Композитний або композиційний матеріал. Композиційні матеріали

19

Особливості проектування та впровадження виробів з км

При проектуванні, виготовленні та впровадженні виробів з композиційних матеріалів на основі волокнистих наповнювачів (вкм) не обходимо враховувати ряд особливостей, властивих цьому класу матеріалів:

А) анізотропія фізико-механічних характеристик вкм.

Якщо традиційні матеріали (сталь, чавун), а також дисперсно-зміцнені км володіють ізотропністю властивостей, то вкм мають яскраво виражену анізотропію характеристик. При значній відмінності характеристик волокнистої арматури і матриці співвідношення між характеристиками вкм в різних напрямках може варіювати ся в широких межах: від 3-5 разів до 100 разів і більше.

Б) при проектуванні конструкцій, споруд з традиційних матеріалів конструктор має справу з напівфабрикатами у вигляді листо вого, профільного прокату, лиття і т.д. З гарантованими постачальнику ком властивостями. Його завдання полягає у виборі відповідних напівфабрикатів, визначенні геометрії, виходячи з функціонального призначення, і способів з’єднання окремих деталей. Завдання технолога-забезпечити задану форму, розміри і якість з’єднання конструктив них елементів. Аналіз процесів, що протікають на всіх етапах створення напівфабрикату, отримання матеріалу з необхідним рівнем харак теристик відноситься до компетенції матеріалознавців. Склалося вре менное і організаційний поділ процесу отримання виробів з традиційних матеріалів на три етапи:

матеріалознавчий — отримання матеріалу з необхідними ха рактеристиками;

конструкторський — проектування виробів конструкцій;

технологічний — виготовлення виробів і машин.

Ці етапи рознесені за часом і можуть вважатися не пов’язаними між собою, якщо конструктор керується характеристиками матеріалу, досягнутими матеріалознавцями, і має загальні уявлення ня про рівень сучасних технологій.

Виготовлення конструкцій з км відбувається, як правило, за одну технологічну операцію зі створенням матеріалу. При цьому синхрон але з виготовленням конструкції протікають складні фізико-хімічні і теплофізичні процеси, пов’язані з утворенням структури і агрегатними перетвореннями матриці, взаємодією її з армуючим матеріалом. Їм супроводжують механічні явища, прямо впливають на властивості матеріалу і несучу здатність композитних деталей, на утворення в ній дефектів в ненавантаженому стані. тому конструктор, що проектує вироби з км, повинен знати і враховувати при розробці матеріалознавчі принципи створення км і технологічні прийоми отримання виробів з км. Технолог без конструкторських знань за умовами навантаження і експлуатації создавае мого вироби з вкм не може виготовити вироби, ефективно використовуючи відмінності км від традиційних матеріалів, тому що властивості км залежать від структурно-геометричних факторів (об’ємного змісту армуючих волокон і матриці, кількості і розташування шарів і ін.), які заздалегідь не відомі. Тому підхід повинен бути кін структурсько-технологічним, а це визначає організаційні взг беності виробництва виробів з км .

В) у зв’язку з тісним взаємозв’язком етапів виготовлення конструк цій з км — створення матеріалу, конструкцій і технології отримання — більш ефективно стає використовувати спеціалізовані кб, мають конструкторський і технологічний потенціал, оснащені обчислювальною технікою і потужним, але гнучким досвідченим производ ством, тому як всі конструктивні рішення необхідно відпрацьовувати вать на дослідних зразках виробів. Такий похід в організації виробництва повинен бути в кожній галузі, де км знаходять широке при міненіе: в будівництві, на транспорті, в авіації, хімічному ма шинобудуванні, електротехнічної промисловості та ін., тому що пред являемие до них вимоги сильно розрізняються.

Г) при конструюванні деталей з полімерних км необхідно враховувати їх недоліки:

Малу зсувну міцність;

Невисокі характеристики при стисненні;

Підвищену повзучість;

Порівняно низьку теплостійкість пкм.

Особливу увагу слід приділити з’єднанням виробів з пкм у зв’язку з малою зсувної і контактної міцністю.

Д) незважаючи на великий інтерес до питань граничного состояя ня, надійних методик, що дозволяють визначити запаси міцності конструкційних елементів з км , немає. У зв’язку зі складністю про блем, пов’язаних з міцністю виробів з км, зростає значення ви бору методів при обробці результатів експериментальних випробувань ний.

