Оглавление:
Свойства композиционных материалов с полимерной матрицей
- Свойства полимерматричных композитов Стекловолокно включает в себя стекловолокно в качестве наполнителя * * непрерывное в виде нитей, жгутов и полос-тканей различного плетения.• Ориентация однонаправленные армированные стекловолокном непрерывные волокна расположены в одном направлении-направлении 285 страниц. 10.20 иллюстрация ткачества: а-равнина, б-саржа; в-сатин О действии нагрузки. Однонаправленные стеклянные волокна обладают анизотропными свойствами.
Наибольшая прочность и жесткость таких композиций наблюдается вдоль волокон. Этот недостаток устраняется в поперечно армированных ориентированных стеклянных волокнах, в которых волокна расположены в разных направлениях. Стекловолоконный анизотропный материал (сват) содержит на выходе из Матрицы склеенные вместе со стеклом нити, полосы, а затем уложенные под углом 90°. Их связующими веществами являются различные смолы. При соотношении продольных и поперечных слоев
1:1(волокно е)поплавок имеет следующие характеристики: PV=460-500мпа и модуль упругости е>35 000мпа. Людмила Фирмаль
В случае коэффициента слоя 10:1, прочность на растяжение увеличит до 850-950мпа, и коэффициент увеличения упругости до 58 000 МПа. Однонаправленное стекло-волокно усиленное с высокопрочным волокном ВМ-1, волокно обнаруживает прочность на растяжение и упругость в направлении 2100мпа, коэффициент 70 000мпа. Прочность стеклопластика зависит от объемного содержания наполнителя и увеличивается с его увеличением по закону аддитивности. Оптимальное содержание наполнителя составляет 65-67%. При более высоком содержании волокна пористость связующего увеличивается, что вызывает неравномерную нагрузку на волокно. Путем уменьшение диаметра волокна и вводить
Монокристалл а12о3 в матрицу, прочность стекла-волокна можно улучшить к 2000-2400мпа. Из стекловолокна получается ткань, которая используется в качестве прически. Стеклоткани по виду тканой пряжи делятся на льняные, саржевые, атласные, кордные ткани (рис. 10.20). Ткань льняного переплетения на поверхности имеет частое чередование нитей в продольном (основном) и поперечном (уточном) направлениях, что придает ткани Ригидность 286хигх. Атласные ткани, как правило, более необычного переплетения. Учитывая высокую хрупкость стеклопластика, возможность взаимного измельчения и разрушения под давлением, стеклопластик (стеклопластик) с атласным переплетением армирования является более прочным.
- Кордная ткань включает усиленную основу и тонкие пространственные поперечные нити). При изготовлении изделия основная нить размещается в направлении нагрузки и воспринимает рабочую растягивающую нагрузку. Армированное стекловолокном плетение шнура также характеризуется значительной анизотропией. Физико-механические свойства сатинированного стеклопластикового наполнителя приведены в таблице. 10.11 Стеклопластик кастового типа на фенолоформальдегидной связи характеризуется низкой ударной вязкостью.
Наибольшая ударная вязкость с полностью высокой термостойкостью достигается в стеклопластике ST911-1A с эпоксидной смолой в качестве связующего. Неориентированные стеклянные волокна случайным образом содержат расположенные в дискретной плоскости (редко в пространстве) короткие волокна. Такое стекловолокно характеризуется тем, что оно вытекает в таком случае, то есть его ориентация изотропна стекловолоконной армированной смоле. В то же время прочность и жесткость неориентированного стеклопластика ниже, чем у ориентированного стеклопластика(рис. 10.21). Плотность стеклоткани 1500-2000кг / м3. В результате их Содержание наполнителя,% рисунок. 10.21. Ориентированная (J) и неориентированная (2) прочность стекловолокна по содержанию наполнителяхарактеристиками стали.
Удельные прочностные характеристики сопоставимы с соответствующими Людмила Фирмаль
Стекловолокно может работать длительное время при температуре 200-300°С. Они связаны с поведением стекловолокон при температуре в несколько десятков тысяч градусов Цельсия, под действием очень высоких температур поверхностный слой сгорает и выделяет газоразрушающие продукты связывания. Выпущенный продукт, поглощая тепло, уменьшает тепловой поток, подходящий к поверхности стекловолокна. Площадь поверхности расплавленного стеклянного наполнителя и образование на его поверхности слоя термостойкого Кокса уменьшает тепловой поток внутри материала и задерживает процесс разрушения. Длительная прочность стеклопластика зависит от его состава, влажности и температуры окружающей среды, уровня эксплуатационных нагрузок. Мы взяли это свойство на страницу эпоксидной смолы и фенолформальдегида на основе стекловолокна пластика.
Отдельные стекловолокна выдерживают изгиб до 1,5-107 циклов. Динамические усталостные свойства стеклянных волокон проявляются в различных матричных основаниях. 10.22 по своим демпфирующим свойствам стекловолокно превосходит металл и хорошо работает в условиях вибрации. Применение стеклопластика подразделяется на конструкционное, электротехническое и радиотехническое. В Большие изображения: рис 10.22 фенольный формальдегид (J), эпоксидная смола (2), полиэфир (3), кремнийорганическое стекло матрицы (4) сопротивление усталости волокна динамическое В качестве конструкционного материала используется как однонаправленный, так и неориентированный стеклопластик.
Однонаправленные стекловолокна применяются при изготовлении труб и различных профилей, где нагрузка направлена по длине детали в условиях эксплуатации. Полосы или профильные накладки из однонаправленных стеклопластиковых паст в наиболее нагруженном участке длины детали, тем самым экономя расход конструкционных материалов и тем самым позволяя использовать методы проектирования, разработанные для металлических конструкций. Неориентированный пластик применяется при изготовлении корпусов лодок, автомобилей, катеров, мебели, напольных покрытий, обшивки бытовых и железобетонных конструкций, силовых частей электрооборудования.
Материал с поперечной арматурой используется в конструкциях типа обечайки, в секциях крыла, хвоста и фюзеляжа самолета. Эти материалы включают пластины, трубы, корпуса ракетных и твердотопливных двигателей, сосуды высокого давления, лопасти вертолетов, обтекатели радаров, топливные баки, пресс-формы, электродвигатели и многое другое. В г л е п л ь с Т К и(карбованет). Это композиционные материалы на основе армирования углеродными волокнами и полиамидо-эпоксидными, эпоксидно-трифенольными и другими смолами различного состава. Отверждение связующего происходит без выделения низкомолекулярных соединений. По делу- Образование 289 изделий возможно при низком давлении, что позволяет сохранить целостность хрупких армирующих волокон.
Смолы плохо смачивают углеродное волокно, поэтому волокна подвергают висказали, предварительно протравив. Отвердитель применяют в виде жгутов ВМЗ, ВМ4 и тканевых лент LU1, LU2, LUZ, изготовленных из высокопрочного и высокомодульного углеродного волокна. Конфигурации и свойств углепластика КМУ типа представлены в таблице. 10.12 рабочая температура углеродных волокон определяется их связующим веществом. Стекло на основе полиимида имеет самую высокую рабочую температуру. Специально для прочности и жесткости углеродного волокна (углепластик значительно превосходит стекловолокно, сталь, алюминий и титановые сплавы). Слабая адгезионная связь между полимерным связующим и углеродным волокном снижает прочность при межслойном сдвиге. Прочность стеклоткани КМУ-1Б усиленной с Висцеризованными пачками углерода имеет прочность на МПа до 100 в ножницах прослойки.
Анизотропия свойств углепластика еще более выражена, чем у стекловолокна. Коэффициент модуля упругости заполнителя и матрицы пластмассы волокна углерода, пока стекло-волокно достигает 100 ~ 30. Кроме того, армирующее волокно углеродного волокна армированного пластика значительно отличается эластичными свойствами 290directions вдоль и перпендикулярно к оси волокна, которая причиняет более добавочно увеличенную анизотропию. Углепластик обладает высокой устойчивостью к нагрузкам, в результате меньше деформируется, чем стекловолокно, при том же уровне напряжений, что снижает растрескивание матрицы. Пластмассы волокна углерода главны к много металлов в свойствах виброзащитных и вибраци-амортизировать.
Высокая теплопроводность углеродного волокна способствует рассеиванию колебательной энергии и уменьшает самонагрев материала за счет силы внутреннего трения. Высокомодульное углеродное волокно с низким отрицательным коэффициентом теплового расширения придает углеродному волокну особые свойства и расширяет сферу его применения. Детали изготовлены из углеродного волокна, с изменением температуры, незначительными изменениями размеров и формы. Благодаря относительно высокой электропроводности стекловолокна используются в качестве антистатических и электронагревательных материалов. Углеродное волокно широко используется в качестве конструкционного материала в области авиации, космической навигации, ядерной техники и других новых технологий.
Они производят конструкции, работающие на устойчивость под воздействием внешнего изгиба, давления: лопасти несущего винта вертолетов; корпус компрессора и вентилятора, в результате использования углеродного волокна вместо металла в этих узлах вентилятора масса двигателя снижается на 15-20%.
Смотрите также:
| Обработка и соединение композиционных материалов | Эвтектические композиционные материалы на основе никеля |
| Строение слитка | Композиционные материалы на неметаллической основе |
