Главная · Электрооборудование · Легкий прочный листовой материал. Самые твердые материалы в мире

Легкий прочный листовой материал. Самые твердые материалы в мире


Если вы следите за новинками в мире современных технологий, то данный материал не будет для вас большой новостью. Тем не менее, рассмотреть более детально самый легкий материал в мире и узнать еще немного подробностей полезно.


Менее года назад звание самого легкого в мире материала получил материал под названием аэрографит. Но этому материалу не получилось долго удерживать пальму первенства, ее не так давно перехватил другой углеродный материал под названием графеновый аэрогель. Созданный исследовательской группой лаборатории Отдела науки о полимерах и технологиях университета Чжэцзяна (Zhejiang University), которую возглавляет профессор Гэо Чэо (Gao Chao), сверхлегкий графеновый аэрогель имеет плотность немного ниже плотности газообразного гелия и чуть выше плотности газообразного водорода.

Аэрогели, как класс материалов, были разработаны и получены в 1931 году инженером и ученым-химиком Сэмюэлем Стивенсом Кистлером (Samuel Stephens Kistler). С того момент ученые из различных организаций вели исследования и разработку подобных материалов, невзирая на их сомнительную ценность для практического использования. Аэрогель, состоящий из многослойных углеродных нанотрубок, получивший название «замороженный дым» и имевший плотность 4 мГ/см3, потерял звание самого легкого материала в 2011 году, которое перешло к материалу из металлической микрорешетки, имеющему плотность 0.9 мГ/см3 . А еще год спустя звание самого легкого материала перешло к углеродному материалу под названием аэрографит , плотность которого составляет 0.18 мг/см3.

Новый обладатель звания самого легкого материала, графеновый аэрогель, созданный командой профессора Чэо, имеет плотность 0.16 мГ/см3. Для того, чтобы создать столь легкий материала ученые использовали один из самых удивительных и тонких материалов на сегодняшний день - графен. Используя свой опыт в создании микроскопических материалов, таких, как «одномерные» графеновые волокна и двухмерные графеновые ленты, команда решила добавить к двум измерениями графена еще одно измерение и создать объемный пористый графеновый материал.

Вместо метода изготовления по шаблону, в котором используется материал-растворитель и с помощью которого обычно получают различные аэрогели, китайские ученые использовали метод сублимационной сушки. Сублимационная сушка коолоидного раствора, состоящего из жидкого наполнителя и частиц графена, позволила создать углеродистую пористую губку, форма которой почти полностью повторяла заданную форму.


«Отсутствие потребности использования шаблонов размеры и форма создаваемого нами углеродного сверхлегкого материала зависит только от формы и размеров контейнера» - рассказывает профессор Чэо, - «Количество изготавливаемого аэрогеля зависит только от величины контейнера, который может иметь объем, измеряемый тысячами кубических сантиметров».

Получившийся графеновый аэрогель является чрезвычайно прочным и упругим материалом. Он может поглотить органические материалы, в том числе и нефть, по весу превышающие в 900 раз его собственный вес с высокой скоростью поглощения. Один грамм аэрогеля поглощает 68.8 грамма нефти всего за одну секунду, что делает его привлекательным материалом для использования в качестве поглотителя разлитой в океане нефти и нефтепродуктов.


Помимо работы в качестве поглотителя нефти графеновый аэрогель имеет потенциал для использования в системах аккумулирования энергии, в качестве катализатора для некоторых химических реакциях и в качестве наполнителя для сложных композитных материалов.

Окружающий нас мир таит в себе еще множество загадок, но даже давно известные ученым явления и вещества не перестают удивлять и восторгать. Мы любуемся яркими красками, наслаждаемся вкусами и используем свойства всевозможных веществ, делающих нашу жизнь комфортнее, безопаснее и приятнее. В поисках самых надежных и крепких материалов человек совершил немало восторгающих открытий, и перед вами подборка как раз из 25 таких уникальных соединений!

25. Алмазы

Об этом точно знают если не все, то почти все. Алмазы – это не только одни из самых почитаемых драгоценных камней, но и один из самых твердых минералов на Земле. По шкале Мооса (шкала твёрдости, в которой оценка дается по реакции минерала на царапание) алмаз числится на 10 строчке. Всего в шкале 10 позиций, и 10-ая – последняя и самая твердая степень. Алмазы такие твердые, что поцарапать их можно разве что другими алмазами.

24. Ловчие сети паука вида Caerostris darwini


Фото: pixabay

В это сложно поверить, но сеть паука Caerostris darwini (или паук Дарвина) крепче стали и тверже кевлара. Эту паутину признали самым твердым биологическим материалом в мире, хотя сейчас у нее уже появился потенциальный конкурент, но данные еще не подтверждены. Паучье волокно проверили на такие характеристики, как разрушающая деформация, ударная вязкость, предел прочности и модуль Юнга (свойство материала сопротивляться растяжению, сжатию при упругой деформации), и по всем этим показателям паутина проявила себя удивительнейшим образом. Вдобавок ловчая сеть паука Дарвина невероятно легкая. Например, если волокном Caerostris darwini обернуть нашу планету, вес такой длинной нити составит всего 500 граммов. Таких длинных сетей не существует, но теоретические подсчеты просто поражают!

23. Аэрографит


Фото: BrokenSphere

Эта синтетическая пена – один из самых легких волокнистых материалов в мире, и она представляет собой сеть углеродных трубочек диаметром всего в несколько микронов. Аэрографит в 75 раз легче пенопласта, но при этом намного прочнее и пластичнее. Его можно сжать до размеров, в 30 раз меньших первоначального вида, без какого-либо вреда для его чрезвычайно эластичной структуры. Благодаря этому свойству аэрографитная пена может выдержать нагрузку, в 40 000 раз превышающую ее собственный вес.

22. Палладиевое металлическое стекло


Фото: pixabay

Команда ученых их Калифорнийского технического института и Лаборатории Беркли (California Institute of Technology, Berkeley Lab) разработала новый вид металлического стекла, совместивший в себе практически идеальную комбинацию прочности и пластичности. Причина уникальности нового материала кроется в том, что его химическая структура успешно скрадывает хрупкость существующих стеклообразных материалов и при этом сохраняет высокий порог выносливости, что в итоге значительно увеличивает усталостную прочность этой синтетической структуры.

21. Карбид вольфрама


Фото: pixabay

Карбид вольфрама – это невероятно твердый материал, обладающий высокой износостойкостью. В определенных условиях это соединение считается очень хрупким, но под большой нагрузкой оно показывает уникальные пластические свойства, проявляющиеся в виде полос скольжения. Благодаря всем этим качествам карбид вольфрама используется в изготовлении бронебойных наконечников и различного оборудования, включая всевозможные резцы, абразивные диски, свёрла, фрезы, долота для бурения и другие режущие инструменты.

20. Карбид кремния


Фото: Tiia Monto

Карбид кремния – один из основных материалов, используемых для производства боевых танков. Это соединение известно своей низкой стоимостью, выдающейся тугоплавкостью и высокой твердостью, и поэтому оно часто используется в изготовлении оборудования или снаряжения, которое должно отражать пули, разрезать или шлифовать другие прочные материалы. Из карбида кремния получаются отличные абразивы, полупроводники и даже вставки в ювелирные украшения, имитирующие алмазы.

19. Кубический нитрид бора


Фото: wikimedia commons

Кубический нитрид бора – это сверхтвердый материал, по своей твердости схожий с алмазом, но обладающий и рядом отличительных преимуществ – высокой температурной устойчивости и химической стойкости. Кубический нитрид бора не растворяется в железе и никеле даже под воздействием высоких температур, в то время как алмаз в таких же условиях вступает в химические реакции достаточно быстро. На деле это выгодно для его использования в промышленных шлифовальных инструментах.

18. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (СВМПЭ), марка волокон «Дайнима» (Dyneema)


Фото: Justsail

Полиэтилен с высоким модулем упругости обладает чрезвычайно высокой износостойкостью, низким коэффициентом трения и высокой вязкостью разрушения (низкотемпературная надёжность). Сегодня его считают самым прочным волокнистым веществом в мире. Самое удивительное в этом полиэтилене то, что он легче воды и одновременно может останавливать пули! Тросы и канаты из волокон Дайнима не тонут в воде, не нуждаются в смазке и не меняют свои свойства при намокании, что очень актуально для судостроения.

17. Титановые сплавы


Фото: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)

Титановые сплавы невероятно пластичные и демонстрируют удивительную прочность во время растяжения. Вдобавок они обладают высокой жаропрочностью и коррозионной стойкостью, что делает их крайне полезными в таких областях, как авиастроение, ракетостроение, судостроение, химическое, пищевое и транспортное машиностроение.

16. Сплав Liquidmetal


Фото: pixabay

Разработанный в 2003 году в Калифорнийском техническом институте (California Institute of Technology), этот материал славится своей силой и прочностью. Название соединения ассоциируется с чем-то хрупким и жидким, но при комнатной температуре оно на самом деле необычайно твердое, износостойкое, не боится коррозии и при нагревании трансформируется, как термопласты. Основными сферами применения пока что являются изготовление часов, клюшек для гольфа и покрытий для мобильных телефонов (Vertu, iPhone).

15. Наноцеллюлоза


Фото: pixabay

Наноцеллюлозу выделяют из древесного волокна, и она представляет собой новый вид деревянного материала, который прочнее даже стали! Вдобавок наноцеллюлоза еще и дешевле. Инновация имеет большой потенциал и в будущем может составить серьезную конкуренцию стеклу и углеволокну. Разработчики считают, что этот материал вскоре будет пользоваться большим спросом в производстве армейской брони, супергибких экранов, фильтров, гибких батареек, абсорбирующих аэрогелей и биотоплива.

14. Зубы улиток вида «морское блюдечко»


Фото: pixabay

Ранее мы уже рассказали вам о ловчей сети паука Дарвина, которую некогда признали самым прочным биологическим материалом на планете. Однако недавнее исследование показало, что именно морского блюдечка – наиболее прочная из известных науке биологических субстанций. Да-да, эти зубки прочнее паутины Caerostris darwini. И это неудивительно, ведь крошечные морские создания питаются водорослями, растущими на поверхности суровых скал, и чтобы отделить пищу от горной породы, этим зверькам приходится потрудиться. Ученые полагают, что в будущем мы сможем использовать пример волокнистой структуры зубов морских блюдечек в машиностроительной промышленности и начнем строить автомобили, лодки и даже воздушные суда повышенной прочности, вдохновившись примером простых улиток.

13. Мартенситно-стареющая сталь


Фото: pixabay

Мартенситно-стареющая сталь – это высокопрочный и высоколегированный сплав, обладающий превосходной пластичностью и вязкостью. Материал широко распространен в ракетостроении и используется для изготовления всевозможных инструментов.

12. Осмий


Фото: Periodictableru / www.periodictable.ru

Осмий – невероятно плотный элемент, и благодаря своей твердости и высокой температуре плавления он с трудом поддается механической обработке. Именно поэтому осмий используют там, где долговечность и прочность ценятся больше всего. Сплавы с осмием встречаются в электрических контактах, ракетостроении, военных снарядах, хирургических имплантатах и применяются еще во многих других областях.

11. Кевлар


Фото: wikimedia commons

Кевлар – это высокопрочное волокно, которое можно встретить в автомобильных шинах, тормозных колодках, кабелях, протезно-ортопедических изделиях, бронежилетах, тканях защитной одежды, судостроении и в деталях беспилотных летательных аппаратов. Материал стал практически синонимом прочности и представляет собой вид пластика с невероятно высокой прочностью и эластичностью. Предел прочности кевлара в 8 раз выше, чем у стального провода, а плавиться он начинает при температуре в 450℃.

10. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности, марка волокон «Спектра» (Spectra)


Фото: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

СВМПЭ – это по сути очень прочный пластик. Спектра, марка СВМПЭ, – это в свою очередь легкое волокно высочайшей износостойкости, в 10 раз превосходящее по этому показателю сталь. Как и кевлар, спектра используется в изготовлении бронежилетов и защитных шлемов. Наряду с СВМПЭ марки дайнимо спектра популярна в судостроении и транспортной промышленности.

9. Графен


Фото: pixabay

Графен – это аллотропная модификация углерода, и его кристаллическая решетка толщиной всего в один атом настолько прочная, что она в 200 раз тверже стали. Графен с виду похож на пищевую пленку, но порвать его – практически непосильная задача. Чтобы пробить графеновый лист насквозь, вам придется воткнуть в него карандаш, на котором должен будет балансировать груз весом с целый школьный автобус. Удачи!

