Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Материаловедение

Глава 9. НОВЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

9.1. Композиционные материалы

Композиционными называют материалы, в состав которых входят конструктивные элементы, разделенные выраженной границей, свойства которых резко отличаются от свойств матрицы. Конструктивные составляющие выбирают так, чтобы они дополняли друг друга (например, пластичная матрица и прочный, но хрупкий уирочнитель).

Свойства композиционных материалов определяются свойствами и объемным долями входящих в них составляющих, а также прочностью связей между ними. Но в общем случае такие свойства, как высокотемпературная прочность, сопротивление усталости, удельная прочность, в композиционных материалах выше, чем в монолитных конструкционных сплавах.

Различают искусственные композиты уровень свойств которых реализуется подбором компонентов, и естественные композиты, получаемые путем направленной кристаллизации сплавов эвтектического состава (в литературе естественные композиты известны как НКЭ - сплавы). Свойства естественных композитов определяются природой эвтектики и не могут широко варьироваться.

В данной главе мы рассмотрим главным образом композиционные материалы, в которых матрицей служат либо металлические сплавы, либо чистые металлы. Но в технике используют также композиционные материалы с неметаллическими матрицами (полимерными, углеродными и др.). Есть также и полиматричные материалы, в которых чередующиеся слои матрицы могут иметь различный состав.

Компоненты, равномерно распределенные в матрице, называют армирующими наполнителями или упрочнителя- ми. В зависимости от формы наполнителя композиты деляг на дисперсно-упрочненные, волокнистые и слоистые.

В дисперсно-упрочненных материалах равноосные частицы наполнителя ориентированы беспорядочно. В волокнистых материалах оси волокон обычно ориентированы вдоль одного из направлений. В слоистых композитах слои не обязательно должны быть сплошными пластинами, они могут быть заполнены расположенными упорядочено в плоскости частицами либо волокнами, уложенными в параллельных плоскостях (рис. 124). Иногда в одном композиционном материале используют несколько различных наполнителей. Такие композиционные материалы называют полиармированными.

Схемы укладки наполнителей в различных композиционных материалах

Рис. 124. Схемы укладки наполнителей в различных композиционных материалах:

1,2- линейная укладка; 3. 4. 5 - плоская укладка; 6 - трехмерная укладка

В зависимости от расположения упрочнителя проявляется и анизотропия свойств композиционного материала. Наибольшего упрочнения достигают при одноосной укладке волокон, ориентированных в направлении приложения нагрузки.

Материалы, используемые в качестве наполнителей, должны обладать высоким модулем упругости, высокой прочностью, термостойкостью, химической инертностью по отношению к матрице.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы