Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Новосибирский государственный университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Лекции_2 / Материалы / 2Composite.ppt

Скачиваний:

Добавлен:

28.03.2016

Размер:

298.5 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

Композиционные

материалы

Классификация и требования

матрица

Композиционные материалы (композиты) представляют

собой гетерофазные системы, полученные из двух или более

компонентов с сохранением индивидуальности каждого из них.

В строении композита выделяют наполнитель (армирующий

компонент) и связующее (матрицу).

Матрица связывает композицию (обеспечивает

непрерывность), позволяет изготовить необходимую

инженерную конструкцию и передавать внешние нагрузки к несущему упрочняющему компоненту.

Наполнитель является разделенным компонентом и играет усиливающую или армирующую роль.

Примеры композиционных материалов: алюминиевые сплавы,

упрочненные борными или углеродными волокнами; бетон, армированный стальной проволокой; пластмасса, упрочненная стекловолокном; упрочненные нейлоном смолы. Примером естественного композиционного материала является дерево, в

котором лигнин упрочнен волокнами целлюлозы.

07/11/19

А.В. Шишкин, АЭТ

2. Характерные

признаки

Состав и форма компонентов материала определены заранее;

компоненты присутствуют в количествах, обеспечивающих заданные свойства материала;

материал является однородным в макромасштабе и неоднородным в микромасштабе (компоненты различаются по свойствам, и между ними существует явная граница раздела);

полученный композиционный материал обладает свойствами, не присущими индивидуальным компонентам.

07/11/19

А.В. Шишкин, АЭТ

3.Классификация

Ко м п о з и т

П	о т	и	п	у
м	а т р	и	ц	ы

М е т а л л и ч е с к а я

Н е м е т а л л и ч е с к а я

К о	м б и н	и р о в а	н н а я
( п	о л и м	а т р и ч	н ы е
	к о м	п о з и т ы )

П о ф о р м е

П о с х е м е

П о т и п у

н а п о л н и т е л я

а р м и р о в а н и

н а п о л н и т е л я

Н у л ь м е р н ы е

Х а о т и ч н о

С о д н и м

( д и с п е р с и о н н о -

а р м и р о в

а н н ы е

н а п о л н и т е л е м

у п р о ч н е н н ы е )

О д н о м е р н ы е

О д н о м

е р н о

С н е с к о л ь к и м и

( в о л о к н и с т ы е )

а р м и р о в

а н н ы е

н а п о л н и т е л я м и

( п о л и а р м и р о в а н н ы е )

Д в у м е р н ы е

Д в у м е р н о

( с л о и с т ы е )

а р м и р о в

а н н ы е

П р о с т р а н с т в е н н о

а р м и р о в

а н н ы е

07/11/19

А.В. Шишкин, АЭТ

3.1. Полиматричные и полиармированные

Полиматричный Полиармированный

07/11/19

А.В. Шишкин, АЭТ

3.2. Форма наполнителей

Классификация наполнителей по форме:

а – нуль-мерные; б – одномерные; в – двумерные

07/11/19

А.В. Шишкин, АЭТ

Д и с п е р с и о н н о - у п р о ч н е н н ы е

к о м п о з и т ы

Н е м е т а л л и ч е с к а я м а т р и ц а

Н е м е т а л л и ч е с к а я

	ч	а	с	т и	ц	а
	( б е т о				н	,
п о л	и м е р н ы й б е т о н )


М	е т а л л и ч е с к а я
	ч	а	с	т и	ц	а

( A g , C u + э п о к с	и	д н а я с м о л а ;
A l + п о л и	у р е т а н )

М е т а л	л и ч е с к а я
м а	т р и ц а

М е т а л л и ч е с к а я

Н е м е т а л л и ч е с к а я

ч а с т и ц а

( к е р

м е т ы )

Н а п о л н и т е л ь

Н а п о л н и т е л ь м я г ч е

К а р б и д ы

т в е р ж е

( с х о р о ш е й

( ж а р о с т о й к и е )

о б р а б а т ы в е м о с т ь ю ;

а н т и ф р и к ц и о н н ы е )

к с и д ы

P b в F e и л и C u

о р и д ы

Н и т р и д ы

07/11/19	А.В. Шишкин, АЭТ
		7

В о л о к н	и с т ы е
к о м п о	з и т ы

Н е м е т а л л и ч е с к а я м а т р и ц а

( п о л и м е р н ы е )

М е т а л		л и ч е с к а я
м	а	т р и ц а
( A l , T i , M			g , N i
и и х		с п л	а в ы )

М а т р и ц а

Р е а к т о п л а с т ы

Т е р м о п л а с т ы

Э п о к с и д н ы е

П о л и э т и л е н

с м о л ы

П о л и э ф и р н ы е

П о л и в и н и л х л о р и д

с м о л ы

П о л и у р е т а н ы

П о л и с т и р о л

и д р .

В о л о к н а

М е т а л л и ч е с к и е

Н е м е т а л л и ч е с к и е

в о л о к н а

С т е к л о п л а с т и к и

С т а л ь

У г л е р о д н ы е

О р г а н о п л а с т и к и

M o

Б о р н ы е

Б о р о п л а с т и к и

О к с и д н ы е

К а р б о п л а с т и к и

B e

l 2 O

T a и д р .

r O

д р .

07/11/19

А.В. Шишкин, АЭТ

4. Требования к композитам

К матрице и наполнителю предъявляются эксплуатационные и технологические требования.

К эксплуатационным относятся требования по

механическим, электрическим и теплофизическим свойствам, плотности, стабильности свойств в определенном температурном интервале, химической стойкости и т.п.

К технологическим требованиям относятся: возможность создания высокопроизводительного процесса изготовления изделий; совместимость наполнителя с материалом матрицы, т.е. возможность достижения прочной связи между ними.

07/11/19

А.В. Шишкин, АЭТ

5. Характеристика

	С дисперсными частицами
икакомпозитов
Характерист	Наночастицы	Микрочастицы

	dp = 10 – 100 нм	dp = 1 – 50 мкм

Роль матрицы

Роль

наполнителя

Армирующие

факторы

Прочность

Деформация

Вид

материала

В основном воспринимает нагрузку

Препятствует

движению

дислокаций

dp, lp – расстояние между частицами, p

~ p

(0.0005< p<0.2)

Текучесть, при разру-шении с = 0,1

– 15% Изотропный

В среднем воспринимает нагрузку

Сдерживает

деформацию матрицы, придает твердость

dp, lp, p – объемная доля частиц

с p,

у хрупких с lp

Текучесть, пластичность, с = 0 –

30%

Изотропный

Волокнистые

Передает нагрузку волокну

В основном воспри- нимает нагрузку, пре-пятствует движению дислокаций

Размеры и направ- ление волокна, f –

объем. доля волокна

~ f (0.01< p<0.9)

Зависит от свойств во-локна, ориентации, f

Анизотропный

1 / 21 2 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Материалы

#
28.03.2016723.97 Кб1221Conductor.ppt
#
28.03.2016298.5 Кб502Composite.ppt
#
28.03.2016306.69 Кб1843_1Dielectrics.ppt
#
28.03.2016110.59 Кб983_2Ceramics.ppt
#
28.03.2016108.03 Кб963_3Polymers.ppt
#
28.03.2016121.34 Кб563_4Rubbers.ppt
#
28.03.20161.94 Mб50Amorph.ppt