Армированные композиционные

Возможны случаи, когда композиция содержит два или три армирующих компонента различной геометрии: например, пластик на основе эпоксидной или полиимиднои смолы, армированный углеродными волокнами (одномерный компонент) и короткими нитевидными кристаллами карбида кремния (нуль-мерный компонент), или композиция на основе алюминия, армированного борными волокнами (одномерный компонент) и слоями титановой фольги (двухмерный компонент). Такие композиционные материалы следует называть комбинированными.

1ПУ77777; /Найлон, армированный углеродными волокнами И ^

В табл. 7.1 сопоставляются характеристики при растяжении металлов, армированных углеродными волокнами. Как видно из значений, приведенных в таблице, прочность армированного углеродными волокнами алюминия в поперечном направлении ниже, чем у других материалов. В США армированный углеродными волокнами алюминий производится из полуфабрикатов в виде проволоки, полученных методом пропитки в расплаве. Прочность вдоль армирующих волокон у композиционного материала алюминий—углеродные волокна марки Т 300 (на основе полиакрилонитрила) высокая, причем на промежуточное покрытие

1 - алюминий, армированный углеродными волокнами и изготовленный из полуфабриката в виде проволоки, полученной методом пропитки в расплавленном металле; 2 ~ композиционный материал 6061AI — борные волокна.

также попадают в заштрихованную зону на рис. 7.8 [13] . Как видно из рисунка, алюминий, армированный углеродными волокнами, имеет высокую относительную усталостную прочность (отношение усталостной прочности к прочности при статическом испытании).

...... t.2t= f,B\=Z 2,im: 2,5 С= 3,0 VMM /дреоесина /Углеродистая сталь /Высокопрочный ал/о-миниедый сплав Мартенситная сталь /Найлон, армированный углеродными волокнами /Эпоксидный стеклопластик /Эпоксидный — — '/О 1 1 1 1 1 1 1 1 =и^,^ =U? ------ \з,о •& 1,4 V///A 2,4

В табл. 7.1 сопоставляются характеристики при растяжении металлов, армированных углеродными волокнами. Как видно из значений, приведенных в таблице, прочность армированного углеродными волокнами алюминия в поперечном направлении ниже, чем у других материалов. В США армированный углеродными волокнами алюминий производится из полуфабрикатов в виде проволоки, полученных методом пропитки в расплаве. Прочность вдоль армирующих волокон у композиционного материала алюминий-углеродные волокна марки Т 300 (на основе полиакрилонитрила) высокая, причем на промежуточное покрытие

/ - алюминий, армированный углеродными волокнами и изготовленный из полуфабриката в виде проволоки, полученной методом пропитки в расплавленном металле; 2 - композиционный материал 6061AI — борные волокна.

также попадают в заштрихованную зону на рис. 7.8 [13] . Как видно из рисунка, алюминий, армированный углеродными волокнами, имеет высокую относительную усталостную прочность (отношение усталостной прочности к прочности при статическом испытании).

ность использования энергии возбуждения. В частности, весьма эффективным оказалось обнаружение трещин и расслоений в стрингерах элеронов, изготовленных из углепластика, на частоте 0,4 Гц. Другим контролируемым материалом явился армированный углеродными волокнами карбид кремния, который используют в космических челноках, тормозах высокоскоростных поездов и т.п., т.е. там, где необходимо противостоять быстрым и мощным изменениям температуры.

Японской фирмой «Норитаке» разработан новый высокопрочный композит с керамической матрицей, армированный углеродными волокнами Материал обладает высокой ударной вязкостью, которая в 6 раз выше ударной вязкости традиционных керамических материалов и не ухудшается в интервале температур до 1200 °С. Его изготовляют методом фила-ментарной намотки, применяя в качестве исходного связующего суспензию из нитрида кремния или муллита. После сушки заготовку спекают при 1700°С методом горячего прессования под давлением 35 МПа. Для получения материала с высокими характеристиками по прочности на разрыв и вязкости разрушения, содержание углеродных волокон в материале должно составлять от 30 до 45%. Такой материал имеет вязкость разрушения 29 МПа и прочность при изгибе 690 МПа в случае использования в качестве матрицы нитрида кремния, и 18 и 610 МПа соответственно в случае использования муллита.

Композиционный материал марки ВКУ-1 на алюминиевой основе, армированный углеродными волокнами, обладает малой плотностью в сочетании с высокими прочностными свойствами

ПРОСТРАНСТВЕННО АРМИРОВАННЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ПРОСТРАНСТВЕННО-АРМИРОВАННЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Ортогонально-армированные композиционные материалы являются орто-тропными в осях, совпадающих с направлениями армирования. Число продольных и поперечных слоев в них может быть различным (1:1, 1:3, 1:5, 2 : 5 и т. д.). Материалы с укладкой 1 : 1 являются равновесными (или равнопрочными).

ПРОСТРАНСТВЕННО АРМИРОВАННЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Т21 Пространственно-армированные композиционные материалы: Справочник/Ю. М. Тарнопольский, И. Г. Жигун, В. А. Поляков —М.: Машиностроение, 1987.—224 с.: ил.

ПРОСТРАНСТВЕННО-АРМИРОВАННЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Ортогонально-армированные композиционные материалы являются орто-тропными в осях, совпадающих с направлениями армирования. Число продольных и поперечных слоев в них может быть различным (1:1, 1:3, 1:5, 2 : 5 и т. д.). Материалы с укладкой 1 : 1 являются равновесными (или равнопрочными).

Таряопольский Ю. М,, Житун И. Г., Поляков В. А. Пространственно-армированные композиционные материалы: Справочник. М.: Машиностроение, 1987. 224 с.

По конструктивному признаку упрочнения (рис. 22) различают композиционные материалы с хаотическим упрочнением, одномерно-, двумерно- и пространственно армированные. Композиционные материалы, одномерно армированные непрерывными волокнами, называются волокнитами, а двумерно армированные тканями — текстолитами. При армировании возможны различные схемы укладки упрочнителя (волокон), которые приведены на рис. 23.

Стеклонаполненные термопласты представляют собой армированные композиционные материалы, состоящие из расплавленного компаунда, коротких стекловолокон (а также углеграфитовых, арамид-ных, асбестовых и других волокон) и наполнителей (слюда, тальк, стеклосферы, кремний, песок и т. д.). Подшипники скольжения, зубчатые колеса, панели приборов, детали транспортных средств из стек-лонаполненных термопластов изготавливают экструзией и литьем под давлением.

Армированные композиционные материалы (АКМ), состоящие из смолы, волокон и других наполнителей, после отверждения являются твердыми телами. Характеристики готового изделия (такие как габаритные размеры, форма, величина серии) обусловливают выбор состава композиции, способа ее получения и формования.