkodzeń niepróchnicowego pochodzenia.

    Laminaty z włókien mineralnych i sztucznych[ | edytuj kod]

    Do pierwszych udanych prób stworzenia konstrukcyjnych kompozytów o zadowalających właściwościach doszło pod koniec II wojny światowej równolegle w Niemczech (IG Farben) i Stanach Zjednoczonych, m.in. dzięki opracowaniu opłacalnych technologii produkcji sztucznych żywic chemoutwardzalnych; wtedy też próbowano zastosować kompozyty w konstrukcjach samolotów.

    Obwód drukowany (ang. Printed Circuit Board, PCB) – płytka z materiału izolacyjnego z połączeniami elektrycznymi (tzw. ścieżkami) i punktami lutowniczymi (tzw. padami), przeznaczona do montażu podzespołów elektronicznych. Płytki obwodów drukowanych projektowane są pod kątem budowanego układu elektronicznego i wykonywane są techniką trawienia. Płytki obwodów drukowanych wytwarza się z płytek pokrytych warstwą miedzi, na które różnymi technikami nanoszony (drukowany) jest wzór ścieżek, a następnie celem otrzymania pożądanego wzoru wykonuje się obróbkę chemiczną. Farby pokrywające warstwę miedzi mogą być nanoszone sitodrukiem lub offsetem. Możliwe jest też wykonanie obwodu drukowanego przez nałożenie srebrnych farb przewodzących metodą sitodruku.Fenoplasty – tworzywa sztuczne na bazie żywic otrzymywanych w wyniku polimeryzacji fenolu i formaldehydu. Pierwsza metoda utwardzenia żywicy formaldehydowej dająca zastosowanie przemysłowe do wyrobu tworzyw sztucznych została opracowana w latach 1907-1908 przez Leo Hendrika Baekelanda. Wydarzenie to stało się jednocześnie narodzinami przemysłu syntetycznych tworzyw sztucznych, czyli tworzyw, do produkcji których używa się składników otrzymanych również na drodze syntetycznej, a nie pochodzenia naturalnego. Pierwotnie tworzywa te były nazywane od nazwiska wynalazcy bakelitem, choć sam bakelit to tylko jedna z odmian tego typu tworzyw.

    Lawinowy rozwój kompozytów rozpoczął się jednak dopiero w połowie lat 50., dzięki opracowaniu technologii produkcji tanich żywic poliestrowych, i łączenia ich z nieorganicznymi włóknami konstrukcyjnymi, tzw. włóknem szklanym. Technika nasycania żywicą mat i tkanin szklanych okazała się tak prosta i dostępna nawet dla prymitywnie wyposażonych zakładów produkcyjnych (także chałupniczych) że doprowadziła do rewolucji w produkcji małych łodzi, samolotów, szybowców i innych niskoseryjnych lub jednostkowych konstrukcji.

    Żywice poliestrowe – grupa żywic syntetycznych, których głównym składnikiem są różnego rodzaju poliestry. Najczęściej spotykane są dwuskładnikowe nienasycone żywice poliestrowe, w których proces sieciowania zachodzi w temperaturze pokojowej i jest oparty na rodnikowo inicjowanej reakcji między wiązaniami wielokrotnymi węgiel-węgiel występującymi w strukturze tych substancji.Żywica – substancja wytwarzana w niektórych roślinach, najczęściej w drzewach, szczególnie iglastych. Znajduje się w specjalnych przestrzeniach międzykomórkowych, lub przewodach żywicznych, i wytwarzana jest przez otaczające je komórki wydzielnicze (żywicorodne). U sosny przewody żywiczne są liczne, długie, biegną wzdłuż pnia i konarów, ponadto połączone są przewodami poprzecznymi, wskutek czego z miejsca uszkodzonego wypływają duże ilości żywicy przez długi czas. Żywica służy do zabezpieczania miejsc będących ranami drzewa. Barwa żywicy zależna jest od gatunku drzewa, z którego została pozyskana (od białej, przezroczystej do szarej).

    Laminaty hi-tech[ | edytuj kod]

    Popularność laminatów poliestrowo-szklanych (PS) doprowadziła do szybkiego opracowania podstawowych zasad wykorzystania ich właściwości (głównie jako „samonośnych” skorup o zmiennej grubości zależnej od koncentracji naprężeń, na szczątkowym, usztywniającym szkielecie), ale także intensywnego poszukiwania materiałów o jeszcze lepszych właściwościach, pozbawionych wad PS (głównie małej odporności na zmęczenie mechaniczne i wpływy atmosferyczne, a także skłonności do delaminacji). O wiele lepszym materiałem niż poliestry okazały się żywice epoksydowe (laminat ES), jednak z powodu dużo wyższej ceny i problemów technologicznych (lepkość, problemy z kontrolą szybkości i jakości utwardzania) do dziś nie są używane w masowej produkcji wyrobów laminatowych. Wyjątkiem są konstrukcje szybowcowe, w których wymagana jest większa wytrzymałość możliwa do uzyskania tylko przy użyciu kompozytów (ES).

