Большинство - композиционный материал
Cтраница 1
Большинство композиционных материалов - представители термодинамически неравновесных открытых систем, для которых характерно наличие развитой сети внутренних границ раздела, градиентов химических потенциалов элементов в матрице и наполнителе. Градиенты являются движущей силой процессов межфазного взаимодействия в системе, фазовых переходов, взаимной диффузии, химических реакций и др. Эти явления обусловлены тем, что в поверхностных слоях на межфазной границе вследствие разного состава и строения соприкасающихся фаз и из-за различия в связях поверхностных атомов и молекул одной и другой фазы существует ненасыщенное поле межатомных, межмолекулярных сил. [1]
Обычно большинство композиционных материалов разрушается по промежуточному механизму и основной проблемой при любой комбинации волокон и матрицы является определение результирующей прочности. [3]
Это способствует преждевременному разрушению образца из-за слабого сопротивления межслоевому сдвигу, свойственному большинству композиционных материалов. Теоретически эта область расположена между прикладываемыми силами в средней части образца. [4]
Вместе с тем, если прочностные и деформационные свойства элементов структуры неоднородной среды существенно отличаются, что характерно для большинства композиционных материалов, то формирования выраженной макротрещины может не происходить. Определенная структурная неоднородность обеспечивает преимущественный вид деформации, отличный от локализованного. Характер процесса разрушения неоднородных сред существенно зависит от хаотичности в расположении и степени разброса свойств элементов структуры, поэтому статистические характеристики прочности этих элементов во многом предопределяют параметры ниспадающей ветви, в частности, ее наклон, который отражает склонность материала к хрупкому разрушению. [5]
 |
Зависимости напряжения ( / - 3. [6] |
С другой стороны, если прочность волокон имеет малый разброс, то наблюдается взаимодействие между разрывами отдельных волокон в одной плоскости поперечного сечения материала. Обычно большинство композиционных материалов разрушается по промежуточному механизму и основной проблемой при любой комбинации волокон и матрицы является определение результирующей прочности. [7]
Композиционные материалы являются гетерогенными системами которые состоят из нескольких фаз различной природы. Термодинамическая нестабильность большинства композиционных материалов приводит к межфазному взаимодействию компонентов как в процессе изготовления, так и в условиях эксплуатации. Некоторое взаимодействие на поверхностях раздела в композиционных материалах необходимо, так как через них осуществляется связь между составляющими композиции и передача напряжений. Однако интенсивное взаимодействие приводит к взаимному растворению компонентов, возникновению промежуточных фаз, которые во многих случаях образуют хрупкие зоны, ускоряющие появление трещин в волокне и оказывающие влияние на уровень механических свойств композиционного материала. Это вызывает необходимость детального изучения вопросов, связанных с взаимодействием матрицы и волокон при повышенных температурах. [8]
Водопроницаемость характеризуется количеством воды, проходящей в течение 1 ч под постоянным давлением через 1 см2 испытуемого материала. Особо плотные материалы ( стекло, сталь, полиэтилен и др.), а также достаточно плотные ( специальный бетон) практически водонепроницаемы, большинство композиционных материалов - водопроницаемы. [9]
В основном требования к чистоте поверхности предъявляются при создании композиционных материалов, особенно в самолетостроении при применении технологии ручной выкладки и прессовании. Все сказанное выше верно, но является не только результатом применения высоких температур переработки. Большинство композиционных материалов, применяемых в самолетостроении, содержит в качестве связующего эпоксидные смолы. Если антиадгезионные свойства поверхности форм оказываются недостаточными, то может произойти повреждение не только формуемой детали, но и формы; при извлечении детали на поверхности формовочного оборудования могут оказаться и сколы, и задиры. [10]
Таким образом, композиционные материалы представляют собой многофазные системы, полученные из двух или более компонентов и обладающие новым сочетанием свойств, отличным от свойств исходных компонентов, но с сохранением индивидуальности каждого отдельного компонента. Если в материале можно выделить одну или несколько дисперсных фаз с размером частиц не менее 10 - 6 м или если материал состоит из двух или более непрерывных фаз, то его следует относить к макрокомпози-ционным материалам. Если дисперсные фазы материала состоят из частиц с наибольшими размерами в интервале 10 - 6 - 10 - 8 м и имеется только одна непрерывная фаза, то материал относится к микрокомпозиционным. В соответствии с таким определением большинство промышленных композиционных материалов или наполненных пластиков относятся к макрокомпозиционным материалам, в которых по крайней мере одна непрерывная фаза является полимерной. Каждая непрерывная фаза может содержать одну или несколько дисперсных фаз в твердом, жидком или газообразном состоянии. Очевидно, что даже при таком обобщенном подходе к определению и классификации композиционных материалов имеются некоторые трудности и аномалии. Например, часто возникает вопрос, насколько гомогенным должна быть область внутри материала, чтобы считаться отдельной фазой. [11]
Таким образом, композиционные материалы представляют собой многофазные системы, полученные из двух или более компонентов и обладающие новым сочетанием свойств, отличным от свойств исходных компонентов, но с сохранением индивидуальности каждого отдельного компонента. Если в материале можно выделить одну или несколько дисперсных фаз с размером частиц не менее 10 6 м или если материал состоит из двух или более непрерывных фаз, то его следует относить к макрокомпози-ционным материалам. Если дисперсные фазы материала состоят из частиц с наибольшими размерами в интервале 10 - 6 - 10 - 8 м и имеется только одна непрерывная фаза, то материал относится к микрокомпозиционным. В соответствии с таким определением большинство промышленных композиционных материалов или наполненных пластиков относятся к макрокомпозиционным материалам, в которых по крайней мере одна непрерывная фаза является полимерной. Каждая непрерывная фаза может содержать одну или несколько дисперсных фаз в твердом, жидком или газообразном состоянии. Очевидно, что даже при таком обобщенном подходе к определению и классификации композиционных материалов имеются некоторые трудности и аномалии. Например, часто возникает вопрос, насколько гомогенным должна быть область внутри материала, чтобы считаться отдельной фазой. [12]
Страницы: 1