8. Бумага из углеродных нанотрубок


Фото: pixabay

Благодаря нанотехнологиям ученым удалось сделать бумагу, которая в 50 тысяч раз тоньше человеческого волоса. Листы из углеродных нанотрубок в 10 раз легче стали, но удивительнее всего то, что по прочности они превосходят в целых 500 раз! Макроскопические пластины из нанотрубок наиболее перспективны для изготовления электродов суперконденсаторов.

7. Металлическая микрорешетка


Фото: pixabay

Перед вами самый легкий в мире металл! Металлическая микрорешетка – это синтетический пористый материал, который в 100 раз легче пенопласта. Но пусть его внешний вид не вводит вас в заблуждение, ведь эти микрорешетки заодно и невероятно прочные, благодаря чему они обладают большим потенциалом для использования во всевозможных инженерных областях. Из них можно изготавливать превосходные амортизаторы и тепловые изоляторы, а удивительная способность этого металла сжиматься и возвращаться в своё первоначальное состояние позволяет использовать его для накопления энергии. Металлические микрорешетки также активно применяются в производстве различных деталей для летательных аппаратов американской компании Boeing.

6. Углеродные нанотрубки


Фото: User Mstroeck / en.wikipedia

Выше мы уже рассказывали про сверхпрочные макроскопические пластины из углеродных нанотрубок. Но что же это за материал такой? По сути это свернутые в трубку графеновые плоскости (9-ый пункт). В результате получается невероятно легкий, упругий и прочный материал широкого спектра применения.

5. Аэрографен


Фото: wikimedia commons

Известный также как графеновый аэрогель, этот материал чрезвычайно легкий и прочный одновременно. В новом виде геля жидкая фаза полностью заменена на газообразную, и он отличается сенсационной твердостью, жаропрочностью, низкой плотностью и низкой теплопроводностью. Невероятно, но графеновый аэрогель в 7 раз легче воздуха! Уникальное соединение способно восстанавливать свою изначальную форму даже после 90% сжатия и может впитывать такое количество масла, которое в 900 раз превышает вес используемого для абсорбции аэрографена. Возможно, в будущем этот класс материалов поможет в борьбе с такими экологическими катастрофами, как разливы нефти.

4. Материал без названия, разработка Массачусетского технологического института (MIT)


Фото: pixabay

Пока вы читаете эти строки, команда ученых из MIT работает над усовершенствованием свойств графена. Исследователи заявили, что им уже удалось преобразовать двумерную структуру этого материала в трехмерную. Новая графеновая субстанция еще не получила своего названия, но уже известно, что ее плотность в 20 раз меньше, чем у стали, а ее прочность в 10 раз выше аналогичной характеристики стали.

3. Карбин


Фото: Smokefoot

Хоть это и всего лишь линейные цепочки атомов углерода, карбин обладает в 2 раза более высоким пределом прочности, чем графен, и он в 3 раза жестче алмаза!

2. Нитрид бора вюрцитной модификации


Фото: pixabay

Это недавно открытое природное вещество формируется во время вулканических извержений, и оно на 18% тверже алмазов. Впрочем, алмазы оно превосходит еще по целому ряду других параметров. Вюрцитный нитрид бора – одна из всего 2 натуральных субстанций, обнаруженных на Земле, которая тверже алмаза. Проблема в том, что таких нитридов в природе очень мало, и поэтому их непросто изучать или применять на практике.

1. Лонсдейлит


Фото: pixabay

Известный также как алмаз гексагональный, лонсдейлит состоит из атомов углерода, но в случае данной модификации атомы располагаются несколько иначе. Как и вюрцитный нитрид бора, лонсдейлит – превосходящая по твердости алмаз природная субстанция. Причем этот удивительный минерал тверже алмаза на целых 58%! Подобно нитриду бора вюрцитной модификации, это соединение встречается крайне редко. Иногда лонсдейлит образуется во время столкновения с Землей метеоритов, в состав которых входит графит.

Какие разновидности плит для строительства, ремонта и обшивки стен, пола и потолка существуют? Их особенности, достоинства и недостатки. Если взять для примера, каркасные дома, то долговечность и внешний вид таких домов напрямую зависят от используемых панелей для внутренней и наружной обшивки. Более того, применение панелей с готовой отделкой или слоем теплоизоляции (панель «сендвич») заметно сокращает и так непродолжительные сроки возведения сборно-каркасного дома.

ДСП

Древесно-стружечная плита изготавливается путем горячего прессования древесных стружек со связующими термоактивными смолами, которые составляют 6-18 % от массы стружки. Смолы экологически небезопасны, так как содержат вредный для человека формальдегид. По содержанию этого вещества ДСП разделяют на классы E1 и Е2. Более экологически безопасен класс E1, он разрешен к использованию в производстве даже детской мебели. Целиком облицованные ДСП-плиты не несут никакого вреда здоровью, вредное воздействие оказывают только открытые кромки. Новые технологии позволяют производить плиты класса Super Е, которые по всем санитарным нормам считаются безопасными. В целом материал отличается достаточно высокой плотностью, низкой стоимостью и простотой в обработке. ДСП обшивают стены, крыши, изготавливают перегородки, полы, используют в качестве основания под линолеум и ковровые покрытия.

Достоинства ДСП :

  • широкая номенклатура цветов, рисунков, толщины;
  • легко обрабатывается;
  • однородность структуры.

Недостатки ДСП:

  • плохо удерживает шурупы и гвозди, особенно при повторной сборке;
  • уязвим для влаги;
  • содержит канцерогены (например, меламин).

МДФ

Древесная плита средней плотности или древесноволокнистая плита сухого прессования. МДФ от английского (Medium Density Fiberboard). Изготавливается из древесной стружки, перемолотой в муку методом сухого прессования, при высоких температуре и давлении с добавлением вещества лигнин, который содержится в натуральной древесине. Лигнин делает этот материал экологически чистым и устойчивым к грибкам и микроорганизмам. Плиты МДФ бывают толщиной от 3 до 30 мм и ламинируются пластиками, лакируются или облицовываются шпоном. По влагостойкости и механическим характеристикам МДФ превосходят натуральное дерево и ДСП. Также МДФ в 2 раза прочнее и лучше держит шурупы. МДФ используется для отделки помещений, например, в виде стеновых панелей или ламинированного напольного покрытия - ламината, при производстве мебели, корпусов акустических систем. МДФ имеет однородную структуру, легко обрабатывается, очень прочная.

Достоинства МДФ:

  • огнестойкость;
  • биостойкость;
  • высокая прочность;
  • лучше, чем ДСП держит шурупы;
  • влагостойкость выше, чем у ДСП;
  • широкий выбор цветов и рисунков благодаря покрытию пленками и шпоном.

Недостатки МДФ:

  • горит с выделением ядовитого дыма;
  • пылевидные опилки, образующиеся при обработке и распилке плит, вредны для здоровья.

Гипсокартон (ГКЛ)

По праву считается одним из самых популярных материалов для выравнивания стен, потолков и полов, устройства межкомнатных перегородок и даже элементов декора, таких как арки, колонны, сфероиды, многоуровневые потолочные покрытия и т.д. Основным компонентом гипсокартонных листов служит гипсовый наполнитель и это определяет многие положительные качества стройматериала. Так, гипсокартон химически инертен, его кислотность примерно равна кислотности человеческой кожи, он не содержит и не выделяет во внешнюю среду вредных для человека химических соединений. Стандартная плита на 93% состоит из двуводного гипса, 6% из картона и еще 1% приходится на поверхностно — активные вещества, крахмал и влагу.

Так, хрупкость панелей затрудняет их транспортировку, погрузочно-разгрузочные работы. По этой же причине ГКЛ не может выдерживать значительных физических нагрузок и не рекомендуется для выравнивания полов. Подвесные потолки из гипсокартона могут выдерживать вес не более чем 4 кг на метр квадратный, в то время как натяжные потолки способны нести нагрузку больше 100 кг на эту же единицу площади.

Разновидностью или более современной модификацией простого листа гипсокартона служит окрашенный или ламинированный гипсокартон, гипсовинил или гипсолам — гипсокартон цветной, с виниловым покрытием. Принципиально новый материал, имеющий изначально эксклюзивный внешний вид с широким выбором декора. Применяется для внутренней облицовки стен, для зашивки оконных откосов, создания перегородок, витрин и выставочных стеллажей, без дополнительной отделки.

Ламинированный гипсокартон, гипсовинил или гипсолам — гипсокартон цветной, оклеенный виниловым покрытием

Эти экологически чистые негорючие панели представляют собой гипсовую плиту, оклеенную с двух сторон специальным картоном. Имеют идеальную геометрию и используются для устройства внутренних перегородок и подшивки потолков. Поставляются в листах 2700 (3000) х 1200 х 12 мм. Выпускаются специальные марки гипсокартона для влажных (ванная комната) и пожароопасных (стена у камина) помещений. Они окрашены в «сигнальные» цвета - красный и зеленый. Есть гипсокартон и повышенной пластичности (толщина 6 мм, ширина 900 мм) для обшивки закругленных стен. На основе гипсокартона изготавливают панели «сэндвич» с теплоизолирующим слоем пенополиуретана (до 50 мм). Их используют уже для внутренней обшивки наружных стен без последующего утепления и пароизоляции. Это значительно сокращает сроки строительства.

Достоинства гипсокартона:

  • не горит, но при значительном нагреве разрушается;

Недостатки гипсокартона:

  • низкая прочность, хрупкость;
  • большая уязвимость для влаги даже влагостойкой разновидности;
  • плохо переносит низкую температуру и значительные перепады температур;
  • пригоден только для внутренней отделки.

Гипсоплита

Гипсоплиты практичный, современный и экологически безопасный материал, так как изготавливается без использования токсичных веществ из природного гипса, который не проводит электричества и не имеет запаха. Гипсоплита отвечает всем требованиям противопожарной безопасности. Гипсоплита, гипсовая пазогребневая плита (ПГП) является основным материалом при конструировании перегородок, подвесных потолков, различных декоративных выступов. Используется для выравнивания потолков, стен, «зашивки» систем коммуникаций. Гипсоплита бывает влагостойкой и стандартной. Стандартная используется в зданиях с нормальной влажностью. Для сырых помещений предназначены плиты с гидрофобными добавками. Такие плиты легко отличить по характерной зеленой окраске.

Достоинства гипсоплит:

  • экологическая и санитарная безопасность;
  • легко обрабатывается: режется, сверлится;
  • мало горючий материал, класс горючести Г1
  • относительно дешевая.

Недостатки гипсоплит:

  • низкая прочность, хрупкость;
  • большая уязвимость для влаги даже влагостойкой разновидности.

Гипсоволокнистый лист

Гипсоволокнистый лист (ГВЛ) – это современный экологически чистый гомогенный материал, обладающий отличными техническими характеристиками. Он производится методом полусухого прессования смеси гипса и целлюлозной макулатуры. По своим физическим свойствам гипсоволоконный лист представляет собой достаточно прочный, твердый материал, славящийся также своими огнеупорными качествами.

Гипсоволокнистый лист, благодаря своей универсальности, получил очень широкое распространение в строительной сфере. Применяется для устройства межкомнатных перегородок, стяжек полов, подвесных потолков, облицовки стен и огнезащиты конструкций. Популярностью пользуется ГВЛ для пола, который служит для сборки основания напольного покрытия, а также облицовочный вариант, при помощи которого обшиваются, к примеру, деревянные поверхности, за счет чего повышается их огнестойкость. В зависимости от области применения гипсоволокнистые листы подразделяют на два типа: ГВЛВ (влагостойкие) и ГВЛ (обычные).

Достоинства гипсоволокнистых листов:

  • ГВЛ по сравнению с ГКЛ легче переносит распиловку в любом направлении, так как однороден по составу;
  • Более высокая прочность за счет армирования целлюлозным волокном;
  • Повышенная шумоизоляция.

Недостатки гипсоволокнистых листов:

  • Менее прочен на изгиб, чем ГКЛ;
  • Менее приспособлен для внутренней отделки, чем ГКЛ;
  • Необходимость предварительной обработки перед покраской.