    Nanorurki – struktury nadcząsteczkowe, mające postać pustych w środku walców. Współcześnie najlepiej poznane są nanorurki węglowe, których ścianki zbudowane są ze zwiniętego grafenu (jednoatomowej warstwy grafitu). Istnieją jednak także niewęglowe nanorurki (m.in. utworzone z siarczku wolframu) oraz nanorurki utworzone z DNA.Nomex (poli(izoftalano-1,3-fenylodiamid)) - polimer z grupy aramidów, wykorzystywany do produkcji włókien i arkuszy posiadających jednocześnie wysoką odporność mechaniczną i termiczną. Nazwa "nomex" jest zarejestrowanym znakiem towarowym firmy DuPont.

    Nie dotyczy to konstrukcji o wysokich parametrach, których koszt i pracochłonność wytwarzania są drugorzędne, np. większość dużych jachtów regatowych, prototypy niekonwencjonalnych pojazdów lub samolotów, i oczywiście obiekty militarne i kosmiczne. W wytwarzaniu takich konstrukcji ogromną rolę odegrało także zastosowanie innych niż szklane włókien konstrukcyjnych, przede wszystkim węglowych (tzw. carbon) a później aramidowych (kevlar, nomex).

    Włókna syntetyczne - włókna chemiczne wytwarzane w różnych procesach technologii chemicznej z polimerów nie występujących w przyrodzie (np. z poliamidów, poliestrów, poliuretanów), otrzymywanych z monomerów w procesach polimeryzacji lub polikondensacji. Proces wytwarzania włókien obejmuje m.in.:Dielektryk, izolator elektryczny – materiał, w którym bardzo słabo przewodzony jest prąd elektryczny. Może to być rezultatem niskiej koncentracji ładunków swobodnych, niskiej ich ruchliwości, lub obu tych czynników równocześnie.

    Laminaty epoksydowo-węglowe odznaczają się niezwykle korzystnym stosunkiem wagi do wytrzymałości i wyjątkowo dużą sztywnością, są jednak stosunkowo mało odporne na uderzenia i dynamiczne obciążenia. Tej wady nie mają nieco mniej sztywne laminaty kevlarowo-epoksydowe. W praktyce stosuje się łączenie tych dwóch rodzajów laminatu, zwłaszcza w konstrukcjach tzw. przekładkowych („sandwich”). Tkaniny węglowe i aramidowe są bardzo drogie, dlatego w mniej odpowiedzialnych miejscach takich superkonstrukcji w dalszym ciągu można spotkać laminaty ES.

    Sumak (Rhus L.) – rodzaj roślin należący do rodziny nanerczowatych. Należy do niego ok. 200 gatunków roślin. Gatunkiem typowym jest Rhus coriaria L..Laka – żywica sumaka lakowego (werniksowego; Toxicodendron vernicifluum, dawn. Rhus vernicifera) rosnącego na południe od rzeki Jangcy, używana w japońskiej i chińskiej sztuce zdobniczej, często barwiona i rzeźbiona.

    Powszechnie używane są drobniejsze, więc stosunkowo tańsze i prostsze w produkcji elementy z kompozytów węglowych, tzn. maszty mniejszych łodzi, ramy wyczynowych rowerów, szkielety namiotów, wędziska i t.p.

    Niezwykle wytrzymałym materiałem jest kompozyt oparty na monokrystalicznych włóknach boru, jednak jego cena ogranicza zastosowanie wyłącznie do celów militarnych i kosmicznych. Niedostępne na rynku są produkty i technologie produkcji kompozytów w całości nieorganicznych (ceramicznych i metalowych); ich właściwości w krajach gdzie są produkowane na skalę przemysłową (USA, Japonia, Rosja, być może Chiny) są objęte tajemnicą wojskową.

