химический каталог




КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ (композиты) (от латинского compositio- составление), многокомпонентные материалы, состоящие из полимерной, металлич., углеродной, керамич. или др. основы (матрицы), армированной наполнителями из волокон, нитевидных кристаллов, тонкодиспeрсных частиц и др. Путем подбора состава и свойств наполнителя и матрицы (связующего), их соотношения, ориентации наполнителя можно получить материалы с требуемым сочетанием эксплуатационных и технол. свойств. Использование в одном материале нескольких матриц (полиматричные КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм.) или наполнителей различные природы (гибридные КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм.) значительно расширяет возможности регулирования свойств КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. Армирующие наполнители воспринимают основные долю нагрузки КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ м. По структуре наполнителя КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ м. подразделяют на волокнистые (армированы волокнами и нитевидными кристаллами), слоистые (армированы пленками, пластинками, слоистыми наполнителями), дисперсноармированные, или дисперсноупрочненные (с наполнителем в виде тонкодисперсных частиц). Матрица в КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. обеспечивает монолитность материала, передачу и распределение напряжения в наполнителе, определяет тепло-, влаго-, огне- и химический стойкость. По природе матричного материала различают полимерные, металлич., углеродные, керамич. и др. композиты. Подробнее о функции матрицы и армирующего наполнителя, а также о технологии получения волокнистых полимерных КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ м. см. Армированные пластики. наиболее применение в технике получили КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм., армированные высокопрочными и высокомодульными непрерывными волокнами. К ним относят: полимерные КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. на основе термореактивных (эпоксидных, полиэфирных, феноло-формальд., полиимидных и др.) и термопластичных связующих, армированных стеклянными (стеклопластики), углеродными (углепластики), органическое (органопластики), борными (боропластики) и др. волокнами; металлич. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. на основе сплавов Al, Mg, Cu, Ti, Ni, Сг, армированных борными, углеродными или карбидкремниевыми волокнами, а также стальной, молибденовой или вольфрамовой проволокой; КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ м. на основе углерода, армированного углеродными волокнами (углерод-углеродные материалы); КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. на основе керамики, армированной углеродными, карбидкремниевыми и др. жаростойкими волокнами и SiC. При использовании углеродных, стеклянных, арамидных и борных волокон, содержащихся в материале в кол-ве 50-70%, созданы композиции (см. табл.) с удельная прочностью и

удельная модулем упругости в 2-5 раз большими, чем у обычных конструкц. материалов и сплавов. Кроме того, волокнистые КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ м. превосходят металлы и сплавы по усталостной прочности, термостойкости, виброустойчивости, шумопоглоще-нию, ударной вязкости и др. свойствам. Так, армирование сплавов Аl волокнами бора значительно улучшает их механические характеристики и позволяет повысить температуру эксплуатации сплава с 250-300 до 450-500 °С. Армирование проволокой (из W и Мо) и волокнами тугоплавких соединение используют при создании жаропрочных КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ м. на основе Ni, Cr, Co, Ti и их сплавов. Так, жаропрочные сплавы Ni, армированные волокнами, могут работать при 1300-1350 °С. При изготовлении металлич. волокнистых КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ м. нанесение металлич. матрицы на наполнитель осуществляют в основные из расплава материала матрицы, электрохимический осаждением или напылением. Формование изделий проводят главным образом методом пропитки каркаса из армирующих волокон расплавом металла под давлением до 10 МПа или соединением фольги (матричного материала) с армирующими волокнами с применением прокатки, прессования, экструзии при нагревании до температуры плавления материала матрицы (см. также Металлополимеры). Один из общих технол. методов изготовления полимерных и металлич. волокнистых и слоистых КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ м. - выращивание кристаллов наполнителя в матрице непосредственно в процессе изготовления деталей. Такой метод применяют, например, при создании эвтектич. жаропрочных сплавов на основе Ni и Со. Легирование расплавов карбидными и интерметаллич. соединение, образующими при охлаждении в контролируемых условиях волокнистые или пластинчатые кристаллы, приводит к упрочнению сплавов и позволяет повысить температуру их эксплуатации на 60-80 oС. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. на основе углерода сочетают низкую плотность с высокой теплопроводностью, химический стойкостью, постоянством размеров при резких перепадах температур, а также с возрастанием прочности и модуля упругости при нагреве до 2000 °С в инертной среде. О методах получения углерод-углеродных КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. см. Углепластики. Высокопрочные КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. на основе керамики получают при армировании волокнистыми наполнителями, а также металлич. и керамич. дисперсными частицами. Армирование непрерывными волокнами SiC позволяет получать КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм., характеризующиеся повыш. вязкостью, прочностью на изгиб и высокой стойкостью к окислению при высоких температурах. Однако армирование керамики волокнами не всегда приводит к значительной повышению ее прочностных свойств из-за отсутствия эластичного состояния материала при высоком значении его модуля упругости. Армирование дисперсными металлич. частицами позволяет создать керамико-металлич. материалы (керметы), обладающие повыш. прочностью, теплопроводностью, стойкостью к тепловым ударам. При изготовлении керамич. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ м. обычно применяют горячее прессование, прессование с последующей спеканием, шликерное литье (см. также Керамика). Армирование материалов дисперсными металлич. частицами приводит к резкому повышению прочности вследствие создания барьеров на пути движения дислокаций. Такое армирование главным образом применяют при создании жаропрочных хромоникелевых сплавов. Материалы получают введением тонкодисперсных частиц в расплавленный металл с последующей обычной переработкой слитков в изделия. Введение, например, ТhO2 или ZrO2 в сплав позволяет получать дисперсноупрочненные жаропрочные сплавы, длительно работающие под нагрузкой при 1100-1200 °С (предел работоспособности обычных жаропрочных сплавов в тех же условиях -1000-1050 °С). Перспективное направление создания высокопрочных КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм.-армирование материалов нитевидными кристаллами ("усами"), которые вследствие малого диаметра практически лишены дефектов, имеющихся в более крупных кристаллах, и обладают высокой прочностью. наиболее практическое интерес представляют кристаллы Аl2О3, BeO, SiC, B4C, Si3N4, AlN и графита диаметром 1-30 мкм и длиной 0,3-15 мм. Используют такие наполнители в виде ориентированной пряжи или изотропных слоистых материалов наподобие бумаги, картона, войлока. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ м. на основе эпоксидной матрицы и нитевидных кристаллов ThO2 (30% по массе) имеют s раст 0,6 ГПа, модуль упругости 70 ГПа. Введение в композицию нитевидных кристаллов может придавать ей необычные сочетания электрич. и магн. свойств. Выбор и назначение КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ м. во многом определяются условиями нагружения и температурой эксплуатации детали или конструкции, технол. возможностями. наиболее доступны и освоены полимерные КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ м. Большая номенклатура матриц в виде термореактивных и термопластич. полимеров обеспечивает широкий выбор КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. для работы в диапазоне от отрицат. температур до 100-200°С - для органопластиков, до 300-400 °С - для стекло-, угле- и боропластиков. Полимерные КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. с полиэфирной и эпоксидной матрицей работают до 120-200°, с феноло-формальдегидной - до 200-300 °С, полиимидной и кремнийорганическое - до 250-400°С. Металлич. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. на основе Аl, Mg и их сплавов, армированные волокнами из В, С, SiC, применяют до 400-500°С; КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. на основе сплавов Ni и Со работают при температуре до 1100-1200 °С, на основе тугоплавких металлов и соединение - до 1500-1700°С, на оснбве углерода и керамики - до 1700-2000 °С. Использование композитов в качестве конструкц., теплозащитных, антифрикц., радио- и электротехн. и др. материалов позволяет снизить массу конструкции, повысить ресурсы и мощности машин и агрегатов, создать принципиально новые узлы, детали и конструкции. Все виды КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫм. применяют в химический, текстильной, горнорудной, металлургич. промышлености, машиностроении, на транспорте, для изготовления спортивного снаряжения и др. Лит.: Композиционные материалы волокнистого строения. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, 1970; Пластики конструкционного назначения, М., 1974; Конкин А. А., Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы, М., 1974; Композиционные материалы, пер. с англ., т. 1-8, М., 1978; Наполнители для полимерных композиционных материалов, пер. с англ., М., 1981; Сайфулин Р. С., Неорганические композиционные материалы, М., 1983; Справочник по композиционным материалам, под ред. Д. Любина, пер. с англ., кн. I 2, М., 1988; Основные направления развития композиционных термопластичных материалов, М.. 1988; Handbook of composites, sen ed. by A. Kelly, Ju. N. Rabotnov, v. 1, AmsL, 198S. В. Н. Тюкаев.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
купить тумбу под раковину cersanit 544010 тумба mocca 60x79,4x31,3 см под раковину omega 65 венге
радар детектор whistler купить
концерт орбакайте бессоница
противопожарный клапан okl-1-90 маркировка корф

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)