ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Работу выполнили: Николай Давыдов, Лолита Эзекян.
ИДЕЯ • • В природе регенерация поврежденной ткани повсеместна. Мы все знаем резкий сигнал боли, который нам отчётливо сообщает, когда какая-то группа клеток нашего тела понесла ущерб. Мы сразу получаем информацию о месте повреждения и степени его серьезности. Организм начинает быстро и целенаправленно восстанавливать орган, получивший ранение. И, что еще более интересно: в случае перелома нервная система посылает нам сигналы о процессе восстановления. И лишь когда кость снова становится прочной, ощущение боли проходит. Стараясь приблизиться к природе, наука о материалах во всем мире в течение почти десяти лет пытается придать конструкционным материалам способность биологических тканей самодиагностироваться и самовосстанавливаться. Особенно многообещающи в этом плане «интеллектуальные» композитные материалы. Идею создания композитных материалов с разветвлённой сетью «тоннельчиков» , имитирующих кровеносные сосуды. Подавая по ним жидкость или газ, можно менять проводящие или упругие свойства композита.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ Интеллектуальными называются материалы, которые могут контролируемым образом изменять свои свойства в ответ на изменение окружающей среды. Основной особенностью интеллектуальных материалов является их способность преобразовать один вид энергии в другой. Это дает возможность использовать их для выполнения сложных функций датчиков и исполнительных устройств, а иногда и нескольких функций одновременно в приборе, по существу, состоящем их одного объема одного вещества.
МЕХАНИЗМ ЭФФЕКТА ПАМЯТИ ФОРМЫ Одним из таких материалов является Нитинол
НИТИНОЛ • Нитинол — сплав титана и никеля, обладающий высокой коррозионной и эрозионной стойкостью. Процентное содержание титана — 45 %, никеля — 55 %, что соотвествует формуле Ti. Ni, т. е. количества атомов равны. Необычно то, что данный сплав обладает свойством «памяти формы» . Если деталь сложной формы подвергнуть нагреву до красного каления, то она «запомнит» эту форму. После остывания до комнатной температуры деталь можно деформировать, но при нагреве приблизительно до 140 градусов Цельсия она «вспомнит» свою первоначальную форму и восстановит ее.
ПРИМЕНЕНИЕ НИТИНОЛА
ЭЛЕКТРИЧЕСКИ АКТИВИРУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ • Пьезоэлектрический эффект представляет собой способность определенных материалов – минералов, керамических материалов и некоторых полимеров, создавать электрический заряд в ответ на прилагаемое механическое усилие. Может наблюдаться и обратный эффект – деформация пьезоэлектрических материалов во внешнем электрическом поле.
ПРИМЕНЕНИЕ • Пьезоэлектрические материалы используются в датчиках различных физических величин( таких как сила, давление, ускорение, боковой удар и скорость рыскания), а также в микрофонах, гидрофонах, ультразвуковых датчиках, сейсмических датчиках, акустических приемниках и во многих других приборах. Интересным примером непрерывно распределенного пьезоэлектрического датчика являются интеллектуальные пьезоэлектрические краски.
МАГНИТО-АКТИВИРУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ Ферромагнитная жидкость - это жидкость сильно поляризующаяся в присутствии магнитного поля.
ПРИМЕНЕНИЕ • Впервые производство ферромагнитных жидкостей было начато в 1995 г для использования в гидравлических роторных тормозах, устанавливавшихся в тренажерное оборудование. Также выпускаются демпферы систем амортизации в реальном времени для тяжелых грузовиков, регулируемые амортизаторы для машин, линейные демпферы для управления походкой в реальном времени, используемые в современных протезах.
ХИМИЧЕСКИ АКТИВИРУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ Явление химической активации полимеров при контакте с жидкостями встречается повсеместно, как в промышленности так и в повседневной жизни. Суть явления заключается в набухании полимера. Например в нефтепромышленн ости используются Набухающие
САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩИЙСЯ КОМПОЗИТ • В материал включаются капли мономера. Обернутый защитной плёнкой, вязкий полимер остается жидким до тех пор, пока не вступает в контакт с химическим активатором. Активатор, конечно, является элементом композитного материала. Когда «интеллектуальные композиты» повреждены, бесчисленные капельки полимера разрываются, и жидкий полимер заполняет каждую трещину излома, где он вступает в контакт с активатором и медленно твердеет.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ • Рассмотренные примеры материалов и процессов представляют лишь малую часть мира интеллектуальных материалов и их применений. Количество видов интеллектуальных материалов огромно и их можно встретить в самых различных устройствах: от простых пьезоэлектрических зажигалок до сложных ультразвуковых приборах.
Скачать презентацию ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Работу выполнили Николай Давыдов Лолита
Интеллектуальные КМ, Давыдов, Эзекян.pptx