Материалы волокнами

Применяя результаты, полученные на моделях, к композитам, армированным волокнами бора, следует отметить, что коэффициент концентрации напряжений, определенный на моделях, без существенных изменений переносится на моделируемый композит. Чтобы получить значение концентрации деформаций в этом композите, следует принять в расчет зависимость модуля композита от отношения модулей материалов волокна и матрицы. Для моделируемого композита это отношение равно 100, тогда как для модели оно составляет 55. [c.515]

Предварительные исследования по совместимости показали, что между волокном и матрицей в тугоплавких армированных волокнами жаропрочных сплавах возникают реакции легирования [50]. Также показано, что если реакции легирования возникают между матрицей и волокном, то свойства композита улучшаются. В результате был осуществлен ряд исследований для подбора пар материалов волокно — матрица, наиболее совместимых друг с другом. В [51] исследованы свойства длительной прочности при повышенных температурах (1093 и 1204 °С) для четырех проволок Т7М (молибден, 0,5% Т1, 0,08% 2г, 0,015% С) ЗВ (вольфрам, 3% рения) КР (вольфрам, 1% тория) и 21808 (промышленный вольфрам). Обнаружено, что проволоки 21808 и ЗВ были более совместимы с исследованными никелевыми сплавами, чем проволоки NF или Т2М. Овойства длительной прочности проволок в отсутствие материала матрицы были такие- же. [c.277]

В слоистых материалах волокна, нити, ленты, пропитанные связующим, укладываются параллельно друг другу в плоскости укладки. Плоскостные слои собираются в пластины. Свойства получаются анизотропными. Для работы материала в изделии важно учитывать направление действующих нагрузок. Можно создавать материалы как с изотропными, так и с анизотропными свойствами. Можно укладывать волокна под разными углами, варьируя свойства композиционных материалов. От порядка укладки слоев по толщине пакета зависят изгибные и крутильные жесткости материала. [c.475]

Конкретный пример регулирования свойств материалов приведен на рис. 1.3. Материалы четвертого периода, в том числе композиционные материалы, легко дифференцировать по их свойствам. Создание различных композиций имеет давнюю историю, и они широко применялись еще до нашей эры. Однако современные методы армирования материалов волокнами впервые стали использоваться в промышленности в 1940-х годах для получения стеклопластиков на основе ненасыщенных полиэфирных смол. Поэтому хронологически не совсем корректно относить композиционные материалы к четвертому периоду. Как показано на рис. 1.2, материалам четвертого периода соответствует формула (1-2) и их можно расположить вдоль цилиндрической поверхности P-L, параллельной оси Т . [c.11]

Е 120 Синтетические органические материалы (волокна, смолы, компаунды и пленки), а также соответствующие данному классу материалы и другие сочетания материалов [c.164]

Однако, поскольку поведение исходного пучка волокон резко изменяется при нанесении полимерного связующего, это значение. Ос должно соответствовать его нижнему пределу. В композиционном материале волокно, которое разрывается при малой нагрузке, продолжает вносить определенный вклад в несущую способность материала, в противоположность пучку волокон без связующего. Распределение напряжений вблизи разрыва волокна изменяется, так как концы волокон способны передавать нагрузку, хотя и меньшую, чем средняя нагрузка на волокно. На расстоянии /с/2 (неэффективной длины) от каждого конца волокна обе половинки разрушенного волокна снова несут свою полную долю нагрузки. Более того, поскольку волокно разрушается по своему наибольшему исходному дефекту, оставшиеся куски волокна прочнее, чем исходное волокно. Что произойдет далее зависит от распределения прочности волокон и близости волокон друг к другу. На рис. 2.51 показана упрощенная схема изменения распределе- [c.111]

Проводимость в идеальном композиционном материале, не имеющем пор, будет зависеть от коэффициентов проводимости компонентов непрерывной матрицы км) и армирующего наполнителя кр, объемных долей матрицы (1—ф ) и волокон фг и пространственного распределения и ориентации армирующих волокон Б матрице Ц) Ру Кроме того, эффективный коэффициент проводимости композиционного материала кс будет также зависеть от размеров волокна и степени анизотропии рассматриваемых свойств материалов волокна и матрицы. [c.288]

Если линейные коэффициенты ослабления гамма-излучения материалом волокна и матрицы неизвестны, то они вычисляются по простой методике [177], содержаш,ей в своей основе правило смесей для концентраций и линейных коэффициентов ослабления [178] углерода, водорода и кислорода и т. д. [c.175]

Из полиуретанов получают волокна, литьевые изделия и другие материалы. Волокна благодаря большой химической стойкости и малой гигроскопичности пригодны для изготовления фильтровальных тканей, кабельной изоляции, парашютной ткани, защитных покрытий и для других технических целей. [c.650]

В конструкционных материалах волокна исполняют роль силового каркаса, обеспечивающего высокие прочностные свойства и возможность деформаций в требуемом направлении (арматура транспортерных лент, ремней, шин, надувных оболочек, стеклопластиков и т. п.). Диаметр волокон и прядей меняется в широких пределах от долей микрометра до миллиметров (табл. 5-1). [c.131]

Затухание излучения внутри оптического волокна обусловлено как поглощением в материале волокна (включая рассеяние, вызванное флуктуациями плотности на микроскопическом и атомном уровнях), так и самим процессом распространения света в волноводе. Первый механизм затухания определяется материалом и может быть исследован на любом образце этого материала, тогда как второй определяется геометрической формой волновода. Потери, обусловленные поглощением в стекле, можно подразделить на три части поглощение материала, поглощение на примесях, неизбежно присутствующих в материале, и поглощение на атомных дефектах. Эти потери можно описать феноменологически через коэффициент потерь а. — характеристику рассматриваемого материала, который определяет относительное затухание на единицу длины полной энергии, переносимой электромагнитным полем. Разумеется, необходимо ввести два коэффициента потерь 1 и 2 первый из которых относится к материалу сердцевины, а [c.603]

Промышленность выпускает следующие асбестовые материалы волокно и шнур, текстильные изделия, листовые материалы (бумага и картон), составы (строительные и изоляционные) и пластические массы с асбестовым наполнителем. [c.743]

Пропитанные или погруженные в жидкие диэлектрики волокнистые материалы на основе целлюлозы, хлопка, шелка и других материалов и их сочетаний Синтетические органические материалы (волокна, смолы, компаунды и пленки) и другие соответствующие им материалы [c.193]

Здесь и далее одним и двумя штрихами помечены величины, относящиеся соответственно к материалу волокна и матрицы и — объемное содержание соответствующего компонента (и -Ь 4-1 "= 1). Соотношения между напряжениями и деформациями для компонентов можно записать так дя — = A da + de [c.149]

Синтетические органические материалы (волокна, смолы, компаунды, пленки), а также соответствующие данному классу материалы и другие сочетания материалов, для которых установлена возможность их работы при температуре, соответствующей данному классу [c.13]

Основная задача повышения циклической прочности металлов и сплавов связана, как это следует из данных, рассмотренных в главе IV, г повышением сопротивления материала распространению трещины Имеются некоторые данные, показывающие, что армирование листовых материалов волокнами позволяет снизить скорость роста усталостной трещины. [c.194]

В качестве полуфабриката для диффузионной сварки можно использовать ленты из борного волокна, покрытые нитридом бора и пропитанные расплавленным алюминием. Для получения прочности композита, соответствующей правилу аддитивности, необходима надежная механическая связь на границе раздела. Выполнение этого условия обеспечивает в эксплуатации материала передачу нагрузки от матрицы к волокну. Вместе с тем компоненты композиционного материала, как правило, взаимодействуют между собой. Диффузионные процессы уменьшают прочность упрочняющей фазы и в большинстве случаев приводят к образованию интерметаллидной прослойки в контакте волокна с матрицей. При достижении ширины интерметаллидной зоны 0,5—2,0 мкм композит перестает существовать. Под нагрузкой матрица не передает напряжение на волокно, идет разрушение интерметаллидов, образование и развитие трещин в волокне. Образование твердых растворов еще не приводит к коренному ухудшению свойств, С целью повышения жаропрочности и срока службы композиционных материалов на волокна наносят барьерные диффузионные покрытия. Покрытия могут исключать или значительно замедлять процессы взаимодействия материалов волокна и матрицы. Метод нанесения покрытия должен обеспечивать хорошую связь с волок-но 1, равномерную толщину покрытия и исключать пористость последнего. Другим способом подавления образования нежелательных фаз на поверхности раздела является использование в качестве матрицы сплавов, имеющих пониженную реакционную способность с упрочняющим материалом. С термодинамических позиций необходимо добиваться минимальной разности химических потенциалов компонентов композита. [c.214]

Существуют два основных способа получения двухфазных композиционных материалов волокна, усы или проволоку получают отдельно, а затем их вводят в матрицу волокна или усы создают непосредственно в матрице, например направленной кристаллизацией эвтектических сплавов, используя контролируемое охлаждение или эвтектоидный распад. Второй способ применяют при производстве литых композиционных материалов, поэтому здесь его не рассматриваем. Способы производства волокнистой компоненты композиционного материала подразделяют я на механические и физико-химические. [c.440]

