Композиционные материалы, состав и классификация композиционных материалов

1. Тема: Композиционные материалы, состав и классификация композиционных материалов

ВЫПОЛНИЛ СТУДЕНТ ГРУППЫ ТПС-213
ЕЛЕТИН ДМИТРИЙ

2. Композиционные материалы

Композиционные материалы – искусственно созданные материалы,
состоящие из двух или более неоднородных и нерастворимых друг в друге
компонентов, соединяемых между собой физико-химическими связями.
Одним из компонентов композиционных материалов является арматура,
или наполнитель, обеспечивающие необходимые механические
характеристики материала, а другим компонентом – матрица (или
связующее), обеспечивающая совместную работу армирующих
элементов.
В качестве матрицы используют полимерные, металлические,
керамические и углеродные материалы, в зависимости от типа которых
композиционные материалы получают общее название.

3.

4.

Свойства
композиционных материалов
зависят от состава компонентов,
количественного соотношения и
прочности связи между ними. Комбинируя
объемное содержание компонентов,
можно в зависимости от назначения
получить материалы с требуемыми
значениями прочности, жаропрочности,
модуля упругости или получать
композиции с необходимыми

5.

6. Состав

Композитные
материалы или композиционные
материалы состоят из металлической матрицы
(чаще Al, Mg, Ni и их сплавы), упрочненной
высокопрочными волокнами (волокнистые
материалы) или тонкодисперсными
тугоплавкими частицами, не растворяющимися
в основном металле.
Металлическая
матрица связывает волокна в
единое целое. Волокно плюс связка (матрица),
составляющие ту или иную композицию,

7.

В
качестве неметаллических матриц
используют полимерные, углеродные и
керамические материалы. Из полимерных
матриц наибольшее распространение
получили эпоксидная,
фенолоформальдегидная и полиамидная.
Угольные
матрицы коксованные или
пироуглеродные получают из синтетических
полимеров, подвергнутых пиролизу. Матрица
связывает композицию, придавая ей форму.
Упрочнителями служат волокна: стеклянные,

8.

Содержание
упрочнителя в ориентированных
материалах составляет 60-80 об. %, в
неориентированных (с дискретными волокнами и
нитевидными кристаллами) – 20-30 об. %. Чем
выше прочность и модуль упругости волокон,тем
выше прочность и жесткость композиционного
материала.
Свойства матрицы определяют прочность
композиции при сдвиги и сжатии и сопротивление
усталостному разрушению.

9. Классификация

По
природе компонентов композиционные
материалы (КМ) делят на четыре группы:
- КМ, содержащие компоненты из металлов или
сплавов;
- КМ, включающие компоненты из неорганических
соединений оксидов, карбидов, нитридов и др.;
- КМ, состоящие из неметаллических элементов,
углерода, бора и др.;
- КМ, содержащие компоненты из органических
соединений (эпоксидные, полиэфирные,
фенольные и другие смолы).

10.

По
структуре композиты делятся на
несколько основных классов:
- волокнистые
- слоистые, дисперсно-упрочненные
- упрочненные частицами
- нанокомпозиты.

11. Тест

1) Какой компонент обеспечивает необходимые механические
характеристики материала ?
а) арматура
б) органические соединения
в) различные сплавы
г) углерод

12.

2) Какой компонент обеспечивает совместную работу
армирующих элементов ?
а) неорганическое соединение
б) ковалентная полярная связь
в) матрица
г) атомная кристаллическая решётка

13.

3) Из чего получают угольные матрицы ?
а) из угля
б) из синтетических полимеров
в) из наполнителя
г) из несинтетических полимеров

14.

4) Какое содержание упрочнителя в ориентированных
материалах ?
а) 95%
б) 60-80%
в) 10-20%
г) 46,12%

15.

5) Какое содержание упрочнителя в неориентированных
материалах ?
а) 60-80%
б) 20-30%
в) 92,83%
г) 15%

16. Правильные ответы

1
-а
2 - в
3 - б
4 - б
5 - б