Материаловедение: общие сведения о материалах, страница 25

ГЛАВА 6. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

6.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ

КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ - материал, представляющий собой композицию из нескольких, сильно различающихся по составу и свойствам, материалов; состоит из матрицы, армированной упрочнителем; рекордно-высокие удельные прочность и жесткость, высокотемпературная прочность, сопротивление усталостному разрушению; комплекс свойств проектируется заранее и реализуется при изготовлении материала, форма которого максимально приближена к форме изделия...

МАТРИЦА КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА (основа, связка) обеспечивает совместную работу арматуры при нагружении; должна обладать хорошими связующими свойствами, быть химически инертной к материалу упрочнителя; полимерная, металлическая, керамическая и углеродная

АРМАТУРА КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА - упрочняющая фаза: порошки, волокна, нитевидные монокристаллы, ткани, сетки, листы...

ДИСПЕРСНОУПРОЧНЕННЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ - материал, упрочненный порошком; армирование может быть неупорядоченным или упорядоченным

ВОЛОКНИСТЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ - материал, армированный непрерывными (проволока, нити) или дискретными (ориентированными или неориентированными) волокнами

ВОЛОКНА - тонкие (диаметром несколько мкм) нити, выдерживающие очень большие напряжения: стальные (до 3.5 ГПа), стеклянные (5 ГПа), углеродные (8 ГПа) и обладающие высокой удельной прочностью: (50, 180 и 400) км соответственно

АРАМИДНЫЕ ВОЛОКНА - очень прочные (до 5 ГПа) органические волокна; родственники полиамидных волокон (капрон, нейлон) с улучшенной структурой; появились в 1971 г. (хим. компания "Дюпон", США)

КЕВЛАР - прочное арамидное волокно; броня, каски, пуленепробиваемые жилеты...

ТАВРОН - сверхпрочное арамидное волокно с огромной удельной прочностью: канат из него в пять раз легче стального (при равной прочности) и в десять раз превосходит его по удельной прочности; очень дорогое; на таких канатах теоретически можно поднять подв. лодку "Комсомолец" (1989, Норвежское море, 500 км от берега, 1370 м глубины, 2 ядерных реактора и две торпеды с ядерными боеголовками: 15 млн. Кюри, вес 6000 тонн, наполнена водой, стоимость подъема на канатах из таврона (Нидерланды) = стоимости жилья для 20 000 семей)

НИТЕВИДНЫЕ МОНОКРИСТАЛЛЫ - монокристаллы, имеющие форму коротких (до 1 см) разветвляющихся волокон; механическая и удельная прочность рекордные (карбид кремния: 40 ГПа и 1300 км!)

СЛОИСТЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ - материал с плоской арматурой (сетки, пластины, ткани...)

6.2. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ

НАПОЛНЕННЫЕ ПЛАСТИКИ - дисперсноупрочненные порошковые композиционные материалы: конструкционные пластики (связка - полиамиды, фторопласты..), металлонаполненные пластики (ферромагнитные диэлектрики...), графитопласты (антифрикционные материалы на основе капрона...), саженаполненные каучуки (шинные протекторы...), фено- и аминопласты (литейные формы - наполнитель кварцевый песок...), текстурированные материалы (получают направленной кристаллизацией)

ЖИДКОФАЗНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ содержат поры, наполненные жидкостью: антимикробные полимерные материалы (антибиотики...), ионообменные смолы (меняют ионы с электролитами: деминерализация воды, извлечение металлов из растворов...), противокоррозионные (содержат ингибиторы коррозии)

ПОРИСТЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ - пенопласты и поропласты; имеют плотность до 10 кГ/м3 ; тепло- и звукоизоляция...

ПЕНОПЛАСТ - полимерный композит с закрытой пористостью

ПОРОПЛАСТ - полимерный композит с сообщающимися порами

СТЕКЛОПЛАСТИК - материал на полимерной основе, армированной стеклянными волокнами; один из первых композиционных материалов: появился в Америке (самолетостроение, 40-е года); не горюч, тепло- влаго- и коррозионностоек; самый распространенный композит: судостроение, строительство, транспорт, ширпотреб; тяжелый