Эти исследования можно было бы использовать также для определения таких комбинап ий компонентов композита, при которых получались бы заранее заданные его характеристики. В качестве таких характеристик можно было бы выбрать, например, максимальную прочность, большие деформации при разрыве или хорошие деформационные характеристики при двухосном поперечном нагружении. Сравнительно не исследованной областью является проблема выбора оптимальных кривых одноосного растяжения материалов волокна и матрицы для получения композита с заранее заданными свойствами. Этот тип информации был бы очень полезен тем из исследователей, которые занимаются созданием новых видов матрицы и включений. [c.237]

Динамические фотоупругие исследования композитов сравнительно немногочисленны. Хантер [37] описал предварительное динамическое фотоупругое исследование распространения волны в модели композита. Двумерная модель, состоящая из чередующихся полос материалов волокна и матрицы , подвергалась взрывной нагрузке на одном конце при фотографировании динамических картин полос в качестве источника света применялся лазер с модулированной добротностью. Исследование носило качественный характер, а модель была нереалистической, поскольку отношение динамических модулей материалов волокна и матрицы составляло всего 1,61. Автор [16, 17] провел фотоупругое исследование динамики распространения трещин в более реалистической модели волокнистого композита. Цель этой работы заключалась в изучении распространения в матрице однонаправленного волокнистого композита трещины, возникающей при разрушении одного внутреннего волокна. Внезапно высвобождающаяся энергия обычно вызывает распространение трещины по направлению к соседним волокнам. Постановка эксперимента и результаты этого иследования вкратце описываются ниже. [c.540]

Эберт и др. [17], Хекер и др. [27] и Хэмилтон и др. [26] на модели коаксиальных цилиндров, развитой Эбертом и Гэддом, исследовали эффекты механического взаимодействия в областа пластического течения матрицы (и волокна). Для учета распрО странения пластического течения по внешней оболочке, моделирующей матрицу (случай композитов с малым содержанием волокон), была разработана многокольцевая модель, позволяющая анализировать влияние деформационного упрочнения материалов волокна и матрицы. [c.53]

Наиболее перспективными областями применения таких материалов являются прочные корпуса глубоководных аппаратов, крылья высокоскоростных самолетов, корпуса ракетных двигателей, турбинные лопатки и т. д. В частности, в докладе приводится сравнение весовых и прочностных характеристик корпуса второй ступени ракеты Минитмен с LID = 2,9, выполненного из титана, композитного материала, состоящего из смол различных типов, армированных волокнами бора в продольном направлении и стеклянными волокнами AF-994 — в окружном направлении. Оказалось, что во втором случае корпус на 20% легче (вес соответственно 146 и 117 ка) и на 15% жестче (Е1 соответственно 15-10 и 18,9-10 кПсм ). Одним из интересных и перспективных направлений в создании высокопрочных и термостойких материалов является создание композитных материалов на основе связующего металла, имеющего более высокую температуру плавления, по сравнению с армирующим материалом — волокнами бора. [c.355]

Волокна, полученные из рассмотренных способов, смешивают с порошком металла, образуюш,его матрицу. Выбор матричного металла определяется его совместимостью с материалом волокна, технологическими и эксплуатационными характеристиками композиционного материала. Обычно используют порошки алюминия, меди, титана и других тугоплавких металлов и их сплавов, а также жаропрочных сплавов на основе железа, никеля и кобальта. Смешивание порошка матричного металла с волокнами осуш,ествляют механическим (в случае дискретных волокон) или химическим (на волокна осаждают матричный металл из раствора его химического соединения) способом. Механическое смешивание лучше проводить в устройствах опрокиды-ваюш,егося типа (двухконусном смесителе, смесителе с эксцентричной осью и др.), так как барабанные смесители вызывают заметное комкование волокна. [c.183]

Из приведенного примера следует, что при армировании материалов волокнами нельзя ограничиваться только рассмотрением их вклада в повышение прочности какого-либо слоя. Прочность материалов, армированных волокнами, оказывается высокой только при нагружении вдоль, волокон или под небольшим углом к направлению их ориентащ1и. В других же направлениях прочность армированного материала весьма низка (см., например, рис. 5,10). Если использовать такой материал для изготовления изделий, находящихся в сложном напряженном состоянии, то даже небольшие нагрузки могут привести к разрушению материала, когда они приложены вдоль направления, в котором прочность материала мала. В этом случае прочность армирующих волокон не используется в достаточной степени. При армировании волокнами материалов эффект упрочнения наблюдается только в том случае, когда направление главных напряжений совпадает с направлением ориентации волокон при нагружении в других направлениях проявляется не эффект упрочнения, а скорее эффект ослабления материала волокнами. [c.201]

