Композиционные материалы определение

Из изложенного выше следует, что смачиваемость связующим углеродных частичек должна быть ограничена определенными пределами для формирования структуры из агрегатов частичек, образующих каркас композиционного материала. В этом состоит важная задача поисков путей образования лиофильно-лиофобных структур на поверхности углеродных порошков. [c.151]

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 [36]. Основными компонентами композиционного материала являются полимерная основа (матрица) и наполнитель (дисперсный или волокнистый). При введении наполнителя требуется соблюдать критическую степень (оптимум) наполнения, соответствующую не только максимальному улучшению физико-механических свойств, но и высокой химической стойкости [37, 38, с. 32—35 39]. При выборе компонентов и определении их необходимого содержания в композиции следует учитывать форму и размер частиц наполнителя, возмож- [c.15]

При рассмотрении релаксационных свойств полимеров, напол-.ненных минеральными наполнителями, нами было установлено существование суперпозиции данных о концентрации наполнителя. Преимущество такого подхода заключается в том, что он основан на общих теоретических положениях и не связан с выбором какой-либо определенной модели структуры композиционного материала и с необходимостью специального учета взаимодействия на границе раздела фаз и существования переходных слоев. В работе [c.228]

Коэффициент линейного расширения композиционного материала с порошкообразным наполнителем с достаточной степенью точности (рис. 11.6) может быть определен исходя из аддитивности свойств компонентов. [c.76]

Полимеры перед определением в них металлов отделяют от наполнителей, добавки экстрагируют из полимерной композиции, затем озоляют по ГОСТ 15973—82 и анализируют зольный остаток спектрально-эмиссионным или атомно-адсорбционным методом [26, гл. 20]. Обнаружение металлов в неорганических наполнителях проводят теми же методами после отделения полимерной основы композиционного материала и органических добавок. [c.26]

Если при анализе работы композиционного материала его локальные объемы считают однородными и эквивалентными в пределах определенных допущений, то осредняют напряжения и деформации в объемах на промежуточном уровне 5. На уровнях б и 5 выводят расчетные формулы для определения механических характеристик композиционных материалов. [c.14]

Формула (7) была предложена для определения диаметра волокон в армированных пластиках с повышенной стойкостью к образованию трещин. Следовательно, применение волокон с оптимальным диаметром позволяет не только увеличить прочность, но и, повышая стойкость к образованию трещин, улучшить герметичность композиционного материала. [c.21]

Попытки установить зависимости между механическими характеристиками изделий и компонентов, входящих в состав композиционного материала, многочисленны, но предлагаемые формулы не всегда удобно применять в инженерной практике. Кроме того, при выводе формул обычно принимаются во внимание лишь соотношения между некоторыми характерными свойствами (прочность, модуль упругости, коэффициент Пуассона), которые считаются определяющими [42, с. 41]. Однако нельзя не принимать во внимание различия в релаксационном характере свойств различных компонентов пластиков. Необходимость учета большого числа факторов в ряде случаев затрудняет создание расчетных формул общего вида [54]. Иногда целесообразны расчетные формулы частного характера, справедливые для какого-либо определенного состава композиции. Примерами могут служить приближенные зависимости для расчета стеклопластиков, в которых использованы маты, непрерывные волокна или ткани [55, с. 1 56, с. 43]. [c.24]

Тензометрический способ применим и для определения остаточных напряжений, возникающих в слоистых пластиках и в изделиях, армированных сферическими элементами, элементами в форме стержней и др. В этом случае проволочные тензометры наклеивают на внутреннюю сторону модели арматуры, выполненной в виде тонкостенного элемента определенной формы, которая помещается в объем композиционного материала. Напряжения,, возникающие при отверждении и охлаждении материала, определяют по показаниям тензометров. Тонкостенный элемент с тензометрами предварительно тарируют по температуре и давлению [17—21]. Остаточные напряжения можно определять и с помощью линейных проволочных металлических или с минеральным покрытием тензометров диаметром 10—15 мкм [22, 23]. Проволочный тензометр с покрытием выполняет роль датчика, имитирующего одновременно волокнистый наполнитель. При отверждении связующего и охлаждении изделия датчик испытывает сжимающие радиальные напряжения сТрад и сжимающие осевые напряжения Оос- Поскольку в условиях эксперимента материал датчика деформируется упруго, средняя осевая деформация его равна [c.53]

