41. Неметаллические машиностроительные материалы. Композиционные материалы.

Машиностроительные материалы делятся на металлические и неметаллические.

К неметаллическим материалам относятся пластические массы, резиновые материалы, древесина, плёнки, клеи, лакокрасочные покрытия, керамика, неорганические материалы. Использование неметаллических материалов в машиностроении составляет 7-8%.

Древесина — хороший строительный материал, получаемый из стволовой части деревьев. Главные достоинства древесины — прочность, дешевизна и малый удельный вес (от 0,35 до 0,75 Г/см3). По сравнению с металлами древесина имеет малую твердость и хорошо поддается различным видам обработки: пилению, строганию, резанию, раскалыванию.По качеству и назначению древесину разделяют на деловую и топливо.Деловая древесина делится на круглую (бревна, подтоварник, жерди) и пиленую (доски, пластины, брусья). В машиностроении применяют чаще всего пиленую древесину. Из досок делают обшивку железнодорожных вагонов, кузовов грузовых автомашин и т. п.

Пластические массы: карболит, текстолит, плексигласе, гети-накс, лигнофоль — материалы, полученные из веществ органического происхождения. При малом удельном весе (1—2 Г/см3) они имеют прочность, прозрачность (органическое стекло плексигласе), высокие диэлектрические свойства (карболит, текстолит), фрикционные или антифрикционные качества, химическую стойкость.Пластмасса, содержащая ткань – текстолит, идет на изготовление бесшумных шестерен, втулок, панелей, вкладышей подшипников. Из гетинакса, содержащего бумагу, изготовляют детали электрооборудования. Лигнофоль получается прессованием пластмасс и древесины и употребляется для изготовления уплотнительных прокладок, вкладышей подшипников и др. Из карболита изготовляют электрическую арматуру — выключатели, розетки, штепсельные вилки, патроны для ламп, детали приборов и др.

Резина — материал, обладающий высокой эластичностью (удлинение при растяжении достигает 700—800%) и прочностью.

Композиционный материал - неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить армирующие элементы, обеспечивающие необходимые механические характеристики материала, и матрицу, обеспечивающую совместную работу армирующих элементов. Механическое поведение композита определяется соотношением свойств армирующих элементов и матрицы, а также прочностью связи между ними. Эффективность и работоспособность материала зависят от правильного выбора исходных компонентов и технологии их совмещения, призванной обеспечить прочную связь между компонентами при сохранении их первоначальных характеристик. В результате совмещения армирующих элементов и матрицы образуется комплекс свойств композита, не только отражающий исходные характеристики его компонентов, но и включающий свойства, которыми изолированные компоненты не обладают. В частности, наличие границ раздела между армирующими элементами и матрицей существенно повышает трещиностойкость материала, и в композитах, в отличие от металлов, повышение статической прочности приводит не к снижению, а, как правило, к повышению характеристик вязкости разрушения.

Преимущества композиционных материалов:

-высокая удельная прочность;

-высокая жёсткость (модуль упругости 130…140 ГПа);

-высокая износостойкость;

-высокая усталостная прочность;

Наиболее частые недостатки композиционных материалов:

-высокая стоимость;

-анизотропия свойств;

-повышенная наукоёмкость производства, необходимость специального дорогостоящего оборудования и сырья, а следовательно развитого промышленного производства и научной базы страны.