а — одноосное армирование;
б — двуосное армирование;
в —трехосное армирование
Композиты с одноосным (
линейным)
расположением армирующих компонентов в мат-
рице (рис. 1.3,
а), представляющих собой нульмерные и одномерные наполнители в виде
частиц, волокон, нитей, ориентированных цепочек нитевидных кристаллов. При этом рас-
стояние между нульмерными наполнителями вдоль одного направления значительно мень-
ше, чем по двум другим, т.е. 𝑙
𝑥
≪ 𝑙
𝑦
; 𝑙
𝑥
≪ 𝑙
𝑧
. Содержание нульмерных наполнителей в ком-
позитах по объему составляет 1–5 %. При одноосном армировании одномерные наполнители
располагаются параллельно друг другу.
Композиты с двухосным (плоскостным) расположением армирующих компонентов
(рис. 1.3,
б) в виде нульмерных, одномерных и двумерных наполнителей, представляющих
собой частицы, волокна, фольгу, маты. При этом, в случае армирования нульмерными и од-
номерными наполнителями, они располагаются параллельно друг другу со значительно
меньшим расстоянием между собой в пределах плоскости, чем между самими плоскостями,
т.е. 𝑙
𝑥
≪ 𝑙
𝑧
; 𝑙
𝑦
≪ 𝑙
𝑧
. Содержание нульмерных армирующих
компонентов по объему может
достигать 15–16 %. Одномерные наполнители располагаются параллельно в границах данной
плоскости, но по отношению к другим плоскостям обычно под разными углами. Двумерные
наполнители расположены параллельно друг другу.
Композиты с трехосным (
объемным)
армирование (рис. 1.3,
в), которые характеризуется
отсутствием какого-либо направления в распределении наполнителя. Для армирования ис-
пользуют нульмерные и одномерные наполнители. Располагаются нульмерные наполнители
на одинаковом расстоянии от друга во всех трех измерениях в
пределах одного порядка,
т.е. 𝑙
𝑥
~𝑙
𝑦
~𝑙
𝑧
. При этом их содержание в матрице по объему может превышать 15 %. Одно-
мерные наполнители располагаются в трех и более пересекающихся плоскостях.
На рис. 1.4 представлены возможные схемы армирования композитов.
Рис. 1.4. Схемы армирования композитов:
а — хаотическая;
б — слоистая;
в — розеточная;
г—з — ортогональное армирование;
и — аксиально-радиально-
окружная;
к — аксиально-спиральная;
л — радиально-спиральная;
м — аксиально-радиально-спиральная
В
зависимости от характера взаимодействия с материалом матрицы наполнители
подразделяют на инертные и активные (упрочняющие). Механизм взаимодействия матрицы
с наполнителем определяется химической природой этих материалов и состоянием поверх-
ности наполнителя. Наибольший эффект усиления достигается
при возникновении между
наполнителем и материалом матрицы химических связей или значительного адгезионного
10
взаимодействия. Наполнители,
способные к такому взаимодействию с матрицей, называются
активными.
Инертными являются наполнители, не способные к этому взаимодействию. По-
следние применяют для облегчения переработки или снижения стоимости изделий.
По
виду армирующего компонента композиционные материалы разделяются:
−
волокнистые — армированные дискретными или непрерывными волокнами, нитевид-
ными кристаллами;
−
армированные дисперсными частицами с неопределенной, кубической, шарообразной
или
чешуйчатой формой;
−
слоистые, созданные путем прессования или прокатки разнородных материалов, арми-
рованные непрерывными и дискретными пластинами;
−
нанокомпозиты, полученные путем введения в состав наночастиц размером 1–100 нм
Достарыңызбен бөлісу: