Введение в традиционные материалы. Заключение

Введение в традиционные материалы. Заключение

С пастельюочень приятно работать, и вы увидите результаты почти мгновенно. Поэкспериментируйте с пастельными мелками и пастельными карандашами, их принадлежностями и разными досками и бумагой, чтобы найти наилучший для себя вариант. Хотя пастель достаточно грязный материал, она легко отмывается мылом и водой (включая одежду и пол).

Пастельочень легко переносить, с ней идеально работать на улице, и она быстропокрывает большие области. Её также легко достать. Почти во всех художественных магазинах есть пастель, и вы также можете приобрести богатый выбор цветов онлайн.

Наслаждайтесь!

Виды композиционных материалов. Виды и применение композитных материалов

Эта статья продолжает рассказ о полимерных композитах ,знакомит читателя с композитами на основе металлов и керамическими композитными материалами. Также в ней рассказывается об основных видах применения композитов.

• Органопластики с органическими волокнами естественного и искусственного происхождения. Легче, чем стекло- и углепластики. Отличаются высокой прочностью на удар, но низкой — на растяжение/изгиб. К пластикам этого типа относится, например, кевлар.
• Текстолиты, изготовленные из матрицы из полимера и тканей различной природы в качестве наполнителя. Некоторые текстолиты изготавливаются с матрицей из неорганических веществ (силикатов, фосфатов). Свойства материалов очень разнообразны, зависят от вида волокон ткани. Волокна производят из хлопка, асбеста, базальта, стекла, искусственных материалов и пр.
• Полимеры с порошковым заполнением (полиэтилены, полипропилены, смолы с различными наполнителями, например, тальком, крахмалом, сажей, карбонатом кальция и пр.) — разработано уже более 10 тыс. видов пластиков этого типа. Обратите внимание, что у нас можно купить различные наполнители и другое необходимое сырье для изготовления композитов.

Композиты на основе металлов

Металлокомпозиты изготавливают на основе многих цветных металлов, например, меди, алюминия, никеля. Для наполнения берутся волокна, устойчивые к высоким температурам, не растворяющиеся в основе. Чаще всего используются металлические волокна или монокристаллы из оксидов, нитридов, керамики, карбидов, боридов. Благодаря этому получаются композиты, гораздо более огнестойкие, прочные и износоустойчивые, чем исходный чистый металл.

Керамические композиты

Керамические композиты изготавливают методом спекания под давлением исходной керамической массы с добавлением волокон или частиц. В качестве наполнителей чаще всего применяются металлические волокна — получаются керметы. Они отличаются устойчивостью к тепловому удару, высокой теплопроводностью.

Керметы используются для производства износоустойчивых и термостойких деталей, например, газовых турбин, электропечей. Также они востребованы для изготовления режущего инструмента, деталей тормозных систем, тепловыделяющих стержней для атомных реакторов.

Применение композитов

Композитные материалы уже сейчас используются практически во всех областях производства. Их применяют:

• в строительстве;
• производстве безопасных и бронированных стекол для транспортных средств, витрин и дверей;
• медицинских протезов;
• покрытий для кухонных столов и основы для электронных плат;
• деталей и корпусов бытовых приборов;
• оконных рам и многого другого.

Это интересно: композиты с экстремальными свойствамивостребованы в самолето-, авто-, судо- и ракетостроении. Они нужны при производстве деталей для космических аппаратов, атомных станций, спортивного инвентаря (например, легких и прочных велосипедов). Применяются для изготовления элементов приборов и оборудования, эксплуатирующихся в агрессивных средах и при высоких температурах.

Какие наполнители используют для упрочнения композиционных материалов. Стеклянные волокна

Существуют стеклянные наполнители разнообразного состава, в виде волокна различного диаметра — непрерывного или штапельного, стеклонитей и стекложгутов различной толщины, тканей разнообразного плетения — плоских и объемных, стекломатов и стекло- холстов различной толщины и плотности.

