Читайте также:
|
Материалов
Научно-технический прогресс в машиностроении неразрывно связан с созданием новых конструкционных материалов. Так, в развитии аэрокосмической техники и ядерной энергетики революционную роль сыграли композиционные материалы, созданные в последние десятилетия.
Композиционными называют сложные искусственные материалы, в состав которых входят существенно отличающиеся по свойствам нерастворимые или малорастворимые друг в друге компоненты, разделенные в материале четкой границей. Все известные конструкционные сплавы значительно уступают композиционным материалам по удельным прочности и жесткости, жаропрочности, сопротивлению усталостному разрушению и другим свойствам. Например, удельная прочность и удельный модуль упругости такого материала как эпоксидная смола, армированная волокнами графита в 4 раза выше, чем алюминия и в 3,5 – чем титана и стали. У алюминия, армированного борными волокнами эти показатели в 3 – 3,5 раза выше, чем у технически чистого алюминия. При изготовлении композиционного материала (заготовки) ему придают по возможности форму, максимально близкую к форме готовых деталей и узлов. Аналогами композиционных материалов являются некоторые природные материалы. Например, в костях животных тонкие прочные нити фосфатных солей соединены пластичным коллагеном, связующим нити в монолитный материал.
Основой композиционных материалов (матриц) являются металлы или сплавы (у композиционных материалов на металлической основе), а также полимеры, углеродные и керамические материалы (у композиционных материалов на неметаллической основе).
В матрице равномерно распределены наполнители, называемые упрочняющими, или армирующими, компонентами. Матрица связывает наполнители в общую композицию и придает ей форму. Свойства матрицы в значительной степени определяют технологические режимы получения и обработки композиционных материалов и важные эксплуатационные характеристики (рабочую температуру, сопротивление усталостному разрушению и воздействию окружающей среды, удельную прочность и др.). Наполнители улучшают свойства композиционного материала в определенном заданном направлении: повышают прочность, твердость, упругость и др.
По форме наполнители бывают нуль мерные (порошкообразные), одномерные (волокна) и двумерные (ткань, пластины),
 |
Рис. 40. Классификация композиционных материалов по форме наполнителя: а – порошкообразные (нуль мерные); б – волоконные (одномерные); в – листовые (двумерные). Здесь М – матрица, Н – наполнитель
По схеме армирования одномерным наполнителем композиционные материалы подразделяют на группы: с одноосным, двухосным и трехосным армированием. При одноосном армировании нуль мерные и одномерные наполнители (волокна) располагаются параллельно друг другу и объемное содержание наполнителя составляет 1-5%.При двухосном (плоскостном) армировании используют нуль-, одно- и двумерные наполнители. Нуль мерные и одномерные наполнители располагают в плоскостях, параллельных друг другу. Объемное содержание наполнителя доходит до 15 – 16%. Двумерные наполнители располагают параллельно друг другу. При трехосном (объемном) армировании нет преимущественного направления в распределении наполнителя. Одномерные наполнители помещают в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Расстояние между нуль мерными наполнителями одного порядка во всех направлениях. Объемное содержание наполнителей может превышать 16%.
По форме наполнителя композиционные материалы бывают дисперсионно-упрочненные и волокнистые. Дисперсионно-упрочненными называют композиционные материалы, упрочненные нуль мерными (порошкообразными) наполнителями. К волокнистым относятся композиционные материалы, армированные одномерными и двумерными наполнителями.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 59 | Нарушение авторских прав