13. Классификация композиционных материалов (основные характеристики, армирующие элементы)

Бетховен -^ мкп -^ 012 -^

основные характеристики:

Удельная прочность

Удельная жесткость

Классификация в зависимости от материала основы:

МКМ металлический

ПКМ полимерный

ККМ керамический

Классификация армирующих элементов:

Нульмерны(x=y=z)

Одномерные(x=y)

Двумерные(x=y>z)

14. Дисперсно-упрочненные композиционные материалы (разновидности, свойства)

-^ Алюминивая матрица –> еж -> магнат мороженое -> ковбойская шляпа николоса -> хром

Композиты на основе алюминия типа САП (спеченный алюминиевый порошок). Алюминиевая матрица упрочнена оксидными частицами алюминия. При цеховой температуре механические свойства ниже, чем у алюминиевых сплавов. Их основное преимущество достигается при температурах свыше 300 °С.

Композиты на основе бериллия предназначены для длительной работы при высоких температурах. В качестве упрочнителя бериллиевой матрицы используют оксид или карбид бериллия.

Композиты на основе магния. Композиты на основе магния обладают низкой плотностью, высокой длительной прочностью и высоким сопротивлением ползучести.

Композиты на основе никеля и кобальта предназначены для эксплуатации при высоких температурах — свыше 1000 °С.

Композиты на основе нихрома обладают более высокой прочностью по сравнению с чисто никелевым композитом при температурах до 600÷800 °С.

15. Волокнистые композиционные материалы (разновидности, свойства)

-^ матрица в волосах -> пистолеты -> оси

Структура: матрица, волокна

Классификация ВКМ в зависимости от: характера распределения и ориентации волокон в матрице Хаотичное расположение, ориентированное расположение

Одномерно/двумерно/пространственно армирование длинными волокнами

Анизотропные ВКМ - Одноосное расположение армирующего компонента

Ортотропные, или ортогонально анизотропные ВКМ - Двухосное расположение армирующего компонента

ВКМ с продольно-поперечной укладкой волокон - Трехосное расположение армирующего компонента

16. Наиболее распространенные волокнистые композиционные материалы. Термопластичные композиционные материалы (армированные волокнами)

-^ стекло -> орган -> уголь -> боровик

Наиболее распространенными полимерными композитами с волокнистым наполнителем являются стекло-, угле- и боропластики, полимерная матрица которых упрочнена волокнами стекла, асбеста, углерода и бора соответственно.

• Стеклопластик (малый вес, диэлектрические свойства, высокая коррозионная стойкость, высокие механические свойства, низкая теплопроводность

• Органопластик (низкая плотность, удельная прочность)

• Углепластик (высокие удельные прочность и жесткость, низкие коэффициенты линейного термического расширения и трения, высокая износостойкость и устойчивость к воздействию агрессивных сред, термическому и радиационному ударам)

• Боропластик (высокие значения модуля упругости, усталостной прочности)

17. Слоистые композиционные материалы (разновидности, свойства). Сэндвич-композиты.

-^ сандвич -> черные волосы -^ наушники -^ боксёрская перчатка -^ контр

Слоистые композиционные материалы состоят из чередующихся слоев наполнителя и матричного материала. Часто такую конструкцию называю сэндвич.

Свойства:

• Высокая прочность

• Химическая и коррозионная стойкость

• Низкая теплопроводность и плотность

Разновидности:

• Антифрикционные

• Звукопоглощающие

• Ударостойкие

• Конструкционные

18. Композиты на основе полимерной матрицы. Композиты с металлической матрицей. Композиты с керамической матрицей. Композиты с углеродной матрицей - углерод-углеродные композиционные материалы. (Основные характеристики, свойства).

|полимер матрицы -> металлическая матрица -> керамическая матрица -> углеродная

Композиты на основе полимерной матрицы

• Термоактивные (полиэфирные, кремнийорганические смолы и полиамиды)

• Термопластичные

Композиты с металлической матрицей.

Высокая температура Стабильность эксплуатации Высокая эрозионная стойкость Высокая упругость, прочность, теплопроводность, ударная вязкость, электропроводность

Большой удельный вес Трудоемкость изготовления

Композиты с керамической матрицей.

+

• Высокая температура плавления, прочность при сжатии и растяжении

• Стойкость к термоудару, окислению

-

• Хрупкость матрицы

• Область применения маленькая

• Ограничения формы и размеров

Композиты с углеродной матрицей

+

• Низкая плотность

• Высокая теплоемкость, коррозионная стойкость, прочность и жесткость

• Сопротивление тепловому удару

• Низкий коэф трения

• Широкий диапазон электрических св-в

• Повышение прочности при повышении температуры

-

• Хрупкая матрица

• Сложно получить

• Высокая стоимость