Непрерывное стеклянное волокно изготавливают из расплавленной стекломассы путем быстрого вытягивания струи на выходе из фильер до диаметра 2—40 мкм и более. Короткие волокна получают либо разрезкой непрерывных волокон (рубленое волокно), либо распылением расплавленной стекломассы на выходе из фильер струей пара, воздуха или горячих газов (штапельное волокно). Непрерывные стеклянные волокна обладают значительно большей прочностью, чем штапельные, и чаще применяются в производстве изделий, предназначенных для высоконагруженных конструкций.

Свойства стеклянных волокон во многом определяются их составом. В зависимости от основного назначения могут быть получены волокна с высокими показателями объемного и поверхностного электрического сопротивления, обладающие одновременно высокой прочностью (алюмоборосиликатное стекло Е), волокна с повышенной прочностью (ВМП, S- 994), волокна с повышенным модулем упругости (ВМ, УМ -31 -А), волокна с большей, чем у ^-стекла, стойкостью к действию кислот (марки С), волокна, содержащие свинец, для радиационной защиты (марки L) и др. Освоено промышленное изготовление тугоплавких волокон (кварцевых, кремнеземных).

Структура стеклянных волокон зависит от условий рафинирования стекла в плавильной ванне перед вытяжкой, температуры вытяжки, степени кристалличности и других факторов. В результате быстрого охлаждения при вытягивании (скорость охлаждения измеряется сотнями градусов в секунду) в непрерывных стеклянных волокнах фиксируется структура высокотемпературного наиболее однородного и рыхлого расплава стекла. Поэтому плотность, модуль упругости, коэффициент термического расширения, удельная теплоемкость и показатель преломления стеклянных волокон несколько ниже, чем у массивного стекла. Такая структура волокон является неравновесной и при термообработке стремится приблизиться к структуре массивного стекла. Этот процесс получил название уплотнение стеклянных волокон. В процессе уплотнения плотность, модуль упругости и другие свойства волокон приближаются к свойствам массивного стекла.

Высокая прочность стеклянных волокон заложена в самой природе стекла: теоретически рассчитанное разрушающее напряжение при растяжении стекла составляет 10 000—14 000 МПа в случае многокомпонентных составов и 25 000 МПа для плавленого кварца.

Композиционные материалы актуальность. Исследовательская работа “Композитные материалы”

Аннотация

Композит – многокомпонентный материал, состоящий из пластичной основы (матрицы) и армирующего наполнителя, придающего композиту прочность и жесткость.

Сочетание разнородных веществ приводит к созданию нового материала, свойства которого качественно и количественно превосходят свойства его составляющих. Многие композиты опережают по своим полезным свойствам традиционные материалы и сплавы и в то же время они легче. Использование композитов позволяет увеличить прочность конструкции, снизить вес и увеличить долговечность.

После того как современная физика металлов подробно разъяснила нам причины их пластичности, прочности и ее увеличения, началась интенсивная систематическая разработка новых материалов. Это приведет, вероятно, уже в вообразимом будущем к созданию материалов с прочностью, во много раз превышающей ее значения у обычных сегодня сплавов. При этом большое внимание будет уделяться уже известным механизмам закалки стали и старения алюминиевых сплавов, комбинациям этих известных механизмов с процессами формирования и многочисленными возможностями создания комбинированных материалов. Два перспективных пути открывают комбинированные материалы, усиленные либо волокнами, либо диспергированными твердыми частицами. У первых в неорганическую металлическую или органическую полимерную матрицу введены тончайшие высокопрочные волокна из стекла, углерода, бора, бериллия, стали или нитевидные монокристаллы. В результате такого комбинирования максимальная прочность сочетается с высоким модулем упругости и небольшой плотностью. Именно такими материалами будущего являются композиционные материалы.

Объектом исследования являются композитные материалы, а именно карнизные блоки, перильные ограждения, композитные опоры, полимерные трубы, футерованные колодцы, шумозащитные экраны, геоматериалы, лотки, ЛОС/КНС, стеклопластиковые колодцы, композитные трубы. Предметом исследования является технология производства композиционных материалов. Цель исследования – изучить композиционные материалы их свойства и технологию производства.

Задачами исследования являются:

1. Рассмотреть технологию производства композиционных материалов.
2. Рассмотреть композиционные материалы и их свойства.

Результаты и выводы. Изучая композиционные материалы, их свойства и технологию производства, ненароком начинаешь задумываться о будущем.

Уже невозможно представить автомобиль без композиционных материалов. Области применения композиционных материалов многочисленны. Кроме авиационно-космической, ракетной и других специальных отраслей техники, они могут быть успешно применены в энергетическом турбостроении, в автомобильной и горнорудной, металлургической промышленности, в строительстве и т.д. Диапазон применения этих материалов увеличивается день ото дня и сулит еще много интересного. Можно с уверенностью сказать, что это материалы будущего.

Композиционные материалы встречаются нам везде, во всей нашей повседневной жизни. Сидите дома, а вокруг вас окружает один из самых простейших видов композиционных материалов – железобетон. Пошли в гараж, отопление в котором проведено армированными трубами. Выезжаете на машине, у которой бампера из стеклопластика, не говоря уже о поршнях, шатунах, покрышках, тормозных колодках и т.д. Соберётесь на рыбалку, как же обойтись без суперлёгкой и прочной углепластиковой удочки. А если вас заберут в армию, бронежилеты, броня для танков, приклады автоматов, всё состоит из композиционных материалов.

Композиционные материалы доклад. Доклад: Композиционные материалы (композиты)

Министерство общего и профессионального

образования РФ

Кемеровский государственный университет

Кафедра маркетинга

РЕФЕРАТ

По дисциплине: Тост

По теме: Композиционные материалы (композиты)

Выполнил:

студент группы

Проверила:

Кемерово

1999

План

1. Композиционные материалы – материалы будущего.

2. Типы композиционных материалов.

2.1. Композиционные материалы с металлической матрицей.

2.2. Композиционные материалы с неметаллической матрицей.

3. Классификация композиционных материалов.

3.1. Волокнистые композиционные материалы.

3.2. Дисперсно-упрочненные композиционные материалы.

3.3. Стекловолокниты.

3.4. Карбоволокниты.

3.5. Карбоволокниты с углеродной матриццей.

3.6. Бороволокниты.

3.7. Органоволокниты.

4. Экономическая эффективность применения композиционных материалов.

5. Список литературы.

1. Композиционные материалы – материалы будущего.

После того как современная физика металлов подробно разъяснила нам причины их пластичности, прочности и ее увеличения, началась интенсивная систематическая разработка новых материалов. Это приведет, вероятно, уже в вообразимом будущем к созданию материалов с прочностью, во много раз превышающей ее значения у обычных сегодня сплавов. При этом большое внимание будет уделяться уже известным механизмам закалки стали и старения алюминиевых сплавов, комбинациям этих известных механизмов с процессами формирования и многочисленными возможностями создания комбинированных материалов. Два перспективных пути открывают комбинированные материалы, усиленные либо волокнами, либо диспергированными твердыми частицами. У первых в неорганическую металлическую или органическую полимерную матрицу введены тончайшие высокопрочные волокна из стекла, углерода, бора, бериллия, стали или нитевидные монокристаллы. В результате такого комбинирования максимальная прочность сочетается с высоким модулем упругости и небольшой плотностью. Именно такими материалами будущего являются композиционные материалы.

Композитные материалы пример. Структура композитных материалов

Композитные соединения состоят из двух основных частей. Первая – это матрица, вторая – это наполнитель. Новые композитные вещества превосходят привычно используемые материалы по прочностным, механическим характеристиками и выгодно отличаются по массе, имея легкий вес.

Для примера композитных материалов можно привести клееную фанеру.

По своей структуре композитные материалы можно разделить на несколько групп:

• Волокнистые.
• Дисперсноупрочненные.
• Упрочненные частицами.
• Нанокомпозиты.

Волокнистые композиты – это материалы, улучшение свойств которых производится волокнами или нитевидными кристаллами. Например, кирпич с соломой. Незначительное введение добавки наполнителя приводит к появлению новых, уникальных свойств.

А, к примеру, добавка электропроводящих волокон придает материалу новое свойство – проводить электрический ток.

Если композитный материал имеет слоистую структуру, то в нем матрица и наполнитель располагаются слоями. Примером можно привести стекло, покрытое слоями полимерных пленок.

Другие представители композитных материалов имеют структуру, которая представлена матрицей и наполненными ее частицами, отличающимися по размерам.

• упрочненные материалы имеют 20-25% частиц, размер которых составляет более 1 мкм,
• дисперсноупрочненные – 1-15% частиц, размер которых составляет 0,01-0,1 мкм.
• нанокомпозитные же материалы, имеют частицы, размер которых составляет – 10-100 нм.

Полимерные композитные материалы

Полимерные композитные материалы (ПКМ), имеют в качестве своей базы полимерную основу-матрицу. Это самый многочисленный вид КМ. Их применение позволило значительно снизить вес и улучшить эксплуатационные характеристики многих вещей. Так, к примеру, применение ПКМ при изготовлении искусственного спутника земли привело к снижению его веса, а облегчение на1 кгдает экономию в 1000 долларов.

Стеклопластики

Полимерные композиты, армирование которых проводят стеклянными волокнами. Данные волокна получают формированием при нагревании неорганического стекла. В качестве матрицы выступают фенольные, эпоксидные смолы или термопластичные полимеры.

Материалы характеризуются: прозрачностью к радиоволнам, прочностью и электроизоляцией, низкой теплопроводностью.

Стеклопластики – это дешевый и доступный материал, его применяют в приборостроении, судостроении, строительстве, при изготовлении спортивных товаров.

Углепластики

В данных КПМ наполнителями служат углеродсодержащие волокна, которые «добывают» из натуральных или искусственно созданных волокон.

Матрицей также служит термореактивный или термопластичный полимер.

Преимущества: низкая плотность, высокий коэффициент упругости, они легкие по массе, но в тоже время очень прочные, хорошо проводят электрический ток.

Применяются в авио-, машино- и ракетостроении, а также при производстве космической техники, спортивных товаров, медицинских протезов.

Боропластики

Матрица – термореактивный полимер.

Наполнитель – борные волокна, борные жгуты.

Борные волокна имеют большую прочность при сжатии, чем волокна других материалов. Поэтому и получаемые с их использованием материалы обладают отличными прочностными, износостойкими характеристиками, а также характеризуются инертностью к агрессивным средам. Но в тоже время, им свойственна хрупкость, что вводит определенные ограничения на использование.

Есть у данных ПКМ еще один минус – высокая цена, по данной причине область их использования достаточно узкая. Применяются главным образом только при изготовлении деталей, которые используются при высокой нагрузке и требует высокой надежности.

Органопластики

Основа – преимущественно используют эпоксидные, полимерные, фенольные смолы.

Наполнитель – искусственные или натуральные волокна. Волокна используются в виде нитей или жгутов, а также «полотен» - ткани, бумаги. Объем наполнителя составляет 40-70%.

Отличаются низкой плотностью, легкостью. Имеют высокую прочность. Отличное сопротивление к ударам, а также устойчивость к динамическому воздействию, нагрузкам. Но при всем при этом их прочность при изгибе и сжатии мала.

Применяются при машино-, авио-, судостроении, космической и авиационной технике, производстве спорт инвентаря и радиоэлектроники.

Полимеры наполненные порошками

В наше время применяют дешевые наполнители, такие как каолин, для термопластичной/термополимерной матрицы. Данные соединения используют для изготовления электроизоляционных материалов, труб. Сажу применяют для наполнения при изготовлении резин.

Текстолиты

Это полимерные материалы, имеющие слоистую структуру и применяемые для изготовления, например кухонных поверхностей, в качестве армирующего элемента используют ткани.

Композиционные материалы на металлической основе. 1 Композиционные материалы

Композиционный материал ( композит, КМ ) — искусственно созданный неоднородный сплошнойматериал, состоящий из двух или болеекомпонентовс четкой границей раздела между ними. В большинстве композитов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу и включенные в нее армирующие элементы. В композитах конструкционного назначения армирующие элементы обычно обеспечивают необходимые механические характеристики материала (прочность, жесткость и т.д.), а матрица (или связующее) обеспечивает совместную работу армирующих элементов и защиту их от механических повреждений и агрессивной химической среды.

Механическое поведение композиции определяется соотношением свойств армирующих элементов и матрицы, а также прочностью связи между ними. Эффективность и работоспособность материала зависят от правильного выбора исходных ком­понентов и технологии их совмещения, призванной обеспечить прочную связь между компонентами при сохранении их первоначальных характеристик.

В результате совмещения армирующих элементов и матрицы образуется комплекс свойств композиции, не только отражающий исходные характеристики его компонентов, но и включающий свойства, которыми изолированные компоненты не обладают. В частности, наличие границ раздела между армирующими элементами и матрицей существенно повышает трещиностойкость материала, и в композициях, в отличие от однородныхметаллов, повышение статической прочности приводит не к снижению, а, как правило, к повышению характеристик вязкости разрушения.

Для создания композиции используются самые разные армирующие наполнители и матрицы. Это —гетинакситекстолит(слоистые пластики из бумаги или ткани, склеенной термореактивным клеем), стекло- и графитопласт (ткань или намотанное волокно из стекла или графита, пропитанные эпоксидными клеями),фанера… Есть материалы, в которых тонкое волокно из высокопрочных сплавов залито алюминиевой массой.Булат — один из древнейших композиционных материалов. В нем тончайшие слои (иногда нити) высокоуглеродистой стали «склеены» мягким низкоуглеродным железом.

В последнее время материаловеды экспериментируют с целью создать более удобные в производстве, а значит — и более дешёвые материалы. Исследуются саморастущие кристаллические структуры, склеенные в единую массу полимерным клеем (цементы с добавками водорастворимых клеев), композиции из термопласта с короткими армирующими волоконцами и пр.

Композиционные материалы на металлической основе. 1 Композиционные материалы.

Механическое поведение композиции определяется соотношением свойств армирующих элементов и матрицы, а также прочностью связи между ними. Эффективность и работоспособность материала зависят от правильного выбора исходных компонентов и технологии их совмещения, призванной обеспечить прочную связь между компонентами при сохранении их первоначальных характеристик.

В последнее время материаловеды экспериментируют с целью создать более удобные в производстве, а значит — и более дешёвые материалы. Исследуются саморастущие кристаллические структуры, склеенные в единую массу полимерным клеем (цементы с добавками водорастворимых клеев), композиции из термопласта с короткими армирующими волоконцами и пр.

Некоторые из этих разработок включают:

• Саморастущие композиции из полимеров и металлов
• Композиции из термопласта с армирующими волоконцами
• Материалы на основе карбонатных полимеров
• Композиции из металлических волокон

В результате этих разработок были созданы материалы с улучшенными свойствами, такими как:

• Увеличенная прочность
• Увеличенная ударопрочность
• Увеличенная термостойкость
• Увеличенная коррозионная стойкость

Это открывает новые возможности для применения композиционных материалов в различных отраслях, включая аэрокосмические, автомобильный, строительный и медицинский секторы.