Композиционные материалы

Содержание

Слайд 2

Композиционные материалы (КМ) представляют собой гетерогенные системы, которые состоят из двух

Композиционные материалы (КМ)

представляют собой гетерогенные системы, которые состоят из двух или

более компонентов, сохраняющих свою структуру и свойства в составе композита и разделены выраженной границей.
Состав, форма и распределение компонентов материала запроектированы.
Материал неоднороден в микромасштабе и однороден в макромасштабе.
Слайд 3

Матрица Наполнитель КМ Матрица – это непрерывная составляющая, которая связывает композицию,

Матрица

Наполнитель

КМ

Матрица – это непрерывная составляющая, которая связывает композицию, ответственна за образование

формы изделия, принимает на себя эксплуатационные нагрузки и передает их на арматуру. От свойств матрицы зависят технологические режимы получения КМ.
В матрице равномерно распределены остальные компоненты: наполнители или армирующие элементы. Армирующие компоненты могут изменять прочностные и др. характеристики КМ

+

Слайд 4

Схема КМ При механическом нагружении композита напряжения достигают максимальных значений именно

Схема КМ

При механическом нагружении композита напряжения достигают максимальных значений именно на

границах раздела компонентов. Главная функция слоя – снизить локальные напряжения и обеспечить равномерную передачу нагрузки на границе раздела. Слой не должен разрушаться под действием усадочных, термических напряжений.
Слайд 5

Классификация композиционных материалов Классифицируют КМ по следующим критериям: 1. Происхождению: природные,

Классификация композиционных материалов

Классифицируют КМ по следующим критериям:
1. Происхождению: природные, искусственные, синтетические.
2.

Назначению: общетехнические (элементы конструкций) и специальные (в составе изделий выполняют специальные функции –снижение трения, защита от коррозии и звуко-, теплоизоляция т.п.)
3. По материалу матрицы:
полимерные
металлические
керамические
неорганические (на минеральной, углеродной, оксидной и т.д. матрицах)
комбинированные

Матрица придает изделию заданную форму и монолитность, обеспечивает передачу и распределение нагрузки в объеме материала.

Слайд 6

4. По природе компонентов, вводимых в матрицу: Наполненные композиты Содержат в

4. По природе компонентов, вводимых в матрицу:
Наполненные композиты
Содержат в матрице дисперсные

наполнители, которые выполняют функции: изменяют механические показатели и придают специальные свойства; улучшают технологичность композита; снижают стоимость
Армированные композиты
Содержат армирующие элементы (арматуру), а именно: волокна, нити, ткани, листовые материалы, объемные волокнистые и пористые элементы. Арматура прочнее, чем матрица. В названиях композитов часто отражается природа арматуры – графитопласты, металлокерамика, стекловолокниты и т.п.

В состав композитов могут одновременно входить и наполнители, и армирующие элементы.

Слайд 7

5. По размеру и форме фазовых включений(компонентов): макро-, микро-, нано-. Формы наполнителя:

5. По размеру и форме фазовых включений(компонентов): макро-, микро-, нано-.
Формы

наполнителя:
Слайд 8

Дисперсно-наполненные композиты Дисперсная фаза: порошок, короткие волокна, микросферы и т.п. При

Дисперсно-наполненные композиты
Дисперсная фаза: порошок, короткие волокна, микросферы и т.п.
При хаотическом

расположении частиц материалы изотропны, а при ориентированном или неравномерном с градиентом концентрации – анизотропны.

6. По признакам структуры: дисперсно-наполненные, волокнистые, слоистые, каркасные и комбинированные.

Слайд 9

Волокнистые композиты – это материалы с непрерывной матрицей, соединяющей длинные волокна.

Волокнистые композиты – это материалы с непрерывной матрицей, соединяющей длинные волокна.


При хаотическом расположении однонаправленных или извитых волокон композиты изотропны.
Слайд 10

Волокнистые композиты отличаются повышенной трещиностойкостью при одноосном растяжении благодаря реализации в

Волокнистые композиты отличаются повышенной трещиностойкостью при одноосном растяжении благодаря реализации в

них механизма поглощения энергии в вершине растущей трещины.
Слайд 11

Слоистые композиты Материалы, состоящие из листовых (ткани, бумага, фольга, пленка) или

Слоистые композиты
Материалы, состоящие из листовых (ткани, бумага, фольга, пленка) или

расположенных послойно волокнистых компонентов, скрепленных между собой с помощью связующего.
Слайд 12

Каркасные композиты Материалы состоящие из двух или более непрерывных фаз.

Каркасные композиты
Материалы состоящие из двух или более непрерывных фаз.

Слайд 13

Комбинированные композиты Имеют признаки нескольких структурных типов КМ Полиармированный КМ включает

Комбинированные композиты
Имеют признаки нескольких структурных типов КМ


Полиармированный КМ включает два

и более различных по природе и структуре упрочняющих элемента (напр., наполнен и армирован).