Në historinë e zhvillimit të teknologjisë, mund të ndahen dy fusha të rëndësishme:
Cili është më i rëndësishëm për të thënë se është e vështirë, sepse Ata janë mjaft të ndërlidhura, por pa zhvillimin e materialeve, progresi teknik është i pamundur në parim. Nuk është rastësisht, historianët nënndaren epoka të hershme civilizuese në epokën e gurit, epokën e bronzit dhe një epokë hekuri.
Shekulli i tanishëm i 21-të tashmë mund t'i atribuohet shekullit të materialeve të përbërë (kompozitave).
Koncepti i materialeve të përbërë u formua në mes të së kaluarës, shekullit të 20-të. Megjithatë, përbërësit nuk janë aspak një fenomen i ri, por vetëm një term i ri i formuluar nga materialet për një kuptim më të mirë të gjenezës së moderne materiale strukturore.
Materialet e përbërë janë të njohura për shekuj. Për shembull, një kallam u përdor në Babiloni për të përforcuar balte gjatë ndërtimit të banesave, dhe egjiptianët e lashtë u shtuan kashtë të ftohta për tulla të balta. Në Greqinë e lashtë, shufrat e hekurit forcuan kolonat e mermerit gjatë ndërtimit të pallateve dhe tempujve. Në 1555-1560, kur ndërtimi i tempullit të Vasily Blissful në Moskë, arkitekti rus Bark dhe postoni përdorën të përforcuar me shirita hekuri pllaka guri. Betoni i përforcuar dhe çeliku i betonit mund të quhet pararendës të drejtpërdrejtë të materialeve moderne të përbërë.
Ka analoge natyrore të materialeve të përbërë - dru, kocka, predha, etj. Shumë lloje të mineraleve natyrore janë në të vërtetë kompozitat. Ata nuk janë vetëm të qëndrueshme, por gjithashtu posedojnë vetitë e shkëlqyera dekorative.
Materialet e përbërë - Materialet multicomponent të përbërë nga një bazë plastike - matricë, dhe mbushëse duke luajtur forcimin dhe disa role të tjera. Midis fazave (komponentëve) të përbërjes ka një kufi të ndarjes së fazës.
Kombinimi i substancave heterogjene çon në krijimin e një materiali të ri, pronat e të cilave ndryshojnë ndjeshëm nga vetitë e secilit prej komponentëve të saj. Ato. Shenja e materialit të përbërë është një ndikim i dukshëm i ndërsjellë i elementeve të përbërë të përbërjes, i.e. Cilësinë e tyre të re, efektin.
Variatimi i përbërjes së matricës dhe mbushësit, raporti i tyre, duke aplikuar reagentë të veçantë shtesë etj., Merrni një gamë të gjerë materialesh me grupin e kërkuar të pronave.
Një rëndësi e madhe Rregullimi i elementeve të materialit të përbërë, si në drejtimet e ngarkesave ekzistuese dhe në lidhje me njëri-tjetrin, i.e. të rregullt. Komposte të forta, si rregull, kanë një strukturë të renditur.
Një shembull i thjeshtë. Grushta e druve të drurit hedhur në një kovë llaç i çimentos Nuk do të ndikojë në pronat e saj. Nëse tallashi zëvendëson gjysmën e zgjidhjes - dendësia e materialit, konstantet e saj termofizike, kostoja e prodhimit etj. Treguesit do të ndryshojnë ndjeshëm. Por, grushti i fibrave të polipropilenit do të bëjnë konkrete nga rezistente ndaj ndikimit dhe rezistente ndaj veshit dhe gjysmë uji Fibra do t'i ofrojë atij elasticitet, jo në të gjitha karakteristike të materialeve minerale.
Aktualisht, në rajonin e materialeve të përbërë (Composites), është e zakonshme të përfshijë një sërë materialesh artificiale të zhvilluara dhe të zbatuara në industri dhe industri të ndryshme. parimet e Përgjithshme Krijoj materialet e përbërë
Pse manifestohet interesi në materialet e përbërë? Për shkak se materialet tradicionale nuk janë gjithmonë ose nuk plotësojnë plotësisht nevojat e praktikës moderne të inxhinierisë.
Matricat në materialet e përbërë janë metale, polimere, çimento dhe qeramika. Ndërsa mbushësit përdorin një shumëllojshmëri të gjerë të substancave artificiale dhe natyrore në forma të ndryshme (me madhësi të madhe, fletë, fibroze, të shpërndara, gjobë, mikrodispers, nanopartikalet).
Gjithashtu e njohur materiale të përbërë multicomponent, duke përfshirë:
Mbushja, si rregull, përcakton forcën, ngurtësinë dhe deformimin e përbërjes, dhe matrica siguron monolitin e saj, transmetimin e tensionit dhe rezistencën ndaj ndikimeve të ndryshme të jashtme.
Një vend i veçantë është i zënë nga materiale dekorative të përbërë që kanë theksuar pronat dekorative.
Materialet e përbërë janë duke u zhvilluar me vetitë e veçanta, të tilla si materiale radio transparente dhe materiale radio-absorbuese, materiale për mbrojtje termike të anijes orbitale, materiale me një koeficient të vogël të zgjerimit termik linear dhe një modul të elasticitetit të lartë elektronik dhe të tjerëve.
Materialet e përbërë përdoren në të gjitha fushat e shkencës, teknologjisë, industrisë, përfshirë. Në strehim, ndërtim industrial dhe të veçantë, inxhinieri të përgjithshme dhe të posaçme mekanike, metalurgji, industria kimike, energji, elektronikë, pajisje shtëpiake, prodhimin e veshjeve dhe këpucëve, mjekësisë, sportit, arteve, etj.
Sipas strukturës mekanike, përbërësit ndahen në disa klasa themelore: fibrous, shtresa, të shpërndara, të forcuar grimcat dhe nanokompositet.
Komplekset fibroze janë përforcuar me fibra ose kristale filamente. Edhe një përmbajtje e vogël e mbushësit në përbërësit e këtij lloji çon në një përmirësim të ndjeshëm. vetitë mekanike materiale. Vargjyrisht variantet e pronave të materialit gjithashtu bën të mundur ndryshimin e orientimit të madhësisë dhe përqendrimit të fibrave.
Në materialet e përbërë të shtresuara, matrica dhe mbushësi janë të shtresuara si, për shembull, në triplexes, kompensatë, struktura të ngjitura prej druri dhe plastika të shtresuara.
Mikrostruktura e klasave të mbetura të materialeve të përbërë karakterizohet nga fakti se matrica është e mbushur me grimca të substancës përforcuese, dhe ato ndryshojnë në madhësi të grimcave. Në përbërësit, të korrur nga grimcat, madhësia e tyre është më e madhe se 1 mikron, dhe përmbajtja është 20-25% (me volum), ndërsa përbërësit e shpërndarë përfshijnë nga 1 në 15% (sipas volumit) të grimcave prej 0.01 deri në 0.1 μm. Dimensionet e grimcave që janë pjesë e nanokompositeve janë edhe më pak dhe arrijnë në 10-100 nm.
Konkretizoj - Materialet më të zakonshme të përbërë. Aktualisht, një nomenklaturë e madhe e betonit, e ndryshme në përbërjen dhe pronat. Konkrete moderne janë prodhuar si në matricat tradicionale të çimentos dhe polimer (epoxy, poliestër, fenoloformaldehyde, akrilik, etj). Metalet e qasjes konkrete shumë efikase konkrete. Betoni dekorativ bëhet popullor.
Organoplastikë - Composites në të cilën mbushësit organikë sintetikë janë organike, më rrallë - fibra natyrore dhe artificiale në formën e pajimet, temat, indet, letër, etj. Në OrganetPlastikë Thermosetting, matrica është zakonisht resina epoksi, poliestër dhe fenolike, si dhe polimides. OrganetPlastikë kanë densitet të ulët, ato janë më të lehta se qelqi dhe stilet e karbonit, kanë forcë relativisht të lartë elastik; Rezistencë e lartë ndaj ndikimit dhe ngarkesave dinamike, por, në të njëjtën kohë, forcë të ulët në compression dhe kthesë. Organet më të zakonshme përfshijnë materiale të përbërë prej druri. Sa i përket prodhimit të organoplastikëve, çelikut, aluminit dhe plastikës janë superiore.
Në literaturën e huaj, termat e rinj po bëhen të njohura - biopolimtarë, bioplastikë dhe, në përputhje me rrethanat, biokompozita.
Materialet e përbërë prej druri. Kompostuesit më të zakonshëm të drurit përfshijnë Arbolites, Xylolite, pllaka miqësore me çimento, ngjitur dizajne druri, kompensatë dhe pjesë të betuara, plastika druri, chipboard dhe fibreboard dhe trarëve, mbulesave druri dhe receta, composites termoplastik druri-polimer.
Tekstil me fije qelqi - Materialet e përbërë polimer të përforcuara me fibra qelqi që janë formuluar nga qelqi inorganik i shkrirë. Si një matricë, të dy resins sintetike termosetike (fenolic, epoxy, poliestër, etj) dhe polimere termoplastike (poliamide, polietileni, polistiren, etj.) Përdoren më shpesh si matricë. Tekstil me fije qelqi ka forcë të lartë, përçueshmëri të ulët termike, vetitë e larta izoluese elektrike, përveç kësaj, ato janë transparente për valët e radios. Materiali i shtresuar në të cilin pëlhura e endur nga fibrat e xhamit përdoret si një mbushës quhet tekstil me fije qelqi.
Tërthor - Filler në këto kompozita polimer shërbejnë fibrave të karbonit. Fibrat e karbonit janë marrë nga fibra sintetike dhe natyrore të bazuara në celulozë, kopolimeret e akrilonitralit, vajrat e naftës dhe qymyrit etj. Matricat në trajtime mund të jenë të dy polimere termoSetting dhe termoplastik. Avantazhet kryesore të fibrave të karbonit në krahasim me tekstil me fije qelqi janë densiteti i tyre i ulët dhe një modul i lartë i elasticitetit, karboni i shkarkuar - shumë mushkëritë dhe, në të njëjtën kohë, materiale të qëndrueshme.
Në bazë të fibrave të karbonit dhe matricës së karbonit, krijohen materiale të përbërë të karburanteve - materialet më të sigurta të përbërë rezistente (hidrochplasts karboni) të aftë për të ecur për një kohë të gjatë në lëngje të temperaturës inerte ose reduktimin deri në 3000 ° C.
Boroplasty - Materialet e përbërë që përmbajnë fibra borike si një mbushës, i ngulitur në një matricë polimerike termoikoze, ndërsa fibrat mund të jenë të dy në formën e monofilamentëve dhe në formën e pajime, të endura me fije qelqi ndihmëse ose kaseta në të cilën fijet e mërzitshme janë të ndërthurura me të tjera temat. Përdorimi i boroplastikës është i kufizuar në një kosto të lartë të prodhimit të fibrave të borogo, kështu që ato përdoren kryesisht në teknologjinë e aviacionit dhe hapësirës në detaje që janë të ekspozuara ndaj ngarkesave afatgjata nën mjediset agresive.
Presions (mbulesave). Më shumë se 10,000 pulla të polimereve të mbushura janë të njohura. Mbushësit përdoren si për të zvogëluar vlerën e materialit dhe për t'i dhënë vetitë speciale. Për herë të parë, polimeri i mbushur filloi të prodhonte Dr Babeland (Leo H. Baekeland, SHBA), i cili u hap në fillim të shekullit të 20-të. Metoda e sintezës së fenolformfldehyde (bakelite) rrëshirë. Në vetvete, kjo rrëshirë është një substancë e brishtë, e cila ka forcë të ulët. Babelland zbuloi se shtimi i fibrave, në veçanti, miell druri në rrëshirë para se të ngurtësohet, rrit forcën e saj. Materiali i krijuar prej tij - Bakelit - fitoi popullaritet të madh. Teknologjia e përgatitjes së saj është e thjeshtë: një përzierje e polimerit dhe mbushësit të shtypur pjesërisht - pluhur shtypi - nën presion solidifikohet në mënyrë të pakthyeshme në formë. Produkti i parë serial është bërë sipas kësaj teknologjie në vitin 1916, ky është çelësi i shpejtësisë së automjetit Rolls-Royce. Polimeret e mbushura të termosetimit përdoren gjerësisht në fusha të ndryshme të teknologjisë. Për të mbushur termoSetting dhe polimere termoplastike, përdoren një shumëllojshmëri e mbushësve - miell druri, kaolinë, shkumës, talk, mikë, blozë, tekstil me fije qelqi, fibra basalt etj.
Tekstilet - Plastikë me shtresa të përforcuar me indet nga fibra të ndryshme. Teknologjia e marrjes së teksteve u zhvillua në vitet 1920. Bazuar në rrëshirë fenol formaldehyde. Pëlhura e pëlhurave janë të ngopura me rrëshirë, pastaj shtypur në temperatura të larta, duke marrë pllaka të tekstit ose produkte të formuara. Lidhja në tekstiolite është një gamë e gjerë e termosesetting dhe polimereve termoplastik, dhe nganjëherë lidhësit inorganikë bazuar në silikat dhe fosfatet. Filler përdor indet nga një shumëllojshmëri e gjerë e fibrave - pambuku, sintetike, qelqi, karbon, asbest, basalt etj. Prandaj, vetitë dhe përdorimi i teksteve janë të ndryshme.
Materialet e përbërë me një matricë metalike. Kur krijohet përbërë në bazë të metaleve si një matricë, alumin, magnez, nikel, bakër, etj. Përdoren si një matricë. Filler Shërbyer fibra të forta të forta, grimcat refraktare të shpërndarjes së ndryshme, oksid alumini të ndërprerë, oksid berelli, beroni dhe karbide silic, alumini dhe nitridet e silikonit etj. 0.3-15 mm të gjatë dhe 1-30 mikronë me një diametër prej 1-30 mikronë.
Avantazhet kryesore të materialeve të përbërë me një matricë metalike në krahasim me metalin e zakonshëm (jo të pezulluar) janë: rritja e forcës, rritja e ngurtësisë, rritja e rezistencës ndaj veshjes, rritjes së rezistencës së zvarritjes.
Materialet e përbërë në bazë të qeramikës. Përforcimi i materialeve qeramike nga fibrat, si dhe grimcat metalike dhe qeramike të shpërndara, bën të mundur marrjen e përbërësve me forcë të lartë, megjithatë, gamën e fibrave të përshtatshme për qeramikën përforcuese është e kufizuar nga vetitë e materialit burimor. Shpesh përdoren fibra metalike. Rezistenca ndaj shtrirjes po rritet pak, por rezistenca e ndikimeve termike rritet - materiali është më pak plasaritje kur nxehet, por ka raste kur forca e materialit bie. Kjo varet nga raporti i koeficientëve të zgjerimit termik të matricës dhe mbushësit.
Përforcimi i qeramikës me grimcat metalike të shpërndara çon në materiale të reja (Kermet) me rezistencë më të madhe, rezistenca e goditjeve termike, me përçueshmëri të rritur termike. Nga Kermetat e temperaturës së lartë bëjnë pjesë për turbinat me gaz, pajisje të furrës elektrike, pjesë për raketa dhe pajisje reaktive. Kermets rezistente ndaj veshin janë përdorur për prodhimin prerja e mjeteve dhe detaje. Përveç kësaj, kermets përdoren në fusha të veçanta të teknologjisë - këto janë elementë të karburantit të reaktorëve atomikë të bazuar në oksid uraniumi, materialet e fërkimit për pajisjet e frenimit etj.
Gjatë viteve të fundit, vëmendja e madhe i kushtohet krijimit dhe studimit të të ashtuquajturave multiferroers - materiale që tregojnë pronat e njëkohësisht ferroelektrike dhe ferromagnetike.
Multiferots mund të zbatohen si në formë monofuzore dhe të përbërë. Shumica e materialeve me një fazë të shumëfishtë zbulohen nga vetitë magnetoelektrike në zonat me temperaturë të ulët, kryesisht nën temperatura kriogjenike.
Një alternativë për këto multiferroers praktikisht të pazbatueshme të një faze u gjet në materiale, të ashtuquajturat kompozita, të krijuara artificialisht nga kombinimi i materialeve të dy fazave, për shembull, një kombinim i fazave piezoelektrike dhe piezomagnetike ose fazave të magnetizimit dhe piezoelektrikës. Këto materiale mbajnë strukturat e barazimit të ekuilibrit në temperatura afër dhomës. Ata kanë një efekt të madh magnetoelektrik (i), magnetoostriction dhe fazat piezoelektrike cilësi të mirë dhe lidhen me të ashtuquajturat materiale multifunksionale. Arritja kryesore në prodhimin e multiferots të përbërë sintetike është bërë mjaft e lehtë dhe më e lirë dhe aftësia për të kontrolluar raportin molekular të fazave dhe madhësinë e grurit të çdo faze. Ekziston një problem i lidhur me parandalimin e një reagimi të mundshëm kimik në kufijtë midis fazave ferroelektrike dhe magnetike gjatë sintezës që çon në një humbje, për shembull, vetitë dielektrike. Në përgjithësi, në përbërësit, madhësia e grurit, forma dhe kufijtë midis drithërave janë elementët kryesorë që çojnë në ruajtjen e pronave "prind" të fazave në shfaqjen e pronave të reja. Pra, dihet se rritja e rezistencës kolosale magnetike (CRM), e cila shpjegohet në modelin e tunelit spin-polarizimi, mund të ndodhë paraqitja e shtresave jo-përçuese të barrierave midis kokrrave.
Para meje, atëherë detyrat u vendosën:
1) Njohni veten me literaturën e dedikuar për përbërjen e kompozimeve të mostrës;
2) Studimi i pronave dhe strukturës (LA 0.5 EU 0.5) 0.7 PB 0.3 MNO 3 dhe PBTIO 3;
3) për të sintetizuar në formën polycrystalline PBTIO 3 dhe të rritet një kristal i vetëm (LA 0.5 EU 0.5) 0.7 PB 0.3 MNO 3;
4) Të fillojë studimin e pronave magnetike, magnetoelektrike dhe të tjera (1-x) (LA 0.5 EU 0.5) 0.7 PB 0.3 MNO 3 + XPBTIO 3.
Përbërja quhet materiale të formuara nga dy ose më shumë faza heterogjene dhe posedojnë karakteristika që nuk janë të natyrshme në komponentët origjinalë. Një përkufizim i tillë pasqyron mirë idenë e përbërjes, por është shumë e gjerë, pasi mbulon shumicën dërrmuese të materialeve dhe lidhjeve (për shembull, çelik, gize, beton, etj.). Me sa duket, më e mira do të jetë një tjetër përkufizim: Composites - një kombinim artificial monolit pjesa më e madhe e ndryshme në formën dhe pronat e dy ose më shumë materialeve (komponentëve), me një kufi të qartë të seksionit, duke përdorur përfitimet e secilit prej komponentëve dhe manifest Prona të reja të shkaktuara nga proceset kufitare.
Zakonisht përbërësit janë bazë (matricë) nga një material i përforcuar nga mbushësit nga fibrat, shtresat, grimcat e shpërndara të një materiali tjetër. Kjo kombinon vetitë e forcës së të dy komponentëve. Duke zgjedhur përbërjen dhe vetitë e mbushës dhe matricave, raportin e tyre, orientimin e mbushësit, ju mund të merrni një material me kombinimin e dëshiruar të karakteristikave operacionale dhe teknologjike.
Përbërja ndryshon nga aliazh në faktin se në përbërjen e përfunduar, komponentët individualë mbajnë pronat e natyrshme në to. Komponentët duhet të ndërveprojnë në kufirin e seksionit të përbërë, duke treguar vetëm vetitë pozitive të reja. Ky rezultat mund të merret vetëm nëse pronat e komponentëve kombinohen me sukses në materialin e përbërë, i.e. Kur vepron i përbërë, vetëm pronat e kërkuara të komponentëve duhet të shfaqen, dhe disavantazhet e tyre janë shkatërruar plotësisht ose pjesërisht.
Në këtë mënyrë:
Përbërja që rezulton fiton të reja, pronat më të mira Dhe, prandaj, mund të kryejnë funksione shtesë (materiale multifunksionale);
Karakteristikat e përbërë janë më të mira se komponentët e saj të marra veçmas ose së bashku pa marrë parasysh proceset kufitare;
Veprime komponente të ndara Kompostuesit janë gjithmonë manifestuar në kombinimin e tyre, duke marrë parasysh proceset që ndodhin në kufirin e seksionit të fazës.
Përdorimi aktiv i kompozitave filloi nga fillimi i viteve '70, megjithëse ideja e aplikimit të dy ose më shumë materiale burimore Ndërsa komponentët që formojnë përbërjen e mesme, ka pasur shumë njerëz që merren me materiale.
Qëllimi i krijimit të një përbërjeje është arritja e një kombinimi të pronave që nuk janë të natyrshme në secilën prej materialeve fillestare veç e veç. Kështu, përbërja mund të bëhet nga materialet që vetë nuk i plotësojnë kërkesat. Meqenëse këto kërkesa mund të lidhen me vetitë fizike, kimike, teknologjike dhe të tjera, atëherë shkenca e përbërësve është në kryqëzimin e fushave të ndryshme të njohurive dhe kërkon pjesëmarrjen e kërkuesve të specialiteteve të ndryshme.
Përzgjedhja tradicionale e komponentëve të materialeve dhe të projektimit të strukturës ishin detyra të veçanta. Kur përbërësit filluan të dalin metale dhe lidhjeve nga zona të tilla si avioni, anija dhe industria e automobilave, dizajni industrial dhe zgjedhja e materialeve ishin të lidhura dhe u bënë thjesht aspekte të ndryshme të të njëjtit proces.
Duhet të theksohet se, së bashku me anisotropinë strukturore të përbërë, ka anisotrope teknologjike, e cila ndodh gjatë deformimit plastik të materialeve izotropike, dhe anisotropisë fizike, të natyrshme në, për shembull, kristalet dhe karakteristikat e strukturës së grilës kristal .
Sipas metodës së marrjes, dy lloje të përbërë të dallojnë: artificiale dhe natyrore. Artificial përfshin të gjitha përbërësit e marra si rezultat i futjes artificiale të fazës së përforcimit në matricën, për lidhjet natyrore të eutectic dhe afër tyre. Në përbërësit eutectic, faza e përforcimit është e orientuar nga kristalet fibroze ose lamellare të formuara nga mënyra e natyrshme në procesin e kristalizimit të drejtuar.
Ndërsa kompozitat e reja janë krijuar, llojet "e vjetra" të klasifikimit po zgjerohen dhe mund të ndodhin ato të reja.
Kur studion literaturën në përbërësit magnetikë dhe magnetoelektrik, gjeta përbërësit e mëposhtëm bazuar në oksidet, të cilat sintetizohen dhe studiohen:
1. "MGFE 2 o 3 -Bati 3";
2. "Batio 3 - (NI, ZN) FE 2 O 4";
3. "LA 0.67 ca 0.33 MNO 3 -CUFE 2 o 4";
4. "(LA 0.7 CA 0.3 MNO 3) 1-X / (MGO) X";
5. "LA 2/3 CA 1/3 MNO 3 / Sio 2";
6. "LA 0.7 SR 0.3 MNO 3 / TA 2 O 5".
Pas fizikës së metaleve moderne shpjegoi në detaje arsyet për plasticitetin, forcën dhe rritjen e tyre, filloi zhvillimi intensiv sistematik i materialeve të reja. Kjo ndoshta do të jetë tashmë në të ardhmen e imagjinueshme për krijimin e materialeve me qëndrueshmëri, në shumë sende në rënie të lidhjeve të saj normale sot. Në të njëjtën kohë, shumë vëmendje do t'i kushtohet mekanizmave të njohur për forcimin e çelikut dhe plakjen e lidhjeve të aluminit, kombinimet e këtyre mekanizmave të mirënjohur me proceset e formimit dhe mundësitë e shumta të krijimit të materialeve të kombinuara. Dy shtigje premtuese hapen materiale të kombinuara, të përforcuara nga fibrat ose grimcat e ngurta të shpërndara. Mbyllja në një matricë inorganike metalike ose organike polimer prezantoi fibrat më të mira të forta të bëra prej qelqi, karboni, borin, beryllium, çeliku ose kristale të vetme filamente. Si rezultat i një kombinimi të tillë, forca maksimale është e kombinuar me një modulus të lartë të elasticitetit dhe një densitet të vogël. Është pikërisht materiale të tilla të së ardhmes që janë materiale të përbërë.
Materiali i përbërë - material strukturor (metalik ose jo-metalik) në të cilin ka elemente përforcuese të injektimeve të temave, fibrave ose thekon më shumë materiale të qëndrueshme. Shembuj të materialeve të përbërë: plastike të përforcuar nga borxhi, karboni, fibrat e qelqit, pajimet ose indet e bazuara në to; Alumini, i përforcuar nga temat e çelikut, beryllium. Kombinimi i përmbajtjes volumetrike të komponentëve, është e mundur për të marrë materiale të përbërë me desiccableness të forcës, rezistencës ndaj nxehtësisë, modulin e elasticitetit, rezistencës gërryese, si dhe krijimin e kompozimeve me të nevojshme magnetike, dielektrike, radio thithjen dhe pronat e tjera të veçanta.
2.1. Materialet e përbërë me një matricë metalike.
Materialet e përbërë ose materialet e përbërë përbëhen nga matricë metalike (më shpesh se AL, MG, NI dhe lidhjet e tyre), forcuan fibrat me forcë të lartë (materialet fibroze) ose grimcat e ndara të shpërndara që nuk zgjidhin kryesisht metalin (materialet e shpërndara në forcim). Matrica metalike lidh fibrat (grimcat e shpërndara) në një numër të plotë të vetëm. Fibrat (grimcat e shpërndara) plus një bandë (matricë), të cilat përbëjnë një ose një përbërje tjetër, ka marrë një material të përbërë nga emra.
2.2. Materialet e përbërë me matricë jo metalike.
Materialet e përbërë me një matricë jo metalike janë përdorur gjerësisht. Polimer, karboni dhe materiale qeramike përdoren si matricat jo metalike. Nga matricat polimer, epoxy, fenoloformaldehyde dhe poliamide janë marrë përhapjen më të madhe.
Matricat e qymyrit janë të mbështjellura ose pirun e karbonit janë marrë nga polimeret sintetike që i nënshtrohen pirolizës. Matrica lidh përbërjen, duke i dhënë eformës së saj. Referencat janë fibra: qelqi, karboni, borika, organike, bazuar në kristalet filamentous (oksidet, karbidet, bordes, nitridet dhe të tjerët), si dhe metalin (tela) me forcë të lartë dhe ngurtësi.
Vetitë e materialeve të përbërë varen nga përbërja e komponentëve, kombinimet e tyre, marrëdhënia sasiore dhe forca e marrëdhënieve mes tyre.
Materialet përforcuese mund të jenë në formën e fibrave, pajimet, temat, kaseta, pëlhura multilayer.
Përmbajtja e përfundimit në materialet e orientuara është 60-80. %, në jo të orientuar (me fibra diskrete dhe kristale filamente) - 20-30 rreth. %. Sa më i lartë të jetë forca dhe moduli i elasticitetit të fibrave, aq më i lartë forca dhe ngurtësia e materialit të përbërë. Vetitë e matricës përcaktojnë forcën e përbërjes kur zhvendosen dhe compression dhe rezistencë ndaj shkatërrimit të lodhjes.
Sipas formës së materialeve të qëndrueshme, të përbërë klasifikojnë preokupidet, carb-fibra me fibra të karbonit, fibra e bashkisë së Iorgano-fibrave.
Në materialet e fibrave të shtresuara, temat, kaseta të ngopura me lidhësin, vendosen paralelisht me njëri-tjetrin në planin e hedhjes. Flat gluitore në pllaka. Prona janë marrë anisotropic. Për makinën e punës në produkt, është e rëndësishme të merret parasysh drejtimi i ngarkesave ekzistuese. Ne mund të krijojmë materiale si me isotropic dhe me pronat anisotropike.
Ju mund të vendosni fibra në kënde të ndryshme, duke ndryshuar vetitë e materialeve të përbërë. Nga rendi i shtresave të shtresave në trashësinë e paketës, ngurtësia flexural dhe gjarpëruese e materialit varet.
Zbaton vendosjen e ngurtësimit të tre, katër ose më shumë fijeve.
Përdorimi më i madh ka një strukturë të tre fijeve të ndërsjella në mënyrë reciproke. Reinforcers mund të vendosen në drejtime aksiale, radiale dhe periferike.
Materialet tre-dimensionale mund të jenë çdo trashësi në formën e blloqeve, cilindrave. Indet volumetrike rrisin forcën në ndarjen dhe rezistencën krahasohet me shtresa. Sistemi i katër temave bazohet në dekompozimin e forcimit të diagonaleve të Kubës. Struktura e katër filamenteve është ekuilibri, ka rritur ngurtësinë gjatë zhvendosjes në aeroplanët kryesorë.
Megjithatë, krijimi i materialeve me katër drejtime është më i komplikuar se tre të drejtuara.
3.1. Materiale fibroze të përbërë.
Shpesh, materiali i përbërë është një strukturë e shtresuar në të cilën çdo shtresë është përforcuar nga një numër i madh fibra paralele të vazhdueshme. Çdo shtresë gjithashtu mund të përforcohet nga fibrat e vazhdueshme të endura në pëlhurë, e cila është forma origjinale, në gjerësinë dhe gjatësinë e materialit përkatës përfundimtar. Shpesh fibrat janë derdhur në struktura tre-dimensionale.
Materialet e përbërë dallojnë nga lidhjet konvencionale me kufizime më të larta të rezistencës dhe qëndrueshmërisë (me 50-10%), modulin e elasticitetit, koeficientit të ngurtësimit dhe një prirje të reduktuar për të plasaritur. Përdorimi i materialeve të përbërë rrit ngurtësinë e strukturës duke reduktuar konsumin e saj metalik.
Forca e materialeve të përbërë (fibroze) përcaktohet nga vetitë e fibrave; Matrica në thelb duhet të rishpërndajë tensionet midis elementeve përforcuese. Prandaj, forca dhe moduli i elasticitetit të fibrave është shumë më tepër se forca dhe moduli i elasticitetit të matricës.
Fibrat e ngurtë përforcuese perceptojnë tensionet që dalin në përbërjen gjatë ngarkimit, japin forcë dhe ngurtësi në drejtim të orientimit të fibrave.
Për forcimin e aluminit, magnezit dhe lidhjeve të tyre, borik, si dhe fibrave të përbërë nga komponimet e zjarrtë (karbide, nitride, boride dhe oksidet) që kanë forcë të lartë dhe modulo-fasule. Shpesh përdorin tela çeliku me forcë të lartë si një fibër.
Për përforcimin e titanit dhe lidhjeve të saj, tela molibden, fibra safir, karabit silic dhe titan bordi.
Një rritje në rezistencën e nxehtësisë së lidhjeve të nikelit arrihet nga përforcimi i telave të tyre tungsten ose molibden. Fibrat metalike përdoren në rastet kur kërkohet përçueshmëri e lartë termike dhe përçueshmëri elektrike. Perspektiva Konsulencë Atrightensors për forcën e lartë, dhe materialet e përbërë fibroze oksid janë kristale filamente të oksidit dhe nitride alumini, karabit dhe silikon nitride, karbidebid, etj.