В даний час оцінка міцності конструкцій з км складається з комплексу випробувань, що включають:

100% випробування експлуатаційними навантаженнями;

Вибіркові випробування з доведенням конструкції до ня.

Гарантію якості та успішне проходження цих двох видів випробувань забезпечує стабільність технологічних процесів.

В останні роки на перший план виходить індивідуальна оцінка міцності кожної деталі за допомогою неруйнівних методів випробування ня — ультразвук, акустична емісія та ін.

Е) 14 визначення допусків і посадок на деталі з км .

Оскільки формування поверхонь у виробах з км відбувається різними способами (намотування, пресування, викладка і т.д.) і вони найчастіше не піддаються механічній обробці, то система до пусків і вимоги до чистоти поверхні повинні будується вельми гнучко. Аналогічний підхід повинен бути і до регламентації розкиду маси, пов’язаної з розкидом параметрів вихідних матеріалів і їх співвідношенням в км, появою в ході технологічного процесу обсягів, що розрізняються по орієнтації наповнювача, і т. Д.

Ж) 14 перехід на км при виготовленні машинобудівної продукції зачіпає питання деталізації вузлів машин. Оскільки матеріал кон струмується під конкретні деталі, які в подальшому небажано піддавати механічній обробці, то, природно, постає питання стикування окремих деталей. Методи, прийняті при виготовленні нді аналогічних вузлів машин з металів, в даному випадку або ма лоеффектівни, або взагалі неприйнятні. У зв’язку з цим целесооб різно виготовляти з км цілком вузол, раніше розчленовується на ряд деталей, які потім збиралися в виріб за допомогою рознімних або нероз’ємних з’єднань. Цей напрямок досить ефективно, тому скорочуються трудовитрати і енерговитрати , хоча скорочення опе рацій вимагає перебудови технологічного обладнання і процесу виробництва.

Наприклад, в сша в 1970 р в масове виробництво легкових ав томобілів була впроваджена передня панель з прорізом під облицювання радіатора, вперше виготовлялася з листового км . Крім зниження ня маси на 50%, було досягнуто значне скорочення розхо дов за рахунок об’єднання декількох деталей в одну. Ця цілісна панель виключила безліч операцій листового штампування, механіче ської обробки на верстатах і збірки, усунула пов’язані з ними штам пи, форми і верстатні затискні пристосування. Вона об’єднала 16 листових штампувань і відлитих під тиском деталей в одну деталь з км . У 1979 р.на більш ніж 35 моделях легкових автомобілів стали застосовувати передні панелі з км , що включають корпуси і гнізда фар, стоянкових ліхтарів, стоп-сигналів, сигналів повороту і габаритних вогнів.

З) необхідна зміна підходів до визначення економічної ефективності застосування км . Як правило, економічний ефект від застосування км утворюється у «споживача» у вигляді підвищення шакті ко-технічних, експлуатаційних характеристик виробу, його довговічності, ремонтопридатності і т. П. Тому економічний ефект можна визначити тільки при використанні системного підходу, вчи тывающего всі складові загального ефекту від заміни традицій ного матеріалу на км , і переходу на нову технологію при виго нді деталей або конструкцій в цілому.

Тільки індивідуальний підхід з урахуванням зазначених особливостей робить перехід до використання км замість металів ефективним і перспективним, що розкриває новіГоризонти для розвитку і со вершенствованія техніки.

класифікація композиційних матеріалів

за типом армуючих наповнювачів сучасні км можуть бути розділені на дві групи:

Дисперсно-зміцнені;

Волокнисті.

дисперсно-зміцнені композитні матеріали (дукм) являють собою матеріали, в матриці яких рівномірно розподілені дрібнодисперсні частинки, які покликані виконувати роль зміцнюючої фази. дисперсні частинки наповнювача вводять в матрицю спеціальними технологічними прийомами. Частинки не повинні активно взаємодіяти з матрицею і не повинні розчинятися в ній аж дотемператури плавлення. у цих матеріалах основне навантаження сприймає матриця, в якій за рахунок армуючої фази створюється структура, утрудняю щая рух дислокацій. Дисперсно-зміцнені км-ізотропні. Їх застосовують в авіації, ракетобудуванні та ін.зміст дисперсної фази становить ~5-7% (трубки, дроту, фольга, прутки і т. П.).

