TÄIUSTATUD KOMPOSIIT DISAIN

RIKKIMISREŽIIMIPÕHINE TÄPSUSTAHENDUS

NANOARC kvantmaterjalid on täiustatud nanokomposiidid, mis on loodud komposiitsüsteemide tugevdamiseks täpselt seal, kus purunemine algab. Nanoskaalas töötades pakuvad need materjalid ebaproportsionaalselt suuri parandusi tugevuses, vastupidavuses ja töökindluses ülimadalate koormuste korral, ilma massi suurendamata, geomeetriat muutmata või väljakujunenud tootmisprotsesse häirimata.

Kosmose-, lennundus-, kaitse- ja muude suure töökindlusega rakenduste jaoks loodud NANOARC materjalid võimaldavad kergemate, kauakestvamate ja kahjustusi taluvamate komposiitsüsteemide loomist.

VÄLTIDA RIKKE KÄIVITUMISE

Enamik konstruktsioonide projekteerimise lähenemisviise keskendub komponentide piisavalt tugevaks muutmisele, et need kahjustustele vastu peaksid jääma ka pärast nende tekkimist. See nõuab tavaliselt lisamaterjali, kõrgemaid ohutustegureid ja suuremat keerukust.

NANOARC läheneb asjale teistmoodi.

Täiustatud komposiitides algab purunemine harva struktuuri tasandil. See algab nano- ja mikrotasandil selliste mehhanismide kaudu nagu maatriksi mikropraod, kiudude ja maatriksi vahelise sideme eraldumine, kihtidevaheline delaminatsioon, terade piiride lagunemine või pinna kulumine. Kui see kahjustus on alanud, levib see kiiresti makroskoopiliseks purunemiseks.

NANOARC kvantmaterjalid sekkuvad selles varases staadiumis. Maatriksite, liideste, terade piiride ja pinnalähedaste piirkondade tugevdamise abil pärsivad nad kahjustuse teket enne, kui see muutub struktuurilt oluliseks. Tulemuseks on süsteem, mis on purunemisele algusest peale vastupidav, selle asemel, et loota kahjustuste taluvusele hiljem.

See nihe vastupidavuselt ennetamisele võimaldab märkimisväärset jõudluse kasvu ilma massi- või disainikaristusteta.

MIDA NANOARC KVANT MATERJALID PAKUVAD

• Tugevdamine mastaabis, kus purunemine tekib

• Mittelineaarne jõudluse kasv üliväikeste materjalikoormuste korral

• Parem purunemiskindlus, väsimuse tekkimise aeg ja kulumiskindlus

• Kõrge termiline stabiilsus äärmuslikes keskkondades

• Sujuv integreerimine olemasolevate komposiitmaterjalide tootmisprotsessidega

NANOARC materjalid toimivad jõudlusvõimenditena, mitte esmaste koormust kandvate tugevdus materjalidena.

LAHENDUSED

KVANTNANOKOMPOSIIDI TEHNOLOOGIA

NANOARC kvantmaterjalid on ligandivabad, täppistehnoloogiliselt loodud nanomaterjalid, mille iseloomulikud mõõtmed on tavaliselt alla 20 nm. Kontrollitud nanoarhitektuuride hulka kuuluvad aatomiliselt õhukesed lehed, sfäärilised nanoosakesed, õõnsad poolkerakujulised osakesed ja nanotorud.

Need arhitektuurid on loodud nii, et need suhtlevad otseselt polümeerahelate, metalliterade piiride, keraamiliste maatriksite ja pinnakihtidega, muutes pingeülekannet ja energia hajumist nanoskaalas. See võimaldab pigem rikkeid ennetada kui kahjustustejärgset taluvust.

RIKKUMISMOODULIST JUHENDATUD KOMPOSIIT DISAINIS

Enamik täiustatud komposiitsüsteeme ei purune mitte ebapiisava tugevuse, vaid lokaliseeritud mikro- ja nanoskaala tunnuste varajases staadiumis tekkivate kahjustuste tõttu.

