По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 62-1/-9

Композиционные материалы: виды и особенности изготовления

Известно, что композиционные материалы (композиты) имеют весьма широкий диапазон своего применения. Полимерные карбоволокниты используют в судо- и автомобилестроении; из них изготовляют подшипники, панели отопления, спортивный инвентарь, части ЭВМ. Высокомодульные карбоволокниты применяют для изготовления деталей авиационной техники, аппаратуры для химической промышленности, в рентгеновском оборудовании и др. Карбоволокниты с углеродной матрицей заменяют различные типы графитов. Они применяются для тепловой защиты, дисков авиационных тормозов, химически стойкой аппаратуры. В широком спектре композиционных материалов особое место занимают бороволокниты по причине их высокой прочности при сжатии, сдвиге и срезе, низкой ползучести, высоких значений твердости, модуля упругости, теплопроводностью и электропроводностью. Ячеистая микроструктура борных волокон обеспечивает высокую прочность при сдвиге на границе раздела с матрицей. Изготовление композитов, как правило, не требует высоких температур и давлений. При изготовлении композиционных материалов используются различные технологии в зависимости от материалов матрицы, материала и вида армирующего компонента.

Литература:

1. Лахтин Ю.М. Материаловедение. — М., 1990.

2. Дальский А.М. Технология конструкционных материалов. — М., 1985.

3. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы. Л., 1986.

В общем ряду конструкционных материалов композиционные материалы занимают особое место в силу того, что они находят в технике самое широкое применение, а по своим отличительным особенностям имеют свойства, которыми не обладают их составляющие компоненты. Используя разные компоненты и изменяя их соотношение и распределение в общем объеме конечного продукта, разработчики научились создавать таким образом самые различные по свойствам материалы и при том с заранее заданными характеристиками.

Если приглядеться повнимательнее, без труда можно заметить, насколько широк спектр использования композиционных материалов. Они нашли применение в автомобилестроении, в горной промышленности, в строительстве, в авиации и космической технике, в первую очередь для силовых конструкций, подвергающихся нагреву.

Применение композиционных материалов позволило техническим областям знаний выйти на качественно новую ступень своего развития, что в свою очередь обеспечило возможность создания и промышленного производства технических средств с недостижимыми ранее эксплуатационными свойствами.

Основой для получения композиционных материалов (композитов) служат так называемые материалыматрицы и армирующие компоненты.

Матрица должна обеспечивать монолитность композита, фиксировать форму изделия и взаимное расположение армирующих волокон, а также равномерную нагрузку на армирующие волокна и перераспределение нагрузки в случае разрушения части волокон.

Материал матрицы должен обладать комплексом свойств механических, физических, химических, от которых зависит возможность эксплуатации композита в различных условиях. Прочность матрицы должна быть такой, чтобы обеспечить совместную работу всех армирующих элементов. При нагрузках, приложенных в направлениях, отличных от ориентации волокна, прочность композита определяется в основном именно прочностью матрицы. Природа матрицы обусловливает также уровень рабочих температур и среду эксплуатации композита.

В качестве материала для изготовления матриц наибольшее применение нашли полимеры (пластики и термореактивные пластмассы), углерод и металлы.

Для Цитирования:
Композиционные материалы: виды и особенности изготовления. Главный инженер. Управление промышленным производством. 2017;9.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала