Композиційний матеріал
Композиційний матеріал ( композит, км) — штучно створений неоднорідний суцільний матеріал, що складається з двох або більше компонентів з чіткою межею розділу між ними. У більшості композитів (за винятком шаруватих) компоненти можна розділити на матрицю і включені в неї армуючі елементи. У композитах конструкційного призначення армуючі елементи зазвичай забезпечують необхідні механічні характеристики матеріалу (міцність, жорсткість і т.д.), а матриця (або сполучна) забезпечує спільну роботу армуючих елементів і захист їх від механічних пошкоджень і агресивного хімічного середовища.
Механічна поведінка композиції визначається співвідношенням властивостей армуючих елементів і матриці, а також міцністю зв’язку між ними. Ефективність і працездатність матеріалу залежать від правильного вибору вихідних компонентів і технології їх суміщення, покликаної забезпечити міцний зв’язок між компонентами при збереженні їх первинних характеристик.
В результаті поєднання армуючих елементів і матриці утворюється комплекс властивостей композиції, не тільки відображає вихідні характеристики його компонентів, але і включає властивості, якими ізольовані компоненти не володіють. Зокрема, наявність меж розділу між армуючими елементами і матрицею істотно підвищує тріщиностійкість матеріалу, і в композиціях, на відміну від однорідних металів , підвищення статичної міцності призводить не до зниження, а, як правило, до підвищення характеристик в’язкості руйнування.
Для створення композиції використовуються найрізноманітніші армуючі наповнювачі і матриці. Це-гетинакс і текстоліт (шаруваті пластики з паперу або тканини, склеєної термореактивним клеєм), скло — і графітопласт (тканина або намотане волокно зі скла або графіту, просочені епоксидними клеями), фанера … Є матеріали, в яких тонке волокно з високоміцних сплавів залито алюмінієвою масою. Булат-один з найдавніших композиційних матеріалів. У ньому найтонші шари (іноді нитки) високовуглецевої сталі «склеєні» м’яким низьковуглецевим залізом.
Останнім часом матеріалознавці експериментують з метою створити більш зручні у виробництві, а значить — і більш дешеві матеріали. Досліджуються саморозчинні кристалічні структури, склеєні в єдину масу полімерним клеєм (цементи з добавками водорозчинних клеїв), композиції з термопласту з короткими армуючими волоконцями та ін.
класифікація композитів
Композити зазвичай класифікуються за видом армуючого наповнювача:
- волокнисті (армуючий компонент — волокнисті структури);
- шаруваті;
- наповнені пластики (армуючий компонент — частинки)
- насипні (гомогенні),
- скелетні (початкові структури, наповнені сполучною).
переваги композиційних матеріалів
Головна перевага км в тому, що матеріал і конструкція створюється одночасно. Винятком є препреги , які є напівфабрикатом для виготовлення конструкцій. Варто відразу обумовити, що км створюються під виконання даних завдань, відповідно не можуть вміщати в себе всі можливі переваги, але, проектуючи новий композит, інженер вільний задати йому характеристики значно перевершують характеристики традиційних матеріалів при виконанні даної мети в даному механізмі, але поступаються їм в будь-яких інших аспектах. Це означає, що км не може бути краще традиційного матеріалу у всьому, тобто для кожного виробу інженер проводить всі необхідні розрахунки і тільки потім вибирає оптимум між матеріалами для виробництва.
- висока питома міцність (міцність 3500 мпа)
- висока жорсткість (модуль пружності 130…140 — 240 гпа)
- висока зносостійкість
- висока втомна міцність
- з км можливо виготовити размеростабільние конструкції
- легкість
Причому, різні класи композитів можуть володіти одним або декількома перевагами. Деяких переваг неможливо домогтися одночасно.
недоліки композиційних матеріалів
Композиційні матеріали мають досить велику кількість недоліків, які стримують їх поширення.
висока вартість
Висока вартість км обумовлена високою наукомісткістю виробництва, необхідністю застосування спеціального дорогого обладнання і сировини, а отже розвиненого промислового виробництва і наукової бази країни.
анізотропія властивостей
низька ударна в’язкість
високий питомий обсяг
гігроскопічність
Км можуть вбирати також інші рідини, що володіють високою проникаючою здатністю, наприклад, авіаційний гас .
Токсичність
При експлуатації км можуть виділяти пари, які часто є токсичними . Якщо з км виготовляють вироби, які будуть розташовуватися в безпосередній близькості від людини (таким прикладом може послужити композитний фюзеляж літака boeing 787 dreamliner), то для схвалення застосовуваних при виготовленні км матеріалів потрібні додаткові дослідження впливу компонентів км на людину.
низька експлуатаційна технологічність
Композиційні матеріали володіють низькою експлуатаційною технологічністю, низькою ремонтопридатністю і високою вартістю експлуатації. Це пов’язано з необхідністю застосування спеціальних трудомістких методів, спеціальних інструментів для доопрацювання і ремонту об’єктів з км. Часто об’єкти з км взагалі не підлягають будь-якої доопрацювання і ремонту.
області застосування
товари широкого вжитку
Характеристика
Технологія застосовується для формування на поверхнях в парах тертя сталь-гума додаткових захисних покриттів . Застосування технології дозволяє збільшити робочий цикл ущільнень і валів промислового обладнання, що працюють у водному середовищі .
Композиційні матеріали складаються з декількох функціонально відмінних матеріалів. Основу неорганічних матеріалів складають модифіковані різними добавками силікати магнію , заліза, алюмінію . Фазові переходи в цих матеріалах відбуваються при досить високих локальних навантаженнях, близьких до межі міцності металу . При цьому на поверхні формується високоміцний металокерамічний шар в зоні високих локальних навантажень, завдяки чому вдається змінити структуру поверхні металу.
- броні для військової техніки
Література
- васильєв в. В. Механіка конструкцій з композиційних матеріалів. — м.: машинобудування, 1988. — 272 с.
- карпинос д. М. Композиційні матеріали. Довідник. — київ, наукова думка
Див. Також
Примітки
Посилання
Wikimedia foundation . 2010 .
Дивитися що таке «композиційний матеріал» в інших словниках:
Композиційний матеріал, склад, створений шляхом поєднання двох або більше інших матеріалів, як, наприклад, бетон, склопластик або фанера. Зазвичай композиційний матеріал за властивостями перевершує ті, з яких він зроблений … науково-технічний енциклопедичний словник
Композиційний матеріал-композит матеріал неоднорідної структури, що складається з декількох однорідних матеріалів (компонентів). [пб 03 576 03] додаткова інформація в інтернеті: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2085.html тематики полімерні та ін. Матеріали синоніми … … довідник технічного перекладача
Композиційний матеріал-3.3 композиційний матеріал: матеріал, що містить активний гумовий порошок в якості основи, а також цільові і функціональні добавки, призначений для модифікування асфальтобетонних сумішей. Джерело … словник-довідник термінів нормативно-технічної документації
Composite material композиційний матеріал. Комбінації з двох або більше матеріалів (зміцнюючі елементи, наповнювачі і складене матричне в’яжуча речовина), що відрізняються за формою, композиції, розмірами. Складові частини зберігають свої … … словник металургійних термінів
Композиційний матеріал-kompozitas statusas t sritis radioelektronika atitikmenys: angl. Composite; composite material vok. Verbundstoff, m rus. Композит, m; композиційний матеріал, m pranc. Composite, f; matériau composite, m … radioelektronikos terminų žodynas
Композиційні матеріали-це матеріали, що складаються з двох
