1.Полимерлі композициялық материалдар (толтырылған, армирленген және қоспалар) анықтамасын бер және олардың қолдану маңызын сипатта.
Екі немесе одан да көп компоненттерден алынған, оның бір компоненті матрица болатын және онда матрицадан бөлу шекарасымен бӛлінген басқа компонент таралған (диспергирленген) гетерофазалық жүйені полимерлік композиттік материалдар деп атайды.
ПКМ-дағы матрица полимер болғандықтан, ПКМ-ның түрі екінші фазаның химиялық табиғатымен, оның бӛлшектерінің пішінімен, мӛлшерімен немесе қысқа немесе үздіксіз армирленген талшықтардың немесе қатпарланған толықтырғыштың бағытымен анықталады. Сонымен қатар, әртүрлі ПКМ-ның қасиеттері, біріншіден полимер – матрицаның қасиетіне тәуелді.
Пкмда байланыстырғышпен қатар толтырғыш та маңызды элемент болып табылады. Толтырғыштардың атқаратын қызметі әр түрлі – көлем беруші және материалға ар турли спецификалық қасиеттер беруге мысалы: фрикционды, электрикалық, магниттік т.б. Сондықтан да материал қасиеттерін толықтай өзгерте алатын толтырғыш ретінде әр турлі заттар мен материалдар қолданылады. Толтырғыштарды үлкен екі топқа бөлеміз:
жеке толтырғыштар, яғни шектелген көлемдегі бөлшектер тектес, оларды енгізгенде ПКМ қасиеті анықталады, кернеуге және жарылуға бейімділігі кемиді.
Олар ПКМның берік қасиеттеріне шешуші роль атқаратын толтырғыштар – армирлеуші элементтер.
Армирлеуші элементтер – пкмге әсер ететін негізгі жүктемені қабылдайтын үлкен сызықты өлшемдегі талшықты материалдар.
Химиялық құрылымына, пішініне, бөлшектердің өлшеміне және агрегаттық күйіне байланысты толтырғыштарды жіктейді. Табиғатына байланысты олар бейорганикалық және органикалық; агрегаттық күйіне байл қатты, сұйық, газ; КМдағы роліне байл дисперсті және армирлеуші; бөлшектердің пішініне байл дисперсті, дән тәрізді, талшықты, қабатталған болып бөлінеді. Соңғы жіктеу ең қолайлысы болып келеді.
ПКМде конструкциялық мақсатта қолд армирлеуші талшықтар эксплуатациялық және технологиялық талаптарға жауап беруі тиіс. Оларға берілген температурада талшықтың беріктілігі, қаттылығы, тығыздығы, қасиеттерінің тұрақтылығы жатады.
2.ПКМ үшін арналған талшықты толтырғыштар.
Толықтырғыштар ПКМ- ның негізгі компонентінің бірі ретінде оның негізгі сипаттамаларын қалыптастыруда маңызды рөл атқарады. Талшықты толтырғышта негізіндегі ең бірінші материал – мақта талшықты фенопласттар болды. Шыны талшықты кремний диоксиді SiO2 мен әртүрлі металл оксидтерінен тұратын шынылы массадан алады. Шыныталшықтар S және E маркалы шынылардан жасалынады. Шыныталшықтың беріктілігіне ылғал әсер етеді, неғұрлым ылғал көп болса, соғұрлым беріктілігі төмендейді. Базальтті талышықты алуда шикізат ретінде алюмосиликат тобына жататын табиғи минералды базальт қолданылады. Өзінің химиялық құрылысы мен қасиеті бойынша шыныталшықтыға ұқсайды. Штапельді және үздіксіз талшық түрінде шығарады. Шыны талшықтан артықшылығы – эпоксидті және фенолды матрицаларға жоғары адгезиялық қасиетке ие,жоғары беріктілік және серпімділік қасиет көрсетеді. Кемшілігі – базальтті талшықтардың түстерінде (жасылдан қоңыр құба түске дейін). Шикізаттың қол жетімділігі мен алыну технологиясының қарапайымдылығының арқасында бағасы шыны талшыққа қарағанда арзан. Көмір талшықтар XIX ғ. өзінің жоғары электрөткізгіштігіне байланысты электрлі лапмалар жасауда пайдаланған. Ал ХХ ғ.бастап жоғары механикалық және термиялық сипаттамаларына байланысты композициялық материалдардың армирлеуші элементі ретінде қолданылды. Қазіргі таңда көміртекті талшықтар акрилонитрильді және вискозды талшықтар,сонымен қатар пектер негізінде шығарылады. Көміртекті талшықтарды алу технологиясы бірнеше сатылы термоөңдеуді қарастырады. Олар: тотығу, карбонизация, графитизация. Бұл талшықтар бетінде полярлы топтардың болмауына байланысты олардың байланыстырғышпен адгезиясына кедергі келтіреді. Сол себепті көміртекті талышқ бетін электрохимиялық және плазмалы өңдеп, арнайы лак жағу арқылы байланыстырғышпен жақсы жабысу қабілетін арттырады. Асбесті талшық - гидратталған силикат тобына жататын табиғи талшықты құрылымды материал. Өзінің жоғары термо және химиялық тұрақтылығының арқасында ПКМ –да кеңінен қолданылады. Термореактивті(фенолформальдегидті, полиэфирлі) және термопласты (пропилен, поливинилхлорид) матрицалардың толтырғыштары ретінде пайдаланылады. Кемшілігі- соққылы сипаттамаларының төмен болуы, композицияны дайындау қиындығы.
Борлы талшық өзінің төменгі тығыздығы, Юнг модулі мен балқу температурасының жоғары болуының арқасында лаб-қ жағдайда ең алғаш 1960 ж алынды. Борлы талшық негізіндегі ПКМ жоғары беріктілігімен ерекшеленеді.
Металды талшық негізінде әртүрлі тығыздықты тоқымалы және маталыбұйымдар(маталар,торлар,қапшықтар)шығарылып жатыр. Жылу-, электрөткізгіштік және магнитті қасиеттеріне байланысты металды талшықтар ПКМ өндірісінде толтырғыш ретінде кең қолданылады. Титан, таттанбайтын болат, мыс, алюминий, никель сияқты металдар пайдаланылады.
3.ПКМ туралы түсінік, түрлері мен жіктелуін сипаттап бер. Полимерлі композитті материалдар дегеніміз-екі немесе одан да көп компоненттерден құралған фазааралық шекарасы бар гетерофазалы жүйе.Сол компоненттердің бірі-матрица деп аталады.Ол үздіксіз фазалы болады,ал екінші компонент бөлу шекарасымен бөлініп таралады.
Композитті материалдардың 3 түрі бар:
1.Металдық композиттер-балқымалар,құймалар.
2.Керамикалық композиттер-матрица керамика,ал дисперсті фаза-ұнтақтар,минералды талшықтар.
3.Полимерлі композитті материалдар.
Полимерлі композитті материалдардың жіктелуі.
1.Матрицаның табиғатына байланысты:
а) Термореактивті (резол, эпоксидті шайырлар, имидтер және т.б)
б)термопластты (полиолефиндер, полиарилендер, полисульфондар, фторпластар)
в)Гибридті
2.Толтырғыштардың табиғаты мен пішіні бойынша:
Табиғи немесе жасанды,органикалық және бейорганикалық композиттер
Дисперсті толтырылған композиттер (бор, слюда, металл оксидтері, шыны сфералар, күйе, фулерендер, шыны қабыршықтар немесе балшықтар)
Армирленген композиттер
3.Композиттердің құрылымы бойынша:
Дисперсті және қысқа талшықты бөлшектер негізіндегі материалдар
Қатпарлы және көлемді,тоқылған немесе тоқылмаған материалдар негізіндегі армирленген пластиктер
4.Толтырғыштың ориентациялау дәрежесі материалдың анизотропиясы бойынша:
Бөлшектер мен талшықтардың(үздіксіз қысқа,астаң-кестең орналасуы) изотропты құрылым
Талшықтардың бір бағытты ориентациясы ашық көрсетілген анизотропия.
Қиғаш ортотропты ориентация(0°-90°аралығында)
90°С-тан өзгешеленетін талшықтардың ориентациясы
Әртүрлі ориентациялы талшықтардан құралған қабатты веерлі құрылым
5.Материалдар мен бұйымдар алу әдістері бойынша:
Бір сатылы-экструзия,сулы орау,кутрузия,вакуумды қалыптау.
Екі сатылы-бір сатыда бағытталмаған премикстер немесе бағытталған препрегтер.Талшықты материалдарға арналған байланыстарды сіңіру,содан кейін екінші сатыда құрғақ орау,престеу,автоклавты қалыптау әдістерімен пішіндеу.
6.Композиттер саны бойынша:
Екі компонетті ПКМ
Үш компонентті ПКМ
Политалшықты гибридті ПКМ
Полиматрицалы құрылымдар
7.Толтырғыштардың көлемдік мөлшері бойынша:
Толтырылған мөлшері 30-40% болса, бағытталмаған ориентациялы
50-75% ориентациялы
75-95% жоғары және аса толтырылған органа талшықтар
8.Функционалдығы бойынша:
Бір функциялы конструкциялы
Өздігінен диагностика жасай алатын көп функционалды
Өздігінен диагностика жасай алатын және өздігінен үйрене алатын