ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Уменьшение диаметра непрерывных волокон, нанесение на них
специальных покрытий, дополнительное введение в матрицу монокристаллов
оксида алюминия способствует повышению временного сопротивления
стекловолокнитов до 2000-2400 МПа. Они обладают хладостойкостью
(до -196 °С) и хорошей теплостойкостью; способны длительное время работать
в диапазоне температур 200-400 "С. Кроме того, благодаря демпфирующей
способности их используют для работы в условиях вибрационных нагрузок.
Достоинствами стекловолокнитов являются недефицитность и низкая
стоимость упрочнителя, недостатком - сравнительно низкий модуль упругости.
Однако по удельной жесткости они превосходят легированные стали и сплавы
алюминия, магния и титана (2500-2800 км).
Частичная замена стеклянных волокон на углеродные и увеличение доли
последних вплоть до полной замены при общем постоянном содержании
наполнителя вызывают повышение жесткости КМ (рис. 6.3). При полной
замене модуль упругости увеличивается приблизительно в 3 раза и у
углеволокнитов достигает 180 ГПа. Однако временное сопротивление и
удельная прочность при любом содержании волокон не достигают уровня
стекловолокнитов.
Рис. 6.2. Зависимость прочности Рис. 6.3. Зависимость механических свойств
стекловолокнитов от содержания и вида волокнита при разном соотношении
наполнителя: армирующих стеклянных и углеродных
1 - непрерывное ориентированное волокно; 2 волокон (общее содержание наполнителя
- короткое неориентированное волокно 62 % (об.))
Углеволокниты обладают низкими теплопроводностью и электрической
проводимостью, но все же их теплопроводность 1,5-2 раза выше, чем у
стекловолокнитов. Они имеют малый и стабильный коэффициент трения и
обладают хорошей износостойкостью. Температурный коэффициент линейного
расширения углеволокнитов в интервале 20-120 °С близок к нулю.
К недостаткам углеволокнитов относят низкую прочность при сжатии и
межслойном сдвиге. Специальная обработка поверхности волокон (окисление,
травление, вискеризация) повышает эти характеристики.
Бороволокниты характеризуются высокими временным сопротивлением,
пределами прочности при сжатии и сдвиге, твердостью и модулем упругости.
36
Рис. 1.4. Формы наполнителей
Схемы армирования КМ: трехосная, двухосная и одноосная
1.2. Гибридные композиционные материалы
К классу гибридных КМ относятся полиматричные и полиармированные
КМ. В зависимости от распределения компонентов гибридные КМ
подразделяют на следующие виды:
- однородные - с равномерным распределением каждого компонента по
объему КМ;
- с линейной неоднородностью - волокна одного или обоих армирующих
компонентов объединены в жгуты, равномерно объединены по объему КМ;
- с плоскостной неоднородностью - волокна каждого компонента
образуют чередующиеся слои.
Макронеоднородные - волокна различных компонентов образуют зоны,
соизмеримые с размером изделия. К наиболее технологичным относятся
гибридные КМ с плоскостной неоднородностью и макронеоднородные.
Возникающие при их изготовлении термические напряжения можно устранить
или свести к минимуму оптимальным подбором состава компонентов как
матриц, так и наполнителей, что приводит к значительному повышению
технологических и эксплуатационных свойств гибридных КМ по сравнению с
двухкомпонентными материалами. Например, коэффициент линейного
расширения стекло- и углеволокнитов значительно изменяется с увеличением
температуры, в то время как у стекловолокнитов и органоволокнитов он
остается постоянным в широком интервале температур. Применение
стеклянного и углеродных волокон в гибридных КМ позволяет повысить
модуль упругости за счет увеличения объемного содержания углеродного
наполнителя. К новому поколению гибридных КМ относятся
алюмополимерные КМ, состоящие из чередующихся склеенных тонких листов
(0,3-0,8 мм) алюминиевых деформированных сплавов и прослоек полимера
(0,2-0,5 мм), армированных стеклянным или органическим волокном. Типичная
структура алюмополимерного КМ состоит из двух слоев алюминиевого сплава
и прослойки армированного полимера (2:1) или из трех слоев алюминиевого
сплава, разделенных прослойками стекло- или органоволокнитов (3:2).
При этом слои алюминиевого сплава всегда расположены на поверхности КМ.
По сравнению с обычными алюминиевыми сплавами эти материалы
отличаются пониженной плотностью (на 15-20 %), повышенными
прочностными и усталостными характеристиками. Скорость развития
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- …
- следующая ›
- последняя »