Цементно-стружечные плиты (ЦСП) - идеальный материал для наружной обшивки каркаса и перегородок во влажных и огнеопасных помещениях, служит хорошим выравнивающим основанием для любых напольных покрытий. Имеет твердую и гладкую поверхность, штукатурится и облицовывается плиткой, пилится ножовкой, негорюч, устойчив к влаге и колебаниям температуры. Поставляется в листах 3600 х 1200 х 10 (12, 16, 20 и 26) мм.

Фанера является одним из наиболее распространенных материалов, широко применяемых в строительстве. Производство фанеры происходит путем склеивания нескольких слоев лущеного шпона фенолформальдегидными смолами. Для этой цели, как правило, используют березовый или хвойный шпон небольшой толщины. Выбор данных пород обусловлен их широким распространением в наших лесах: в Европе, Новой Зеландии и некоторых других странах для производства фанеры разных сортов широко используют дуб, клен, граб и даже грушу. Склеивание шпона осуществляется под давлением при повышенной температуре. Образовавшиеся в результате листы охлаждаются, и после непродолжительной вылежки собираются в упаковки по 10 или 20 штук.

В зависимости от древесины и клея, которые используются при производстве фанеры, она классифицируется на:

  • фанера повышенной влагостойкости (ФСФ)
  • фанера средней влагостойкости (ФК)
  • фанера бакелизированная (БФ)

— представляет собой облицованную с одной или двух сторон бумагосмоляным покрытием фанеру. Данное покрытие весьма эффективно препятствует проникновению влаги, обладает высокой устойчивостью к стиранию и образованию плесени и грибков, устойчива к коррозии и разрушению. Данный тип фанеры благодаря ламинированию пользуется достаточной популярностью. При помощи ламинирования можно нанести практически любой рисунок или имитацию под: дуб, тополь, клён, березу, орех, сосну и лиственницу.

Достоинства фанеры:

  • высокая прочность на разрыв и изгиб;
  • отлично пилится, сверлится и скрепляется как гвоздями, так и шурупами;
  • сравнительно недорогой материал.

Недостатки фанеры:

  • смолы, используемые при склейке шпона, содержат довольно большую концентрацию фенольных соединений;
  • горючесть;

Ориентированно-стружечная плита

Ориентированно-стружечная плита (ОСП — OSB) , производимая методом прессования стружки толщиной до 0,7 мм и длиной до 140 мм под высоким давлением и температурой с применением небольшого количества склеивающей смолы. ОСП-плиты в 3 раза прочнее ДСП и МДФ-плит за счет расположения стружки продольно во внешних слоях и поперечно во внутренних. При такой прочности ОСП — материал очень гибкий и отлично используется при строительных и отделочных работах. ОСП-плитами различной толщины (от 6 до 30 мм) обшивают мансарды, потолки, стены, из них изготавливают черновые полы, опалубки, стеновые панели, ограждения и разборные конструкции. На пол под ламинат обычно используют самые тонкие плиты — 6 и 8 мм толщиной, для конструкций и опалубок более толстые — от 10 мм. ОСП-3 — это более прочная разновидность данного материала, используемая при малоэтажном строительстве в условиях повышенной влажности. Также из-за оригинальной текстуры ОСП является излюбленным материалом у декораторов и дизайнеров для отделки интерьеров. Из ОСП получается достаточно эффектное оформление потолка или элементов во встроенной мебели или в стенах.

На ряду с обычными плитами ОСП, есть и ОСП шпунтованная - плита с обработанными торцами паз - гребень, с 2-х или 4-х сторон.

Достоинства ОСП:

  • прочность относительно других применяемых плит;
  • влагостойкость выше, чем у ДСП и гипсоплиты;
  • широкий размерный ряд;
  • дешевле ДСП;
  • хорошо держит шурупы, даже при повторном вкручивании.

Недостатки ОСП:

  • обрабатывается хуже ДСП из-за неоднородности структуры;
  • пыль, выделяющаяся при резке ОСП, раздражает слизистые оболочки носа, глаз.
  • содержит формальдегид, особенно его много во влагостойких плитах.

Стекломагниевый лист

Стекломагниевый лист или стекломагнезитовый лист (СМЛ) белый, армированный стеклотканью, на 40 процентов легче ГВЛ, гибкий, прочный, огнеупорный, влагостойкий. Благодаря армирующей стеклотканной сетке СМЛ может гнуться с радиусом кривизны до трех метров. Это качество позволяет применять его на неровных поверхностях. Высокие влагостойкие качества позволяют использовать его в помещениях с повышенной влажностью. На лицевую сторону плиты допускается наклеивание любых отделочных материалов. При толщине листа 6мм он способен удерживать огонь в течение 2-х часов, выдерживает нагрев до 1500 градусов. Толщина листа: 3-20 мм.

Стекломагниевый лист (СМЛ) — универсальный листовой отделочный материал на основе магнезита и стекловолокна. Технология изготовления и состав материала придают ему такие качества, как гибкость, прочность, огнеупорность и влагостойкость. Его качества, позволяют применять его на неровных поверхностях и понижает возможность перелома листа при монтаже и переносе. Кроме того, этот материал экологически чистый, не содержит вредных веществ и асбеста, не выделяет токсических веществ даже при нагревании. В отличие от гипсокартона СМЛ-Премиум класса отностится к трудногорючим материалам (НГ).

Область применения стекломагниевого листа чрезвычайно высока. Как и из гипсокартона, из него можно делать потолки, стены и межкомнатные перегородки. Более того, с помощью стекломагнезитовых листов можно отделывать наружные фасады коттеджей и домов. СМЛ — надежная основа для любого вида отделки. Новый материал идеально подходит для душевых, саун, бассейнов — ведь стекломагниевый лист способен выдерживать высокую влажность, перепады температуры и открытый огонь. На поверхность СМЛ можно наносить самые разные виды шпатлевок, красок, клеев. Можно наклеить обои, алюминиево-композитные панели, шпон, пластик, керамическую, стеклянную или зеркальную плитку.

Лицевая (гладкая) поверхность листов предназначена для окрашивания, наклеивания обоев, ламинирования и нанесения различных видов декоративных текстур без предварительного, окончательного шпатлевания и грунтования всей поверхности материала. Тыльная (шероховатая) поверхность листов предназначена для прочной сцепки при приклеивании штучных облицовочных и декоративных материалов (керамической или кафельной плитки, шпона и т.п.), либо самого материала на стены и пол, склейке листов между собой. СМЛ может крепиться на крепежную систему, как из металла, так и из дерева. А также непосредственно на ограждающую конструкцию при помощи клея.

