7.PÕHILISED ARMEERIVAD MATERJALID. HÜBRIIDKIUD

Transcript

1 7.PÕHILISED ARMEERIVAD MATERJALID. HÜBRIIDKIUD 7.1 SISSEJUHATUS KM SARRUS PEAB TAGAMA TUGEVUSE, JÄIKUSE JA SITKUSE KOOS VASTUPIDAVUSEGA KÕRGE TEMPERATUURI JA KESKKONNAMÕJUDE SUHTES. SARRUSE PUHUL VÕETAKSE TAVALISELT ARVESSE JÄRGMISI OMADUSI: TIHEDUS TÕMBETUGEVUS JA TÕMBEMOODUL SURVETUGEVUS JA SURVEMOODUL VÄSIMUSPIIR JA VÄSIMUSPURUNEMISE MEHANISM ELEKTRI- JA SOOJUSJUHTIVUS TERMILINE PÜSIVUS HIND SARRUSENA KASUTATAKSE JÄRGMISI MATERJALITÜÜPE (SAADAVAL KAUBANDUSLIKE TOODETENA): KLAASKIUD ( E-klaas, S-klaas) C-kiud o PAN - prekursor o PIGI - prekursor ARAMID UHMWPE (SPECTRA) BOORKIUD RÄNIKARBIID (SiC) ALUMIINIUMOKSIID (Al 2 O 3 ) ALUMOSILIKAAT (Al 2 O 3 -SiO 2 ) ALUMOBOORSILIKAAT (Al 2 O 3 - B 2 O 3 -SiO 2 ) TSIRKOONIUMSILIKAAT (ZrO 2 - SiO 2 )... LIGIKAUDNE HIND: ~USD / kg EPOKSÜVAIK 9.0 E-KLAAS ARAMID 50.0 C-KIUD Al 2 O SiC B TÜÜPILINE KIU DIAMEETER ON (15) µm, BOOR- JA SiC KIUDUDEL AGA ~140 µm. KÕRGSUUTLIKE SARRUSTE PUHUL: ERIMOODUL (E / ρ ) PEAB OLEMA VÄHEMALT 6x10 8 cm; ERITUGEVUS ( σ / ρ ) PEAB OLEMA VÄHEMALT 6x10 6 cm. SOBIVAD: 1

2 UHMWPE ARAMID C-KIUD S-2 KLAASKIUD (ERIMOODUL 3.4x10 8 cm, KUID ERITÕMBETUGEVUS ON 19x10 6 cm!) PBO [polübensasool] PBT [polübenstiasool] PBO JA PBT ON VÄLJA TÖÖTATUD STANFORD RESEARCH INSTITUTE POOLT. LISALEHEL ON TOODUD NENDE POLÜMEERIDE STRUKTUURVALEMID (ISESEISVAKS NÄPUHARJUTUSEKS KIRJUTAGE NEED STRUKTUURVALEMID KONSPEKTI! ) PBO PBT ÜLDISELT VÕIB MÄÄRATLEDA SARRUSE NÕUTAVAD MEHAANILISED OMADUSED JÄRGMISELT: TIHEDUS: kg / m 3 ; TÕMBETUGEVUS: GPa; ELASTSUSMOODUL: GPa. MÕNEDE KIUDUDE OMADUSED ÜLDISELT LOETAKSE OLULISTEKS EELDUSTEKS KÕRGSUUTLIKE SARRUSTE PUHUL: VÄGA KÕRGE MOLEKULAARNE ORIENTATSIOON KÕRGE KRISTALLIINSUS (NÄITEKS UHMWPE SPECTRA 1000 ) VÄGA TIHE KÜLG-KÜLJEGA MOLEKULIDE PAKKIMINE NÄITEKS H-SIDEMED (KEVLAR), KOVALENTSED SIDEMED (GRAFIIT), MAKSIMAALSELT TIHE PAKKIMINE (PBT); VÄGA MADAL TELJEDEFEKTIDE KONTSENTRATSIOON. KÕRGSUUTLIKE KIUDUDE PUHUL ON KAASAJAL TEOSTATUD ARVUTUSED NENDE TEOREETILISTE TUGEVUSKARAKTERISTIKUTE KOHTA. TABELIS ON VASTAVAD ANDMED ELASTSUSMOODULI KOHTA: 2