Materialet e përbërë në një bazë metalike kanë urgjencë të lartë dhe të ngrohtë, në të njëjtën kohë ata janë të vegjël. Megjithatë, fibrat në materialet e përbërë zvogëlojnë shpejtësinë e përhapjes së çarjeve që po dalin në matricë, dhe pothuajse tërësisht zhduken shkatërrim të papritur të brishtë. Një tipar dallues i materialeve fibroze uniaxial të përbërë janë anisotropia e vetive mekanike përgjatë dhe në të gjithë fibrat dhe ndjeshmërinë e ulët të tensionit kkoncentrators.
Anisotropia e vetive të materialeve të përbërë fibroze merret parasysh gjatë hartimit të pjesëve për të optimizuar pronat duke koordinuar fushën e rezistencës me fushat e tensionit.
Përforcimi i aluminit, magnezit dhe lidhjeve të titanit nga fibra të vazhdueshme të zjarrtë të boronit, karabit silic, dobrad titan dhe oksid alumini në mënyrë të konsiderueshme rrit rezistencën e nxehtësisë. Një tipar i materialeve të përbërë është shkalla e ulët e zbutjes në kohë me një rritje të temperaturës.
Disavantazhi kryesor i materialeve të përbërë me një përforcim një dhe dy-dimensional është rezistenca e ulët ndaj ndryshimit të interlayer dhe shkëmbit tërthor. Kjo është e privuar nga materialet me përforcim pjesa më e madhe.
3.2. Materialet e përbërë të ngurtë të shpërndarë.
Në kontrast me materialet e përbërë fibroze në materialet e përbërë të shpërndara, matrica është elementi kryesor që mban ngarkesën, dhe grimcat e shpërndara pengojnë dislokimet në të.
Forca e lartë arrihet me një madhësi të grimcave prej 10-500 nm me një distancë mesatare midis tyre 100-500 nm dhe shpërndarjen uniforme të tyre në matricën.
Forca dhe rezistenca e nxehtësisë në varësi të përmbajtjes së vëllimit të fazave forcimin nuk i binden ligjit të additivitetit. Përmbajtja optimale e fazës së dytë për metalet e ndryshme nuk është e njëjtë, por zakonisht nuk kalon 5-10 vol. %.
Përdorimi i përbërësve të qëndrueshëm të fortë si fazat e forcimit (oksidet e toriumit, hafnium, YTTRIA, komponimet komplekse të oksideve të metaleve desiccomic), të cilat i zhbëhen në metalin e matricës, maksimizojnë forcën e lartë të materialit në 0.9-0.95 ton. Në lidhje me këto materiale, përdoret më shpesh si rezistente ndaj nxehtësisë. Materialet komplekse të forta të shpërndara mund të merren në bazë të shumicës së metaleve dhe lidhjeve të përdorura në teknik.
Lidhjet me bazë alumini janë përdorur gjerësisht - SAP (pluhur alumini i sintered).
Dendësia e këtyre materialeve është e barabartë me dendësinë e aluminit, ata nuk janë inferiore ndaj saj në rezistencën e bashkimit dhe madje mund të zëvendësojnë titan dhe rezistente ndaj korrozionit kur veprojnë në gamën e temperaturës prej 250-500 ° C. Për forcë afatgjatë, ata kalojnë lidhjet e deformueshme të aluminit. Forca e gjatë për zhajin SAP-1 dhe SAP-2 në 500 ° C është 45-55 MPa.
Perspektivat e mëdha për materialet e ngurtësuara të nikelit.
Rezistenca më e lartë e nxehtësisë ka lidhje të bazuara në nikel nga 2-3 rreth. % torium ose hafnium tooxide. Matrica e këtyre lidhjeve është zakonisht Ni + 20% CR, NI + 15% MO, NI + 20% CR dhe MO. Përdorimi i gjerë i lidhjeve të BD-1 (nikel, i forcuar nga dioksidi i Toriya), Blov-2 (nikel, forcuar hafnesium dioksid) dhe VD-3 (matrica Ni + 20% CR, forcimi i oksidit të torusit). Këto lidhje kanë rezistencë të lartë të nxehtësisë. Materialet e përbërë të shpërndara, si dhe fibrous, racks për zbutjen me rritjen e temperaturës dhe kohëzgjatjes në këtë temperaturë.
3.3. Tekstil me fije qelqi.
Tekstil me fije qelqi është një përbërje e përbërë nga një rrëshirë sintetike, e cila është një kornizë, dhe filler me tekstil me fije qelqi. Në cilësore, përdoret tekstil me fije qelqi të vazhdueshëm ose të shkurtër. Forca e tekstileve me tekstil me fije qelqi rritet ndjeshëm me një rënie në diametrin e saj (për shkak të inhomogenitaliteteve dhe çarjeve që dalin në seksione të trasha). Vetitë e tekstil me fije qelqi varen nga përmbajtja në përbërjen e tij të alkalit; Treguesit më të mirë për gota premisa tëat.
Tekstil me fije qelqi të padëshiruar përmbajnë fibra të shkurtra si një mbushës. Kjo ju lejon të shtypni detajet e formës komplekse, përforcimin e kosi. Materiali është marrë me karakteristika të forcës izotopike, shumë më e lartë se ajo e pluhurave të shtypit dhe dampolochets. Përfaqësuesit e një materiali të tillë janë tekstil me fije qelqi AG-4B, si dhe DSV (tekstil me fibra të matjes), të cilat përdoren për të përgatitur pjesët elektrike të energjisë, pjesë të inxhinierisë mekanike (spools, vula pompë, etj.). Kur përdoret në poliestra të paparashikuar me cilësi të lartë, premixes PSK (Pasty) dhe PPM-të AP dhe PPM (bazuar në një mat qelqi) janë marrë. Prepregs mund të përdoren për produkte me madhësi të madhe të formave të thjeshta (trupat e makinave, anijeve, korpibrave, etj.).
Fiberet e orientuara kanë një mbushës në formën e fibrave të gjata, të vendosura të orientuara me fije të veçanta dhe lidhës tërësisht të sakta. Kjo siguron forcë më të lartë tekstil me fije qelqi.
Tekstil me fije qelqi mund të veprojë në temperatura nga -60 në 200 ° C, duke sulmuar në kushte tropikale, duke përballuar mbingarkesat e mëdha inerciale.
Kur plakeni për dy vjet, koeficienti i plakjes k \u003d 0.5-0.7.
Rrezatimi jonizues ndikojnë pak në pronat e tyre mekanike dhe elektrike. Nga këto, pjesët janë bërë me forcë të lartë, me përforcim dhe gdhendje.
3.4. Carbolochets.
Karbovolocokes (crawtsts) janë kompozime të përbërë nga një lidhës polimer (matricë) dhe fortensione në fibrat e copëtuara (carbovolocone).
Energji e larte lidhja e C-s Fibrat e karbonit u lejon atyre të mbajnë forcën me shumë temperatura të larta (në neutral dhe restaurative deri në 2200 ° C), si dhe temperatura të ulëta. Nga oksidimi i sipërfaqes së fibrave mbrohet nga veshjet mbrojtëse (pirolitike). Ndryshe nga fibrat e xhamit, karbovoche është e lagur keq nga lidhësi
(Energjia e ulët sipërfaqësore), kështu që ata i nënshtrohen gradës. Në të njëjtën kohë, shkalla e aktivizimit të fibrave të karbonit në mirëmbajtjen e grupit të karboxit në sipërfaqen e tyre rritet. Forca interlayer në zhvendosjen e karbonit të shkarkuar nga 1.6-2.5 herë. Përdoren si TIO, ALN dhe kristalet e mëkatit janë përdorur, gjë që jep një rritje në ngurtësinë e 2 herë dhe forcën 2.8 herë. Strukturat hapësinore të përforcuara aplikohen.
Binders janë polimere sintetike (polimer carb trarëve); Polimere sintetike i nënshtrohen pirolizës (trarëve të karburantit të anuluar); Karboni Pyrolytic (Pyro-karboni karboni gome).
Epoxyfenolic KMU-1L-1L carb rubs, forcimin e karbonit, dhe KMU-1U në parzmore të vizuopned nga kristalet filamentous mund të punojnë për një kohë të gjatë në temperatura deri në 200 ° C.
Bankat KMU-3 dhe CMU-2L Carb janë marrë nga Binder NaopoxyaniLino-Formaldehyde, ato mund të operohen me piperperaturë në 100 ° C, ato janë më teknologjike. KMU-2 karbovoloknitis dhe
CMU 2L bazuar në lidhësin e poliimdies mund të përdoret në temperatura për të
300 ° C.
Carbovolokollët dallohen nga rezistenca e lartë statistikore dhe dinamike e lodhjes, ruajnë këtë pronë në temperaturë normale dhe të lidhur mirë (përçueshmëri të lartë termike të materialit të ndaluar të fibrave në materialin nga fërkimi i brendshëm). Ata janë ujë dhe kimikë. Pas ekspozimit ndaj ajrit të rrezatimit me rreze X dhe epokti nuk ndryshojnë.
Përçueshmëria termike e karburantit të karbonit është 1.5-2 herë më e lartë, kapela e tekstil me fije qelqi. Ata kanë energjinë elektrike: \u003d 0.0024-0.0034 ohm · cm (përgjatë fibrave); ? \u003d 10 dhe tg \u003d 0.001 (në një frekuencë aktuale prej 10 hz).
Carboostech-tekstil me fije qelqi përmban së bashku me xhamin e qymyrit, që redukton përzierjen.
3.5. Gome karboni me matricën e karbonit.
Materialet e kapura merren nga polimericarbvoclasts konvencionale që i nënshtrohen pirolizës në një inert ose restaurues shtëpie. Në një temperaturë prej 800-1500 ° C, karbonizuar, në 2500-3000 ° C trarëve të grafikëve të grafit janë formuar. Për të marrë materiale piroparbon, komplementari është paraqitur në formën e produktit dhe është vendosur në furre, në të cilën kalon hidrokarburet e gaztë (metani). Kur përcaktohet (1100 ° C dhe presioni i mbetur prej 2660 PA), metani dhe formimi i karbonit pirolitik të formuar depozitohen në fibra, duke i shoqëruar ato.
Coke Binder formuar në pyrolysis ka forca të larta me fibër karboni. Në lidhje me këtë, përbërja është e theksuar nga vetitë e larta mekanike dhe ablative, rezistenca e një ndikimi taktik.
Karbovoloknit me një matricë të karbonit të llojit të vlerave grusht-VM të valvulës dhe viskozitetit të shokut 5-10 herë tejkalon grafikët e veçantë; kur nxehet në një atmosferë inerte dhe vakum, ajo mban forcë deri në 2200
° С, në ajër është oksiduar në 450 ° C dhe kërkon një shtresë mbrojtëse.
Koeficienti i fërkimit të një fibre të karbonit me një matricë të karbonit në një tjetër (0.35-0.45), dhe veshja është e vogël (0.7-1 μm për tregtim).
3.6. Borovolokniti.
Borovoloknitis janë kompozime të fibrave të lidhjes polimer dhe të ngurtë.
Borovolokniti karakterizohet nga forca e lartë e compressive, zhvendosja e prerjes, zvarritja e ulët, ngurtësia e lartë dhe modulusi i elasticitetit, përçueshmëria termike dhe përçueshmëria elektrike. Mikrostruktura Cellular Boricolocon siguron forcë të lartë kur zhvendoset në seksionin e ndërfaqes.
Përveç fibrave të vazhdueshme borogo, përdoren mbledhësit komplekse, në të cilat disa fibra paralele borike janë tërhequr nga deklarata e formulueshmërisë. Aplikimi i storeklojeTeoplemblyes procesi teknologjik Prodhim material.
Si matricat për prodhimin e borro-flippers, epoxy-shtoi-shtoi epoxy dhe poliimide. Borovolokniti kmb-1 dhe
KMB-1K janë të dizajnuara për operim afatgjatë në një temperaturë prej 200 ° C; KMB-3 dhe KMB-3K nuk kërkojnë presion të lartë gjatë përpunimit dhe mund të punojnë në një pepperperaturë jo mbi 100 ° C; KMB-2K është operacional në 300 ° C.
Borovoloknitis ka rezistenca të larta të lodhjes, on-line në efektet e rrezatimit, ujit, tretësve organikë dhe materialeve të ndezshme.
3.7. Organizata.
Fermat e organeve janë materiale të përbërë të përbërë nga lidhës polimerikë dhe hartensulars (mbushëse) në fibrat vizizintetike. Materialet e tilla kanë një masë të vogël, forcë dhe ngurtësi relativisht specifike, janë të qëndrueshme me ngarkesat e akumuluara të rastit dhe një ndryshim të mprehtë të temperaturës. Për humbjen e tensionit sintetik të forcës në përpunimin e tekstilit të vogël; Animacional për të dëmtuar.
Vlerat e modulit të modulit elastik dhe temperature të temperaturës së zgjerimit linear të përfundimit dhe lidhësit janë të mbyllura.
Zhvillimi i komponentëve të lidhësit në fibra dhe deciccation kimike mes tyre ndodh. Struktura e materialit është jo-defekt. Pororror nuk është i mbushur me 1-3% (në materiale të tjera 10-20%). Prandaj stabiliteti i vetive teshanike të organiko-fibër me një ndryshim të mprehtë në temperaturë, veprimi i goditjes dhe ngarkesave ciklike. Viskoziteti i lartë i goditjes (400-700ch / mi). Disavantazhi i këtyre materialeve është pikat e forta relativisht të ulëta dhe zvarriten (sidomos për fibrat elastike).
Organizatat janë rezistente B. mjedise agresive dhe në klimën moisturertopike; Vetitë dielektrike janë të larta, dhe përçueshmëria termike është e ulët. Shumica e organizatorëve mund të punojnë për një kohë të gjatë për të operuar 100-150 ° C, dhe në bazë të fibrave poliimide të detyrueshme dhe polyokadiazol - në një temperaturë prej 200-300 ° C.
Në materialet e kombinuara, së bashku me fibrat sintetike, minerale (qelqi, karbovokulare dhe boronolokulare). Materialet e taksave kanë forcë dhe ngurtësi më të madhe.
Aplikacionet e materialeve të përbërë nuk janë të kufizuara. Ata janë në aviacionin për pjesët e ngarkuara me shumë të avionëve (mbulimi, spars, brinjët, panelet, etj.) Dhe motorët (blades icon compressor, etj.), Në \u200b\u200bteknologjinë e hapësirës për nyjet e strukturave të pushtetit të ekspozuar ndaj ngrohjes, për elementet e fortësisë, panelet , në industrinë e automobilave për të lehtësuar prodhimet e trupit, burimet, kornizat, panelet e trupit, bumpers, etj, në industrinë e minierave (instrumenti i shpimit, detajet, etj.), Në \u200b\u200bndërtimet civile (ura, struktura elementare të strukturave të lartësisë së lartë, etj.) Dhe në fusha të tjera të ekonomisë ndërkombëtare.
Përdorimi i materialeve të përbërë siguron një xhaketë të cilësisë së re në rritjen e fuqisë së motorëve, energjisë dhe impianteve të transportit, duke reduktuar masën e makinave dhe instrumenteve.
Teknologjia e marrjes së produkteve dhe produkteve gjysmë të gatshme nga materialet përbërëse është mjaft i zhvilluar.
Materialet e përbërë me një matricë jo metalike, dhe rrezet e karbuara të polimerit të emrit përdoren në industrinë e anijes dhe automobilave (makinat e përqendrimit, shasi, vida të vozitjes); Nga këto, kushinetat, panelet e ngrohjes, pajisjet sportive, pjesë e kompjuterit janë prodhuar. High-modulovarbolochephones janë përdorur për prodhimin e pjesëve të avionëve, pajisje për industrinë kimike, në pajisje X-ray Iroda.
Carb-fibër me matricën e karbonit zëvendësojnë lloje të ndryshme. Ato përdoren për mbrojtje termike, disqet e frenimit të aviacionit, pajisjet kimike rezistente.
Produktet e bëra nga siguresat e boronolit përdoren në aviacionin dhe pajisjet e hapësirës (profilet, panelet, rotorët dhe blades e kompresorëve, blades e vida ITransmetimit boshte të helikopterëve, etj.).