На ряду с обычными стекломагниевыми листами, в последнее время все чаще стали появляться ламинированные стекломагниевые листы с разнообразным рисунком и толщиной внешего покрытия.

Достоинства стекломагнезита:

  • Влагостойкость — не подвергается деформации, не разбухает и не теряет своих свойств;
  • Огнестойкость — магнезитные панели негорючий материал;
  • Хорошая звукоизоляция — 12мм панель по звукопроницаемости соответствует четырем слоями двенадцати миллиметрового гипсокартонового листа, или кирпичной стены толщиной 150мм;
  • Высокая прочность и гибкость — может гнуться с радиусом кривизны от 25 см до 3 метров;
  • Легче аналогичных плит из дерева или гипса;
  • Низкая теплопроводность, может использоваться как дополнительный утеплитель;
  • Может применяться для отделки, как снаружи, так и изнутри.

Недостатки стекломагнезита :

  • Более хрупкий, чем гипсоволокнистый лист;
  • При шпатлевке стыков необходимо использовать шпатлевки на химических клеях;
  • Свойства значительно разнятся в зависимости от производителя и класса СМЛ.

Фибролит — это плитный материал, изготавливаемый прессованием специального древесного волокна (древесной шерсти) и неорганического вяжущего вещества (магнезиальное вяжущее). Волокно получают из отходов деревообрабатывающей промышленности, в результате обработки на деревострогательных станках. Один из плюсов фибролитовых плит – небольшой объемный вес. Фибролит отличается огнестойкостью: стружки пропитаны цементом, и при воздействии огня на них образуется лишь копоть. Материал допускает различные варианты отделки, легко крепится к любым конструкциям с помощью гвоздей, саморезов, дюбелей, легко поддается распилке.

— трудносгораемый, биостойкий материал, который применяют в качестве теплоизоляционного, конструкционно-теплоизоляционного и акустического материалов в строительных конструкциях зданий и сооружений с относительной влажностью воздуха не выше 75%.

Обычные фибролитовые плиты производятся толщиной 3-5 мм с использованием в качестве вяжущего серого цемента. Эти плиты применяются для различного рода термоизоляции, при устройстве кровельного покрытия и оштукатуренных перегородок. Акустические плиты обычно производятся из мелкой древесной шерсти (0,75-2 мм), что улучшает их внешний вид, ничем не закрываются, а также колеруются в цвета, гармонирующие с интерьером или производятся с использованием магнезита или белого цемента вместо серого. Композитная фибролитовая панель — это двух- или трехслойная панель со средним слоем из термоизоляционного материала, например, жесткой пены или минерального волокна (минеральная силикатная шерсть). Толщина среднего слоя обычно колеблется от 15 до 140 мм, хотя внешние слои фибролита имеют толщину от 5 до 20 мм. В этом случае уровень термоизоляции значительно увеличивается.

Достоинства фибролитовых плит:

  • Легкость монтажа;
  • Хороший утеплитель;
  • Механически прочный;
  • Обширные декоративные возможности;
  • Хорошая влагостойкость и огнестойкость;
  • Звукоизоляция;
  • Гигиеничность, безвредность здоровью человека и окружающей среды;
  • Не портят грызуны и насекомые, не гниет.

Недостатки фибролитовых плит :

  • Малая прочность на изгиб;
  • Значительный вес.

Не стесняйтесь комментировать статью, если у Вас есть чем дополнить этот материал. Если Вы нашли ошибки или несоответствия. Возможно Вы знаете еще какой то аналогичный материал не представленный в этой статье?

Разнообразие природы безгранично, но есть материалы, которые не появились бы на свет без человеческого участия. Предлагаем вашему вниманию 10 веществ , созданных руками человека и проявляющих фантастические свойства.

1. Одностороннее пуленепробиваемое стекло

У самых богатых людей есть проблемы: судя по растущим продажам этого материала, им необходимо пуленепробиваемое стекло, которое спасло бы жизнь, но не мешало им отстреливаться.

Это стекло останавливает пули с одной стороны, но в то же время пропускает с другой - этот необычный эффект заключается в «сэндвиче» из хрупкого акрилового слоя и более мягкого эластичного поликарбоната: под давлением акрил проявляет себя как очень твёрдое вещество, и при попадании пули он гасит её энергию, трескаясь при этом. Это даёт возможность амортизирующему слою выдержать удар пули и осколков акрила, не разрушаясь при этом.

При выстреле с другой стороны упругий поликарбонат пропускает через себя пулю растягиваясь и разрушая ломкий акриловый слой, что не оставляет никакого дальнейшего барьера для пули, но не стоит отстреливаться слишком часто, поскольку из-за этого в защите образуются дыры.

2. Жидкое стекло

Было время, когда средства для мытья посуды не существовало - люди обходились содой, уксусом, серебряным песком, трением или проволочной щёткой, но новое средство поможет сэкономить немало времени и сил и вообще оставить мытьё посуды в прошлом. «Жидкое стекло» содержит диоксид кремния, образующий при взаимодействии с водой или этанолом материал, который затем высыхает, превращаясь в тонкий (более чем в 500 раз тоньше человеческого волоса) слой эластичного, сверхстойкого, не токсичного и влагоотталкивающего стекла.

С таким материалом отпадает необходимость в чистящих и дезинфицирующих средствах, так как он способен отлично предохранять поверхность от микробов: бактерии на поверхности посуды или раковины просто изолируются. Также изобретение найдёт применение в медицине, ведь стерилизовать инструменты теперь можно с помощью лишь горячей воды, без использования химических дезинфицирующих средств.

Это покрытие может использоваться для борьбы с грибковыми инфекциями на растениях и герметизации бутылок, его свойства действительно уникальны - оно отталкивает влагу, дезинфицирует, при этом оставаясь эластичным, прочным, пропускающим воздух, и совершенно незаметным, а также дешёвым.

3. Бесформенный металл

Это вещество позволяет игрокам в гольф сильнее бить по мячу, увеличивает поражающую способность пули и продлевает срок службы скальпелей и деталей двигателя.

Вопреки своему названию, материал сочетает прочность металла и твёрдость поверхности стекла: на видео видно, как отличается деформация стали и бесформенного металла при падении металлического шарика. Шарик оставляет на поверхности стали множество маленьких «ям» - это означает, что металл поглощает и рассеивает энергию удара. Бесформенный металл остался гладок, значит, он лучше возвращает энергию удара, о чём также говорит более продолжительный отскок.

Большинство металлов имеет упорядоченное кристаллическое молекулярное строение, и от удара или другого воздействия, кристаллическая решётка искажается, из-за чего на металле и остаются вмятины. В бесформенном металле атомы расположены хаотично, поэтому после воздействия атомы возвращаются на первоначальную позицию.

4. Старлит

Это пластик, выдерживающий невероятно высокую температуру: его тепловой порог настолько высок, что сначала изобретателю просто не поверили. Лишь после демонстрации возможностей материала в прямом эфире на телевидении, с создателем старлита связались сотрудники Британского Центра Атомного Вооружения.

Учёные облучили пластик вспышками высокой температуры, эквивалентными мощности 75-ти бомб, сброшенных на Хиросиму - образец лишь немного обуглился. Один из испытателей заметил: «Обычно между вспышками приходится ждать несколько часов, чтобы материал остыл. Сейчас мы облучали его каждые 10 минут, а он остался невредим, будто в насмешку».

В отличие от других термостойких материалов, старлит не становится токсичным при высокой температуре, также он невероятно лёгок. Его можно применять при строительстве космических аппаратов, самолётов, огнезащитных костюмов или в военной промышленности, но, к сожалению, старлит так и не покинул пределы лаборатории: его создатель Моррис Уард умер в 2011-м году, не запатентовав своё изобретение и не оставив никаких описаний. Всё, что известно о строении старлита - что в его состав входит 21 органический полимер, несколько сополимеров и небольшое количество керамики.

5. Аэрогель

Представьте себе пористое вещество такой низкой плотности, что 2,5 см³ его заключает в себе поверхности, сравнимые с размером футбольного поля. Но это не определённый материал, а, скорее, класс веществ: аэрогель - это форма, которую могут принимать некоторые материалы, а сверхмалая плотность делает его отличным теплоизолятором. Если сделать из него окно толщиной 2,5 см, оно будет иметь те же теплоизоляционные свойства, что и стеклянное окно толщиной 25 см.

Все самые лёгкие в мире материалы - аэрогели: например, кварцевый аэрогель (по сути, высушенный силикон) всего в три раза тяжелее воздуха и достаточно хрупок, зато может выдержать вес, в 1000 раз превышающий его собственный. Графеновый аэрогель (на иллюстрации выше) состоит из углерода, а его твёрдый компонент в семь раз легче воздуха: имея пористую структуру, это вещество отталкивает воду, но поглощает нефть - его предполагается использовать для борьбы с нефтяными пятнами на поверхности воды.

6. Диметилсульфоксид (DMSO)

Этот химический растворитель сначала появился, как побочный продукт выработки целлюлозы и никак не применялся до 60-х годов прошлого века, когда раскрыли его медицинский потенциал: доктор Джейкобс обнаружил, что DMSO может легко и безболезненно проникать в ткани тела - это позволяет быстро и без повреждения кожи вводить различные препараты.

Его собственные лечебные свойства снимают боль при растяжении связок или, например, воспалении суставов при артрите, также DMSO может использоваться для борьбы с грибковыми инфекциями.

К сожалению, когда его медицинские свойства были открыты, производство в промышленных масштабах уже давно было налажено, и его широкая доступность не позволяла фармацевтическим компаниям получать прибыль. Кроме того у DMSO есть неожиданный побочный эффект - запах изо рта использовавшего его человека, напоминающий чеснок, поэтому он используется в основном в ветеринарии.

7. Углеродные нано-трубки

Фактически это листы углерода толщиной в один атом, свёрнутые в цилиндры - их молекулярная структура напоминает рулон проволочной сетки, и это самый прочный материал, известный науке. В шесть раз легче, но в сотни раз крепче стали, нано-трубки обладают лучшей теплопроводностью, чем алмаз, и проводят электричество эффективнее меди.

Сами трубки не видны невооружённым взглядом, а в необработанном виде вещество напоминает сажу: чтобы проявились его необыкновенные свойства, надо заставить вращаться триллионы этих невидимых нитей, что стало возможным относительно недавно.

Материал может применяться в производстве кабеля для проекта «лифта в космос», достаточно давно разработанного, но до недавнего времени совершенно фантастичного из-за невозможности создать кабель длиной 100 тыс км, не согнувшийся бы под собственным весом.

Углеродные нано-трубки помогают и при лечении рака груди - их можно помещать в каждую клетку тысячами, а наличие фолиевой кислоты позволяет выявлять и «захватывать» раковые образования, затем нано-трубки облучают инфракрасным лазером, и клетки опухоли при этом погибают. Также материал может применяться в производстве лёгких и прочных бронежилетов…

8. Пайкерит

В 1942-м году перед англичанами стояла проблема недостатка стали для строительства авианосцев, необходимых для борьбы с немецкими подводными лодками. Джеффри Пайк предложил соорудить огромные плавучие аэродромы изо льда, однако она себя не оправдала: лёд хоть и недорог, но недолговечен. Всё изменилось с открытием нью-йоркскими учёными необыкновенных свойств смеси льда и древесных опилок, которая по прочности была подобна кирпичу, а также не трескается и не плавится. Зато материал можно было обрабатывать, как дерево или плавить, подобно металлу, в воде опилки разбухали, образуя оболочку и предотвращая таяние льда, за счёт чего любое судно можно было ремонтировать прямо во время плавания.

Но при всех положительных качествах, пайкерит был малопригоден для эффективного использования: для постройки и создания ледяного покрова судна весом до 1000 т достаточно было двигателя мощностью в одну лошадиную силу, но при температуре выше -26 °С (а для её поддержания необходима сложная система охлаждения) лёд имеет свойство проседать. Кроме того, целлюлоза, используемая также в производстве бумаги, была в дефиците, поэтому пайкерит так и остался неосуществимым проектом.

