Основные компоненты композиционных материалов

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.364]

Коротко проанализировав все основные компоненты композиционных материалов, используемых в строительстве и строительных конструкциях и процессы их получения, рассмотрим основные области применения этих материалов. [c.371]

СВОЙСТВА ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ композиционных МАТЕРИАЛОВ [c.18]

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]

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

Ошибочно причислять к КМ гомогенные сплавы со взаимной растворимостью металлов (например, N1—Си) и плакированные металлы [19] или любые слоистые (сэндвич) и сотовые структуры, как и многослойные покрытия или изделия с покрытием, поскольку отдельные компоненты таких систем во многих случаях проявляют только свои индивидуальные свойства, несмотря на то что между ними существует межфазная граница. Сотовые и слоистые системы [24] следует рассматривать скорее как композиционные конструкции, а не материалы. Слоистые системы можно условно причислить к композиционным материалам в тех случаях, когда при эксплуатации и наличии диффузии или при малых толщинах пластин одна из них может образовать непрерывную фазу во всем объеме материала. Наличие границы между непрерывной I фазой (матрицей) и дисперсной фазой (включениями), по нашему мнению — основная характеристика композиционных материалов. [c.9]

Методы переработки композиционных материалов в изделия имеют много общего с методами переработки полимеров и отличаются от них в ряде случаев только из-за специфики свойств некоторых компонентов композиционных материалов. Конструкционные полимерные материалы, используемые для изготовления изделий химического машиностроения, применяемых в различных отраслях промышленности (трубопроводы, емкостная, колонная и реакционная аппаратура, газоходы, вентиляционные системы и др.), — это в основном различные стеклопластики, волокниты типа фаолита, углепластики и их комбинации. Методы изготовления изделий из этих материалов практически одинаковы. [c.233]

В табл. 10 представлены основные свойства композиционных материалов и их компонентов. [c.23]

В этом разделе мы рассмотрим стационарный отклик вязкоупругой среды, пренебрегая влиянием внешних границ. Такое упрощение удобно при исследовании композиционных материалов, поскольку оно дает возможность изучить основные эффекты неоднородности минимальными математическими средствами. Для того чтобы преобразовать упругое решение (с учетом микроструктуры или без ее учета) в вязкоупругое, можно по-прежнему использовать принцип соответствия. Более того, как следует из предыдущих рассуждений, решение существенно упростится, если предположить, что тангенсы углов потерь компонентов достаточно малы. Выяснение смысла этого предположения и краткий обзор существующей литературы составляет основное содержание данного раздела, [c.176]

Разрушение и усталость композиционных материалов — это, очевидно, одна из наиболее спорных и, несомненно, одна из наиболее важных областей технологии, требующая исследования и понимания, когда этот класс материалов необходимо использовать — например, при создании конструкций. Применение методов линейной механики разрушения к этим материалам ограничено не только из-за анизотропии и неоднородности структуры композитов, но также из-за способности отдельных компонентов деформироваться пластически. Кроме того, механизмы повреждения композитов совершенно отличны от механизмов повреждения однородных и изотропных материалов, и, таким образом, основные понятия и допущения, которые применимы к более простым материалам, здесь несправедливы. В этом томе я попытался объединить исследователей различных специальностей для обсуждения и обобщения основных понятий, теорий и экспериментов, разработанных до настоящего времени, в целях лучшего понимания разрушения и усталости композитов. [c.9]

Значительное внимание в последнее время уделяется вопросам контроля состава и структуры композиционных материалов и стеклопластиков, так как дефекты структуры (нарушение ориентации наполнителя, несоответствия содержания компонент среды и т. д.) являются основными источниками изменения физикомеханических характеристик материалов. В этом отношении интерес представляют зависимости, устанавливающие взаимосвязь между скоростью упругих волн и параметрами структуры материала. Так, в работе [24] показано, что по аналогии с железобетоном для стеклопластика может быть использована следующая зависимость [c.78]

Дисперсно-упрочненные композиционные материалы содержат матрицу, в которой равномерно распределены дисперсные частицы, не взаимодействующие активно с матрицей. Так как в таких материалах основную силовую нагрузку несет матрица, то тонкодисперсные частицы, равномерно распределенные в ней, препятствуют движению дислокаций до температуры начала плавления и тем самым способствуют повышению всех прочностных и деформационных свойств. При нормальных и высоких температурах прочностные характеристики дисперсно-упрочненных материалов линейно зависят от формы и размеров зерен и могут быть с известным приближением рассчитаны по эмпирическим формулам. Они также зависят от температуры и скорости деформации. В дисперсно-упрочненных композиционных материалах взаимодействие компонентов должно быть минимальным. К этому классу композиционных материалов можно также отнести материалы, в которых матричная и упрочняющая фаза состоят из более крупных частиц. [c.239]

Сварку композитов дугой выполняют в среде аргона или смеси аргона с гелием с минимальным тепловложением. При использовании вольфрамового электрода рекомендуется применять импульсный режим сварки, что позволяет регулировать длительность воздействия дуги на металл сварочной ванны, т.е. температурный режим плавления основного и присадочного материалов. Опасность расплавления армирующих волокон устраняется увеличением длительности пауз. Этот способ рекомендуется для композиционных материалов с термодинамическими совместимыми компонентами ( u-W, u-Mo, Sb-W) или армированных термостойкими наполнителями, например, волокнами карбида кремния, бора [c.549]

Композиционный материал классифицируется по нескольким основным признакам а) материалу матрицы и армирующих компонентов б) структуре геометрии (морфологии) и расположению компонентов (структурных составляющих) в) методу получения г) области применения. Рассмотрим некоторые аспекты классификационных характеристик композиционных материалов. [c.186]

Волокнистые композиционные материалы. Это в основном микро-структурированные композиционные материалы, характеризующиеся тем, что в качестве наполнителя используются одномерные армирующие компоненты, один из размеров которых значительно превышает два других. В волокнистых композиционных материалах пластичная матрица армирована высокопрочными волокнами толщиной от нескольких микрометров до сотен микрометров. В качестве армирующих волокон могут использоваться металлические проволоки, усы и кристаллы фаз, полученных направленной кристаллизацией волокна неметаллов, таких как углерод и бор, полученных по специальным технологиям керами- [c.191]

Практически все композиционные материалы являются орто-тропными, имеющими три взаимно перпендикулярные оси упругой симметрии, которые соответствуют двум направлениям в плоскости слоя и направлению, перпендикулярному слоям. В стекло-текстолитах, где в каждом слое существует два взаимно перпендикулярных направления максимальных прочностных свойств, прочность материала не зависит от ориентации волокон. В основном же имеется существенная зависимость прочностных свойств материалов от ориентации армирующей компоненты. [c.381]

Взятая в целом эта книга представляет собой введение в материаловедение многокомпонентных полимерных систем как технически важных материалов с анализом основных принципов их создания и использования. Первая глава посвящена общим проблемам определения и классификации полимерных композиционных материалов на основе важнейших компонентов в их типичных сочетаниях с учетом таких факторов как взаимное распределение компонентов, их ориентация, взаимодействие между ними и др. За этой главой следуют более конкретные главы. Семь из них посвящены анализу важнейших физико-механических свойств полимерных композиционных материалов, таких как вязкость разрушения (устойчивость к росту трещин), жесткость, механическая прочность и другие с обобщением теоретических основ и принципов их регулирования. В последних пяти главах обсуждаются проблемы использования промышленных полимерных композиционных материалов на транспорте, в строительстве, для тары и упаковки и в других областях с анализом перспектив и направлений их дальнейшего развития. [c.12]

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]

В аннотации к обзору Дуга [1] подчеркивается, что многочисленные модификации уравнения Рэлея — Максвелла и попытки распространить его действие на системы, не соответствующие тем основным положениям, на которые опирается вывод этого уравнения (разбавленные дисперсии, в которых свойства обоих компонентов мало отличаются друг от друга, а дисперсные частицы не взаимодействуют друг с другом), делают получаемые выражения полуэмпирическими корреляционными уравнениями, для которых необходимо экспериментально определять примерные значения функции распределения. При теоретическом анализе явлений проводимости в композиционных твердых средах общим и неизбежным является допущение полного геометрического порядка в распределении фаз. Предполагается, что волокна распределены в матрице равномерно, на одинаковом расстоянии и параллельно друг другу. Одиако реальные композиционные материалы, получаемые в результате выполнения целого комплекса технологических операций, имеют структуру, значительно отличающуюся от наших представлений об идеальной модели. Микроскопические исследования реальных композиционных материалов достаточно убедительно показывают неравномерное распределение волокон, отклонение от взаимной параллельности волокон и наличие пористости. Кроме того, недостаточные знания свойств самих волокнистых наполнителей и матриц в свою очередь накладывают дополнительные ограничения на возможности применения теоретических уравнений для прогнозирования теплофизических свойств композиционных материалов. [c.294]

Высокий коэффициент стеснения пластической деформации матрицы, вызванный твердым упрочняющим компонентом, используется для того, чтобы предотвратить течение в матрице. В основном прочность композиционного материала увеличивается линейно по мере снижения объемной доли матрицы. Однако текучесть и пластическое течение могут иметь место, а удлинение при разрушении иногда достигает 30%. Это значение намного превосходит возможное удлинение волокнистых композиционных материалов, нагруженных в направлении расположения хрупкой упрочняющей фазы. Такое различие обусловлено тем, что для удлинения композиционных материалов, упрочненных волокнами или пластинами, необходима деформация самой упрочняющей составляющей. [c.19]

В триботехнике все шире применяют высокопрочные материалы керамики, тугоплавкие соединения на основе переходных металлов, композиционные материалы. При изготовлении режущего инструмента применяют твердые сплавы, состоящие из тугоплавких карбидов вольфрама, титана, тантала, соединенных металлической связкой, и быстрорежущие стали, относящиеся к классу дисперсионно-твердеющих сплавов. Два основных фактора позволяют совместно рассматривать ионное легирование перечисленных материалов. Во-первых, материалы или их компоненты, ответственные за высокую прочность, характеризуются жесткой кристаллической решеткой. Это предопределяет особенности структурных изменений при ионном легировании. Во-вторых, объем проведенных в мире исследований по легированию триботехнических материалов на основе керамик, композитов, дисперсионно-твердеющих сплавов и т. п. на сегодняшний день сравнительно невелик. [c.99]

Особенностью длительной прочности композиционных материалов, в частности армированных пластиков, является не только ее зависимость от времени пребывания тела под нагрузкой и температуры тела, но и от направления действующей силы по отношению к направлениям армирования, а также от содержания и свойств исходных компонентов материала. При простых напряженных состояниях за основной критерий длительной прочности принимается, как ранее отмечалось, соответствующее нормальное или касательное напряжение, вызывающее разрушение за определенный срок работы материала. [c.137]

Композиционные материалы на основе полимерных пленок в настоящее время широко используют для изоляции обмоток низковольтных электрических машин. Высокая механическая прочность этих материалов при относительно малых толщинах и наличие композиций классов нагревостойкости от Е до Н обеспечивают возможность существенного улучшения конструктивных параметров и повышения надежности электрических машин, а также внедрения механизированной технологии обмоточно-изолировочных работ. К материалам этого типа обычно относят композиции, выполненные с применением клеящих составов, сочетания различных пленок с бумагами или неткаными материалами на основе целлюлозных, синтетических или неорганических волокон, стеклянной тканью, а также пленками иного вида. В композиционных материалах пленки принимают на себя основную электрическую и в большинстве случаев механическую нагрузку, в то время как другие компоненты обеспечивают необходимые технологические свойства композиции, а также, в ряде случаев, повышают ее нагревостойкость. Наряду с этим пленки находят применение в качестве подложек, улучшающих механические и технологические свойства композиционного материала, как это имеет место в композициях со слюдяной бумагой. [c.175]

Композиционные материалы (КМ) обладают комплексом свойств и особенностей, отличающихся от традиционных конструкционных материалов (металлических сплавов) и в совокупности открывающих широкие возможности, как для совершенствования существующих конструкций самого разнообразного назначения, так и для разработки новых конструкций и технологических процессов. Успешная реализация больших потенциальных возможностей, заложенных в идее композиционного материала и в свойствах его компонентов, в значительной степени зависит от уровня информированности конструктора об этих возможностях, принципах конструирования и методах расчета. К сожалению, этот уровень не вполне соответствует достижениям науки. Ситуация усугубляется и тем, что имеющаяся (и достаточно обширная) литература по композитам ориентирована в основном на научных работников, а не на инженеров, занятых расчетом, проектированием и изготовлением конструкций из композитов. [c.6]

Существуют два основных способа получения двухфазных композиционных материалов 1) волокна, усы или проволоку получают отдельно, а затем их вводят в матрицу 2) волокна или усы создают непосредственно в матрице, например направленной кристаллизацией эвтектических сплавов, используя контролируемое охлаждение или эвтектоидный распад. Второй способ [14] применяют при производстве литых композиционных материалов, поэтому здесь его не рассматривают. Способы производства волокнистой компоненты композиционного материала подразделяются на механические и физикохимические. [c.462]

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]

Исходя из определяющей роли, а также протяженности меж-фазных границ в КМ и многочисленного разнообразия путей их образования и положения о том, что свойства материала определяются не только составом, но и структурой и дисперсностью входящих в его состав компонентов [44], была разработана структурно-размерная классификация композиционных материалов [10—12]. По этой классификации (рис. 1.2) допускается возможность существования КМ в широком диапазоне по размерам частиц II фазы, размерам зерен кристаллитов матрицы и их взаимного расположения в материале. Все КМ делятся на 19 основных классов. [c.15]

Механические свойства волокнистых композиционных материалов определяются тремя основными параметрами высокой прочностью армирующих волокон, жесткостью матрицы и прочностью связи на границе матрица—волокно. Именно соотношение этих параметров определяет весь комплекс механических свойств и механизм разрушения композита. Его работоспособность, надежность и долговечность зависят от правильности выбора исходных компонентов и технологии формирования изделия. Здесь уместно заметить, что не всегда достижение высоких механических показателей композита может так же благотворно влиять и на другие эксплуатационные свойства. В частности, для изделий, эксплуатируемых в контакте с агрессивными средами, когда требуются помимо высокой прочности и жесткости конструкции химическая стойкость и непроницаемость, приходится [c.114]

Композиционные материалы на основе волокон из карбида кремния и металлической матрицы. Исследования в этой области в основном посвящены композиционным материалам с алюминиевой матрицей. Это связано с тем, что волокна из карбида кремния имеют близкую к алюминию плотность (2,55 г/см ), а также с тем, что температура плавления алюминия сравнительно низка. Сочетание этих компонентов позволяет пол) ать композиционные материалы с весьма стабильными в широком температурном интервале свойствами. На рис. 8.9 показана зависимость от температуры прочности при растяжении однонаправленного материала на основе алюминия и волокон из карбида кремния, пол) енного методом пропитки волокон в расплаве. Из рисунка видно, что [c.277]

Химическая совместимость является более сложной проблемой. В этом томе рассматриваются два основных типа композиционных материалов естественные композиции ( in situ ), в которых две фазы находятся в термодинамическом равновесии при температурах их изготовления, и искусственно полученные композиции, в которых скорость химических реакций, приводящих к ухудшению совместимости между двумя фазами, достаточно мала, что обеспечивает хорошую совместимость фаз. Типичным примером первого типа композиций служат эвтектические сплавы, которые затвердевают в равновесных условиях. Для эвтектик химические потенциалы фаз равны и влияние удельной поверхностной энергии сведено до минимума. Для этих композиций может возникнуть вопрос стабильности при температурах, отличных от температуры изготовления материала, если имеет место заметная зависимость фазовых превращений или концентрации компонентов в фазах от температуры. К тому же, в связи с тенденцией уменьшения [c.42]

Наконец отметим перспективы композиционного материаловедения. Основным недостатком современных композиционных материалов является несовершенство переходных слоев матрица — упрочняющий компонент. Испольаоваиие самоорганизующихся технологии полу юния композиционных материалов позволит устранить эти недостатки. [c.4]

Согласно этому методу,, частично упорядоченную реальную струк-туру армированного материала заменяют некоторой моделью, состоящей из периодически чередующихся в пространстве компонентов материала. Расчет упругих констант такой модели состоит в решении граничной задачи для многосвязной области. К настоящему времени результаты получены в основном для моделей однонаправленных волокнистых структур, в работе [10] решение представляется в виде ряда по эллиптическим функциям комплексного переменного. Численная реализация с применением ЭВМ позволила уточнить расчетные значения упругих констант композиционных материалов при различной геометрии укладки волокон в поперечном сечении однонаправленного материала. Одновременно выявлено влияние укладки на коэффициент концентрации напряжений в сплошных и полых волокнах. [c.55]

Основные концепции континуальных теорий смесей основательно изучены в рамках современных теорий механики сплошных сред. В теориях смесей предполагается наличие двух или более сред в каждой точке пространства, поэтому общие законы сохранения для смесей сформулировать нетрудно, но практическое их применение к композиционным материалам сталкивается с определенными затруднениями, связанными с трудностями задания законов взаимодействия компонентов на основе информации об их взаимном расположении и физических характеристиках. Для слоистой среды теория смеси, в которой параметры взаимодействия компонентов были определены на основании решений некоторых простейших квазистатических задач, предложена в работе Бедфорда и Стерна [12]. Новизна теории Бедфорда и Стерна состоит в том, что допускаются различные движения компонентов смеси, причем связь между этими движениями определяется моделью взаимодействия компонентов в реальном композите. В работе Бедфорда и Стерна [13] развита общая термомеханическая теория, основанная на этой модели, а также выведена система уравнений, применимых к определенному классу армированных волокнами композитов (см. Мартин и др. [45]). [c.380]

Большой вклад в теорию образования композиционных материалов на основе металлов и стекла внес советский ученый В. Преснов. Он показал, что прочная связь возникает в результате химического взаимодействия отдельных компонентов, входящих в состав соприкасающихся материалов. В. Пресновым и другими исследователями доказано, что на границе раздела между металлом и стеклом имеет место химическое взаимодействие донорно-акцепторного типа, в результате которого возникает координационно-ковалентная связь. Роль акцепторов электронов играют кислотные окислы, донорами электронов выступают окислы с основными свойстрами. [c.92]

Комплекс физико-механических свойств композиционных материалов определяется составом и свойствами его компонентов. Наличие в составе фрикционного материала полимера, характерной особенностью которого являются гибкость и относительная громоздкость микромолекул, обуславливает значительное изменение свойств во времени под действием повышенных температур, ползучесть и др. Присутствие волокнистого и порошкового минеральных наполнителей увеличивает прочность и жесткость материала, его термостойкость, стойкость к воздействию жидких сред, придает материалу ряд специфических свойств. Рассмотрим основные, существенные для оценки ФПМ физико-механические свойства. [c.253]

Основной недостаток современных композиционных материалов заключается в несорершенстве переходного слоя матрица - упрочняющий компонент. Использование самоорганизующихся технологий получения композиционных материалов позволит устранить этот недостаток. Следует предположить, что структура перспективных материалов будет приближена к структурам живой природы. [c.556]

Процесс получения деталей из композиционных материалов состоит из следующих основных операций послойная укладка исходных компонентов — армирующих материалов и матриц приложение тепла и давления, сопровождающееся отверждением и монолитизацией материала в конечное изделие заданной формы сборка соединение. Однако реализация этих операций может осуществляться различными путями. [c.251]

В этой главе сделана попытка очень кратко описать основные материалы, процессы получения и характеристики композиционных СП, обычно используемых в судостроении, а также влияние на них соответствующих условий окружающей среды. В силу того, что каждый из компонентов этой системы представляет, в свою очередь, достаточно широкую и сложную структуру, было бы невозможно описать каждую из них достаточно детально. Приведено значительное число источников, из которых можно извлечь более детальную информацию, касающуюся специфических областей применения композитов. Существует ряд обычных областей, в которых необходимость в дальнейших технологических усовершенствованиях может в дальнейшем послужить причиной создания новых композиционных материалов. Примерами в этой области являются огнестойкие смолы, обладающие улучшенной прочностью на сдвиг, высокотермостойкие смолы, которые должны быть простыми в обращении и легко отверждаться, а также простые в обращении клеевые системы, удобные для использования в судостроении. Для автоматизации процессов изготовления крупных судовых корпусов и других изделий из АП необходимо тщательное рассмотрение процессов их формования и существенное их улучшение, что должно, в свою очередь, привести к созданию более дешевых высококачественных кон-534 [c.534]

При анализе работы разрушения композиционных материалов учитывалась микромеханика процессов разрушения и влияние на нее природы компонентов материала и характера их взаимного распределения. С точки зрения конструирования изделий необходим анализ макропроцессов разрушения композиционных материалов в присутствии надрезов, дефектов и других параметров конструкций, размеры которых значительно превосходят диаметр волокон. С первого взгляда это кажется невозможным, так как разрушение композиционных материалов в значительной степени меняется при наличии слабых границ раздела, а характер распространения трещин не удовлетворяет условиям, необходимым для применения основ механики разрушения. Однако экспериментальные данные свидетельствуют о возможности при определенных условиях применения к композиционным материалам основных представлений механики разрушения. By [135] показал, что подход механики разрушения к анализу распространения трещин в гомогенных, но анизотропных пластинах, может быть ограниченно применен к однонаправленным волокнистым композиционным материалам. Он определил критическое напряжение, необходимое для роста трещин различной длины параллельно волокнам при растяжении и сдвиге, и показал, что для всех случаев соотношение [c.132]

Волокнистые композиционные материалы имеют три основных термических коэффициента расширения, зависящих от свойств компонентов и ориентации волокон. Это — продольный, трансвер-сальный и касательный коэффициенты. Для анализа теплового расширения волокнистых композиционных материалов необходимо знание только двух из них — продольного Ua и трансверсального Oi . Кроме того, если волокна ориентированы под углом к основному направлению, как, например, в сбалансированных или двухосноориентированных композиционных материалах, то вводится [c.278]

Экспериментальными исследованиями показано, что слоистые металлические композиционные материалы, у которых прочность связи или прочность промежуточных слоев меньше, чем у основных компонентов, обладают более высоким сопротивлением распространению трещин по сравнению с монолитным материалом или с композиционным материалом с очень высокой прочностью связи. Арнольд [7] указал на преимущества слоистого материала из стальных листов с точки зрения улучшения вязкости, а Блюм [10] обсуждал этот эффект, исходя из бимодальной модели разрушения. Эмбури и др. [16] определили два основных механизма разрушения. [c.67]

Удельная длительная прочность ниобиевой проволоки В88 при 1100° С за 100 ч в 1,5 раза выше, чем у вольфрамовых нитей для ламп накаливания. Наличие таких высокопрочных волокон позволяет создавать композиционные материалы с улучшенной прочностью. Ожидается дальнейшее повышение прочности проволоки. Размер волокна является другим переменным фактором, с помощью которого можно увеличить длительную прочность композиционного материала. Поскольку взаимодействие матрицы с волокном служит основной причиной снижения свойств и так как степень потери свойств для композиций, упрочненных тугоплавкой проволокой, связана с глубиной зоны взаимодействия в волокне, прочность композиции может быть повышена путем увеличения площади сердцевины волокна, где отсутствует взаимодействие. Как показано на рис. 11, глубина зоны взаимодействия по существу одинакова как для волокон меньшего диаметра, так и волокон большего диаметра. Однако процент площади, где отсутствует взаимодействие компонентов, значительно больше для волокна с большим диаметром. В то же время волокно с меньшим диаметром имеет более высокую длительную прочность по сравнению с волокном большего диаметра. Таким образом, оба эффекта должны уравновесить друг друга. Для кратковременной службы, при которой глубина зоны взаимодействия очень мала, использование волокон малого диаметра обусловливает повышенную прочность композиций для более продолжительного времени, предпочтительнее использовать волокна большего диаметра. Специфические условия протекания процессов взаимодействия нитей — из вольфрама 218 указывают на то, что лучшие свойства для работы при 1090° С и выдеряшах 100 и 1000 ч обеспечиваются использованием волокон с диаметром 0,38 мм. При выборе волокон необходимо учитывать, что прочность зависит от их размера и толщины реакционной зоны. [c.257]

Поскольку свойства композитов изучены недостаточно, трудно говорить об обоснованных методиках ускоренных ресурсных испытаний. Образцы из композитов обычно очень дороги, так что разработчики предоставляют их в количестве, совершенно недостаточном для обоснованных статистических выводов. Таким образом, для современных композиционных материалов развитие структурных подходов более актуально, чем для традиционных материалов. К тому же, элементами структуры композиционных материалов служат волокна, прослойки матрицы, границы раздела матрица—волокно, механические свойства которых могут быть исследованы относительно легко. Предсказание свойств будуш,его композита по свойствам компонентов и границ их раздела — основная задача механики композитов. [c.121]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...