Материалы композиционные волокнистые полимерные

Для композиционных волокнистых материалов существует несколько классификаций, в основу которых положены различные признаки, например, материаловедческий (по природе компонентов) конструктивный (по типу арматуры и ее ориентации в матрице). В рамках рассматриваемых классификаций можно выделить несколько больших групп композиционных материалов. Ниже рассматриваются композиты с полимерной матрицей (пластики) и оборудование для их производства. [c.756]

Композиционные волокнистые материалы находят широкое применение в таких областях промышленности, как космическая техника, авиа-, судо-, автомобилестроение и т. д. Применение композиционных материалов в современных конструкциях дает существенный выигрыш в массе, прочности, долговечности, стойкости к коррозии и агрессивным химическим средам. Эти материалы служат и прекрасным заменителем металлов. Так, из общего объема полимерных материалов, потребляемых в США для замены металлов, 40—50 % идет на изготовление деталей автомобилей, приборов, счетных машин и других изделий общего машиностроения 30—35 % — на изготовление труб, фитингов и профилей 10—15 % — корпусов судов, деталей самолетов и ракет [43]. [c.5]

Контактное, контактно-вакуумное и автоклавное формование. Известно более двадцати способов изготовления при низком давлении деталей и изделий из волокнистых полимерных композиционных материалов (ПКМ). Непосредственно процесс формования может быть осуществлен следующими способами контактным, контактно-вакуумным, автоклавным. [c.41]

Терминология. Термин волокнистые композиционные материалы означает, что для упрочнения материала используются волокна. Поэтому их называют также композиционными материалами,, армированными волокнами. Свойства различных типов армирующих волокон перечислены в табл. 1.2. Как видно из таблицы все армирующие волокна обладаю высокой прочностью диаметр волокон обычно составляет 5 100 мкм. Сами волокна не используются для изготовления конструкций, изделий и т. д. Лишь соединяя их между собой с помощью полимерной, металлической или другой матрицы, можно получать композиционные материалы и изготавливать из них листы, трубы и другие изделия. Эти материалы и представляют собой волокнистые композиционные материалы, или армированные материалы. Для получения армированных углерод- [c.16]

Полимерными композиционными материалами (ПКМ) называются материалы с полимерной матрицей и армирующим волокнистым наполнителем. Они имеют низкую плотность, высокую удельную проч- [c.150]

Свойства композиционных материалов прежде всего определяются свойствами и соотношением исходных компонентов, а также взаимодействием их на границе раздела и свойствами межфазных слоев. Свойства основных классов наполнителей, в том числе волокнистых, описаны в [10—12] дополнительного списка литературы. Хотя выбор наполнителей, используемых в качестве дисперсной фазы для заданной непрерывной полимерной фазы, ничем не ограничивается, на практике для достижения требуемых эффектов определенные наполнители используют в сочетании с одними полимерами чаще, чем с другими. Так, стекло- или асботкани используют в сочетании с полиэфирными смолами чаще, чем силикатные наполнители, которые в свою очередь чаще используют в сочетании с силоксановыми полимерами (табл. 1.5). Оптимальное количество наполнителя может сильно колебаться для различных композиций — от О до 30 масс. ч. стекловолокон на 100 масс. ч. полистирола и от О до 600 масс. ч. некоторых наполнителей на 100 масс. ч. эпоксидных смол. [c.35]

Обычно в литературе описываются два основных подхода к анализу эффективной тепло- и электропроводности композиционных материалов, состоящих из непрерывной полимерной матрицы и волокнистого армирующего наполнителя. Первый и наиболее простой подход основан на допущении о том, что композиционный материал можно рассматривать как систему сопротивлений. Такой подход является универсальным для любого явления проводимости и буква к обозначает любой коэффициент проводимости — коэффициент теплопроводности, удельную электропроводность, коэффициент диффузии и диэлектрическую постоянную или диэлектрическую проницаемость. [c.288]

