Основные группы композиционных материалов

Основные группы композиционных материалов [c.54]

Группа 1 (композиционные ОСМ) на первой ступени классификации подразделена по типу матрицы, так как основные свойства композиционных материалов определяются, как правило, природой матрицы. По аналогичной причине подразделение подгруппы 1.1 (материалы с полимерной матрицей) проведено по типам этого вида матриц. [c.20]

Из всего многообразия применяемых в данное время композиционных материалов системы металл—металл или металл—неорганическое вещество в зависимости от формы поверхности раздела могут быть выделены две основные группы I — материалы матричного типа, состоящие из различным образом расположенных упрочняющих частиц или армирующих элементов, соединенных связующим веществом, и II — материалы слоистого типа, к которым следует отнести биметаллы, а также различного рода многослойные металлические материалы (рис. 114). Предлагаемая схема охватывает лишь некоторые основные типы композиционных материалов. Необходимо отметить, что для создания рациональных композиций материалов как первой, так и второй групп очень важно изучить процессы взаимодействия компонентов. Эта взаимодействие может быть как физико-меха-ническим (возникающим в процессе совместного деформирования), так и химическим (образующимся в результате протекания диффузионных процессов). Следует различать первичное взаимодействие между компонентами, развивающееся на поверхностях раздела при изготовлении материала, и вторичное взаимодействие составляющих, возникающее в условиях службы материала при различных режимах теплового и механического нагружения. [c.199]

Рис. 114. Схематическое изображение особенностей строения некоторых основных типов композиционных материалов на металлической основе (I группа — волокнистые и дисперсионно-упрочненные материалы II группа — биметаллы и многослойные плакированные металлические материалы).

Для удобства теоретического анализа основные типы композиционных материалов конструкционного назначения можно разделить на две группы. [c.184]

Рассматриваются три основные группы материалов смолы, упрочнители и заполнители (сердцевина) слоистых конструкций. Сочетание этих компонентов с помощью процессов, описанных ниже, позволяет получать композиционный материал с нужными свойствами. [c.234]

Уже с самых ранних дней развития цивилизации, когда нельзя было найти единого материала для удовлетворения необходимых потребностей, использовались композиционные материалы. Комбинирование двух или более материалов но их физическим свойствам для образования улучшенного композиционного материала проводилось экспериментально и в соответствии с накопленным опытом. И только недавно, когда возникла необходимость в создании более прочных, жестких и легких материалов, в основном для авиационной промышленности, ученые и инженеры начали вести интенсивные исследования в области современных волокнистых композиционных материалов. Усилия, направленные на получение желаемых конструкционных материалов, были распределены между многими группами ученых и инженеров, работающими в разных направлениях. Некоторые разрабатывали новые [c.267]

А. По геометрии компонентов композиционные материалы могут быть разделены на три основные группы (табл. 6). [c.51]

По составу, структуре и физико-механическим свойствам большинство композиционных материалов можно подразделить на три основные группы изотропные, трансверсально-изотропные и ортотропные материалы. [c.5]

Слоистые композиционные материалы можно разбить на две группы. Первую группу составляют простые пластины, которые состоят из дисперсной и матричной фаз. Во вторую группу входят слоистые составные пластины, представляющие собой сочетания простых пластин. Слоистые пластины используются при изготовлении стоек, балок, панелей и других конструктивных элементов, которые являются основными силовыми элементами и должны обладать малым весом, коррозионной стойкостью и другими многими важными свойствами. Для получения необходимых свойств следует наиболее рационально распределять и сочетать дисперсные фазы. Дальнейшее изложение механики слоистых пластин ведется с учетом этих замечаний. [c.40]

На рис. 1.1 представлена классификация искусственных углеродных материалов, которые, по мнению автора, представляют интерес для использования в качестве автоэлектронных катодов. Эта классификация в достаточной степени условна. Основные группы материалов углеродные волокнистые материалы, массивные материалы различной технологии, композиционные материалы, пленки. [c.7]

В зависимости от материала матрицы КМ можно разделить на следующие основные группы композиции с металлической матрицей - металлические композиционные материалы (МКМ), с полимерной - полимерные композиционные материалы (ПКМ), с резиновой - резиновые композиционные материалы (РКМ) и с керамической - керамические композиционные материалы (ККМ). [c.457]

Области применения. Обычно композиционные материалы стараются не классифицировать по применению, так как любая классификация носит достаточно условный и подчас конъюнктурный характер, поскольку композиционные материалы обычно многоцелевые. Тем не менее в первом приближении все композиционные материалы можно разделить на конструкционные и функциональные. Последние представляют большую группу материалов с особыми физическими свойствами и в настоящей главе рассматриваться не будут. Основное внимание будет уделено конструкционным композиционным материалам — материалам, из которых изготавливаются конструкции и детали машин, работающих в условиях механических нагрузок. [c.194]

Корреляция между межслоевой прочностью при сдвиге композиционных материалов на основе углеродных волокон и модулем упругости волокон (рис. 2.59) [110] отражает важнейший недостаток углеродных волокон. В общем случае сдвиговая прочность композиционных материалов снижается с повышением модуля упругости углеродных волокон (степени их графитизации). Это частично обусловлено тем, что поверхность низкомодульных высокопрочных (тип 2) углеродных волокон — открытая и высокопористая, тогда как поверхность высокомодульных (тип 1) волокон — более гладкая. Пористость волокон вызывается выделением летучих продуктов пиролиза, количество которых уменьшается в процессе графитизации с одновременным повышением регулярности кристаллов в результате протекания диффузионных процессов, Другим важным фактором, определяющим сдвиговую прочность этих материалов, является способность полимерного связующего смачивать поверхность углеродных волокон. Низкомодульные углеродные волокна имеют более высокую поверхностную энергию из-за наличия большого количества химически активных групп. Количество этих групп уменьшается при повышении температуры карбонизации, и они практически исчезают при графитизации. Для решения проблемы низкой сдвиговой прочности композиционных материалов на основе углеродных волокон было проведено большое число исследований по повышению адгезионной прочности сцепления волокон с матрицей без снижения прочности волокон. При этом использовали два основных способа — повышение шероховатости поверхности волокон для обеспечения их лучшего механического сцепления с матрицей и создание химических связей между волокнами и матрицей (аналогично применению аппретов в стеклопластиках). Оба эти способа заключались в окислении поверхности углеродных волокон [c.122]

Основной недостаток соотношений типа (4.42) и (4.43) заключается в том, что они являются чисто аппроксимирующими и за ними не стоят представления о физике или механике процессов разрушения или формирования прочности композиционных материалов. К тому же они справедливы для ограниченной области изменения параметров и определенной, часто довольно узкой, группы материалов матрицы и наполнителей. [c.157]

В книге изложены методы расчета коэффициентов тепло- и электропроводности смесей и композиционных материалов. Рассмотрены модели структур основных групп смесей и композиционных материалов твердых пористых, спеченных, зернистых, волокнистых, металло- и минералокерамик, керметов, растворов, расплавов и газовых смесей в широком диапазоне изменения определяющих параметров. Результаты расчета сопоставлены с обширными экспериментальными данными, приведены таблицы, графики, формулы для практических расчетов. [c.2]

Все многообразие волокнистых материалов по характеру структуры можно разделить на три основные группы, а именно материалы с хаотическим распределением волокон в объеме (ваты, войлоки, очесы и т. п.) композиционные материалы с упорядоченным плоским распределением волокон (ткани, маты, сетки, каркасы) композиционные материалы, представляющие собой различные комбинации хаотического и упорядоченного расположения слоев волокнистого материала. [c.132]

В соответствии с геометрией компонентов КМ делят на три основные группы с 0-, одно- и двухмерными компонентами (частицами) И фазы. Под 0-мерными подразумевают системы с частицами, все три размера которых имеют один порядок (вернее, это уже будет трехмерный компонент). К таким системам можно отнести изделия порошковой металлургии, полученные прессованием смеси порошков и электрохимически (КЭП), и химически осажденные покрытия из суспензий. Одномерные — это удлиненные волокнистые компоненты. Двухмерные компоненты имеют два размера, значительно превышающие третий и соизмеримые с характерным размером элементарного образца КМ (слоистые системы). Мы уже отмечали, что слоистые материалы следует отнести к композиционным конструкциям, а не к композиционным материалам в частности, и авторы работы [c.12]