3 KIUD TEOREET- LINE E GPa PRAKTIKAS SAAVUTATUD E GPa % KEVLAR UHMWPE PBO PBT C - KIUD RIDA TEADUSLIK-TEHNILISI PROBLEEME ON SEOTUD KIUDUDE SURVETUGEVUSEGA, sh SELLE NÄITAJA MÕÕTMISEGA. KASUTADA SAAB ÜKSNES KASUTADES nn KAUDSEID MEETODEID (MAATRIKSVAIGU JA KIU KOOSHINDAMINE), SEST µm DIAMEETRIGA KIU SURVETUGEVUSE OTSENE HINDAMINE ON SENIAJANI LAHENDAMATA PROBLEEM. 7.2 Klaaskiud LEVINUD SARRUS ( 98% KÕIGIST ARMEERIVATEST MATERJALIDEST), KUNA: ODAV (ODAVAIM KIUD: E-klaas) KÕRGE TÕMBETUGEVUS KÕRGE KEEMILINE VASTUPIDAVUS EESKUJULIKUD ELEKTRIISOLATSIOONIOMADUSED. KLAASKIU TÖÖSTUSLIKKU TOOTMIST ALUSTATI NDATEL AASTATEL, MAAILMATOODANG PRAEGU TASEMEL 0.5 MILJ T, SELLEST CA POOL KASUTATAKSE SARRUSEKS. [KÜSIMUS: MUUD KASUTUSALAD?] AGA SAMAS KA PROBLEEMID: MADAL TÕMBEMOODUL SUHTELISELT KÕRGE TIHEDUS 3

4 (~2.50 g /cm 3 KUI UHMWPE PUHUL 0.97!) TUNDLIK KULUMISELE (TÕMBETUGEVUS LANGEB) SUHTELISELT MADAL VÄSIMUSKINDLUS KÕRGE KÕVADUS (KULUTAB KM TÖÖTLEMISEL LÕIKEINSTRUMENTE JA PRESSVORME) KASUTUSES ON 2 TÜÜPI KLAASKIUDU: E-klaas (VALDAV ENAMUS) JA S-klaas KEEMILINE KOOSTIS: TÜÜP SiO 2 Al 2 O 3 CaO MgO B 2 O 3 Na 2 O E S TOODETAVA KIU ISELOOMUSTUS: NA JA K SISALDUS MADAL, ET KINDLUSTADA INERTSUST NIISKUSE SUHTES E-KLAASI SISESTRUKTUUR ON 3D-MÕÕTMELINE, KOOSNEDES PÕHILISELT Si JA O AATOMITEST, STRUKTUURI ON TUGEVUSOMADUSTE PARENDAMISEKS SISSE VIIDUD B JA Al AATOMEID. KLAAS ON AMORFNE JA ISOTROOPNE TÜÜPILINE KIU DIAMEETER ON 10 µm KIU PIND TÖÖDELDAKSE, ET TAGADA PAREM SIDE MAATRIKSVAIGUGA (SILAANID, VOLAN [METAKRÜÜLHAPPE JA KROOM (III)KLORIIDI KOMPLEKS], jt) VALIKU PUHUL, KAS VÕTTA KASUTUSELE E- VÕI S-KLAAS, LÄHTUTAKSE OMADUSTE VÕRDLUSEST, NÄITEKS: OMADUS E-KLAAS S-KLAAS TIHEDUS kg / m TÕMBETUGEVUS GPa TÕMBEMOODUL GPa PIKENEMINE, %