На рис. 6.12 кривая I проходит ниже границы, определяемой формулой Тернера. Это объясняется тем, что при фр выше какой-то определенной величины композиционный материал ведет себя так, как если бы стеклянный наполнитель образовывал непрерывную фазу. Такое значение фр называют границей непрерывной фазы наполнителя (Р-фазы) (см. рис. 6.6). В первом приближении при этом 7с=Ур или более точно [c.270]

При изучении и прогнозировании горючести полимерных композиционных материалов необходимо прежде всего знать, как ведут себя при горении отдельные компоненты, входящие в их состав. Каждый компонент, входящий в состав композиции, является ли он поли.мером, органическим или неорганическим веществом, вносит определенный вклад в горючесть композиции в целом. Хотя присутствие негорючих компонентов может оказывать заметное влияние на горючесть полимерных композиций, однако решающее влияние на характер процесса горения и скорость потери массы при горении композиционного материала оказывает природа и количество полимера. [c.320]

Кривые напряжение—деформация, изохронные либо полученные при наклонном ступенчатом возбуждении, неоценимы для определения эффективности усиления высокомодульных наполнителей в композиционных материалах. Обычно это оценивается совершенно несвязанными измерениями модуля (как правило, на изгиб при малых деформациях) и прочности (либо на растяжение, либа на изт иб) композиционного материала и полимерной матрицы, но суммарная экспериментальная ошибка и известный разброс данных прочности могут сделать конечную оценку ненадежной. Другой способ представляет нам точная кривая напряжение — деформация. Она дает как модуль, так и прочность из одного эксперимента и явную визу- [c.100]

Совместимость полимеров — термин, используемый в технологии переработки полимеров и отражающий возможность получения композиционного материала путем смешения двух или более высокомолекулярных компонентов, обладающего определенным комплексом свойств. Она не является постоянной величиной для данной пары полимеров и зависит от условий получения смеси полимеров, их природы, молекулярной массы и от присутствия в системе других ингредиентов [1, с. 10]. К критериям совместимости относят механическую однородность, оптическую прозрачность, наличие одной Тс и гомогенность на субмикронном уровне. [c.9]

Для различных связующих и наполнителей толщина межфазных слоев колеблется от десятков до сотен нанометров. Толщина МФС дает возможность оценивать интенсивность взаимодействия поверхности наполнителя с полимером. Знание величины Фн.кр необходимо также и для определения концентрационной зависимости модуля упругости композиционного материала, инвариантной относительно природы наполнителя, если вместо Ф использовать отношение ф /фн кр Ф [c.174]

Часто особенности технологии изготовления изделий, специфика условий их эксплуатации или экономические соображения вынуждают изготовителя вводить в состав композиционного материала компоненты, плохо совместимые или вообще не совместимые с полимерной основой и другими ингредиентами композита. Применительно к полимерным пленкам наиболее часто подобная ситуация возникает при введении красителей (пигментов), стабилизаторов и других добавок, выбор которых ограничен требованиями достижения определенного эксплуатационного свойства готового изделия даже в ущерб другим характеристикам материала. [c.88]

Адгезия между матрицей и наполнителем определяет качество композиционного материала. Существуют прямые и косвенные методы определения этого показателя. К прямым относятся оп- [c.22]

В то же время очевидно, что должен существовать предел соотношений стекловолокна и клеящей среды, обеспечивающий оптимальные характеристики композиционного материала. При увеличении относительного содержания полимерного связующего в материале наступает закономерное снижение прочности вместе с уменьшением количества стеклянных волокон, в основном воспринимающих нагрузку при приложении напряжения. При уменьшении же количества полимерного связующего ниже определенного предела прочность материала также уменьшается вследствие недостаточной склейки всех волокон и нарушения условий, обеспечивающих совместную работу обоих компонентов. Аналогичным образом соотношение компонентов влияет и на упругие свойства стеклопластиков. [c.286]

Предположим, что образец, изготовленный из композиционного материала, находится под воздействием каких-либо нагрузок и представляет интерес определение возникающих в нем напряжений. На первый взгляд может показаться, что можно пойти по такому пути посредством стендовых испытаний определяем эффективные характеристики композита. Затем с помощью численного интегрирования обсчитываем напряжения в материале с такими характеристиками. [c.21]

Подводя итог параграфа, заключаем, что учет конкретных свойств, в частности свойств симметрии, области периодичности, позволяет существенно уменьшить объем работы по определению локальных и эффективных характеристик композиционного материала (см. также [261). [c.226]

Детальное сравнение контактных характеристик в статических и динамических условиях проведено по результатам исследования двух порошков близкой дисперсности (фторопласт Ф-30 и полиэтилен) и их смеси в объемном соотношении 1 1. Кроме определения прочности на разрыв (см. табл. III.2) для них построены линии предела текучести (рис. III.5) и измерены углы естественного откоса а (а=48 2°С, 49 3°С, 42+5°С для фторопласта Ф-30, полиэтилена и их смеси соответственно). Эти данные показывают, что в статических условиях сила контактного взаимодействия и интегральные реологические характеристики, зависящие одновременно от контактного взаимодействия и внутреннего трения, для смеси ниже, чем для отдельных компонентов. В динамических условиях все контактные и реологические параметры композиционного материала хуже (относительно технологии переработки), чем у исходных порошков выше значения наибольшей вязкости г]о и предельного напряжения сдвига Ро (см. табл. III.1), больше сила контактного взаимодействия (см. табл. III.2). [c.118]

Хорошее ламинарное смешение достигается лишь тогда, когда в смесителе расплав полимера подвергается большой суммарной деформации. При зтом удается существенно уменьшить композиционную неоднородность материала по сечению канала. Однако особенность профиля скоростей в экструдере заключается в том, что суммарная деформация, накопленная частицами жидкости, зависит от местоположения частиц. Следовательно, степень смешения по сечению канала неодинакова. А значит, и по сечению экструдата следует ожидать определенную композиционную неоднородность. Количественной мерой этой неоднородности могут быть функции распределения деформаций Р (у) и f (у) йу. Проанализируем эти функции для экструдера с постоянной глубиной винтового канала червяка, используя простую изотермическую модель, описанную в разд. 10.2 и 10.3. В гл. 12 рассмотрен процесс смешения в пласти-цирующем экструдере, в котором плавление полимера влияет на вид функций распределения. [c.406]

Выбор источника излучения обусловлен материалом и толщиной полуфабриката или изделия, а также используемым индикатором излучения. Характерные области применения некоторых источников излучения, имеющие наибольшее распространение, указаны в табл. 7.12. Для каждого материала и источника излучения существует предельная толщина просвечивания и рекомендуемый режим просвечивания [1, 2]. Чем больше толщина контролируемого объекта, тем более жесткое излучение (с большей энергией квантов) надо использовать. Часто для сравнения говорят о предельной толщине просвечивания по стали , что объясняется широким применением сплавов железа в качестве конструкционного материала и легкостью определения по этому значению предельных толщин для полуфабрикатов из других материалов. При организации радиационного контроля качества должен учитываться и экономический фактор, в частности сравнительно низкая стоимость радиоизотопных источников. Получающие все большее применение во всех отраслях промышленности пластмассы, синтетические и композиционные материалы обычно имеют малый линейный коэффициент ослабления ц. Для увеличения эффективности взаимодействия при их контроле используют низкоэнергетические излучения. [c.315]

