Свойства композитных материалов
В мире инженерных инноваций композитные материалы стали настоящим прорывом, объединив в себе лучшие свойства различных компонентов. Их уникальная структура позволяет создавать решения, которые превосходят традиционные материалы по прочности, легкости и долговечности. Но что именно делает их такими востребованными в авиации, строительстве, энергетике и даже повседневных товарах? Давайте разберем ключевые преимущества, которые выводят композиты на передний край современных технологий.
Высокая прочность и легкость.
Композиционные материалы отличаются высокой прочностью при малом весе, что обеспечивает экономичность конструкций и снижение затрат на транспортировку и монтаж.
Прочность композитов сопоставима с металлами, но при значительно меньшем удельном весе, что повышает энергоэффективность изделий.
2. Устойчивость к коррозии и химическим воздействиям.
Благодаря специальным покрытиям и структуре материала, композиты устойчивы к воздействию агрессивных сред, влаги, кислот и щелочей, что увеличивает срок службы конструкций.
Отсутствие коррозионных процессов уменьшает затраты на ремонт и обслуживание сооружений.
3. Возможность проектирования сложных форм.
Гибкость производственного процесса позволяет изготавливать изделия практически любых конфигураций и размеров, что упрощает проектирование и ускоряет строительство.
Легкость обработки и сборки сокращает временные издержки и улучшает эргономику производственных процессов.
4. Улучшенные теплоизоляционные свойства.
Низкая теплопроводность композитов обеспечивает высокие энергосберегающие характеристики зданий и сооружений, снижая расходы на отопление и кондиционирование помещений.
Высокие изоляционные свойства способствуют снижению шума и вибрации, улучшая комфорт обитаемых пространств.
5. Долговечность и надежность.
Длительный срок службы композиций обусловлен стойкостью к механическим повреждениям, ультрафиолетовому излучению, климатическим условиям и износу.
Надежность и долговечность обеспечивают стабильную эксплуатацию объектов на протяжении длительного периода времени.
6. Экологическая безопасность.
Материалы экологически чистые, не выделяют вредных веществ и соответствуют современным стандартам безопасности здоровья человека и окружающей среды.
Применение вторичного сырья и переработанных компонентов снижает нагрузку на природные ресурсы планеты.
Сдерживающим барьером пока еще является достаточно высокая цена относительно традиционных материалов. Но это как на любом новом рынке — по мере масштабирования его, по мере более широкого применения цена неуклонно будет снижаться. И поэтому я сравниваю очень часто наш композитный мир с сотовой связью 30 лет назад, когда все мы еще ходили с пейджерами и с такими большими «кирпичами» дорогостоящими, которые могли делать только звонки и смс передавать. Никто даже представить не мог, какую роль смартфоны сегодня в нашей жизни будут играть. То же самое с композиционными материалами, мы находимся на первых этапах, и дальше все больше и больше они будут применяться. Почему? Потому что композиты соответствуют трем ключевым мировым трендам. Во-первых, это полностью соответствие экологичности, поскольку композит гораздо проще в производстве во многих случаях, гораздо менее энергозатратный, выбросы при производстве существенно ниже той же металлургии. Второй аспект, что обеспечивает тренд, это мобильность. Например, современные авиалайнеры Boeing и Airbus еще 20 лет назад содержали композитов менее 10%. Сегодня они более чем на 50% состоят из композитов, за счет чего лайнер становится существенно легче, повышается топливная эффективность, соответственно на эксплуатацию затраты падают на 30%. А авиакомпании получают очень серьезную выгоду на полном жизненном цикле использования таких современных лайнеров.
В каждой семье, в каждой отрасли
Если взять современную энергетику, в частности, зеленую энергетику, атомную энергетику, ветроэнергетику, солнечные батареи, то в этих отраслях на 100% используют композиционные материалы разных применений.
Трудно представить семью, где бы не было сноуборда, лыж, велосипеда, хоккейной клюшки — и все они на 90% являются композитом, либо углеволокном, либо стекловолокном.
Как отмечает Александр Тюнин, уже в ближайшей перспективе с композитным дивизионом «Росатома» будет связан ряд существенных прорывов на этом рынке:
Мы создали широкую линейку связующих и конечных изделий, которые потребляют либо физические лица, либо корпорации. Поэтому наш вклад в развитие Росатома и новых бизнесов будет, во-первых, в многократном масштабировании уже созданных цепочек по материалам. В частности, по углеволокну к 2030 году мы собираемся вырасти в 6 раз, построив еще 3 завода. Также мы собираемся в 2,5 раза масштабировать мощности по стекловолокну и расширить линейку конечных изделий. Сегодня мы уже обеспечиваем строительный рынок. У нас очень интересный проект по электромобилю с собственной электроплатформой, который будет целиком и полностью композитный. И есть интересная задача — стать производителем другой автомобильной техники. Ну и целый ряд новых перспективных проектов и в сегментах судостроения. Вполне возможно, в ближайшие 2−3 года мы станем судостроителями, будем выпускать полностью композитные корабли для рыбной ловли, пассажирского, туристического транспорта и небольших барж. Поэтому наш вклад и в развитие Росатома и в целом современной российской индустрии высокотехнологичной, я уверен, будет высоким.