Волокнистые наполнители находят более широкое применение в производстве композиционных материалов вследствие их высокой прочности и жесткости и способности предотвращать прорастание треш,ин в хрупкой полимерной матрице. В зависимости от метода получения волокна обычно имеют цилиндрическую или неправильную форму. Волокна с гладкой поверхностью образуют менее прочное механическое сцепление с матрицей. Однако волокна с гладкой поверхностью легче смачиваются, чем с шероховатой, хотя полного смачивания волокон полимерами, так чтобы вообще не было пустот на поверхности, практически достигнуть не удается. Волокна могут адсорбировать различные вещества, способные влиять на их адгезионные свойства. Следует отметить, что прочное сцепление волокон с полимерной матрицей не всегда желательно, так как оно уменьшает поглощение механической энергии при разрушении композиционного материала. [c.371]

В качестве примера рассмотрим композиционный материал, содержащий пластинчатые и волокнистые наполнители. Такой материал имеет реальный прототип среди древесно —полимерных композиционных материалов — армированные композиционные древесные пластики. [c.165]

Несмотря на широкое распространение на практике гетерофазных покрытий в зарубежной литературе нет монографий, посвященных этим композиционным материалам (КМ). В имеющихся публикациях рассмотрены преимущественно КМ с органической полимерной матрицей и волокнистой упрочняющей фазой или металлическим материалом, содержащим макрочастицы, получаемые механическими способами (смешивание, прессование с последующей термообработкой). [c.5]

Информационный взрыв публикаций последних лет [13—25] в основном посвящен в соответствии с нашей классификацией [10, 12, 26] макро-композиционным материалам (размер дисперсных частиц более 1 мкм), преимущественно с органической полимерной или металлической матрицей и волокнистой II фазой. В этой обширной литературе основное внимание уделено [c.6]

Слоистые пластики — композиционные материалы, изготавливаемые путем армирования (наполнения) полимерных связующих ткаными и неткаными волокнистыми материалами. [c.169]

Стеклопластики. Это композиционные материалы на основе стекловолокон и полимерных связующих. Для целей армирования используются различные виды стекловолокон и нитей (см. выше) и волокнистых материалов. [c.775]

Как уже отмечалось, создание композиционных материалов происходит в процессе формования изделия. Если совмещение волокнистого наполнителя и матрицы (полимерного связующего) происходит в процессе формования изделия, говорят о мокром способе формования. Если же для формования изделия используются предварительно пропитанные связующим волокнистые наполнители — так называемые препреги , то речь идет о сухом способе формования. При изготовлении препрегов растворы полимерных связующих наносят в заданном количестве на поверхность армирующих волокон с последующей их сушкой для удаления растворителя. Такие полуфабрикаты сохраняют свои технологические свойства, т. е. пригодны для переработки в изделия, в течение 10—15 дней. [c.235]

Композиционные материалы классифицируются по матрице и пО способу получения материала. Различают композиционные материалы с металлическими, полимерными, углеродными п керамическими матрицами. Известны также композиции с несколькими матрицами. По способу упрочнения композиционные материалы разделяют на слоистые, волокнистые, дисперсноупрочняемые, эвтектические с направленной кристаллизацией. [c.78]

Общая характеристика и классификация композиционных материалов. Композиционными называют сложные материалы, в состав которых входят отличающиеся по свойствам нерастворимые друг в друге компоненты. Основой композиционных материалов является сравнительно пластичный материал, называемый матрицей. В матрице равномерно распределены более твердые и прочные ве1цества, называемые ирочнмшеляд/w или наполнителями. Матрица может быть металлической, полимерной, углеродной, керамической. По форме упрочнителя композиционные материалы делятся на дисперсно-упрочненные (с нуль-мерными упрочнителями), волокнистые (с одномерными упрочните-лями), слоистые (с двумерными упрочнителями). [c.260]

Анализ модулей упругости композиционных материалов с волокнистыми, пластинчатыми дисперсными наполнителями, а также полиармированных материалов, в которых присутствуют наполнители обоих типов, будет производиться с использованием структурных параметров, рассмотренных в гл. 4. Различие имеется в количественных значениях соответствующих фаз на структурных диаграммах и методах вычисления их эффективных модулей упругости. Рассмотрение начнем с модулей упругости материалов с пластинчатыми наполнителями, поскольку большинство древесно —полимерных композиционных материалов относятся к данному классу. [c.166]

Для композиционных волокнистых материалов существует несколько классификаций, в основу которых положены различные признаки, например, материаловедческий ( о природе компонентов) конструктивный (по типу арматуры и ее ориентации в матрице). В рамках рассматриваемых классификаций можно выделить несколько больших групп композиционных материалов. К таким группам следует отнести композиты с полимерной матрицей (пластики), композиты с металлической матрицей (металло-компознты), композиты с керамической матрицей и матрицей из угле рода. [c.12]

Композиционные материалы состоят из сравнительно пластичного матричного материала и более твердых и прочных веществ, являющихся упрочняющими наполнителями. Матрица связывает композицию и придает ей нужную форму. В зависимости от материала матрицы различают композиционные материалы с металлической матрицей или металлические композиционные материалы (МКМ), с полимерной — полимерные композиционные материалы (ПКМ) и с керамической — керамические композиционные материалы (ККМ), По типу упрочняющих наполнителей композиционные материалы подразделяют на дисперсноупрочненные, армированные или волокнистые и слоистые (рис. 137). [c.231]

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]

До сих пор большая часть исследований композиционных материалов относилась к волокнистым композитам, среди которых различаются два главных типа композиты с непрерывными волокнами и композиты с короткими (разорванными) волокнами. В свою очередь, в первом из указанных типов длинные волокна могут быть либо расположены строго параллельно друг другу, либо сплетены в ткань, пропитанную полимерным связующим. Поскольку в процессе сплетения возможны повреждения волокон и композит получается более низкого качества, здесь основное внимание будет уделено однонаправленным волокнистым композитам. [c.63]

Книга посвящена рассмотрению результатов изучения поверхности раздела упрочнитель — полимерная матрица в композиционных материалах волокнистого строения. В ней подробно обсуждаются проблемы, которые были только затронуты в книге Современные композиционные материалы . Среди них такие, как химия поверхности армирующих волокон, природа связи на поверхности раздела, роль различных обработок поверхности волокон (в основном силановыми аппретами) в формировании границы раздела полимер — минеральные волокна, механизм передачи напряжений через поверхность раздела, влияние начальных термических напряжений на механические свойства композитов, стабильность композитов при воздействии влаги. [c.5]

В книге излагаются теоретические основы и способы получения композиционных покрытий и материалов. Приведены состав этих материалов и характеристика компонентов (металлы и тугоплавкие окшды, бориды, нитриды, полимерные органические вещества и волокнистые материалы), а также формулы для расчета состава суспензий. Описаны свойства материалов и образующихся покрытий. [c.2]

В настоящей книге предпринята попытка изложить, минимум сведений, необходимых для выполнения всех основных этапов прочностного расчета оболочечных конструкций из композиционного материала. В двух первых главах приведены зависимости для описания упругих свойств анизотропных тел и упругих характеристик однонаправленных и многослойных композиционных материалов. Кроме того, с помощью одной из наиболее простых структурнофеноменологических моделей дано наглядное представление о специфике деформирования волокнистого композиционного материала с полимерной матрицей. Основное внимание в книге уделено изложению вариационно-матричного метода расчета сложных оболочечных конструкций применительно к многослойным конструкциям из композиционных материалов. В приложениях даны некоторые специальные подпрограммы для ЭВМ. [c.5]

Имеется довольно обширная литература, посвященная теплопроводности в гетерогенных средах, появление которой объясняется главным образом технологической важностью применения таких материалов в качестве теплоизоляции. Изоляционные материалы на основе минеральных волокон можно рассматривать как одну из разновидностей композиционных материалов, в которых окружающий воздух играет роль непрерывной матрицы. Вследствие наличия в таких материалах двух фаз — газообразной и твердой— их называют двухфазными материалами. Однако использо-Bainie такого термина для композиционных материалов, в которых оба компонента находятся в твердом состоянии, оказалось ие вполне точным. Само понятие композиционный уже указывает на присутствие в таком материале более одного компонента и оказывается вполне достаточным для его характеристики. Несмотря на несомненное принципиальное сходство между волокнистыми теплоизоляциоными и композиционными материалами, имеется и существенное различие, оказывающее заметное влияние на свойства, связанные с явлениями переноса в композиционных материалах. В изоляционных материалах непрерывная фаза (воздух или какой-либо другой газ) находится в непосредственном контакте с волокнистым твердым телом. В композиционных материалах конструкционного назначения матрица и армирующий наполнитель приводятся в контакт в процессе формования под действием заданного давления и температуры. Любой дефект, образующийся в процессе формования, например иесмачивание части армирующего наполнителя полимерным связующим, присутствие воздушных включений на поверхностях уплотненного волокнистого мата, препятствует равномерному распределению компонентов и в дальнейшем приведет к возникновению сопротивления на границе раздела фаз. Кроме того, очевидно, что в течение определенного периода времени под действием, например, влаги, влияние этих неблагоприятных условий будет увеличиваться. Хотя этот эффект может быть легко обнаружен, поскольку он приводит к ухудшению механических свойств композиционных материалов, оказывается, что в литературе отсутствуют какие-либо сведения о его влиянии на тепло- и электропроводность. [c.287]