Механізм зміцнюючої дії від включення дисперсних частинок в матриці, відрізняється для різних типів дукм.

1) дисперсно-зміцнені композиційні матеріали » пластична матриця-крихкий наповнювач»

Для цього типу матеріалів матриця може бути представлена, наприклад, наступними металами: al, ag , cu , ni , fe , co , ti . В якості наповнювача найчастіше вибираються сполуки з оксидів (al 2 o 3 ; sio 2 ; cr 2 o 3 ; tho 2 ; tio 2), карбідів (sic ; tic ), нітридів (si 3 n 4 ; aln ), боридів (tib 2 ; crb 2 ; zrb 2).

На підставі дослідних даних можуть бути сформульовані наступні вимоги до матеріалу наповнювача, що забезпечують найбільш ефективне його використання в якості зміцнюючої фази. Він повинен володіти:

Високою тугоплавкістю ( t пл . > 1000 ° з);

Високою твердістю і високим модулем пружності;

Високою дисперсністю (питома поверхня-s уд 10 м 2 / г);

Повинна бути відсутня коалесценція (злиття) дисперсних частинок в процесі отримання і експлуатації;

Повинно мати місце низьке значення швидкості дифузійних частинок в металеву матрицю.

механізм зміцнення композиційні матеріали «пластична матриця – крихкий наповнювач» .

Зміцнення йде по дислокаційному механізму: якщо відстань між частинками досить, то дислокація під дією дотичного напруги вигинається між ними, її ділянки змикаються за кожною часткою, утворюючи навколо частинок петлі. В областях між дислокаційними петлями виникає поле пружних напруг, що утрудняє проштовхування нових дислокацій між частинками (рис. 1). Цим досягається підвищення опору зародженню (ініціювання) тріщини.

рис. 1. схематичне зображення процесу формування дислокаційних петель в пластичній матриці:

1 – дисперсні частинки; 2 – лінії дислокацій; 3 – дислокаційні петлі; 4 – поле пружних напруг;

D – розмір частинки наповнювача; l – відстань між сусідніми частинками наповнювача;

Τ — напрямок дії дотичних напруг.

отримання композиційних матеріалів «пластична матриця – крихкий наповнювач» .

У загальному випадку послідовність технологічних операцій для отримання дукм типу «пластична матриця-крихкий наповнювач» є наступною:

А) отримання композитного порошку;

Б) пресування;

В) спікання;

Г) деформація напівфабрикату;

Д) відпал.

2) дисперсно-зміцнені композиційні матеріали» тендітна матриця – пластичний наповнювач »

Структура таких дукм представлена керамічною матрицею з рівномірно розподіленими в ній дисперсними металевими частинками наповнювача. Ці композити відносяться до класу керметів . Відстань між сусідніми частинками задається шляхом варіювання їх об’ємної частки, а ефект від армування може проявлятися при вмісті частинок 15-20% обсягу.

В якості керамічної фази можуть використовуватися тугоплавкі оксиди і деякі тугоплавкі неоксидні сполуки: al 2 o 3, 3al 2 o 3 2sio 2 , cr 2 o 3 , zro 2 , tho 2 , y 2 o 3 , si 3 n 4 , tin , zrn, bn , zrb 2 , tib 2 , nbb 2, hfb 2 . В якості металевої фази-fe , co , ni , si , cu, w , mo , cr , nb , ta, v , zr , hf, ti . Вибір кожної конкретної керметной пари для отримання композиту обумовлений можливістю створення стабільної межі розділу в результаті твердофазного взаємодії при температурі, що не перевищує температуру плавлення найбільш легкоплавкої складової пари, або температуру утворення евтектичного розплаву.

механізм гальмування руйнування композиційних матеріалів » тендітна матриця-пластичний наповнювач» .

Процес руйнування таких композитів умовно можна розділити на дві стадії. На першій стадії в ході навантаження спочатку ініціюється крихке руйнування в матрицевследствие підвищеної концентрації напряженійна мікронеоднородностях її структури: мікропорах, межах зерен, великих неравноосних зернах. При досягненні деякого критичного рівня напруг відбувається старт тріщини.