9. BacillaFilla - строительный микроб

У бетона есть свойство «уставать» со временем - он становится грязно-серым, и в нём образуются трещины. Если речь идёт о фундаменте здания, ремонт может быть достаточно трудоёмким и дорогим, при этом не факт, что он устранит «усталость»: многие здания сносят именно по причине невозможности восстановления фундамента.

Группа студентов Университета Ньюкасла разработала генно-модифицированные бактерии, способные проникать в глубокие трещины и вырабатывать смесь карбоната кальция и клея, укрепляя здание. Бактерии запрограммированы так, что они распространяются по поверхности бетона, пока не достигнут края очередной трещины, и тогда начинается производство цементирующего вещества, имеется даже механизм самоуничтожения бактерий, предотвращающий образование бесполезных «наростов».

Эта технология позволит уменьшить антропогенный выброс двуокиси углерода в атмосферу, ведь 5% его даёт именно производство бетона, а также с её помощью будет продлён срок службы зданий, восстановление которых традиционным способом обошлось бы в большую сумму.

10. Материал D3o

Устойчивость к механическому воздействию во все времена была одной из основных проблем материаловедения, пока не изобрели D3o - вещество, молекулы которого находятся в свободном движении при нормальных условиях и фиксируются при ударе. Строение D3o напоминает смесь кукурузного крахмала и воды, которой иногда наполняют бассейны. Специальные куртки из этого материала, удобные и обеспечивающие защиту при падении, ударе битой или кулаками, которые могут вам достаться, уже находятся в свободной продаже. Защитные элементы не заметны снаружи, что подходит для каскадёров и даже полиции.

Робокрысы, дроны-охотники, говорящие мусорки: 10 гаджетов и изобретений, изменяющих города

25 лучших изобретений 2014-го года

В этих невероятных перчатках можно лазить по стенам

Советская «Сетунь» - единственная в мире ЭВМ на основе троичного кода

Бельгийские дизайнеры придумали съедобную посуду

Таблетки с замороженными фекалиями могут вылечить кишечную инфекцию

Новая батарея заряжается до 70% за две минуты

Всем известно, что на настоящий момент алмаз является эталоном твёрдости, т.е. при определении твёрдости материала за основу берется показатель твёрдости алмаза. В нашей статье мы рассмотрим десять самых твёрдых материалов в мире и посмотрим насколько они тверды относительно алмаза. Материал считается сверхтвёрдым если его показатели находятся выше 40 ГПа. Нужно учесть, что твёрдость материала может колебаться в зависимости от внешних факторов, в частности от приложенной к нему нагрузки. Итак, представляем десять самых твёрдых материалов в мире.

10. Субоксид бора

Субоксид бора состоит из зёрен имеющих форму выпуклых двадцатигранников. Эти зёрна состоят, в свою очередь, из двадцати кристаллов-многогранников, гранями которого являются четыре треугольника. Субоксид бора имеет повышенную прочность в 45 ГПа.

9. Диборид рения

Диборид рения очень интересный материал. При малых нагрузках он ведет себя как сверхтвёрдый, имея прочность в 48 ГПа, а при нагрузке его твердость снижается до 22 ГПа. Этот факт вызывает бурные дискуссии у ученых всего мира относительно того стоит ли считать диборид рения сверхтвёрдым материалом.

8. Борид магния-алюминия

Борид магния-алюминия составляет собой сплав алюминия, магния и бора. Этот материал имеет невероятно низкие показатели трения скольжения. Это уникальное свойство могло бы стать настоящей находкой в производстве разнообразных механизмов, ведь детали из борида магния-алюминия способны работать без смазки. К сожалению, сплав невероятно дорог, что на данный момент закрывает ему дорогу к широкому применению. Твердость борид магния-алюминия — 51 ГПа.

7. Бор-углерод-кремний

Соединение Бор-углерод-кремний обладает невероятной устойчивостью к высочайшим температурам и химическому воздействию. Твердость Бор-углерод-кремния — 70 ГПа.

6. Карбид бора

Карбид бора был открыт еще в 18 веке и начал использоваться почти сразу во многих отраслях промышленности. Его используют при обработке металлов и сплавов, при изготовлении химической посуды, а также в энергетике и электронике. Используется как основное вещество для пластин бронежилетов. Твердость карбида бора составляет 49 ГПа, а добавляя в него аргон в виде ионов, можно увеличить этот показатель до 72 ГПа.

5. Нитрид углерода-бора

Нитрид углерода-бора является одним из представителей достижений современной химии, он был синтезирован сравнительно недавно Твердость нитрид углерода-бора — 76 ГПа.

4. Наноструктурированный кубонит

Наноструктурированный кубонит имеет и другие названия: кингсонгит, боразон или эльбор. Материал обладает показателями твёрдости близкими к алмазу и успешно применяется в промышленности при обработке различных металлов и сплавов. Твердость наноструктурированного кубонита — 108 ГПа.

3. Вюртцитный нитрид бора

Структура кристаллов этого вещества имеет особую вюрцитную форму, она то и позволяет быть ему одним из лидеров по твёрдости. При приложении нагрузки связи между атомами в кристаллической решётке перераспределяются и твёрдость материала повышается почти на 75%! Твердость вюрцитного нитрида бора — 114 ГПа.

2. Лонсдейлит

Лонсдейлит по своей структуре очень похож на алмаз, ведь они оба являются аллотропными модификациями углерода. Лонсдейлит был обнаружен в воронке метеорита, одним из компонентов которого являлся графит . По всей видимости от нагрузок, вызванных взрывом метеорите, графит превратился в лонсдейлит. При обнаружении лонсдейлит не продемонстрировал особых чемпионских показателей твёрдости, однако было доказано, что при отсутствии в нём примесей, он будет твёрже алмаза! Доказанный показатель твердости лонсдейлита — до 152 ГПа

1. Фуллерит

Пришло время рассмотреть самое твёрдое вещество в мире — фуллерит. Фуллерит — это кристалл, который состоит из молекул, а не из отдельных атомов. Благодаря этому фуллерит обладает феноменальной твердостью, он способен легко царапать алмаз, также как сталь царапает пластик! Твердость фуллерита — 310 ГПа.

Фуллерит

Мы привели список самых твёрдых материалов в мире на данный момент. Как видим, среди них достаточно веществ твёрже алмаза и,возможно, нас ждут впереди ещё новые открытия, которые позволят получить материалы с ещё более высокими показателями твёрдости!