Наиболее подходят для выбора материалов жаростойких покрытий жаропрочных сплавов, работающих в окислительных газовых средах в температурном интервале 1200... 1700 °С, силицидные системы. Главным их достоинством является образование при высокотемпературном окислении сплошной само-залечивающейся стекловидной окалины 8102, малопроницаемой для кислорода. Покрытия этой системы используют в основном для защиты сплавов на основе тугоплавких металлов (особенно на основе ниобия, молибдена) и углеродных материалов (углеграфитовые и угле-род-углеродные композиционные материалы). В многокомпонентных силицидных покрытиях основным слоем, определяющим формирование защитной окалины, наиболее часто является либо легированный дисилицид молибдена, либо твердые растворы тугоплавких дисилицидов, модифицированные для улучшения защитных, технологических и эксплуатационных свойств бором, иттрием, переходными металлами IV - VII групп Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. [c.234]

Полимерные материалы конструкционного назначения — пластики, пластические массы — можно условно разделить на две основные группы 1) пластмассы без наполнителей 2) полимерные композиционные материалы (композиты, ПКМ). [c.769]

По структуре листовые изделия, или, как их обычно называют, листовые неметаллические материалы, получаемые на гидравлических прессах, можно разделить на две основные группы слоистые и композиционные. [c.3]

Ко второй группе отнесены специфические требования к инструментальному материалу с покрытием — как единому композиционному телу. В этом случае материалы покрытия и инструмента должны иметь 1) сродство кристаллохимического строения, при котором возможно обеспечить прочную адгезионную связь между ними 2) оптимальное соотношение основных физико-механических и теплофизических характеристик (модуль упругости, коэффициенты Пуассона, термического расширения, тепло- и температуропроводности). [c.34]

Контрольная работа №1 состоит из 4 вопросов, которые охватывают все основные разделы курса. Первые вопросы всех вариантов составлены по двум темам строение металлов и сплавов пластическая деформация и влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла. Вторые вопросы задания однотипны и имеют цель проверить усвоение студентом очень важной для понимания дальнейшего материала учебного курса диаграммы состояния железо-цементит. Третьи вопросы - из раздела термическая обработка стали. Большинство из них имеют практический уклон и требуют для ответа основательной проработки этого раздела. Четвертые вопросы посвящены отдельным группам материалов ( металлических, неметаллических, композиционных), которые находят применение в машиностроении. [c.12]

Важнейшим недостатком основных групп магнитотвердых материалов является их высокая твердость и хрупкость. Применение же пластически деформируемых сплавов ограничено их высокой стоимостью. Поэтому очень перспективны для массового применения композиционные магнитотвердые материалы, в которых матрицей служит пластмассовая (магнитопласты) или каучуковая (магнитоэла-сты, магнитная резина) связка, а дисперсной составляющей - дискретные частицы магнитного наполнителя (порошки магнитотвердых ферритов, реже порошки диффузионно-твердеющих сплавов и сплавов кобальта с РЗМ). [c.621]

Высокие жесткость и прочность армирующих волокон, составляющие основу прочности и жесткости композиционных материалов, реализуются лишь в случае их определенного расположения по отношению к действующему полю напряжений (действующей нагрузке). Вследствие большого разнообразия нагрузок применяются различные схемы укладки арматуры. Варьируя направлением укладки слоев, можно получить слоистые материалы с различной ориентацией армирующих волокон, обладающие в плоскости укладки изотропными и анизотропными свойствами. Именно в возможности придания материалу оптимальной для каждого частного случая анизотропии заключается главное преимущество волокнистых композиционных материалов [44]. В зависимости от ориентации армирующих волокон в плоскости укладки слоистые структуры можно подразделить на следующие основные группы однонаправленные, ортогонально-армированные с переменным углом укладки волокон по толщине, перекрестно-армированные и хаотически-армированные. [c.5]

Как уже отмечалось в этой главе, композиционные материалы, применяющиеся для изготовления изделий в судостроении, разделяют на две различные группы материалы, упрочненные стекловолокном, и материалы, упрочненные высокопрочными волокнами. Рассмотрим вначале перспективы применения стеклопластиков. Они ун е получили распространение в судостроении, в частности, при изготовлении прогулочных лодок. Однако затраты на их изготовление составляют небольшую и довольно изменчивую часть общих капиталовложений в судостроение, поэтому промышленность, занимающаяся разработкой материалов из стеклопластиков, непрерывно ведет поиски новых рынков сбыта своей продукции. Рост популярности стеклопластиков не вызывает сомнений. Похоже, что сокращение числа квалифицированных деревоот-делочников и ухудшение доступности дерева как строительного материала в судостроении приведут к окончательной замене дерева конкурирующими материалами, такими, как стеклопластики. Размер судов, изготовляемых из стеклопластиков, непрерывно растет (длина их достигает 60 м). Эти материалы получат большее применение для изготовления рыболовных судов, хотя, вероятно, внедрение их будет проходить медленно. Это, главным образом связано с относительно большой стоимостью материала по сравнению со сталью — его основным конкурентом. [c.254]

Композиционные материалы имеют ориентированную структуру и по своей природе являются гетерогенными. По структурным признакам они могут быть разделены на две основные группы 1) волокнистые и слоистые 2) дисперсноупрочненные. [c.5]

Обработка металлов давлением включает группу TexH0JK)FH4e-ских процессов, таких как прокатка, прессование, волочение, ковка, штамповка, в результате воздействия которых на металлическую заготовку изменяется ее форма в результате пластической деформации. Источником деформирующей силы в процессе обработки металлов давлением является энергия, создаваемая в прокатных и волочильных станах, прессах, молотах и т. д. Деформирующие силы передаются на заготовку инструментом, который обычно является твердым, испытывающим малые упругие деформации при пластической деформации заготовки. Основные факторы, свидетельствующие о персиективности применения процессов обработки давлением для изготовления композиционных материалов, приведены ниже. [c.144]

Полимеры обычно образуются по двум основным типам реакций— по цепной полимеризации, когда мономеры присоединяются к растущей цепи по активным центрам (радикалам или ионам) с сохранением их активности и по ступенчатой полимеризации (поликонденсации и полиприсоединению), когда активные группы молекул любых размеров реагируют друг с другом с потерей активности и образованием более длинных цепей. Оба типа реакций используют для превращения олигомеров в полимеры в композиционных материалах, причем процесс отверждения может лроходить по одному механизму или по нескольким в любой последовательности. [c.368]

Этот перечень материалов еще раз показывает, как трудио дать общее определение, которое охватывало бы все приведенные группы полимерных материалов, резко различающиеся между собой, особенно если учесть, что полимерная фаза в свою очередь может быть композиционной. Фактически ни один полимерный материал не является однофазным или однокомпонентным, хотя некоторые компоненты могут присутствовать в очень небольших количествах, резко изменяя физические свойства основного полимера. С позиций применения полимерных материалов для упаковки модифицирование их различными добавками является наиболее важным технологическим приемом расширения ассортимента материалов, поскольку это значительно легче и экономичнее, чем создание новых полимеров. [c.454]

Исследования тонкой структуры углеродных волокон, полученных из полиакрилпитрильного сырья [7, 30, 43 и 92], подтвердили сходство основных элементов их структуры. Размер элементарных фибрилл в этих волокнах колеблется от 250 до 1000 А, в волокнах также присутствуют различные внутренние дефекты (рис. 9), наличие которых требует тш,ательного 1 онтроля механических характеристик углеродных волокон потребителем. Помимо внутренних дефектов, на механические характеристики углеродных волокон и, следовательно, на свойства получаемых на их основе композиционных материалов оказывают большое влияние различные поверхностные дефекты и морфология поверхности волокон (удельная поверхность, шероховатость, распределение поверхностной пористости), а также химические и термодинамические характеристики поверхности (природа функциональных групп — наличие оксинитридов, атомарного кислорода или карбоксильных групп, смачиваемость и адсорбционные свойства). Поверхностные характеристики углеродного волокна чрезвычайно важны для оценки возможности взаимодействия волокон с металлической матрицей. Некоторые данные о поверхностных свойствах углеродных волокон приведены в обзоре [19]. [c.353]

