Новые композиционные материалы. Тялина Л.Н - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

3
ВВЕДЕНИЕ
Повышение прочностных свойств конструкционных материалов
является важнейшей проблемой в машиностроении. Однако по мере
увеличения прочности материалов происходит резкое снижение их
пластичности, увеличивается склонность к хрупкому разрушению. Это
сильно ограничивает использование высокопрочных материалов в ка-
честве конструкционного материала.
Создание материалов, представляющих собой композиции из
мягкой матрицы и распределённых в ней высокопрочных волокон вто-
рой фазы (обычно более прочной, чем матрица), значительно расширя-
ет их эксплуатационные возможности.
За последние годы был создан ряд искусственных композитов на
металлической и неметаллической основе, армированных неорганиче-
скими волокнами высокой прочности и жёсткости, нитевидными кри-
сталлами, неорганическими частицами. В качестве волокон использу-
ют "нитевидные усы" различных кристаллов, тонкие кварцевые волок-
на из SiO
2
, SiC, Al
2
O
3
, полученные путём направленной кристаллиза-
ции или осаждения из паров на тонкую проволоку и др. Общим для
этих искусственных композиционных материалов является то, что они
представляют объёмное сочетание разнородных компонентов, один из
которых пластичный (связующее), а другой обладает высокой прочно-
стью и жёсткостью (наполнитель). Кроме того композиции обладают
такими свойствами, которые не имеют отдельные составляющие.
Чтобы композиционный материал воспринял нагрузку наиболее
полно всеми составляющими, его структура должна отвечать опреде-
лённым требованиям.
Во-первых, в композите должна быть достаточная объёмная доля
армированных волокон критической длины.
Во-вторых, необходима прочная связь высокопрочных волокон с
пластичной матрицей.
В-третьих, дискретные армирующие матрицу волокна будут в
значительной степени нагружены и возможно определять прочность
композиции лишь в том случае, когда отношение длины частиц к их
толщине становится большим некоторой величины, равной σ
f
/ 2τ, где
σ
f
– прочность волокон на разрыв и τ – напряжение сдвига на поверх-
ности раздела матрица-волокно.
В-четвёртых, волокна композиции должны быть строго ориен-
тированы вдоль оси деформации, поскольку от этого в сильной сте-
пени зависит прочность композиции [1]. Разориентировка волокон
более 10…15° значительно уменьшает прочность, оказывает влияние

Страницы