Organisterofits përdoren si një material izolues dhe përbërës në burimet elektrike, pajisjet e avionëve, pajisjet automatike; Nga këto, tuba, tanke për reagentët, veshjet e anijeve dhe të tjera janë prodhuar.
Ads për blerjen dhe shitjen e pajisjeve mund të shihen
Diskutoni avantazhet e vulave të polimereve dhe pronat e tyre mund të jenë në
Regjistrohu kompaninë tuaj në katalogun e ndërmarrjeve
Vendi i përbërë është një teknologji e veçantë e përfaqësuar nga 1C-Bitrix. Qëllimi i zbatimit të kësaj teknologjie është për të përshpejtuar punën e faqes. Vendi i përbërë është i ngarkuar disa herë më shpejt se faqja e zakonshme për 1c-bitrix.
$ Kjo-\u003e SetFramemode (e vërtetë).
$ Kornizë \u003d $ Kjo-\u003e CreateFrame () -\u003e Filloni ();
$ Kornizë-\u003e fund ().
Site e përbërë: çfarë është dhe pse është e nevojshme
Vendi i përbërë është një teknologji e veçantë e përfaqësuar nga 1C-Bitrix. Qëllimi i zbatimit të kësaj teknologjie është për të përshpejtuar punën e faqes. Vendi i përbërë është i ngarkuar disa herë më shpejt se faqja e zakonshme për 1c-bitrix.
$ Kjo-\u003e SetFramemode (e vërtetë). $ Kornizë \u003d $ Kjo-\u003e CreateFrame () -\u003e Filloni ();
$ Kornizë-\u003e fund ().Prezantimi 2.
1. I përgjithshëm Rreth materialeve të përbërë .. 3
2. Përbërja dhe struktura e përbërjes. 5
3. Vlerësimi i matricës dhe përfundimi në formimin e vetive të përbërjes. 10
3.1. Materialet e përbërë me një matricë metalike 10
3.2. Materialet e përbërë me matricën jo metalike 10
4. Materiale Ndertimi - Composites .. 12
4.1. Polimere në ndërtim. 12
4.2. Composites dhe betoni .. 16
4.3. Panele të përbërë prej alumini.
Përfundim. 23.
Lista e referencave .. 24
Në fillim të shekullit XXI, ata kërkojnë materialet e ndërtimit të ardhshëm. Zhvillimi i shpejtë i shkencës dhe teknologjisë e bën të vështirë parashikimin: katër dekada më parë më parë nuk kishte përdorim të gjerë të materialeve të ndërtimit të polimerit dhe përbërësit ishin të njohur vetëm për rrethin e ngushtë të specialistëve. Megjithatë, mund të supozohet se betoni metalik, konkret dhe i përforcuar, qeramika, qelqi, druri, polimeret do të jenë gjithashtu materialet kryesore të ndërtimit. Materialet e ndërtimit do të krijohen në baza të njëjta materiale të papërpunuara, por duke përdorur receta të reja të komponentëve dhe metodave teknologjike, të cilat do të japin cilësi më të lartë operacionale dhe, në përputhje me rrethanat, qëndrueshmëri dhe besueshmëri. Do të ketë përdorimin maksimal të mbeturinave të industrive të ndryshme, produkteve të shpenzuara, mbeturinave lokale dhe në shtëpi. Materialet e ndërtimit do të zgjidhen me kriteret mjedisore dhe prodhimi i tyre do të bazohet në teknologjitë pa mbeturina.
Tashmë, ka një bollëk të emrave të markës të përfundimit, izolimit dhe materialeve të tjera, të cilat, në parim, ndryshojnë vetëm në përbërjen dhe teknologjinë. Kjo rrjedhë e materialeve të reja do të rritet, dhe vetitë e tyre operacionale janë përmirësuar duke marrë parasysh kushtet e ashpra klimatike dhe kursimet e burimeve të energjisë të Rusisë.
Materiali i përbërë është një material inhomogjene i ngurtë i përbërë nga dy ose më shumë komponentë, ndër të cilët mund të izolohen elementët përforcues, duke siguruar karakteristikat e nevojshme mekanike të materialit dhe matricën (ose lidhjen), e cila siguron funksionimin e përbashkët të elementeve përforcuese.
Sjellja mekanike e përbërjes përcaktohet nga raporti i vetive të elementeve përforcuese dhe matricës, si dhe forca e marrëdhënieve ndërmjet tyre. Efikasiteti dhe performanca e materialit varet zgjedhja e duhur Komponentët burimorë dhe teknologjinë e kombinimit të tyre, të dizajnuara për të siguruar një lidhje solide midis komponentëve duke ruajtur karakteristikat e tyre fillestare.
Si rezultat i kombinimit të elementeve përforcuese dhe matricës, formohet një kompleks i pronave të përbërë, jo vetëm duke reflektuar karakteristikat fillestare të komponentëve të saj, por gjithashtu përfshin pronat që nuk janë në komponentë. Në veçanti, prania e kufijve të seksionit ndërmjet elementeve përforcuese dhe matricës rrit ndjeshëm rezistencën plastike të materialit, dhe në përbërjen, në kontrast me metalet, rritja e forcës statike çon në një rënie, por, si rregull , për të rritur karakteristikat e viskozitetit të shkatërrimit.
forca e lartë specifike
ngurtësi e lartë (modulus e elasticitetit 130 ... 140 GPA)
rezistencë të lartë veshin
forca e lodhjes së lartë
nga km është e mundur për të bërë dizajne dimensionale
Për më tepër, klasa të ndryshme të përbërë mund të kenë një ose më shumë avantazhe. Disa përfitime nuk mund të arrihen në të njëjtën kohë.
Disavantazhet e materialeve të përbërë
Shumica e klasave të kompozitave (por jo të gjitha) kanë disavantazhe:
cmim i larte
pronat anisotropy
rritja e ndjeshmërisë së lartë të prodhimit, nevoja për pajisje të posaçme të shtrenjta dhe lëndë të para, dhe për këtë arsye zhvilloi prodhimin industrial dhe bazën shkencore të vendit
Composites - materiale multicomponent të përbërë nga polimer, metalike, karboni, qeramike ose baza të tjera (matricat), fibra të përforcuara nga fibrat, kristalet filamente, grimca të bukura, etj. Duke përzgjedhur përbërjen dhe pronat e fillerës dhe matricës (Binder) Raportet, Orientimi i mbushjes Ju mund të merrni materiale me kombinimin e kërkuar të pronave operacionale dhe teknologjike. Përdorimi i disa matricave në një material (materialet e përbërë polimatum) ose mbushësit e natyrës së ndryshme (materialet hibride të përbërë) zgjerojnë ndjeshëm mundësinë e rregullimit të vetive të materialeve të përbërë. Mbushësit përforcues perceptojnë pjesën më të madhe të ngarkesës së materialeve të përbërë.
Sipas strukturës së mbushësit, materialet e përbërë janë të ndara në fibroz (të përforcuar me fibra dhe kristale filamente), të shtresuara (të përforcuara me filma, pllaka, mbushëse të shtresuara), të shpërndara ose forcim të shpërndarë (me mbushës si grimca të bukura). Matrica në materialet e përbërë siguron monolin e materialit, transmetimin dhe shpërndarjen e tensionit në filler, përcakton ngrohjen, lagështinë, zjarrin dhe kimikën. Rezistencë.
Nga natyra, materiali i matricës dallon nga polimer, metali, karboni, qeramika dhe përbëra të tjera.
