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 |
Понятие о композиционных материалах, как многофазных гетерогенных системах
Применяемые материалы накладывают на историю развития человечества существенный отпечаток, поэтому отдельные эпохи получили название по применяемым тогда материалам (каменный век, бронзовый век и т.п.). В настоящее время человечество вступило в такой период, когда природные ресурсы существенно ограничены. Имеет место быстрое истощение наиболее доступных почти всех видов сырьевых ресурсов для производства необходимых человечеству материалов и изделий из них. Объемы их потребления и, соответственно, производства продолжают расти. Необходимы мероприятия, направленные на эквивалентную замену дефицитных материалов, либо на внедрение в производство новых технологий. Они в свою очередь основываются на применении более совершенных материалов. Эти материалы должны обеспечивать: 1. малоотходность и безотходность технологических процессов; 2. увеличение ресурса конструкций и машин; 3. снижение их материалоемкости; 4. сведение к минимуму потерь на коррозию; 5. внедрение кругооборота (рециклинга) материалов. Этим требованиям отвечают современные композиционные материалы (композиты). Было бы заблуждением полагать, что композиционные материалы – одно из последних достижений научно-технического прогресса. Человеческий опыт свидетельствует о том, что на протяжении всей истории создавались разнообразные комбинации из различных компонентов для получения материалов целенаправленного применения. Природа демонстрирует нам замечательный образец композиционного материала – древесину, состоящую из волокон целлюлозы, скрепленных лигнином. Другим примером природных композитов могут служить кости живых организмов, в состав которых входит хрупкий минерал апатит, связанный прочным и мягким белковым веществом – биополимером. Тем не менее, современная наука о композиционных материалах зародилась совсем недавно 60 лет назад (после второй мировой войны прошлого столетия). В широком смысле практически современный материал представляет собой композит. Материалы редко используются в чистом виде. По современным требованиям материал считается композиционным, т.е. является композитом, если он удовлетворяет следующим требованиям: 1. является продуктом деятельности человека;
2. представляет собой сочетание по меньшей мере двух химически разнородных веществ (компонентов) с четкой границей раздела между фазами (компонентами); 3. образован объемным сочетанием компонентов; 4. обладает свойствами, которых не имеет ни один из компонентов в отдельности. Иными словами композиционным называют материалы, состоящие из двух или нескольких компонентов – фаз и являются многофазными (гетерогенными) материалами. В композиционном материале основной компонент и модифицирующие его добавки составляют непрерывную фазу и выполняют роль матрицы. Другой компонент, составляющий также самостоятельную фазу, является армирующим элементом – наполнителем. Существование сцепления между не совмещающимися матрицей и наполнителем в гетерогенных материалах отличает их от механических смесей и подчеркивается названием композиционные материалы (композиты - КМ). Современные композиционные материалы делят на три основных класса:
Эти три класса отличаются своей микроструктурой. Дисперсно-упрочненные КМ (ДУКМ) характеризуются микроструктурой, которая представляет собой матрицу из элементарного вещества или сплава, в которой равномерно распределены мельчайшие частицы наполнителя. Частицы наполнителя в ДУКМ имеют размеры от 0,01 до 0,1 мкм в количестве от 1 до 15 объемных %. В ДУКМ матрица несет основную нагрузку. Примером этого класса КМ могут служить дисперсно-упрочненные металлы (сплавы). Они изготовляются методом порошковой металлургии, а также поверхностным или внутренним окислением, методами восстановления или разложения солей. Это в основном материалы радиоэлектронного назначения. Дисперсно-наполненные КМ (ДНКМ) характеризуются тем, что размер частиц в них превышает 1 мкм, а их концентрация более 25 объемных %. При упрочнении частицами нагрузка распределяется между матрицей и частицами. Хотя данные КМ уступают по достижению степени упрочнения 3 классу КМ, но по своему практическому распространению они обогнали КМ всех других классов. ДНКМ можно разделить на два вида:
1. Неорганические порошковые композиты, изготовленные из керамических материалов и металлов. Это технические стекла (в том числе упрочненные типа ситаллов) и собственно керамика. В керамической матрице дисперсной фазой служат металлические порошки. И наоборот металлическая матрица наполнена порошкообразной керамикой и интерметаллами. Неполный перечень областей их применения включает: изготовление деталей и частей конструкций методами порошковой металлургии; производство электрических контактов; радиационных экранов; режущего инструмента, буровых долот; магнитов; электродов для искровой обработки; сопел ракет и реактивных двигателей. 2. Полимерные композиционные материалы с порошкообразными наполнителями. (Подробно рассматривается в дисциплине “Технология переработки полимерных материалов”). 3. Армированные волокнами композиционные материалы. Среди конструкционных КМ наибольшее распространение нашли КМ, армированные волокнами. Диапазон размеров армирующей фазы в волокнистых КМ значительный. Так, диаметр волокон изменяется в пределах от долей мкм до нескольких десятков и сотен мкм. Другой диапазон армирующих волокон велик и может измеряться десятками и тысячами метров. В настоящее время можно выделить три самостоятельных вида КМ, армированных волокнами: Ø КМ на металлической матрице, а, именно, на алюминии, магнии, титане, армированных двумя видами волокон: - c малой степенью пластической деформации (карбид кремния, окись алюминия, бор, углерод) нитевидные кристаллы – так называемые “усы”); - пластически деформируемыми волокнами (проволока из бериллия, вольфрама, молибдена, и других металлов). Ø КМ на керамической матрице: на окислах, карбидах, боридах, нитридах, интерметаллоидах и углероде, армированных волокнами карбида кремния, окиси алюминия, бора, углерода. Ø КМ на полимерной матрице (армированные пластики), включающие стекло-, угле-, органо-, базальто-, металло-, керамикопластики и др.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; просмотров: 693; 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 - 3.141.27.244 (0.006 с.) |