Свойства различных композиционных материалов и их применение в машиностроении

Таблица 3 – Свойства и применение КМ с полимерной матрицей (ПКМ)

№	ПКМ	Свойства	Применение
1.	На основе полиэтилена
2.	На основе фторопластов с порошками никеля
3.	Стеклопластики на основе фторопластов
4.	На основе формальдегидных смол
5.	На основе поликарбоната дифлона СТН
6.	На основе эпоксидных смол
7.	На основе фенольных смол

 

 

Таблица 4 – Свойства и применение КМ с металлической матрицей (МКМ)

№	МКМ	Свойства	Применение
1.	КМ алюминий углерод
2.	КМ алюминий карбид кремния
3.	КМ алюминий корунд
4.	КМ алюминий сталь
5.	КМ на основе магния и его сплавов
6.	КМ на основе титана
7.	На основе меди
8.	На основе никеля

Основы технологии получения и конструирования деталей из композиционных материалов

Важнейшей технологической особенностью производства КМ является то, что в них сочетаются и взаимодействуют самые разные материалы.

По видам межфазного взаимодействия различают три класса КМ:

 

1)___________________________________________________________________

2)___________________________________________________________________3)___________________________________________________________________

 

Таблица 5 – Основные стадии технологического процесса получения ПКМ

№	Стадии технологического процесса	Операция
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.

 

Технология получения деталей машин из КМ с металлической матрицей аналогичен приготовлению ПКМ.

В тоже время для каждой группы КМ с металлической матрицей имеются свои особенности в технологии.

МКМ на основе алюминия.

Применяют жидкофазные и твёрдофазные методы: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Горячее прессование применяют для КМ:________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Матрица в этом случае представляет собой:_______________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Жидкофазный процесс:

1)___________________________________________________________________

2)___________________________________________________________________

3)___________________________________________________________________

Основные технологические варианты жидкофазных методов (пропитки):

1)___________________________________________________________________

2)___________________________________________________________________

3)___________________________________________________________________

4)___________________________________________________________________

5)___________________________________________________________________

6)___________________________________________________________________

 

Принципы и проблемы конструирования деталей из компози-ционных материалов

Среди основных требований к современным конструкционным материалам – высокая жесткость и надёжность в работе.

Для повышения удельного модуля упругости используют:

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

При выборе и конструировании материала учитываются условия эксплуатации, т.к. они определяют долговечность конструкции. Статические свойства обычных сплавов могут быть улучшены за счёт

__________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Поэтому наиболее важной задачей при создании КМ наряду с увеличением статической и длительной прочности является снижение чувствительности к надрезам и дефектам.

 

В КМ такое снижение достигается за счёт:_________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сочетание высокой жесткости и прочности с необходимой вязкостью и нечувствительностью к трещинам достигается сочетание высокомодульных и высокопрочных веществ, например:____________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Конструирование машиностроительных деталей из КМ проводятся в двух вариантах.

Если используется готовый КМ с известными свойствами, то процесс конструирования не отличается от обычного.

Если же для заданной детали требуется необычное сочетание свойств или различные свойства то КМ для такой детали может быть заранее рассчитан и затем синтезирован. Первый путь – экономичнее, второй – позволяет решать задачи оптимального проектирования. При втором варианте разработка новых КМ проводится в два этапа.

На первом – расчётном – _________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

На втором – ____________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Простому расчёту поддаётся ряд свойств КМ:________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Реальная величина этих свойств обычно находится между двумя крайними значениями, определяемыми из принципов равно упругого и равно напряженного состояний матрицы и армирующих компонентов (частиц или волокон).

Верхний предел этих свойств, и в первую очередь модуля упругости, определяется по правилу смесей:________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Нижний предел модуля упругости композита определяется из выражения: _________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Другие прочностные характеристики литейных КМ, упрочнённых частицами, определяются пока только экспериментально.

Для КМ с однонаправленными волокнами и с матрицей. Более пластичной, чем волокна, значение минимальной концентрации волокон определяется из условия: ________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Критическая концентрация волокон рассчитывается: _________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Пластмассы