ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3-100 мкм, длиной 20 км и более и штательное - диаметром 0,5-20 мкм, длиной
0,01-0,5 м. Штательные волокна применяют для изготовления
конструкционных материалов КМ с однородными свойствами, а также
теплоизоляционных КМ; непрерывные - в основном для высокопрочных КМ на
неметаллической основе. Выпускаемые в настоящее время непрерывные
профильные волокна с квадратной, прямоугольной, шестиугольной формой
поперечного сечения повышают прочность и жесткость КМ благодаря более
плотной упаковке в материале.
Таблица 4.1
Свойства волокон и нитевидных монокристаллов
Температура разложения.
Применение полых профильных волокон уменьшает пластичность,
повышает жесткость при изгибе и прочность при сжатии КМ, улучшает их
изоляционные свойства.
26
Рис. 3.4. Схема изменения прочности волокнистого материала
в зависимости от содержания упрочнителя
Малые значения прочности и жесткости КМ в направлении,
перпендикулярном расположению волокон, при растяжении объясняются тем,
что в этом случае, так же, как и при сжатии и сдвиге, они определяются
свойствами матрицы. Большую роль играет матрица в сопротивлении КМ
усталостному разрушению, которое начинается с матрицы. Гетерогенная
структура поверхности раздела между волокном и матрицей затрудняют
распространения трещины в направлении, перпендикулярном оси волокон.
В связи с этим КМ характеризуются высокими значениями предела
выносливости. Так, по пределу выносливости КМ на алюминиевой основе
превосходит лучшие алюминиевые сплавы в 3-4 раза.
При изготовлении деталей из КМ волокна ориентируют так, чтобы с
максимальной выгодой использовать их свойства с учетом действующих в
конструкции нагрузок. Прочность КМ в большей степени зависит от прочности
сцепления волокон с матрицей. Между матрицей и наполнителем в КМ
возможны различные типы связи:
1. Механическая связь, возникающая благодаря зацеплению неровностей
поверхностей матрицы и наполнителя, а также действию трения между ними.
19
КМ с механическим типом связи (например,
) имеют низкую прочность
при поперечном растяжении и продольном сжатии;
2. Связь, обеспечиваемая силами поверхностного натяжения при
гшопитки волокон жидкой матрицей вследствие смачивания и небольшого
растворения компонентов (например,
до 400
°С);
4. Обменно-реакционная связь, возникающая при протекании двух и
более стадийных химических реакций. Например, алюминий из твердого
раствора матрицы титанового сплава образует с борным волокном
который затем вступает в реакцию с титаном, образуя
и твердый раствор
алюминия;
3. Реакционная связь, обусловленная химическим взаимодействием
компонентов
на границе раздела, в результате чего
образуются новые химические соединения i