5 KAUBANDUSLIKUD TOOTED ON (vt ka lisaleht) o KIUKIMBUD [STRAND] - PÕHITOODE KOOSNEB VÄHEMALT 204 PIDEVAST ÜKSIKKIUST. KASUTATAKSE KERITUD SARRUSEGA TOODETE JA PULTRU- SIOONTOODETE, SAMUTI PREPREGIDE VALMISTAMISEL. o HAKITUD KIUD [CHOPPED STRANDS], MILLE OMADUSED SUUREST SÕLTUVAD KASUTATUD METI HULGAST JA KEEMILISEST EHITUSEST. VORMITUD TOODETE VALMISTAMISEKS HAKITAKSE KIUD TÜKKIDEKS PIKKUSEGA mm. MATTIDE VALMISTAMISEKS KASUTA- TAKSE PIKEMAID TÜKKE (~50 mm). o JAHVATATUD KLAASKIUD [MILLED GLASS FIBERS] PIDEV KIUD PEENESTATAKSE HAAMERVESKIS (PIKKUS mm). KASUTATAKSE PLASTIDE TÄITEAINENA JA SELLEL TOOTEL POLE ERILIST TÄHTSUST SARRUSENA. o KLAASKIUD KANGA KUJUL [WOVEN CLOTH] ARMEERIV EFEKT AVALDUB KAHE- DIMENSIONAALSELT. VAHEL KOMBINEERITAKSE KLAASRIIDE KIHTE (KA HEIDENA) HAKITUD KIUST VALMISTATUD MATTIDEGA. ENAMASTI KASUTUSEL KÄSITSI- VORMITAVATE TOODETE JUURES. o SAADAVAL ON KA MITMEST ERINEVAST KIUST KOMBINEERITUD SARRUST NÄITEKS KLAASKIUD + C KIUD. 7.3 SÜSINIKKIUD C-KIUD ON LEVINUD SARRUS, KUNA OMAB ERIMOODULI JA ERITUGEVUSE KÕRGEIMAID NÄITAJAID KIUDUDE HULGAS; SÄILITAB ERIMOODULI JA ERITUGEVUSE NÄITAJAD KA KÕRGENDATUD TEMPERATUURIDEL (PROBLEEMIKS VÕIB OLLA OKSÜDEERUMINE KÕRGENDATUD TEMPERATUURIL!); 5

6 EI ALLU TOATEMPERATUURIL VEE, LAHUSTITE, HAPETE JA ALUSTE TOIMELE ; PAKUB OMA MITMEKÜLGSETE FÜÜSIKALISTE JA MEHAANILISTE OMADUSTEGA VÕIMALUSI SPETSIIFILISTEKS INSENERI-LAHENDUSTEKS (PROBLEEMIKS VÕIB OLLA KIU ELEKTRIJUHTIVUS!); C-KIU JA VASTAVATE KM TOOTMISE TEHNOLOOGILISED PROTSESSID ON PIISAVALT VÄLJA ARENDATUD JA MAJANDUSLIKULT EFEKTIIVSED C-KIU ISELOOMUSTUS (vt ka lisaleht). SISALDAB massi% SÜSINIKKU; STRUKTUURILISELT KUJUTAB ENDAST SEGU AMORFSEST C-st JA GRAFIITSEST C-st. KÕRGE ERI-TÕMBEMOODUL ON PÕHJUSTATUD GRAFIITSEST VORMIST, MILLES C-AATOMID PAIKNEVAD HEKSAGONAALSELT PARALLEEL- SETEL TASAPINDADEL(vt JOONIS 27). KAUGUS TASAPINDADE VAHEL ON SUUREM, KUI C- AATOMITE VAHEKAUGUS HEKSAGONAALSES STRUKTUURIS. C-KIUD ON ERITI ANISOTROOPNE MATERJAL, KUNA TASAPINNAS SEOVAD C AATOMEID TUGEVAD KOVALENTSED SIDEMED, TASAPINDADE VAHEL MÕJUVAD AGA VAID VAN DER WAALSI JÕUD. TASAPINNAD ON ORIENTEERITUD KIU TELJE SUUNAS, KUID NENDE PAIGUTUS VÕIB OLLA : o RINGJOONELINE (a) o RADIAALNE (b) o JUHUSLIK (c) o RADIAALNE-RINGJOONELINE (d) o JUHUSLIK-RINGJOONELINE (e). KÕRGSUUTLIKEL C-KIUDUDEL VÕIB TÕMBE- MOODUL OLLA KUNI 1035 GPa.. 6

7 7.3.2 C-KIU TOOTMINE C-KIUDU VALMISTATAKSE PÕHILISELT KOLME TOORME BAASIL (nn PREKURSORID [EELLASED!] o RAYON-KIUD [VISKOOSKIUD] o PAN POLÜAKRÜÜLNITRIILKIUD o PIGI KÜTUSTE TÖÖTLEMISPRODUKT PREKURSOR: RAYON. o SAADAKSE VISKOOSKIU TERMILISEL TÖÖTLEMISEL, nn MADALA TÕMBEMOODULI KIUD ( 50 GPa); o PLUSSID: MADAL SOOJUSJUHTIVUS, MADAL TIHEDUS (~1500 g / cm 3 ), KÕRGE TERMILINE STABIILSUS, PIISAV TÕMBEMOODUL ( ~42 GPa; KASUTA-TAKSE SARRUSENA FF-MATRIITS- VAIKUDES), MADAL NIISKUSE ADSORBTSIOON ( 2 %); o KASUTATAKSE NÄITEKS RAKETTIDE DÜÜSIDE VALMISTAMISEL (ÜHEKORDNE KASUTUS!). PREKURSOR: PIGI. o SAADAKSE NAFTA VÕI KIVISÖE TÖÖTLEMISEL, nn KÕRGE TÕMBE-MOODULI KIUD ( 900 GPa); o PLUSSID: SELGELT NEGATIIVNE (!) AKSIAALNE SOOJUSPAISUMISTEGUR α a = x10-6 1/ K; KÕRGE AKSIAALNE SOOJUSJUHTIVUSTEGUR; TÕMBEMOODUL VARIEERITAV LAIADES PIIRIDES: GPa; o KASUTATAKSE: KOSMOSETEHNIKA, LENNUNDUS jmt SEAL, KUS VAJATAKSE JÄIKASID, SOOJUSTJUHTIVAID JA STABIILSETE DIMENSIOONIDEGA MATERJALE. KÕRGE TÕMBEMOODULI MATERJAL. PREKURSOR: PAN. o SAADAKSE PAN-KIU KUUMUTAMISEL ÕHUS 220 C JUURES, SEEJÄREL KUUMUTAMISEL INERTSES ATMOSFÄÄRIS 1000 C JUURES JA LÕPUKS GRAFITISEERIMISEL 2000 C JUURES. o SAADAV C-KIUD ON KÕRGE TÕMBE-TUGEVUSE SARRUS; 7

8 o KIU STRUKTUUR. KEEMILISES MÕTTES ON TEGEMIST N JA O AATOMID OLULISELT KAOTANUD AROMAATSETEST TUUMADEST. o PLUSSID: TÕMBETUGEVUS KÕRGE JA PEALEGI VEEL REGULEERITAV TERMILISE TÖÖTLEMISE JA VENITAMISEGA ~2000 C JUURES SISULISELT GRAFIITPLAADIKESTE ORIENTEERIMISEGA KIU TELJE SUUNAS; MUUD OLULISEMAD OMADUSED ELEKTRI- JA SOOJUSJUHTIVUS, SOOJUS-PAISUMISTEGUR, VASTUPIDAVUS OKSÜ-DATSIOONILE ON REGULEERITAVAD KRISTALLIINSUSEGA JA DEFEKTIDE ELIMINEERIMISEGA (C-AATOMITE VAKANTSID, KATALÜSAATORI JÄÄGID jne). o SAADAVAL KAUBATOODETENA 3 PÕHIKUJUL: PIDEV HEIE [TOW] PARALLEELSELT KOOS ÜKSIKKIUDU, TÜKELDATUD KIUD ( mm), JAHVATATUD KIUD ( µm). SAADAVAL KA 2D (KAHEDIMENSIONAALSED TOOTED) JA KOMBINEERITUD TOOTED TEISTE SARRUSTEGA. LAI KASUTUS C-KIU STRUKTUURIPARAMEETRID C-KIU OMADUSTE KOMPLEKS SÕLTUB STRUKTUURI- PARAMEETRITEST: ORIENTATSIOON KRISTALLIINSUS DEFEKTIDE SISALDUS. ORIENTATSIOON ISELOOMUSTAB GRAFIIDIKIHTIDE KESKMISE SUUNA JA KIU TELJE SUUNA KOKKULANGEVUST. KUI KOKKULANGEVUS ON KÕRGEM, SIIS C-KIU TÕMBETUGEVUS, TÕMBEMOODUL, SOOJUS- JA ELEKTRIJUHTIVUS NING NEGATIIVNE SOOJUSPAISUMISTEGUR KASVAVAD. MÕJU PEETAKSE VÄGA OLULISEKS. KRISTALLIINSUS ISELOOMUSTAB KRISTALLIINIDE KORRAPÄRAST EHITUST JA SUURUST. KORRAPÄRASUSE HINDAMINE TÄHENDAB MÕÕTA, KUI LÄHEDAL TEOREETILISELE VÄÄRTUSELE 3.35 A ON GRAFIIDIKIHTIDE 8

9 VAHEKAUGUS (vt JOON 27). KRISTALLIITIDE SUURUSE HINDAMINE TÄHENDAB PARALLEELSELT PAIGUTATUD GRAFIIDIKIHTIDE KOGUMITE DIMENSIOONIDE MÕÕTMIST. KRISTALLIINSUSE KASVUGA: PARANEB SOOJUS- JA ELEKTRIJUHTIVUS, TÕMBETUGEVUS JA -MOODUL PIKIKIUDU, NEGATIIVNE SOOJUSPAISUMISTEGUR NING OKSÜDATSIOONIKINDLUS HALVENEB RISTIKIUDU TÕMBETUGEVUS JA TÕMBEMOODUL. DEFEKTIDE SISALDUS ISELOOMUSTAB KIU STRUKTUURI MAKROSKOOPILIST KORRAPÄRASUST. DEFEKTID VÕIVAD OLLA : SISEMISED TÜHEMIKUD, VÕÕRKEHAD jne VÄLIMISED AUGUD, ÕÕNSUSED, VÕÕRKEHAD jne. DEFEKTIDE ÄRAHOIDMINE PARANDAB C-KIU KÕIKI NÄITAJAID. [KAUBATOOTED, KASUTAMINE jne - KUULAME SEMINARIL VASTAVAT REFERAATI!] 7.4. UHMWPE-KIUD TOOTEARENDUS ON TOONUD SARRUSTE LOETELUSSE KA POLÜETÜLEENKIU ( SPECTRA 900, SPECTRA 1000 jt), MILLE LÜHIISELOOMUSTUS: MW >2x10 6 kg / kmol; (5.5x10 6 ) TÕMBETUGEVUS ~3...5 GPa; (7.26 GPa) TÕMBEMOODUL ~ GPa. SURVETUGEVUS ~0.17 GPa PIKENEMINE ~3% KRISTALLIINSUS % KIU SAAMISEL RAKENDATAKSE PE ~2% KSÜLEENILAHUSELE MÄRGKETRAMISMEETODIT RANGELT REGULEERITUD TINGIMUSTES, TEISTE SÕNADEGA ORIENTEERITUD KRISTALLISATSIOONI. KASUTAMINE. MATERJALIL ON UNIKAALNE KOMBINATSIOON OMADUSTE KOMBINATSIOON: KÕRGED TUGEVUSNÄITAJAD JA VÄGA MADALAD DIELEKTRILISED NÄITAJAD 9

10 (LOKAATORILE NÄHTAMATU MATERJAL). MILITAARKASUTUS. TOOTEARENDUS: EESMÄRK VÄHENDADA MATERJALI ROOMAVUST. SELLEKS UURITAKSE VÕIMALUSI MITTE- KRISTALLIINSETES TSOONIDES KUTSUDA ESILE RISTSIDEMETE TEKE ELEKTRONKIIRITUSEGA (β-kiirgus). 7.5 ARAMIIDKIUD POLÜAMIIDIDE VÄLJATÖÖTAMINE: W. CAROTHERS (Dupont). ALIFAATSED POLÜAMIIDID NAILON66, NAILON6 jpt. AROMAATSED POLÜAMIIDID ARAMIIDID. KASUTADES TOORAINENA 1,4-ASENDATUD AROMAATSET DIAMIINI JA 1,4 ASENDATUD AROMAATSET DIKARBOKSÜHAPET, SAADAKSE PPD-T (POLY-para-FENÜLEEN-tere- FTALAMIID) TUNTUIM KAUBANDUSLIK NIMETUS KEVLAR ; 1,3-ASENDATUD AROMAATSET DIAMIINI JA iso FTAALHAPET, SAADAKSE MPD-I (POLÜ-meta- FENÜLEEN- iso-ftalamiid) TUNTUIM KAUBANUSLIK NIMETUS NOMEX. KASUTAMINE: MPD-I KÕRGED ELEKTRIISOLATSI-OONIOMADUSED KOMBINATSIOONIS TERMILISE VASTUPIDAVUSEGA ELEKTROTEHNILISED TOOTED. SOBIB KA KÄRGPLASTIDE VALMISTAMISEKS. PPD-T ASENDAB KAASAJAL JÄRJEST TIHEMINI KOMPOSIIT-MATERJALIDES KLAASKIUDU, TÄNU OMA ERITUGEVUSELE. KÕRGTEHNOLOOGILISES KASUTUSES ON OTSUSTAVAKS KRITEERIUMIKS SARRUSE VALIKUL AGA SARRUSE PINNA VÕIME KANDA KOORMUST ÜLE MAATRIKSVAIGULE. SELLEST SEISUKOHAST JÄÄB AGA PPD-T ALLA KLAAS- JA C- KIULE, KUID SPETSIAALSE PINNA KÄSITLUSEGA (PLASMATÖÖTLUS) ON SEE PROBLEEM ÜLETATAV. 10

11 KASUTATAKSE LENNUKITE JA HELIKOPTERITE DETAILIDES, SAGELI KOMBINEERITULT TEISTE SARRUSTEGA. MILITAARKASUTUS. KUULIVESTID jne. ABSORBEERIB LIGIKAUDU 2 KORDA ENAM ENERGIAT ENNE PURUNEMIST, VÕRRELDES C-KIUGA. 7.6 HÜBRIIDKIUD SARRUSENA TOOTEARENDUSES ON OSUTUNUD PERSPEKTIIVSETEKS TEHNOLOOGILISED LAHENDUSED, KUS KASUTATAKSE ÜHES KOMPOSIITMATERJALIS KAHTE VÕI ENAMAT ERINEVAT SARRUST. NÄITEKS KOMBINEERITAKSE KLAAS- JA C-KIUDU: C-KIUD ON KÕRGETE TUGEVUSNÄITAJATEGA, JÄIK JA KERGE, KUID KALLIS; KLAASKIUD ON ODAV, KUID EI OLE PIISAVALT JÄIK; KLAAS- JA C-KIU HÜBRIID OMA HINNA JUURES PIISAVA TUGEVUSEGA. ON MITMEID VÕIMALUSI ERINEVATE KIUDUDE KOMBINEERIMISEKS KIUDUSID VÕIB OMAVAHEL KOKKU KETRADA (SEGADA), KOOSTADA LAMINAAT ERI KIUDUDE KIHTIDEST, KASUTADA KÕRVUTI KIUKIMPE jne. KÕIK HÜBRIIDKIUDUDEL BASEERUVAD MATERJALID ON ANISOTROOPSED. RAKENDUSED: MAISMAA LIIKLUSVAHENDID, VEESÕIDUKID, LENNUMASINAD. SPORDIINVENTAR. ORTOPEEDILISED TOOTED. 11

12 7.7 NANOTSELLULOOS KOMPOSIITIDES MIS ON NANOTSELLULOOS? NANOTSELLULOOS (NT) ON KERGE TAHKE MATERJAL, MIS ON SAADUD TAIMSE TOORME PEENESTAMISEL NANOPIIRKONNA MÕÕTMETENI. SELLEL MATERJALIL ON GEELI OMADUSED JA PUUDUTAMISEL SAAME AISTINGU PSEUDOTAHKEST MATERJALIST. TÜÜPILINE NT SISALDAB VAID 2.5% KUIVAINET JA 97.5 % VETT. NT FIBRILLI RISTLÕIGE ON PIIRIDES nm JA PIKKUS PAARIKÜMNEST nm KUNI MÕNE µm i. (OLGU MÄRGITUD, ET MÄNNIPUIDU TUGIRAKU LÄBIMÕÕT LOODUSLIKUS OLEKUS ON µm JA PIKKUS 2.8 mm). NT OMADUSED. - MADAL TIHEDUS - KUIVAS OLEKUS KILE JÄIGEM KUI KEVLAR - JUHIB ELEKTRIT - MITTE-TOKSILINE - LÄBIPAISTEV (KRISTALLISENA) - GAASIDELE MITTELÄBITAV - SUURTOOTMINE MÕISTLIKU HINNAGA VÕIMALIK - SILMAPAISTEV TÕMBETUGEVUS KUIVAS OLEKUS 8 KORDA KÕRGEM KUI TERASEL - TUGEV ADSORBENT (VAHU KUJUL) - KÜLLUSLIK TOORMEBAAS TSELLULOOS ON TAASTUV JA LAIA LEVIKUGA POLÜMEER. NT TOOTMINE -TSELLULOOSI KEEDUL SAADUD MASSI TÖÖDELDAKSE KÕRGSURVE HOMOGENISAATORIS, MILLE TULEMUSENA TSELLULOOSI KIUD DELAMINEERITAKSE NANO- DIMENSIOONIDES KIUDUDEKS. -SAADUD MATERJALI KUUMUTATAKSE JA LASTAKSE MOODUSTADA GEEL (DETAILID FIRMASALADUS!). TIHE GEEL ON KASUTAMISVALMIS. LEIDA INTERNETIST 5 NT KASUTUSKOHTA. 12

