Влияние состояния поверхности раздела на механические свойства

ВЛИЯНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА [c.72]

Рассматривая значение поверхностей раздела как фактора, определяющего механические свойства волокнистых композитов, необходимо иметь в виду два возможных подхода. Анализ проблемы может быть сведен либо к исследованию влияния состояния и прочности поверхности раздела на свойства композита в целом, либо, напротив, к исследованию влияния свойств композита в целом на поведение поверхности раздела. Ни один из этих подходов не является исчерпывающим они взаимосвязаны, так как поведение поверхности раздела влияет на характеристики композита, а последние, в свою очередь, влияют на поведение поверхности раздела. Поскольку в большинстве глав этой книги, в основном, принят первый подход, здесь целесообразно рассмотреть поведение поверхности раздела, главным образом, с другой точки зрения. [c.49]

Характер влияния реакции на свойства композита с пластич-нмм и непластичным упрочнителем различен во многих отношениях. К сожалению, результаты систематических исследований взаимосвязи между состоянием поверхности раздела и прочностью данной системы при растяжении отсутствуют. Предметом исследования были другие механические характеристики, например усталостная прочность, прочность при изгибе, поперечная прочность эти данные включены в настоящий раздел с тем, чтобы развить по возможности общую картину поверхности раздела. [c.176]

Как только станут доступны воспроизводимые образцы композитов, основное внимание следует уделить влиянию условий эксплуатации материала на сплошность поверхности раздела и механические свойства, зависящие от состояния поверхности раздела. Подобно тому как это было при разработке композитов А1 — В, такие исследования очень важны для установления точных параметров технологии изготовления материала, с тем чтобы получить именно то особое состояние поверхности раздела, которое необходимо для конкретных условий применения материала. Если композит предназначается, например, для лопаток газовых турбин, то конструктор должен установить реальные требования к этим анизотропным материалам с ограниченной пластичностью таким образом, чтобы применительно к условиям использования можно было эффективно воздействовать на свойства, зависящие от со стояния поверхности раздела, например, на поперечную прочность В данной главе показано, что в настоящее время известны основ ные принципы, с помощью которых может быть изменена струк тура поверхности раздела в металлах, армированных окислами Однако из-за отсутствия образцов с воспроизводимыми характе ристиками влияние изменения состава и структуры поверхности раздела на механические свойства композитов практически не изучено. [c.351]

В данном разделе рассмотрено влияние поверхности раздела на механические свойства эвтектических композитов. Особое внимание будет уделено влиянию температуры и вида нагружения на состояние поверхности раздела. [c.371]

Характер разрушения наполненных полимеров может быть изменен поверхностной обработкой наполнителя. При этом изменяется адгезионное взаимодействие полимер—наполнитель и природа границы раздела [59, 74—82]. Ряд аппретов, особенно крем-нийорганических, используемых для поверхностной обработки минеральных наполнителей, способны реагировать с функциональными группами как полимера, так и наполнителя, что резко увеличивает адгезию между ними. Такая обработка наполнителей приводит к возрастанию разрывной прочности наполненных композиций. Особенно резко повышается при обработке поверхности наполнителей прочность композиций после выдержки в воде. Композиции с необработанным наполнителем могут иметь достаточно высокую прочность в сухом состоянии, однако после выдержки в воде их прочность резко падает, вероятнее всего из-за разрушения адгезионной связи при адсорбции воды на границе раздела полимер—наполнитель. Некоторые данные о влиянии кремнийорганических аппретов на механические свойства поли- [c.238]

Нежелательное влияние термических остаточных напряжений на механические свойства композита в целом (но не обязательно й на свойства поверхности раздела) может быть уменьшено, если перераспределить остаточные напряжения, осуществляя механическую деформацию в пластической области. Предварительное растяжение композита в направлении волокон часто значительно улучшает свойства при последующих испытаниях [20]. Показано, что этот эффект связан с уменьшением абсолютной величины остаточных напряжений в композитах, а не с деформационным упрочнением при предварительном растяжении. Знак дополнительной составляющей остаточных напряжений, создаваемых при нагружении в области пластического течения матрицы и последующем разгружении, противоположен знаку остаточных напряжений, возникающих при охлаждении, поэтому общее напряженное состояние становится менее жестким. [c.68]

Растворение в жидкостях газов. Все жидкости растворяют газы, которые в растворенном (дисперсном) состоянии не оказывают существенного влияния на механические свойства жидкости. Однако, если давление в какой-либо точке объема жидкости уменьшается, газы выделяются из раствора в виде пузырьков, которые ухудшают свойства жидкости. Относительное количество газа, который может раствориться в жидкости до ее насыщения, прямо пропорционально давлению на поверхности раздела. Этот объем можно вычислить по формуле [c.28]

Максимальный эффект при аппретировании волокна, определяемый по повышению прочности композитов как в исходном, так и во влажном состояниях, достигается при использовании неполярных смол. Хотя сами смолы весьма устойчивы к воздействию влаги, силы Ван-дер-Ваальса между ними и стеклом очень чувствительны к действию воды, присутствующей на поверхности минерального наполнителя. Влияние силановых аппретов наглядно подтверждается данными Вандербильта [50] для стеклопластиков на основе аппретированных и необработанных волокон и различных смол (рис. 6). Абсолютные значения прочности стеклопластиков на основе аппретированной силаном стеклоткани в исходном и влажном состояниях оказались примерно равными (- 56 кгс/мм ). Это дает основание полагать, что силанолы обеспечивают на поверхности раздела высокую концентрацию гидроксильных групп, защищающих стеклопластики от воздействия воды в процессе изготовления. Наличие силанольных групп на поверхности раздела позволяет в наибольшей степени использовать свойства смолы. Если передача напряжений через поверхность раздела препятствует дальнейшему улучшению механических свойств и водостойкости композитов со стеклянными наполнителями, то с помощью силановых аппретов отрицательное воздействие этого фактора устраняется или уменьшается. [c.199]

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]

Процесс внешнего трения представляет собой сложную совокупность механических, физических и физико-химических явлений. Основные факторы, влияющие на трение и износ фрикционных пар, условно разделяют на три группы технологические (структура, химические, физические и механические свойства) конструктивные (схема контакта, макро- и микрогеометрия поверхностей трения, геометрический фактор Ква конструкция рабочих поверхностей, способ подвода смазки) эксплуатационные (удельная работа трения, относительная скорость скольжения, удельная нагрузка, температурный режим, смазка и ее свойства). В процессе трения под влиянием указанных факторов формируются поверхностные слои твердых тел, 6б усЖ0Нливаюш ие механизм трения и износа и отличающиеся специфическим структурным состоянием. Образующиеся в процессе трения поверхностные слои твердых тел характеризуются повышенной свободной энергией, физической и химической активностью, а также иными механическими свойствами, чем более глубоко лежащие слои, не участвующие в процессе контактирования. Поверхностные слои определяют механизм контактного взаимодействия и уровень разрушения при трении. [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...