Описанная система оказалась достаточно удобной при серийных измерениях коэффициентов теплопроводности изотропных полимерных материалов, особенно при получении образцов в виде бруска или стержня. Этой методикой можно также пользоваться при определении коэффициентов теплопроводности наполненных полимеров или, в общем случае, композиционных материалов с изотропными свойствами, но эта методика не применима для композиционных материалов с ярко выраженной анизотропией свойств, например однонаправленных волокнистых композиционных материалов. [c.299]

Асбест используется в качестве армирующего наполнителя в композиционных материалах с момента начала применения полимерных материалов в технике. В настоящее время промышленность выпускает большой ассортимент асбестовых волокнистых наполнителей типа войлоков, матов, тканей, а также пресс-материалы на их основе. Изделия конструкционного или неконструкционного назначения относительно простой или довольно сложной конфигурации изготавливаются из прессованных и слоистых асбопластиков. Наиболее широкое применение нашли волокна на основе хризотилового асбеста, представляющего собой гидратированный силикат магния. [c.313]

Изделия из полимерных волокнистых композиционных материалов получают различными методами [3—6], среди которых важнейшими являются 1) пропитка волокнистых матов отверждающимися связующими с последующим прессованием 2) укладка слоев тканей или использование тканей объемного прядения с последующей пропиткой связующим и его отверждением 3) намотка сосудов из волокон, нитей или жгутов, пропитанных связующим, с последующим его отверждением 4) прессование или литье под давлением полимерных композиций с короткими волокнами. [c.263]

Широкие возможности обнаружения пор и других дефектов, в том числе нару-щений заданной структуры укладки волокнистых наполнителей открываются при использовании компьютеризованной микротомографии [29]. При обычной рентгенографии на снимках получают так называемое суммарное изображение, при изучении которого не всегда удается определить истинную форму и величину исследуемого дефекта и глубину его залегания. Томография позволяет получать послойные снимки в трех плоскостях. Микротомограф для решения различных задач неразрушающего контроля изделий из полимерных композиционных материалов был успешно применен в Немецком институте пластмасс, г. Дармштадт. [c.570]

Объектами исследования в монографии являются композиционные материалы, состоящие из металлических матриц и высокопрочных неорганических волокон. Исследуются процессы разрушения бороалюминия, углеалюминия, процессы ползучести и разрушения эвтектических направленно кристаллизованных композитов и процессы усталостного разрушения слоистых композитов. Предлагаемый подход может быть применен и при исследовании волокнистых композитов с полимерной матрицей, перспективных керамических композитов, разнообразных поливолокнистых гибридных композиционных материалов. [c.9]

В проблеме создания наполненных термопластов важнейшее место занимают вопросы технологии получения этих материалов. От способа введения волокнистого наполнителя зависит характер его распределения и ориентация в композиционном материале, степень повреждаемости волокна в процессе создания наполненного материала и, следовательно, свойства композиции. К этим вопросам, характерным и для наполнения отверждающихся смол, следует отнести вопросы, обусловленные специфичностью термопластичных связующих, в частности высоким молекулярным весом термопластичных полимеров. В отличии от отверждающихся смол растворы термопластичных полимеров становятся студнеподобйыми уже при концентрации 3—6 вес.%. Поэтому обычно применяемый способ сочетания, наполнителя со смолами, вязкость которых снижена растворителем, в случае термопласта связан с большим расходом растворителя. Удалить же растворитель из наполненной массы высокомолекулярного полимера чрезвычайно трудно, так как над набухшим слоем образуется полимерная пленка, не проницаемая для паров растворителя. [c.210]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...