45. «Классификация композиционных материалов»

Композиционный материал – неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей раздела между ними.

Исходя из проведённого анализа можно составить следующие классификации:

1. по типу матрицы;

2. по типу армирования;

3. по типу наполнителя.

по типу матриц композиционные материалы можно разделить на:

• композиционные материалы с металлической матрицей (Al, Mg, Ni, их сплавы и т.п.);

• композиционные материалы с керамической матрицей (углеродная и т.п.);

• композиционные материалы с полимерной матрицей.

по типу армирующих наполнителей композиционные материалы можно разделить на:

• металлические (усы, кусочки проволоки из стали Ti, Mo, Be, W и т.п.);

• неметаллические;

• органические.

Стекловолокниты – это композиционный материал, состоящий из синтетической смолы, являющейся связующим, и стекловолокнистого наполнителя. В качестве наполнителя применяют непрерывное или короткое стекловолокно. Прочность стекловолокна резко возрастает с уменьшением его диаметра (в следствие влияния неоднородностей и трещин, возникающих в толстых сечениях). Свойства стекловолокна зависят также от содержания в его составе щелочи; лучшие показатели у бесщелочных стекол алюмоборосиликатного состава.

Карбоволокниты (углепласты) представляют собой композиции, состоящие из полимерного связующего (матрицы) и упрочнителей в виде углеродных волокон (карбоволокон).

Бороволокниты представляют собой композиции из полимерного связующего и упрочнителя - борных волокон.

По характеру распределения армирующего материала композиционные материалы можно разделить на два основных класса:

• композиты с упорядоченным армированием;

• композиты с неупорядоченным армированием.

Рисунок 1 – Структура тканых композиционных материалов [1]: а — двухосный тканый композит; б, в, г— тканые композиты с повышенной прочностью.

Таким образом, выбор конфигурации арматуры композита определяется следующими факторами:

• зависимостью прочности композита от ориентации волокон;

• гибкостью волокон;

• экономическими затратами на изготовление арматуры.

Таким образом, по типу армирования композиционные материалы можно разделить на:

• волокнистые (волокна, нити, ленты, жгуты и т.п.);

• с дисперсионным упрочнением (если размер 10÷500 нм, среднее расстояние между частицами 100÷500 нм, распределение равномерное);

• слоистые.