Неметаллические конструкционные материалы

массой (свыше 104 атомных единиц). Структурным элементом в пластмассах является макромолекула – линейное или разветвленное образование из большого числа молекул мономера, соединенных ковалентными связями: (–CH2–CH2–)n.

В термопластичных пластмассах между макромолекулами действуют только относительно слабые силы Ван-дер-Ваальса;
в термореактивных полимерах линейные макромолекулы соединены поперечными ковалентными связями.

по свойствам, не растворимые друг в друге и разделенные ярко выраженной границей компоненты.

Композиционный материал состоит из основы, или матрицы (металлической или полимерной) и наполнителя, или армирующего компонента.

Форма наполнителей в композиционных материалах: а – частицы; б – волокна; в – пластины, листы, ткань

плотностью (алюминий, магний, титан и их сплавы), либо жаропрочные материалы (никель)

Получение:
прессованием
спеканием
введением наполнителя в жидкую матрицу перед разливкой.

Al2O3, стекла, а также проволока из коррозионно-стойкой стали, молибдена, вольфрама, бериллия.
Для матриц используются те же металлы, что и для предыдущей группы.

Расположение армирующих волокон в композитах:
а – одноосное; б – двухосное; в – трехосное

матрицы передается армирующему волокну за счет сил межмолекулярного взаимодействия адгезионного характера. Необходимо полное смачивание жидким связующим поверхности волокон. Борные и углеродные волокна лучше смачиваются эпоксидной смолой. Так получаются боропластики и углепластики.

Стекловолокниты имеют максимальную прочность и удельную прочность: σв составляет 700 МПа и даже 2400 МПа (при уменьшении диаметра волокон и добавке монокристаллов Al2O3 в матрицу).

из полимерных смол. Плотность — от 1450 кг/куб.м.
Материалы отличаются высокой прочностью, жёсткостью и удельной прочностью.
Вследствие дороговизны этот материал обычно применяют в качестве усиливающих дополнений в основном материале конструкции.

Карбон

каждый раз меняя угол направления плетения. Слои скрепляются с помощью эпоксидных смол.
Нити углерода обычно получают термической обработкой химических или природных органических волокон, при которой в материале волокна остаются главным образом атомы углерода.
Температурная обработка состоит из нескольких этапов.

Основная составляющая часть углепластика — это нити углерода. Такие нити очень тонкие, сломать их очень просто, а вот порвать достаточно трудно. Из этих нитей сплетаются ткани. Они могут иметь разный рисунок плетения.

Основные сведения

По прочности карбон превосходит сталь в 15 раз, а по упругости в 3 раза.
Настоящий карбон может быть только черным

удаляются в вакууме под давлением. Смола полимеризуется, иногда при нагревании. После полимеризации смолы изделие готово.

Прессование.

Контактное формование

Производство

На примере изготовление бампера: берется деталь,смазывается разделительным слоем. Затем на нее напыляется монтажная пена . После отвердевания снимается  матрица. Затем её смазывают разделительным слоем и выкладывают ткань. Затем ткань прокатывается валиками — для уплотнения и удаления пузырьков воздуха. Затем полимеризация.

вытянутые нити углеродных смесей при горячей температуре
3.Как и многие углеродоподобные материалы,карбон особо пластичен и легок.
4.Порвать нити углеродных смесей практически невозможно.
5.Карбон выдерживает температуру от -80⁰С до +180⁰С

Положительные стороны карбона

решето после частого попадания мелких камней. В отличие от металлических деталей или деталей из стеклоткани, восстановить первоначальный вид карбоновых деталей невозможно. Поэтому, после даже незначительного повреждения всю деталь придется менять целиком. Кроме того, детали из карбона подвержены выцветанию под воздействием солнечных лучей.
2. Углепластик же не так лёгок и дешёв в переработке и поэтому его вторичное использование под большим вопросом.

Недостатки углепластика