Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Общие представления о композитах и их классификация.
Композиционные материалы представляют собой гетерофазные системы, полученные из двух или более компонентов с сохранением индивидуальности каждого отдельного компонента. Для композиционных конструкционных материалов характерны следующие признаки: – исходная определенность состава и формы компонентов; – исходная определенность количества компонентов, обеспечивающих заданные свойства материала; – однородность в макромасштабе и неоднородность в микромасштабе; – наличие четкой границы раздела между компонентами. В большинстве случаев компоненты композиции различаются по геометрическому признаку. Компонент, обладающий непрерывностью по всему объему, называется матрицей, компонент, разделенный в объеме композиции, называется армирующим компонентом. Матрицей могут служить металлы и их сплавы, органические и неорганические полимеры, керамика и другие вещества. Армирующими компонентами являются волокнистые материалы различной природы или тонкодисперсные порошкообразные частицы. В зависимости от вида армирующего компонента композиты подразделяются на две основные группы: дисперсно-упрочненные и волокнистые. Дисперсно-упрочненные композиты представляют собой материал, в матрице которого равномерно распределены мелкодисперсные частицы второго вещества. В таких материалах при нагружении всю нагрузку воспринимает матрица, а армирующие частицы второй фазы создают условия для эффективного сопротивления пластической деформации. У волокнистых композитов матрица армируется высокопрочными волокнами, проволокой или нитевидными кристаллами. Идея создания волокнисто-армированных структур состоит в том, чтобы при его деформации обеспечивалось нагружение волокон и использовалась бы их высокая прочность. К материалу матрицы волокнистых композитов предъявляются следующие требования: хорошая смачиваемость волокна, возможность предварительного изготовления полуфабрикатов с последующим изготовлением из них изделий; качественное соединение слоев композита в процессе формования; невысокие параметры формообразования (например, температуры, давления). Свойства границы раздела определяют уровень свойств композитов и их сохранение при эксплуатации. Локальные напряжения в композите достигают максимальных значений как раз вблизи или непосредственно на границе раздела, где обычно и начинается разрушение материала. Граница раздела должна иметь определенные свойства, чтобы обеспечить эффективную передачу механической нагрузки от матрицы на волокно. Адгезионная связь по границе раздела не должна разрушаться под действием термических и усадочных напряжений, возникающих вследствие различия в температурных коэффициентах линейного расширения матрицы и волокна или в результате химической усадки связующего при его отверждении.
Рассмотрим классификацию и основные особенности композитов. Простейший случай волокнистой структуры, характеризующей особенности данного класса материалов, представляет собой набор однородных волокон, заключенных в пластичной матрице. Свойства такого композита, образованного однонаправленно ориентированными волокнами, анизотропны. Максимальные прочность и жесткость однонаправленного композита реализуются в направлении укладки волокон и могут быть в общем случае рассчитаны по известным свойствам его компонентов и их количественному соотношению. Важнейшее достоинство композитов – возможность создавать из них элементы конструкций с заранее заданными свойствами, наиболее полно отвечающими характеру и условиям работы. Многообразие волокон и матричных материалов, а также схем армирования, используемых при создании композитов, позволяет направленно регулировать прочность, жесткость, уровень рабочих температур и другие свойства путем подбора состава, изменения соотношения компонентов и макроструктуры композита. Можно выделить несколько больших групп композиционных материалов. К таким группам следует отнести композиты с полимерной матрицей (пластики), композиты с металлической матрицей (металлокомпозиты), композиты с керамической матрицей и композиты с углеродной матрицей. На рис. 7.1 представлена классификация композитов по конструктивному признаку.
Рис. 7.1. Классификация композитов по конструктивному признаку: а – хаотически армированные: 1 – короткие волокна; 2 – непрерывные волокна; б – одномерноармированные: 1 – однонаправленные непрерывные; 2 – однонаправленные короткие; в – двумерноармированные: 1 – непрерывные нити; 2 – ткани; г – пространственно армированные: 1 – три семейства нитей; 2 – n семейств нитей.
Свойства композитов зависят не только от свойств волокон и матрицы, но и от способов армирования. Различают композиты: образованные из слоев, армированных параллельными непрерывными волокнами; армированные тканями (текстолиты); с хаотическим и пространственным армированием. В результате совмещения армирующих элементов и матрицы образуется комплекс свойств композита. Появление ряда новых свойств в композитах связано с гетерогенной структурой, обусловливающей наличие большой поверхности раздела между волокнами и матрицей, а также возможным взаимодействием матрицы и армирующего компонента.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-12-09; просмотров: 122; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.137.204.108 (0.006 с.) |