Для объяснения сложных механических свойств высокоанизотропных полимерных сеток необходимо иметь простое модельное представление об организации и взаимодействии структурных элементов и об их деформировании. Подобные модельные представления будут полезны при дальнейших исследованиях, в которых придется ограничиться примерами отдельных структурных моделей, поверхностно их касаясь или исключая большую часть других. В этом разделе будут описаны предложенные формы структурных элементов и типы их взаимодействия на основе теорий деформирования композиционного материала. Подобные теории разработаны с учетом поведения при малых деформациях. Они могут быть распространены на теории прочности только в случае определения критериев ослабления, которые становятся эффективными в случае справедливости определенной теории деформирования. [c.43]

Рассмотрим способы экспериментального определения коэффициентов Fi и Рц для случая плоского напряженного состояния (обобщенного), реали.зуемого в тонких пластинах п оболочках из композиционного материала. Если принять плоскость нагружения (деформирования) за плоскость Оа а а ось Оа направить перпендикулярно плоскости Оа а , то уравнение (2.91) в развернутом виде для рассматриваемого случая запишется в таком виде (учитывается сидшетрия (2.90)) [c.91]

После определения конструкции композита - выбора компонентов и распределения их функций, приступают к решению наиболее сложной задачи изготовлению композиционного материала, вк.тючающему выбор геометрии армирования (например, различного рода плетения) и наиболее эффективного технологического метода соединения компонентов композита друг с другом (например, золь-гель методы, методы порошковой металлургии, методы осаждения-напыления и другие). Однако основная сложность заключается не в сборке отдельных компонентов композита, а в образовании между ними прочного и специфического соединения. При этом большую роль играет предварительный анализ фаничных процессов, происходящих в системе. Межфазное взаимодействие оказывает влияние на прочность связи компонентов, возможность химических реакций на границе и образование новых фаз, формируя такие характеристики композита, как термостойкость, устойчивость к действию агрессивных сред, прочность и дру гие важные экс-штуатационные характеристики нового материала. Осуществление кон-тpOJ я не только за составом, но и за структурой требует развития теории, которая позволила бы предсказать, как будет влиять то или иное изменение на свойства композита. Когда стало расти число возможных комбинаций матрицы и армирующих волокон, а простое слоистое армирование начало усту пать место армированию сложными переплетениями, исследователи стали искать пути, позволяющие избежать чисто эмпирического подхода. Задача состоит в том, чтобы по характеристикам волокна (частиц и др.), матрицы и по их компоновке заранее предсказать поведение композита. [c.12]

В итоге мол<но сказать, что адгезионные и лр угне физи-ко-механическне свойства металлизированных пластмасс определяются структурой и свойствами промежуточного слоя , который является наиболее ответственным элементом композиционного материала — металлизированной лластмассы. От его надежности зависит надежность всего металлизированного изделия, состоящего из трех основных частей пластмассовой основы, выполняющей роль несущей конструкции, металлического покрытия, служащего защитной оболочкой, и промежуточного слоя, связывающего все в единое изделие. Но оценить надежность довольно сложная задача, поэтому на практике ограничиваются лишь определением наиболее важного и представительного параметра, а именно прочности связи. Для этого существует довольно много способов. Применяют и методы термоударов (термошоков), когда готовое изделие попеременно нагревают и охлаждают, после чего осматривают — не появились ли вздутия, трещины, отслаивания покрытия. Используют и более прямые разрушающие методы отслаивания и отрыва металлического покрытия от пластмассы (рис. 12). Чаще всего пользуются наиболее простыми, в смысле применяемой аппаратуры, методами отслаивания. [c.41]

Следует уточнить, что понимают под вяжущими свойствами йдких стекол. Это уровень прочности искусственного камня, лученного при твердении цемента на основе жидкого стекла идкое стекло+тонкодисперсные порошки+добавки различного значения), или композиционного материала на основе жидкого екла или-жидкого стекла с отвердителем. Вяжущие свойства йдкого стекла отождествляют также со значением его адгезии подложкам различной природы. Применительно к жидкому еклу способ определения вяжущих свойств никак не стандарти- [c.185]

Систематизация имеющихся в литературе определений композиционных материалов является чрезвычайно сложной задачей. Главная проблема при этом заключается в разделении монолитных или простых материалов и композиционных или гетерофаз-ных. Решение этой проблемы подобно ответу на вопрос, когда чисто выбритый мужчина превращается в бородатого — это зависит от произвольного выбора критериев. В случае полимерных материалов этот вопрос становится еще более запутанным, если вспомнить, что в британском стандарте В 1755 1951 слово композиционный материал использовано при определении пластических масс. И хотя в новом стандарте В 1755 ч. 1 (1967) 1201 это определение изменено и слово композиционный опущено, четкое определение композиционных материалов отсутствует. Характерно, что ни Британский Институт стандартов, ни Американское Общество по испытаниям материалов не дают в своих терминологических словарях специального определения композиционным материалам. В большинстве определений, встречающихся в различных источниках [5—И], общим является требование такого комбинирования различных материалов в композиционном материале, которое дает новый материал более сложной структуры, но в котором его компоненты сохраняют свою индивидуальность. Некоторые авторы [7—9] добавляют также, что новый материал дол- [c.16]

ЭТОГО, если неэффективная длина волокон очень мала, а разброс прочности волокон велик, из теории наиболее слабых связей можно сделать вывод, что прочность композиционного материала может быть больше, чем рассчитанная по правилу смеси с использованием средней прочности волокон, определенной при обычной длине между зажимами [91]. Для карбопластиков, однако, было установлено [99], что их реальная прочность ниже, чем рассчитанная экстраполяцией прочности волокон к очень короткому расстоянию между зажимами с использованием модели невзаимодействующих жгутов волокон. Это свидетельствует о том, что в исследованных материалах наблюдается значительное взаимодействие между разрывами отдельных волокон. В табл. 2.5 приведены типичные показатели прочности некоторых экспериментальных и промышленных композиционных материалов с непрерывными волокнами. [c.114]

Если наполнитель представляет собой мат из рубленого волокна, то вследствие более или менее равномерного распределения волокон в плоскости листа можно получить почти одинаковые значения модуля упругости во всех направлениях. Однако определенная часть волокон вносит незначительный вклад в модуль упругости в каком-нибудь определенном направлении, так как они располагаются под большими углами к этому направлению. Поэтому модуль упругости композиционного материала с хаотическим распределением армирующего наполнителя при одинаковой степени наполнения меньше, чем композиционных материалов с однонаправленным или двухосноориентированным армирующим наполнителем (коэффициент эффективности Крэнчела в [c.192]

Определение напряженно-деформированного состояг ййя замкового соединения из композиционных матеря--- [c.27]

Процесс полимеризации и склеивания изделий из стеклопластика и углепластика сопровождается большим количеством различных физико-хнмичесюгх реакц 1 и агрегатными превращениями вехнества. Композиционным материалам, из которых создаются полимеры, присуще изменение их свойств под влиянием внешних воздействий [1]. Чаще всего формирование конечной структу ры полимерного материала с приданием ему определенных физических и химических свойств происходит одновременно с получением геометрической формы готового изделия. [c.222]

Вопросы управления формированием фазовых контактов внешне приобретают значение на такой стадии карбонизации, на которой происходит почти полное превращение прослоек дисперсионной среды и вещества сольватных оболочек в высококарбонизированный материал, что имеет место в прокаленных нефтяных коксах и композиционных материалах, а также в таких видах нефтяного углерода, которые получены при достаточно высоких температурах (сажи, углеродные волокна, пирографит и др. ). На самом же деле, они тесно связаны с решением вопросов управления формированием коагуляционных и точечных контактов на ранних стадиях процесса карбонизации, предшествующих началу образования фазовых контактов на более поздних, высокотемпературных стадиях процесса. Более того, формирование фазовых контактов, начиная с определенной глубины карбонизации,протекает параллельно с продолжающимся [c.111]