Диаерамма напряжение — деформация. Кривые напряжение — деформация композиционных материалов волокно борсик диаметром 100 мкм — алюминий 6061 представлены на рис. 24. Кривые свидетельствуют о том, что с увеличением угла между приложенной нагрузкой и направлением укладки волокна прочность композиции непрерывно уменьшается. При отклонении всего лишь на угол 5° от оси волокон прочность снижается на 25%. [c.471]

При прохождении оптического сигнала его интенсивностъ уменьшается из-за собственного поглощения и рассеяния света материалом волокна, поглощения примесями. Собственное поглощение света затрагивает ультрафиолетовую и инфракрасную области спектра, примеси создают полосы поглощения в пределах окна прозрачности кварцевого стекла 0,8 [c.324]

Зависимость (32) имеет фундаментшгьное значение, поскольку экспериментально соблюдается для самых разнообразных материалов (металлы, неорганические и органические материалы, волокна) в широком интервале времени (от 10 до 10 с) и температуры. При а = 0 это уравнение теряет смысл. [c.116]

При другой разновидности композиционной пайки — пайки армированными припоями — в качестве автономно нерасплав-ляющейся части припоя применяют армирующие материалы — волокна, сетки и др., материалы различной конструктивной формы и назначения. [c.176]

В конструкционных материалах волокна выполняют роль силового каркаса, обеспечивающего высокие прочностные свойства и возможность деформации в требуемом направлении. Диаметр волокон и прядей меняется в ишроких пределах от долей микрометров до миллиметров. [c.122]

Микроизнос круга происходит главным образом за счет истирания связки и вырыва отдельных зерен алмазов с поверхности круга. Как известно, наполнителями в ВКПМ являются весьма твердые материалы (волокна стекла, бора и т. п.). Например, микротвердость стеклянного наполнителя составляет 8—10 ГПа, что значительно превосходит микротвердость связки 2—2,5 ГПа. Следовательно, связка вокруг зерна интенсивно истирается, что и приводит к его выпадению с поверхности круга. Однако износ круга заключается не только в выпадении отдельных зерен алмаза, но и в их износе, который заключается в изломе зерен, в образовании и развитии в них крупных трещин. Трещины возникают как во время резания, так и в процессе прессования алмазоносного слоя, а также при синтезе самих алмазов. Износ зерен носит главным образом усталостный характер. Так под действием циклической нагрузки в единичном зерне накапливаются деформации. На первом этапе преобладающую роль играют [c.151]

В большинстве случаев конструкционные композиты с металлической матрицей получают пластическим деформированием сборных заготовок. Основная задача такого деформирования — преобразовать неплотную заготовку в компактный полуфабрикат или изделие с прочным соединением (без образования продуктов химического объемного взаимодействия составляющих композита) матрицы и волокон, без нарушения сплошности и термического разупрочнения волокон. Выполнение этих требований обеспечивает наиболее полную реализацию эффекта упрочнения металлических материалов волокнами. В связи с этим при разработке деформационных процессов пользуются критериальным подходом, П03В0ЛЯЮШ.ИМ установить расчетные предельные значения всех технологических параметров, а также параметров оснастки и заготовок. Критериальные выражения представляют собой равенства либо неравенства, в которых связаны факторы композита (или его составляющей) и процесса. Последующее введение критериального выражения в основное уравнение теории процесса и позволяет установить предельное значение искомого параметра. Подробно этот подход рассматривается в работах [10, 191. [c.92]

Волокна бора являются наиболее перспективным высокопрочным, армирующим материалом. Волокна бора выгодно отличают сочетание высокой прочности (Ов = 2800—3500 МПа) с высоким значением модуля упругости (390 ООО—450 ООО МПа) при относительно низкой плотности (2,5—2,65 г/см ). Композиционные материалы получают в виде различных полуфабрикатов лент, прутков, профилей, труб и листов. Для их изготовления применяют методы непрерывного лнтья или протягивания волокон через расплав, плазменного напыления, горячего прессования, волочения и прокатки пакетов. [c.234]

Слоистые нетканые материалы образуются из регулярно чередующихся слоев, набранных из параллельно уложенных однонаправленных волокон или нитей. Эти материалы в зависимости от числа различных направлений, вдоль которых уложены волокна, называют двух-, трехнаправленными и т. д. В двухнаправленных материалах волокна наиболее часто располагаются во взаимно перпендикулярных слоях (ортогонально армированный материал), причем отношение между числом продольных и поперечных слоев может быть самым различным (1 1, 1 3, 2 5 и т. д.). Материалы с укладкой 1 1 принято называть равновесными (или равнопрочными). [c.22]

Дозирование прессматериала при его загрузке в прессформу выполняют взвешиванием, объемным измерением и штучным исчислением. Взвешивание является самым точным, но наиболее трудоемким способом дозирования. Обычно взвешиванием дозируют несьшучие материалы (волокнит и т. п.). [c.160]

Подготовка волокна для формования бумажного листа. Находящиеся в исходных материалах волокна или тесно и прочно соединены между собой (древесина, солома) или сильно загрязнены посторонними веществами (тряпье, сети и пр.) поэтому для отделения волокон друг от друга и для очистки их от примесей приходится прибегать к разнообразным и сложным механич. и химич. процессам. Выделение волокна ив сырья, очистка его и приведение к пригодному для дальнейшей переработки виду составляют задачу особых отделов Б. п. Иногда эти отделы образуют самостоятельное производство, самостоятельные фабрики, изготовляющие этот волокнистый первоначальный попуиродукт для ф-к, перерабатывающих его в бумажную массу, из к-рой и формуется затем бумажный лист. Этот полученный из сырья полупродукт, полумасса, хотя и состоит уже иа отдельных, изолированных и очищенных волокон, но без дальнейшей обработки не может служить для вычерпки бумажного листа. [c.599]

Если подвергнуть однонаправленный композит испытанию на растяжение или на сдвиг, то разрушение может произойти частично за счет разрьша волокон, а частично за счет скалывания матрицы. Аналогичные соображения оказываются справедливыми и в общем случае армирования композиционных материалов волокнами. [c.390]

Коэффициент звукопоглощения зависит от частоты [, толщины й и плотности р применяемого материала (рис. 5.3). С повышением частоты а возрастает, максимального значения он достигает иа частоте =Сш/4й, где Сш — скорость звука в материале волокна, I — толщина слоя. Для сдвига атах([ в низкочастотную область необходимо увеличивать толщину и плотность заполнения. Однако чрезмерное заполнение корпуса звукопоглощающим материалом может привести к значительному снижению уровня звукового давления в области низких частот и излишней сухости басов. Рекомендуемая в работе [5.7] плотность заполнения составляет 8... И кг/м . В высококачественных АС наряду с обычно применяемой минеральной ватой широко используют супертонкне синтетические волокна, склеенные различными смолами. Лучшие из отечественных волокнистых звукопоглощающих материалов АТМ-1, АТМ-3, АТМ-7 (супертонкне стеклянные волокна, склеенные фенольными нли кремнеорганическими смолами), АТИМС и др. [5.3]. [c.145]

Численной апертурой (Numeri aperture, NA) называется способность волокна собирать лучи. Только лучи, которые инжектируются в волокно под углами, большими критического, смогут распространяться вдоль него. NA зависит от свойств материалов волокна и определяется показателями преломления ядра и оптической оболочки [c.72]

Диаграмма построена в предположеннн отсутствия дисперсии в материале волокна, т. е. ни Г ,, нп П2 не изменяются при нзмененнн частоты. Вся область между двумя линиями, соответствующими Л1 и Пг, изображена с сильным преувеличением, чтобы показать поведение мод. [c.130]

Внутри каждой in3 перечисленных груип композиционные материалы можно классифицировать различными способами по виду материала компонентов, их размерам, форме, ориентировке, а также по назначению или методу получения. Например, волокнистые материалы по виду матрицы делят на металлические, полимерные и керамические по виду волокон —на материалы, армированные проволокой, стеклянными, борными, углеродными, керамическими и другими волокнами или нитевидными кристаллами по размерам волокон — на материалы с непрерывными или короткими (дискретными) волокнами по ориентировке волокон — на материалы с однонаправленными или ориентированными в двух и более направлениях волокнами. [c.635]

Металлические композиционные материалы включают два основных класса дисперсноупрочненные материалы (рис. 463,6) и металлы, армированные волокнами (рис. 463, а). [c.635]

Армироваиие металлов высокопрочными волокнами позволяет получать материалы с чрезвычайно высокой прочностью и жесткостью. В таких материала. волокно является главным компоненто.м, несущим нагрузку. Матрица передает внешнюю нагрузку волокнам, связывает волокна вместе, защищает их от повреждения и воздействия внешней среды и придает материалу другие требуемые физико-химические свойства, например сопротивление окислению пли коррозии, электро- и теплопроводность и т. д. [c.637]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...