NANOARC-materjalid võimaldavad rikkepõhist projekteerimismetoodikat, tugevdades rikkemehhanismi, mitte koormusteed. Pragude tekkimise, pindadevahelise eraldumise ja kulumise pärssimisega nende algpunktis pikeneb konstruktsiooni üldine vastupidavus ja kasutusiga oluliselt ilma põhistruktuuri ümberprojekteerimiseta.

NANOADDITIIVID JA KIRURGILINE TUGEVDUS

MADALA KOORMUSEGA NANOADITIIVID

Nanoaditiividena muudavad NANOARC-materjalid maatriksi käitumist molekulaarsel ja aatomilisel tasandil. Need tugevdavad lokaalset sidet, suurendavad vastupidavust pragude tekkimisele ning parandavad väsimus- ja keskkonnakindlust.

See roll on kõige efektiivsem seal, kus maatriksist tingitud kahjustused määravad jõudluse.

KIRURGILINE STRUKTUURNE TUGEVDAMINE

Kirurgiliste tugevdusmaterjalid ena kantakse NANOARC materjale lokaalselt teadaolevatele purunemise algus tsoonidele, sealhulgas:

• Kiud-maatriksi liidesed

• Kihtidevahelised vaigurikkad piirkonnad

• Metallide terade piirid

• Pind ja pinnalähedased kihid

Eesmärk on peatada kahjustus enne selle levikut, muutmata kiudude arhitektuuri, komponentide geomeetriat või tööriistu.

AEROSKOSMOSE KOMPOSIIDID

Lennundus- ja kosmosestruktuurides kannavad kiud tavaliselt koormust, samas kui purunemine algab maatriksis või liideses. NANOARC kvantmaterjalid tugevdavad neid nõrku kohti, vähendades delaminatsiooni, parandades väsimuse tekkimise aega ja suurendades kahjustuste taluvust.

Kasutusalad hõlmavad primaarseid ja sekundaarseid süsinikkiust tugevdatud konstruktsioonide struktuure, mootoriga külgnevaid komposiitkomponente ning erosiooni- ja kulumiskindlaid lennunduskatteid.

KOSMOSESÜSTEEMID JA -STRUKTUURID

Kosmosesüsteemid nõuavad rangete massipiirangute korral äärmist töökindlust. NANOARC-materjalid takistavad polümeer- ja metallsüsteemide rikete teket, parandades väsimuskindlust, termilist stabiilsust ja kiirgustaluvust ilma kaalu lisamata.

See võimaldab pikemat kasutusiga ja suuremat missiooni töökindlust ilma konstruktsiooni ümberkujundamiseta.

KAITSEALASED RAKENDUSED

Kaitseplatvormid saavad kasu materjalidest, mis peavad vastu kahjustuste akumuleerumisele pideva töökoormuse all.

NANOARC kvantmaterjalid suurendavad kulumiskindlust, vastupidavust ja kahjustustaluvust, võimaldades samal ajal järkjärgulist täiustamist vananenud platvormidele. Nende väikese koormusega ja lokaliseeritud tugevdusmeetod sobib hästi moderniseerimis- ja eluea pikendamise programmidega.

TÖÖSTUS- JA ENERGIA SÜSTEEMID

Tööstus- ja energiakeskkondades ennetavad NANOARC-materjalid kulumisest ja väsimusest tingitud rikkeid, tugevdades pindu, maatrikseid ja liideseid kahjustuse tekkimise kohas. See parandab tööriistade, katete ning mehaaniliselt või termiliselt tsükliliselt töödeldud komponentide pikaajalist töökindlust.

PÕHILINE ARUSAAM

Enneta ebaõnnestumise algust, selle asemel, et muuta ebaõnnestumisest ellujäämine raskemaks.

NANOARC kvantmaterjalid võimaldavad luua kergemaid, usaldusväärsemaid ja kauakestvamaid komposiitsüsteeme, luues vastupidavuse nanoskaalas – seal, kus kahjustused tekivad, mitte seal, kus neid täheldatakse.