Материаловедение. Барышев Г.А. - 80 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

3. ВОЛОКНИСТЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
В этой группе композиционных материалов упрочнителями служат волокна или нитевидные кристаллы чистых элемен-
тов, а также проволока из молибдена, вольфрама и высокопрочная сталь. При упрочнении волокнами конечной длины на-
грузка на них передается через матрицу с помощью касательных напряжений без проскальзывания. Механические свойства
КМ, упрочненных волокнами представлены в табл. 2.
В маркировке указаны: В – волокнистые; К – композиционные; А – алюминиевая матрица, М – магниевая матрица.
Между волокнами и матрицей возможны различные типы связей, определяющие конечные свойства КМ (механическая
связь; связь за счет сил поверхностного натяжения; реакционная связь, обеспеченная химическим взаимодействием материа-
лов волокна и матрицы).
4. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ С АЛЮМИНИЕВОЙ ОСНОВОЙ (матрицей)
В качестве матрицы используют технический алюминий (АК-1) и сплавы алюминия (В95, АМГ-6). В сплаве В95 упроч-
нение достигается термообработкой (закалка + старение) и наполнителем. Так в КМ ВКА-1 цифровые значения временного
сопротивления – 1000 МПа (рис. 8).
Сплав ВК-1 содержит 50 % непрерывных высокопрочных и высокомолекулярных волокон бора (рис. 9).
2. Механические свойства композиционных материалов,
упрочненных волокнами
Наполнитель
КМ Матрица
Материал
Количе-
ство, %
(об.)
ρ, т/м
3
σ
в
/(ρg)
,
км
Е,
ГП
а
Е/(ρg) ⋅
10
–3
,
км
σ
в
,
МПа
(20 °С)
σ
–1
,
МПа
(на
базе
10
7
цик-
лов)
ВКА-
1
Алюми-
ний
Борное
волокно
50 2,65 45 240 9 1200 600
ВКУ-
1
–"– Углерод-
ное во-
локно
30...40 2,2...2,
3
42 270 12 900...10
00
200
КАС-
1
–"– Стальная
проволо-
ка
40 4,8 33 120 2 1600 350
ВКМ-
3
Магний Борное
волокно
45 2,2 57 200 9 1250 –
Рис. 8. Зависимость временного со-
противления (сплошные линии) и модуля
упругости (штриховые
линии) ВКА-1, В95 и АК-1
от температуры испытания
Рис. 9. Микроструктура КМ ВКА-
1 с алюминиевой матрицей,
армированной 50 % волокнами бора
5. ПЛАСТМАССЫ
Пластическими массами, или пластмассами, называют материалы, изготовленные на основе полимеров. Они бывают
простыми (без добавок) и сложными (с добавками пластификаторов, стабилизаторов, наполнителей).
Наполнители – это органические и неорганические вещества в виде порошков (сажа, древесная мука, графит, TiO
2
,
SiO
2
и т.д.), волокон (ткани, стеклоткани и т.д.), листы (шпон, бумага). Количество их до 70 % для повышения механической
прочности.
Стабилизаторы – вводятся в количестве нескольких процентов для сохранения структуры полимеров. Кроме этого,
они способствуют возникновению поперечных связей в макромолекулах полимеров, предотвращают старение.

Страницы