Вопрос 54.Композиционные материалы

Композиционные материалы- это материалы состоящие из двух или более компонентов объединенных различными способами в монолит и сохраняющие при этом индивидуальные особенности.

Характерные признаки КМ:

1. Состав и форма определены заранее.

2. Матер. состоит из двух и более компонентов различного хим. состава разделенных границей.

3. Свойство матер. определены каждым из его компонентов содержание которых достаточно большое.

4. КМ обладают свойствами отличными от свойств компонентов взятых в отдельности.

5. КМ однородны в макромасштабе и неоднородны в микромасштабе.

6. Такие материалы не встречаются в природе.

Классификация КМ:

1. По геометрии наполнителя:

А) Нуль-мерные (размеры которых в трех измерениях имеют один и тот же порядок)

Б) Одномерные наполнители- один из размеров значительно превосходит другие.

В) С двумерным наполнителем – два размера значительно превосходят третий

2. По схеме расположения наполнителя:

А) С одноосным или линейным расположением наполнителя в виде волокон, нитей расположенных параллельно друг другу в матрице.

Б) Двуосным или плоскостным.

В) Трехмерное или объемное расположение с отсутствием преимущественного направ. распределений.

3. По природе компонентов:

А) Компоненты состоят из металлов или сплавов.

Б) Из неорганических карбидов, оксидов, нитридов.

В) Из неметаллических элементов (углерод, бор)

Г) Из органических соединений (смолы)

Вопрос 55. Эластомеры и резины. Процесс вулканизации.

Эластомеры – это материалы, которые при приложении нагрузки удлиняются, а при снятии нагрузки восстанавливают свою первоначальную форму. Цепные макромолекулы под действием нагрузки распрямляются, а при снятии нагрузки сворачиваются. Для данного состояния характерна сегментальная подвижность, кроме этого, данные полимеры должны обладать определённым межцепным свободным пространством для осуществления движения сегментов. Наиболее распространённым эластомером явл. каучук C5H8. На основе каучука получают резины. Молекулы чистого каучука слабо связаны друг с другом, поэтому легко отделяются одна от другой. В результате этого каучук прилипает к предметам, с которыми он взаимодействует. Для устранения этого дефекта применяют

вулканизацию. Вулканизация – нагрев каучука вместе с серой. При нагреве сера разрывает двойные связи в молекуле каучука и образуются мостики между линейными цепочками каучука. Свойства каучука зависят от содержания серы, до 30% S – твёрдый каучук (шайбы).

Вопрос 56. Пластмассы.

• материалы, полученные на основе природных или синтетических полимеров, способных под воздействием t-ры и давления формироваться в изделие сложной формы, а затем устойчиво сохранять форму.

Компоненты пластмасс:

• связующее вещество – служит для связки, сохранения других компонентов; применяют синтетические смолы; некоторые пластмассы состоят из одного связующего вещества (полиэтилен, оргстекло);

• наполнители – добавляют в кол-ве 40-70% с целью повышения мех. свойств, снижения стоимости изделия; часто служат порошково деревянная мука, графит, окись кремния, часто используют волокнистые материалы (хлопчатобумажные нити), иногда листовые материалы (бумага, ткань, шпон);

• пластификаторы – добавляются в кол-ве 10-20% для уменьшения хрупкости и улучшения формуемости; служат эфиры, полимеры с гибкими молекулами;

• отвердители – добавляют в кол-ве нескольких % для отвердвления термопластов; служат перекиси и спец.амины.

• спец. добавки – красители, ускорители, смазочные, отвердители, замедлители.

Пластмассы подразделяют на 2-е группы: термопласты (обратимые), термореактивы (необратимые).

Термопласты:

Полиэтилен: - продукт полимеризации этилена; высокие антикоррозионные и диэлектрические свойства; применяется ввиде труб плёнок и т.д., хороший изолятор.

Полистирол: - продукт полимеризации стирола; свойства как у полиэтилена; но имеет большую прочность и твёрдость; раковины, детали холодильников, прищепки.

Органическое стекло: - полимер с высокой светопрозрачностью, значительной прочностью, и малой плотностью; легко формуется, склеивается, сваривается, обрабатывается резанием; изготавливают стёкла часов, авто, самолётов, детали различных приборов.

Термореактивы:

Текстолит: - наполнителем служит хлопчатобумажная ткань; изготавливают подшипники, шестерни, прокладки, электропанели; высокая стойкость к вибрации, хороший диэлектрик.

Гетинакс: - прессованные листы, состоящие из нескольких слоёв пропиточной и изоляционной бумаги, пропитанной специальными смолами; применения и свойства аналогичны текстолиту.

Стеклопластик: - содержит стекловолокнистый наполнитель и смолу; иногда вместо стекловолокна используют лавсан; применяют в судостроении, машиностроении, при изготовлении различных ёмкостей и облицовочных материалов.