Тема4.2Композиционные материалы с полимерной матрицей.

^{Композиционными называют материалы, которые представляют собой соединение высокопрочных, жаропрочных или особо жестких (высокомодульных) тонких волокон и полимерной, металлической или керамической матрицы, в которую эти волокна погружены и которая связывает их в монолитное тело.}

^{Композиционные материалы по жесткости и удельной прочности, прочности при высокой температуре, сопротивлению усталостному разрушению и другим свойствам, значительно превосходят все известные конструкционные сплавы.}

^{Свойства композиционных материалов определяются физико-механическими свойствами компонентов и прочностью связи между ними.}

^{К.М.состоят: матрица.упрочнитель.}

^{Чтобы матрица и упрочнитель, вместе хорошо работали необходимо 1) хорошее сцепление 2) близкий ТКЛР}

^{Композиционные материалы могут быть двух типов: а) на металлической основе, основой (матрицей) в которых служат металлы или основой (матрицей) в которых являются полимеры, углеродные и сплявы; б) композиционные материалы на неметаллической основе, керамические материалы.}

^{Свойства матрицы определяют технологию получения композиционных материалов и такие важные характеристики, как температура эксплуатации, сопротивление усталостному разрушению, плотность и удельная прочность.}

^{Упрочнптели (наполнители) равномерно распределены в матрице, По твердости, прочности и модулю упругости упрочпители, или, кал их называют, «армирующие компоненты» должны значительно превосходить матрицу.}

^{По форме армирующих компонентов композиционные материала разделяют на: I) дисперсно-упрочненные, в которых армирующда компоненты присутствуют в виде частиц малого размера; 2) волокнистые, в которых армирующие компоненты представляют собой волокна; или пластины.}

Волокнистые композиционные материалы с полимерной матрицей

^{Волокнистые композиционные материалы в качестве наполнителей ] содержат волокна или нитевидные кристаллы чистых элементов и тугоплавкие соединения (В, С, А1}_а^О_а^{, SiC и др.), а также проволоку из металлов н сплавов (Mo, W, Be, высокопрочной стали и др.).}

^{Волокнистые композиционные материалы обладают значительной анизотропией. Свойства их зависят от схемы армирования. Наибольшая анизотропия наблюдается при армировании вдоль одной оси. При армировании вдоль двух перпендикулярных осей анизотропии почти не наблюдается. Нагрузку в волокнистых материалах в основном воспринимает упрочиитель, а матрица служит средой для передачи напряжений. Поэтому их упрочнение зависит от прочности, толщины и длины волокна: чем тоньше и длиннее волокно, тем выше прочностные характеристики волокнистых материалов.}

^{Матрица должна обладать хорошей коррозионной стойкостью. Воспринимает сжимающие и изгибающие усилия. ,упрочнитель работают на растяжения.}

^{По виду материала матрицы бывают:}

^{1 металлическая. 3 углеродистая.}

^{2 органическая. 4 керамическая.}

^{Упрочнитель: выпускается в виде волокон, жгутов, лент, полос, тканей.}

Углепласты.(карбоволокниты)

^{Матрица :полимерное связующее смола,упрочнитель -углеродные волокна, Волокна получают путем: Т.Оиз:кордных волокон, полиакрилонитрильных}

^{В зависимости от Т обработки различают.}

^{1. частично – карбонизованные - Т≈900˚С, углерода в волокнах до 85-90%.}

^{2. карбонизованные - ˚ Т ≈ 900 - 1500˚С, углерода до95-99%.}

^{3. графитезированные - Т≈1500 - 3000˚С, углерода более99%.}

^{После вытяжки получают высокопрочные, высокомодульные волокна, по удельной прочности превышает все другие волокна. В нейтральной и восстановительной среде, могут работать при Т до2200 ˚С. В окислительной среде до 400˚С.}

^{Волокна плохо смачиваются, для улучшения сцепления с матрицей проводят химическое травление или вискезирование}

^{Маркировка:}

^КМУ-1-Т_раб ^{до200˚С. на основе эпоксидной и фенольной смолы.}

^{КМУ-2 Т}_раб ^{до300˚С. на основе полиимиднои смолы}

^{КМУ-3 - Т}_раб ^{до100˚С. на основе эпоксидноанилиноформальдегидной смолы}

^{Высокая стабильность и динамическая выносливасть,сохраняет эти свойства при нормальной и низкой температуре.,водо и химически стойкие.Теплоповодность в 1,5-2 раза выше чем у стеклопластиков.}

^{Применение:кузова автомобилей, катеров, лодок, обшивка летательных аппаратов, спортивный инвентарь, теплозащитный материал, тепловые батареи.,частиЭВМ.}