компоненти присутні в кількостях, що забезпечують задані властивості матеріалу;
склад і форма компонентів матеріалу заздалегідь визначені;
компоненти розрізняються за властивостями, між ними існує межа розділу фаз;
У волокнистих композитів матриця (найчастіше пластична) армована високоміцними волокнами, дротом, ниткоподібними кристалами. Ідея створення волокнисто-армованих структур полягає не в тому, щоб виключити пластичне деформування, а в тому, щоб при його деформації забезпечувалося нагружение волокон і використовувалася б їх висока міцність [5].
Матриця, що заповнює межволоконное простір забезпечує спільну роботу окремих волокон за рахунок власної жорсткості.
Композиційний матеріал характеризується наступними механічними властивостями:
висока міцність армуючих волокон;
жорсткість матриці;
міцність зв'язку на межі розділу фаз.
У залежності від співвідношення цих властивостей в матеріалі, залежатиме весь комплекс механічних властивостей композиції і механізм його руйнування.
Про дисперсно-зміцнених композитах можна сказати, що вони являють собою матеріал, в матриці якого рівномірно розподілені дрібнодисперсні частинки наповнювача. При навантаженні таких матеріалів все навантаження сприймає матриця, в якій за допомогою частинок другої фази відбувається процес ефективного опору пластичної деформації.
Можна сказати, що при розробці термопластичних волокнітах необхідний раціональний типу армуючих волокон, які повинні задовольняти комплексу експлуатаційних і технологічних вимог.
До цих вимог належать:
вимоги по міцності, жорсткості;
вимоги щодо стабільності розмірів;
вимоги щодо стабільності властивостей при певних умовах експлуатації (температурний режим і т.д.);
вимоги по хімічній стійкості;
Також особливу увагу потрібно приділити матриці, яка забезпечує монолітність виробу і фіксує його форму, розподіляє чинне напруга за обсягом матеріалу, забезпечуючи рівномірне навантаження на волокна і її перерозподіл. Від вибору матеріалу матриці буде залежати метод виготовлення виробів і внаслідок цього параметри технологічного процесу. Механічні властивості матеріалу матриці повинні забезпечити роботу волокон при різних видах навантаження. Характеристики міцності будуть визначальними при зсувних навантаженнях, циклічному навантаженні. Також вибір матеріалу для матриці визначить діапазон робочих температур, характер зміни властивостей при впливі атмосферних та інших факторів.
Властивості створюваного композиту будуть залежати не тільки від властивостей волокон і матриці і їх адгезійного взаємодії, але й від способів армування. Адгезионное взаємодія волокна і матриці визначає рівень властивостей волокнітах і їх збереження. Межа розділу повинна мати певні властивості, щоб забезпечити ефективну передачу механічного навантаження від матеріалу на волокно. Адгезійна зв'язок по межі розділу не повинна руйнуватися під дією термічних і усадочних напруг, що виникають внаслідок відмінності в температурних коефіцієнтах лінійного розширення матриці і волокон або в результаті хімічної усадки сполучного при його затвердінні.
Отже, можна виділити наступні основні приклади композитів:
композити, утворені з шарів, армованих паралельними безперервними волокнами;
композити, армовані тканинами;
композити з хаотичним і просторовим армуванням.
У залежності від природи матеріалу матриці розрізняють композити з полімерною матрицею, металевою матрицею, керамічної і матриці на основі вуглецю. Відзначимо, що композити на основі полімерної матриці розділяються на композити з термопластичної і композити на основі термореактивного сполучного. Залежно від природи армуючих волокон, композити на основі полімерної матриці діляться на склопластики, вуглепластики, органопластікі, боропластікі і т.д.
Виготовлення виробів з композитів, армованих тканинами, шаруватих пластиків в значній мірі підвищує собівартість виготовлених виробів, ускладнює технологічний процес їх виробництва та буде неефективним з точки зору раціонального підбору типу матеріалу для виробництва даних виробів.
Найбільш кращим буде застосування композитів з хаотично армованої структурою коротковолокністий наповнювачем.
Прикладом подібних матеріалів є термопласти, наповнені коротким скляним волокном. Виробництво виробів з цих матеріалів вимагає звичайного обладнання для переробки. Крім того, собівартість таких ви...