13 7.8 ANORGAANILISED POLÜMEERID KOMPOSIIDI SARRUSENA ANORGAANILISED POLÜMEERID (AP) PAISTAVAD SILMA SUUREMA SIDEMEENERGIAGA ELEMENTIDE VAHEL, MIS TINGIB KA NENDE MATERJALIDE TERMILISE PÜSIVUSE.JA SIMAPAISTVAD MEHAANILISED NÄITAJAD. SEEGA PAKUB HUVI AK KASUTATAVUS SARRUSENA, SEST ARVESTADA TULEB KA AK NEGATIIVSETE OMADUSTEGA: MITTELAHUSTUVUS RASKE TÖÖDELDAVUS, ERITI KUI SILMAS PIDADA KÕRGET SULAMISTEMPERATUURI JÄIKUS JA RABEDUS KOMPLITSEERITUD SÜNTEES VÕRRELDES ORGAANILISTE POLÜMEERIDEGA. TÜÜPILISEKS NÄITEKS ANORGAANILISEST HOMOAHELAGA POLÜMEERIST ON SÜSINIK, MIS VÕIB ESINEDA MITMES ALLOTROOPSES VORMIS: TEEMANT MOODUSTAB KÕIGE TÄIUSLIKUMAD TUGEVATE TETRAEEDRILISELT KOORDINEERITUD KOVALENTSETE SIGMA-SIDEMETE KAUDU SEOTUD KUUBIKUJULISED KRISTALLID. TEEMANTE - LOODUSLIKKE JA TEHISLIKKE, KASUTATAKSE TEISTE MATERJALIDE LÕIKAMISEKS JA PURUSTAMISEKS, NÄITEKS : 1. TEEMANTKÄIAD ON KASUTUSEL KÕVASULAM- INSTRUMENDI TERITAMISEL PUIDUTÖÖSTUSES; 2. PUIT-POLÜMEERKOMPOSIITIDE LAHTILÕIKAMISEL PEAVAD KÕVASULAMFREESID VASTU O.5 VAHETUST, TEEMANTFREES AGA PEAB VASTU 50 VAHETUST (~KUU AEGA); GRAFIIT AP, MILLE PÕHISTRUKTUUR KOOSNEB HEKSAGONAALSELT ASETATUD C-AATOMITE KIHTIDEST, MILLES IGA C-AATOM ON SEOTUD KOVALENTSELT KOLME PLANAARSE C-AATOMIGA. KIHTIDE HEKSAGOONID ON NIHKES JA KIHTIDE VAHEL EKSISTEERIVAD NÕRGAD SIDEMED ELEKTRONIDE KOOSMÕJU KAUDU. TULEMUSENA GRAFIIT LÕHESTUB KERGESTI KIHTIDEKS, TAL ON HEAD MÄÄRIVAD OMADUSED JA ELEKTRIJUHTIVUS. KASUTATAKSE 13

14 PLIIATSITÖÖSTUSES, MÄÄRDEAINETE VALMISTAMISEL (TUNTUD ON nn GRAFIITMÄÄRE AUTO HOOLDAMISEKS).jm. KARBÜÜN AP, MILLE LINEAARSES AHELAS VAHELDUVAD ÜKSIK- JA KOLMIKSIDEMED. SAADAKSE ATSETÜLEENIST. SÜNTEETILISELT ON SENI SAADUD KA KUMULEENI KAKSIKSIDEMEID SISALDAVAT LINEAARSET C-POLÜMEERI. FULLEREEN - SEEST TÜHI KERAKUJULINE KLASTER, MIS KOOSNEB 20 HEKSAGOONIST JA 12 PENTAGOONIST (KOKKU 60 C AATOMIT ÜHES MOLEKULIS). [NOBELI PREEMIA 1996]. SÜSINIKNANOTORUD. NENDE STRUKTUURI MOODUSTAB TORUKS KEERDUNUD ÜKS VÕI MITU GRAFIIDI KIHTI, MIS OTSTEST SULGUVAD POOLFULLEREENIDEGA. NANOTORUD ON TUNTUD MATERJALIDEST TUGEVAIMAD (E=1200 GPa, NING TÕMBETUGEVUS ON C-KIUGA VÕRRELDES 10 KORDA SUUREM). NANOTORUDELE ENNUSTATAKSE KAALUKAT TULEVIKKU KOMPOSIITMATERJALIDE SARRUSENA, AGA KA ELEKTROONIKAS. 14