Основное различие менаду двумя группами данных заключается в неодинаковой прочности и объемном содержании волокон, а следовательно, и в отличающейся нрочиости исследованных композиционных материалов в осевом направлении. Последнее связано с тем, что при испытаниях в осевом направлении разрушающее напрянсение образцов боралюминиевого композиционного материала могло быть существенно увеличено в результате повышения предела прочности при растяжении композиционного материала в осевом направлении вследствие увеличения объемного содер кания волокна и повышения его прочности. [c.485]

Все многообразие волокнистых материалов по характеру структуры можно разделить на три основные группы, а именно материалы с хаотическим распределением волокон в объеме (вата, войлоки, очесы и т. д.) композиционные материалы, представляющие собой комбинации хаотического и упорядоченного разложения слоев композиционные материалы с упорядоченным хшоским распределением волокон (ткани, маты, сетки, каркасы и т. д.). Возможность использования структуры с взаимопроникающими компонентами для расчета проводимости волокнистых материалов была в шестидесятых годах обоснована Г. Н. Дульневым и Б. Л. Муратовой [22]. [c.122]

Для машиностроения важнейшей группой служат конструкционные клеи, основную долю среди которых занимают акрилатные, эпоксидные и полиуретановые композиции. По данным компании Frost Sullivan, европейский рынок этих клеев в 1997 г. составлял 728,5 млн. долл., а в 2004 г. должен был составить 1,03 млрд долл. Рост объяснен [76] распространением ПМ и композиционных материалов. [c.463]

Пресс-порошки. Порошкообразная смесь компонентов составляет большую группу композиционных термореактивных пластмасс. В зависимости от основы пресс-порошков (смолы) они разделяются "на следующие основные группы фенопласты (на основе новолачных и резитовых смол) аминопласты (на основе карбамидных смол) кремнийорганические пресс-материалы эпоксидные пресс-материалы на основе полиэфиров. [c.86]

Способы получения препрегов, полуфабрикатов и изделий из композиционных материалов с металлическими матрицами можно разделить иа пять основных групп 1) парогазофаэные 2) химические и электрохимические 3) жидкофазные 4) твердофазные 5) твердожидкофазные [3, 4]. [c.498]

Особенностью режимов нагружения деталей авиационных ГТД является высокая температура основных деталей — рабочих и сопловых лопаток турбины, дисков, элементов проточной части газового тракта. По данным зарубежных исследователей [7, 8 и др.], температура газа перед турбиной в транспортных ГТД за последние 10—15 лет выросла на 300° С и достигает 1300° С и более, что вызвано требованиями снижения удельного веса двигателей и повышения их мощности и экономичности. Эти требования в наибольшей степени относятся к авиационным двигателям, в особенности из-за общей тенденции экономии топлива. По данным работы [7], в которой приведен обзор направлений развития зарубежных ГТД, рост температуры газа перед турбиной будет продолжаться, к 1985—1990 гг. может быть достигнут уровень 1700° С. Охлаждаемые конструкции лопаток допускают эту возможность, если учесть, что жаропрочность обычных литых материалов увеличивается в среднем на 10° в год кроме того, разрабатываются новые высокожапропрочные сплавы — композиционные, эвтектические и др. [9]. Следовательно, теплонапря-женность деталей авиационных двигателей будет увеличиваться. Высокий уровень температур объясняет и следующую особенность этих конструкций — применение высокожаропрочных сплавов, которые часто не имеют большого ресурса пластичности, свойственного ряду конструкционных материалов, используемых в тех же деталях 10—15 лет назад. В табл. 4.1 приведены для сравнения некоторые характеристики жаропрочных лопаточных сплавов, расположенных в хронологическом порядке их применения в промышленности. Каждый из четырех приведенных материалов является базовым для ряда других, созданных на его основе, и представляет, таким образом, группу сплавов. [c.77]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...