    FR-4 (również czasem FR4 lub FR 4) jest to nadawane przez amerykańską organizację National Electrical Manufacturers Association (NEMA) oznaczenie typu wzmacnianego włóknem szklanym laminatu epoksydowego, który może mieć postać arkuszy, rur, prętów. Wykonywany jest on z tkaniny z włókna szklanego spojonej żywicą epoksydową (ogniotrwałą i samogasnącą). Dla potrzeb elektroniki laminat pokrywa się jednostronnie, lub z obu stron warstwą miedzi np. 18, 35 lub 70 mikrometrów. Po naniesieniu (nadrukowaniu) ścieżek i punktów lutowniczych płytka zostaje wytrawiona. Tak obrobiony materiał jest obwodem drukowanym (PCB) i może być bazowym elementem konstrukcyjnym chassis dla urządzeń elektronicznych takich jak: telewizor, radioodbiornik, radiostacja, monitor i laptop.Włókno węglowe (włókno karbonizowane) – włókno powstające w wyniku kontrolowanej pirolizy poliakrylonitrylu i innych polimerów organicznych, składające się prawie wyłącznie z rozciągniętych struktur węglowych podobnych chemicznie do grafitu.


    Podstrony: [1] [2] 3 [4]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Celuloza – nierozgałęziony biopolimer, polisacharyd zbudowany liniowo z 3000 - 14000 cząsteczek glukozy połączonych wiązaniami β-1,4-glikozydowymi. Łańcuchy te mają długość ok. 7 μm. Wiązanie β przyczynia się do utworzenia sztywnych, długich nitek, które układają się równolegle, tworząc micele powiązane mostkami wodorowymi. W czystej postaci celuloza jest białą, pozbawioną smaku i zapachu, nierozpuszczalną w wodzie substancją. Jej trawienie umożliwia grupa enzymów zwanych celulazami.
    Drewno, ksylem (z gr. ksylos – drewno) – złożona tkanka roślinna roślin naczyniowych, zajmująca przestrzeń między rdzeniem, a kambium. Jej główną funkcją jest rozprowadzanie wody i rozpuszczonych w niej soli mineralnych, pobieranych przez korzenie, po całej roślinie. U roślin strefy klimatów umiarkowanych wiosną, gdy rozpoczyna się okres wegetacji transportuje również substancje odżywcze z elementów spichrzowych (są to głównie korzenie i pnie) do rozwijających się pędów i liści. Większość komórek wchodzących w skład drewna ma zdrewniałe ścianki, przez co drewno pełni również funkcję mechaniczną.
    Melamina, inaczej cyjanuramid, (2,4,6-triamino-1,3,5-triazyna) – aromatyczny związek chemiczny z grupy amin, pochodna triazyny. Otrzymywany (obecnie tylko na skalę laboratoryjną) w procesie trimeryzacji cyjanamidu oraz (na skalę przemysłową) z kwasu izocyjanowego metodami katalicznymi oraz wysokociśnieniowymi. Jest bezbarwną substancją krystaliczną.
    Żelbet (stalbet, stalobeton, żelazobeton, potocznie nieprawidłowo nazywany też żelbetonem) – element konstrukcyjny powstały przez połączenie betonu z wkładkami stalowymi. Połączenie tych dwóch materiałów jest powszechnie stosowane w budownictwie. Beton jest materiałem przenoszącym naprężenia ściskające, jednak jego wytrzymałość na rozciąganie jest bardzo mała. Stal w elemencie żelbetowym przenosi głównie naprężenia rozciągające, choć często stosuje się zbrojenie ściskane. Połączenie stali i betonu pozwala budować konstrukcje różnego typu. Do zbrojenia stosuje się wkładki w postaci prętów, lin, strun, kabli i siatek. Można spotkać także konstrukcje ze "sztywnym zbrojeniem", tzn. takie, w których elementy stalowe o dużych przekrojach (np. dwuteowniki, ceowniki) są wykorzystane jako rdzeń, np. w słupie kompozytowym.
    Luty – drugi miesiąc w roku, według używanego w Polsce kalendarza gregoriańskiego, ma 28, a w latach przestępnych 29 dni.
    Materiał kompozytowy, kompozyt − materiał o strukturze niejednorodnej, złożony z dwóch lub więcej komponentów (faz) o różnych właściwościach. Właściwości kompozytów nigdy nie są sumą, czy średnią właściwości jego składników. Najczęściej jeden z komponentów stanowi lepiszcze, które gwarantuje jego spójność, twardość, elastyczność i odporność na ściskanie, a drugi, tzw. komponent konstrukcyjny zapewnia większość pozostałych własności mechanicznych kompozytu.
    Lepiszcze – rodzaj spoiwa łączącego materiały sypkie w jednolitą masę. Lepiszcze działa podobnie do kleju, jednak jest używane przeważnie w połączeniu z prasowaniem pod dużym ciśnieniem.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.027 sek.