Оглавление:
Композиционные материалы общая характеристика и классификация
- Общая характеристика и классификация композиционных материалов Традиционно используемые металлические и неметаллические материалы значительно достигли предела прочности конструкции. В то же время, развитие современных технологий, создание материалов, которые надежно работают в сложных сочетаниях силовых и температурных полей под воздействием агрессивных сред, радиации, высокого вакуума и высокого давления, часто предъявляют требования к материалу, и они могут быть противоречивыми.
Эти требования могут быть выполнены с использованием композиционных материалов. Композиционный материал (км) или композиционный материал представляет собой объемную гетерогенную систему, состоящую из очень разных по свойствам, взаимно нерастворимых компонентов, по своей структуре можно использовать каждый из них. Принцип построения килограмма человек позаимствовал у природы.
Типичными композитами являются стволы деревьев, стебли растений, кости человека и животных. Людмила Фирмаль
Можно установить сочетание разнородных характеристик, таких как высокая удельная прочность и жесткость, термостойкость, износостойкость и теплозащитные свойства. 674-1 37.1 соотношение удельной прочности и модуля упругости некоторых неоцинкованных и армированных волокном композиционных материалов[50% (об.]]: 1-алюминий; 2-Титан и сталь;3-Титан, армированный бериллиевой проволокой;4-Титан, армированный SIC волокном;5-Титан, армированный борным волокном (SiC / B/W); 6-Титан, армированный борной проволокой (SiC / W) Он не доступен в обычных материалах. Использование системы позволяет построить ранее имеющуюся принципиально новую конструкцию.
Благодаря км стал возможен новый качественный скачок: увеличение мощности двигателей, уменьшение массы машин и конструкций, увеличение весовой эффективности транспортных средств, самолетов и космических аппаратов. Важными характеристиками материалов, работающих в этих условиях, являются удельная прочность ajyg и удельная жесткость E/yg, внутренняя прочность на растяжение, коэффициент нормальной упругости E, плотность материала I, свободная удельная прочность и по жесткости композиционные материалы — все известные конструкционные сплавы (рис.37.1).
- Характеристики разливочной машины см как относительно пластичного матричного материала основы или прочного компонента кило зависят от характеристик основы, наполнителя и прочности связи между ними. Матрица связывает композицию с Монолитом, придавая ему форму и служит для передачи внешней нагрузки на армирование наполнителя. В зависимости от основного материала, см с матрицей металла, или композиционным материалом металла(мкм), композиционным материалом полимера полимера(ПКМ)и керамическим керамическим композиционным материалом(КМК).
Схема структуры композиционного материала рис. 37.2: а-дисперсионное армирование; б-волокно; в-слоистое 2’2 Ведущую роль в упрочнении 675 см играют наполнители, которые часто называют отвердителями. Они обладают высокой прочностью, твердостью и модулем упругости. В зависимости от вида армирующего наполнителя см подразделяют на дисперсную арматуру, волокнистую и слоистую(рис. 37.2). Мелкие равномерно распределенные тугоплавкие частицы карбидов, оксидов, нитридов и др. Те, которые не взаимодействуют с матрицей и не растворяются до достижения температуры плавления фазы, искусственно вводятся в дисперсную упрочненную см.
Чем меньше частиц наполнителя и чем меньше расстояние между ними, тем прочнее км. Людмила Фирмаль
В отличие от волокнистой, распределенной арматуры км, основным несущим элементом является матрица. Ансамбль дисперсных частиц наполнителя усиливает сопротивление материала дислокационному движению под нагрузкой и затрудняет пластическую деформацию. Эффективное сопротивление движению В ФФ Икс Поскольку дисперсная см характеризуется высокой термостойкостью и устойчивостью к ползучести, до температуры плавления матрицы образуется 676dislocations. Волокнистая км арматура может быть волокнами различной формы: нитями, лентами, сетками различного плетения.
Армирование волокнистых волокон может осуществляться по схеме одноосного, двухосного и трехосного(рис. 37.3, а). Прочность и жесткость такого материала определяется характеристиками армирующих волокон под действием основной нагрузки. Армирование приводит к увеличению прочности, в то время как дисперсионное упрочнение технологически легко осуществить. Слоистые композиционные материалы(рис. 37.3, б) набирается из чередующихся слоев наполнителя и матричного материала (например,»сэндвич»). Слой наполнителя в таких случаях может иметь разные направления. Возможно использование попеременно слоев наполнителей из различных материалов с различными механическими свойствами. Для слоистых композиций, обычно используют неметаллические материалы.
Смотрите также:
| Дисперсноупрочненные композиционные материалы | Хладостойкие неметаллические материалы общие сведения |
| Слоистые композиты | Резины |