Materialet e përbërë të përforcuara me fibra të vazhdueshme me forcë të lartë dhe të lartë të përafruar morën përdorimin më të madh në ndërtim dhe teknologji. Këto përfshijnë: materialet e përbërë polimer bazuar në termoxeting (epoxy, poliestër, fenol-formald., Poliamide, etj) dhe lidhësit termoplastik të përforcuar me xhami (tekstil me fije qelqi), karboni (tekstil me fije qelqi), org. (organoplastikë), borike (boroplastike) dhe fibrave të tjerë; Metal. Materialet e përbërë të bazuara në alotikë al, MG, CU, TI, NI, SG, Borne, Carbon ose CarbidCreen fibrave, si dhe çeliku, molybden ose tungsten tela;
Materialet e përbërë me bazë karboni të përforcuar me fibra të karbonit (materialet e karbonit karbonit); Materialet e përbërë në bazë të qeramikës, të përforcuar me karbon, karbindmement dhe fibra të tjera rezistente ndaj nxehtësisë dhe sic. Kur përdoren fibra të karbonit, qelqit, arama dhe të mërzitur të përfshira në materialin në shumën prej 50-70%, krijohen kompozime (shih tabelën) me UD. Forca dhe moduli i elasticitetit është 2-5 herë më i madh se materialet dhe lidhjet strukturore të zakonshme. Përveç kësaj, materialet e përbërë fibroze janë superiore ndaj metaleve dhe lidhjeve për forcën e lodhjes, rezistencën e nxehtësisë, rezistencën e dridhjeve, thithjen e zhurmës, viskozitetin e shokut, etj. Vetitë. Kështu, përforcimi i lidhjeve të fibrave të Bora përmirëson ndjeshëm karakteristikat e tyre mekanike dhe ju lejon të rrisni operacionin t-en të aliazhit nga 250-300 në 450-500 ° C. Përforcimi i telit (nga W dhe MO) dhe fibrat e komponimeve të zjarrtë përdoren kur krijohen materiale të përbërë me ngrohje të bazuar në NI, CR, CO, TI dhe lidhjet e tyre. Kështu, lidhjet e Ni Rezistent ndaj nxehtësisë të përforcuara me fibra mund të punojnë në 1300-1350 ° C. Në prodhimin e materialeve metalike të përbërë fibroze, aplikimi i një matrice metalike mbi mbushësi kryhet kryesisht nga materiali i shkrirjes së matricës, reshjeve elektrokimike ose spërkatjes. Derdhja e produkteve është kryer ch. ARR. Metoda e ngopjes së një kornizë të fibrave të përforcuara metalike shkrihet nën presion për 10 MPA ose një kompleks fletë metalike (materiale matricë) me fibra përforcuese duke përdorur kodrina, shtypjen, nxjerrjen për përforcim. në matricën e materialit të shkrirjes.
Një nga metodat totale teknologjike të prodhimit të polimerit dhe metalit. Materialet e përbërë fibroze dhe të shtresuara - kristalet e mbushjes në rritje në matricën direkt në procesin e pjesëve të prodhimit. Një metodë e tillë përdoret, për shembull, kur krijohet Eutectic. Lidhjet rezistente ndaj nxehtësisë bazuar në NI dhe CO. Aliazh shkrihet e karabit dhe intermetalic. Gjithëpërfshirës, \u200b\u200bduke formuar kristalet fibroze ose lamellar në kushtet e kontrolluara, çon në forcimin e lidhjeve dhe ju lejon të rrisni t-ru nga operacioni i tyre me 60-80 ° C. Materialet e përbërë me bazë karboni kombinojnë densitetin e ulët me përçueshmëri të lartë termike, kimike. Rezistenca, qëndrueshmëri e madhësive me pika të mprehta T-P, si dhe me një rritje të forcës dhe modulit të elasticitetit kur të nxehtë deri në 2000 ° C në një medium inert. Mbi metodat e prodhimit të materialeve të përbërë karboni-karbonit, shih karbonin e shkarkuar. Materialet e përbërë me forcë të lartë në bazë të qeramikës merren duke përforcuar me mbushëse fibroze, si dhe metal. dhe qeramike. grimcat e shpërndara. Përforcimi i fibrave të vazhdueshme sic lejon marrjen e materialeve të përbërë nga Inc. Viskoziteti, forca flexurale dhe rezistenca e lartë ndaj oksidimit në t-rah lartë . Megjithatë, përforcimi i fibrave të qeramikës nuk çon gjithmonë. Rritja e obligacioneve të saj të forcës për shkak të mungesës së një gjendje elastike të materialit me një vlerë të lartë të modulit elastik të saj. Përforcimi i shpërndarë metal. Grimcat ju lejon të krijoni një qeramiko-metal. Materialet (Kermets) me norma. qëndrueshmëri, përçueshmëri termike, rezistencë ndaj ndikimeve termike. Në prodhimin e qeramikës. Materialet e përbërë zakonisht aplikojnë shtypur nxehtë, duke shtypur me të fundit. Sintering, hedhja e kalimit (shih edhe qeramika). Përforcimi i materialeve të shpërndara metalike. Grimcat çojnë në një rritje të mprehtë të forcës për shkak të krijimit të barrierave për lëvizjen e dislokimeve. Një përforcim i tillë ch. ARR. Aplikoni kur krijoni lidhjet kromonike rezistente ndaj nxehtësisë. Materialet merren nga futja e grimcave të bukura në metalin e shkrirë me të fundit. Përpunimi konvencional i ingots në produkt. Parathënie, për shembull, Tho2 ose Zro2 në aliazh lejon për të marrë lidhje të shpërndara ndaj nxehtësisë, duke punuar për një kohë të gjatë nën ngarkesë në 1100-1200 ° C (kufiri i kapacitetit të punës të lidhjeve të zakonshme të ngrohjes nën të njëjtat kushte të njëjta - 1000-1050 ° C). Drejtimi premtues i krijimit të materialeve të përbërë me forcë të lartë - përforcimi i materialeve me kristale filamente ("USAMI"), të cilat praktikisht janë të dedikuara për defektet në kristale më të mëdha dhe kanë forcë të lartë për shkak të diametrit të vogël. Naib Praktikë. Interesat e Al2O3, BEO, SIC, B4C, SI3N4, ALN dhe kristalet grafit me një diametër prej 1-30 μm dhe një gjatësi prej 0.3-15 mm janë me interes. Përdorni mbushës të tillë në formën e fijeve të orientuara ose materialeve izotropike të shtresuara si letra, kartoni, ndjerë. Materialet e përbërë të bazuara në matricën epoksi dhe tho2 kristalet filamentous (30% sipas peshës) kanë një 0.6 GPA, një modul elastik 70 GPA. Hyrje në përbërjen e kristaleve filamentous mund të japë kombinime të pazakonta të elektrike. dhe Magn. SV-C. Zgjedhja dhe emërimi Materialet e përbërë përcaktohen kryesisht nga kushtet e ngarkimit dhe përdorimi i tyre i pjesëve ose strukturave, tehnol. Mundësitë. Naib Materialet e përbërë polimer janë në dispozicion dhe zotëruar nomenklaturën e madhe të matricave në formën e termoSetting dhe termoplastik. Polimeret sigurojnë një përzgjedhje të gjerë të materialeve të përbërë për operim në rangun nga mohimi. T-P në 100-200 ° C - për organoplastikë, deri në 300-400 ° C - për qelq, qymyrguri dhe boroplastics. Materialet e përbërë me polimer me poliestër dhe matricë epoxy punojnë deri në 120-200 °, me fenol-formaldehyde - deri në 200-300 ° C, poliimid dhe silikoni. - deri në 250-400 ° C. Metal. Materialet e përbërë të bazuara në al, MG dhe lidhjet e tyre të përforcuara me fibra nga B, C, sic përdoren në 400-500 ° C; Materialet e përbërë të bazuara në nyjet e NI dhe C dhe C janë duke vepruar në T-Re deri në 1100-1200 ° C, bazuar në metalet dhe kompleksin e zjarrtë. - deri në 1500-1700 ° C, në karbonin osnbe dhe qeramika - deri në 1700-2000 ° C. Përdorimi i kompozitave si ndërtime., Mburoja e nxehtësisë, antifricults., Radio - dhe elektrike. Et al. Materialet zvogëlojnë masën e dizajnit, përmirësojnë burimet dhe fuqinë e makinave dhe agregateve, krijojnë nyje, pjesë dhe struktura krejtësisht të reja. Të gjitha llojet e materialeve të përbërë përdoren në kim., Tekstile, miniera, metalurgjike. Prom, inxhinieri, transport, për prodhimin e pajisjeve sportive, etj.
