2московский ордена
ГЛАВА 1. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
жүктеу/скачать 3,84 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Условия, необхомимые для создания композиционных материалов.
| ГЛАВА 1. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1.1. Основные понятия Композиционными материалами (КМ) называют искусственные многокомпонентные материалы, состоящие из матрицы и наполнителя. При этом между составляющими компо- нентами композита имеется четкая граница раздела фаз. Прочностные, эксплуатационные и другие свойства композиционного материала зависят от соотношения трех основных параметров: − прочности армирующих компонентов; − свойств и жесткости матрицы; − межфазового взаимодействия на границе между связующим и наполнителем. Основными признаками композитов принято считаться следующие: − композиционный материал должен быть создан человеком; − композиционный материал (или композиция) образуется за счет объемного сочетания составляющих его компонентов. − композит должен обладать свойствами, которыми не обладает ни один из составляю- щих его материалов; − разнородные компоненты композита не должны химически взаимодействовать между собой; − композиционный материал должен состоять не менее чем из двух разнородных компо- нентов с четкой границей раздела между ними. По структуре и расположению компонентов композиционные материалы могут быть каркасными, матричными, слоистыми и иметь комбинированную структуру. Композиционные материалы также подразделяют по геометрии (форме) армирующего компонента, схеме его расположения в матрице и механизму упрочнения. Условия, необхомимые для создания композиционных материалов. При выборе ма- териалов для изготовления композита необходимо, чтобы между компонентами присутство- вала физико-химическая совместимость, которая сводится к следующему: − при изготовлении и в условиях эксплуатации компоненты, входящие в состав компо- зита, не должны образовывать химических соединений или твердых растворов, кото- рые могут снизить прочность армирующих элементов; − для выбранных компонентов следует обеспечить прочную связь между матрицей и на- полнителем; − различие между коэффициентами термического расширения компонентов не должно вызывать разрушения или растрескивание какого-либо из них в составе композита; − отсутствие остаточных деформаций при асимметричном цикле нагружения, способст- вующих снижению прочности композита; − полученный композиционный материал должен иметь лучшие показатели по удельной прочности и жесткости, чем монолитные материалы, используемые для создания са- мого композита в данных условиях; − вновь созданный композит должен быть экономически более эффективным, чем суще- ствующие материалы. Композиционные материалы различают: − по материалу матрицы; − армирующим компонентам; − геометрии компонентов, их структуре и их расположении в композите; − методам изготовления. Наиболее широко применяется классификация композитов по материалу матрицы. На рис. 1.1 приведена классификация композитов по виду применяемого материала матрицы. В соответствии с этим композиционные материалы подразделяются на металлические и не- металлические. К металлическим относятся композиты на металлической матрице, к неме- таллическим — цементные, керамические, полимерные, углеродистые материалы. 6 Композиты с матрицей смешанного типа носят название полиматричных композицион- ных материалов (рис. 1.2, а). Композиционные материалы, состоящие из трех и более компонентов и содержащие в своем составе наполнители различной природы, называются гибридными (полиармирован- ными) композитами (рис. 1.2, б). В композиционных материалах существенная роль отводится матрице, которая выполня- ет следующие функции: − обеспечивает монолитность композита; − выполняет укрепляющую функцию; − фиксирует взаимное расположение армирующих компонентов (волокон, дисперсных частиц) и форму изделия; − выполняет функцию равномерного распределения действующих напряжений по всему объему материала на наполнитель, а также их перераспределение при разрушении час- ти волокон. В качестве матрицы и наполнителя применяются самые разнообразные по природе и проис- хождению материалы. Существуют композиты на основе металлов, керамики, стекол, цементно- го камня, углерода, полимеров и других материалов. Матрица (связующее) является пластичной, а наполнитель (армирующие компоненты) обладает высокой прочностью и жесткостью. Рис. 1.1. Классификация композиционных материалов по материалу матрицы жүктеу/скачать 3,84 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|