На другій стадії поширюється тріщина взаємодіє з пластичними металевими частинками (рис. 2): у її вершини діють максимальні напруги, які призводять до деформації, подовження і розриву металевих частинок. При цьому робота руйнування даного композиту істотно зростає в порівнянні з такою характеристикою для неармованого матеріалу. Це відбувається за рахунок витрат енергії тріщини на роботу пластичної деформації всіх частинок, що потрапляють у фронт тріщини. В результаті опір розвитку тріщини підвищується, оскільки її береги перекриваються «містками зв’язку» з пластичного металу.

рис. 2. ілюстрація процесу гальмування руйнування в крихкій матриці:

1 – металеві частинки перед фронтом тріщини; 2 — » містки зв’язку » утворені деформованими

Металевими частинками; 3 – зруйновані металеві частинки; 4 – береги тріщини; σ р – розтягуючі напруги

отримання композиційних матеріалів «тендітна матриця – пластичний наповнювач» .

Послідовність технологічних операцій, що використовуються для отримання:

А) отримання композиційної порошкової суміші;

Б) введення в суміш органічної зв’язки;

В) пресування;

Г) видалення органічної зв’язки;

Д) спікання;

Е) механічна обробка.

Для забезпечення пресованості (додання пластичності) суміші порошків компонентів вводять органічну зв’язку шляхом змішування з розчином будь-якої органічної речовини (полівініловий спирт, полівінілбутіраль , етиленгліколь, каучук та ін.) з подальшим сушінням для видалення розчинника. В результаті виконання цієї операції кожна частка порошкової суміші покрита тонким шаром пластифікатора. Тоді при додатку тиску пресування до порошкової суміші, засипаної в прес-форму, відбувається зв’язування її частинок по прошарках пластифікатора. Після, шляхом термообробки виробів у вакуумі або в порошковій засипці з глинозему або сажі, відбувається видалення сполучної речовини при температурі термодеструкції або згоряння (300 – 400 ° с). Після видалення органічної зв’язки частинки в обсязі вироби утримуються переважно за рахунок сил тертя. Температура спікання композиту лімітується температурою спікання керамічної матриці. Воно проводиться в нейтральних газових середовищах (аргон, гелій) або в вакуумі. У разі необхідності спечений матеріал піддають механічній обробці за допомогою алмазного інструменту.

Волокнисті км можна класифікувати за типом армуючого наповнювача. При їх виготовленні в якості арматури застосовуються високоміцні скляні, вуглецеві, борні, органічні волокна, металеві дроти, ниткоподібні кристали ряду карбідів, оксидів, нітридів та ін.

Армуючі матеріали використовуються у вигляді моноволокон, ниток, джгутів, сіток, тканин, стрічок, полотен. Волокнисті км можна розрізняти також за способом армування: орієнтоване і стохастичне (випадкове). У першому випадку композити мають чітко вираженою анізотропією властивостей; у другому — квізіізотропни . Об’ємна частка наповнювача в волокнистих км становить 60-70%.

За типом матриці композити розрізняють:

Полімерні (пкм);

Металеві (мкм );

Керамічні (ккм);

вуглець-вуглецеві (уукм).

полімерні композитні матеріали – це гетерофазні композиційні матеріали з безперервною полімерною фазою (матрицею), в якій хаотично або в певному порядку розподілені тверді, рідкі або газоподібні наповнювачі. Ці речовини заповнюють частину обсягу матриці, скорочуючи тим самим витрата дефіцитного або дорогої сировини, і (або) модифікують композицію, надаючи їй потрібні якості, обумовлені призначенням, особливостями технологічних процесів виробництва і переробки, а також умовами експлуатації виробів. До них відносяться переважна більшість пластмас , гум, лакофарбових матеріалів, полімерних компаундів, клеїв та ін.

Залежно від типу полімерної матриці розрізняють наповнені реактопласти, термопласти (по ліетилен, полівінілхлорид, капрон і ін.), синтетичні смоли (поліефірні, епоксифенольні і ін.) і каучуки. залежно від типу наповнювача пкм ділять на дисперсно-наповнені пластики (наповнювач — дисперсні частинки різноманітної форми, в т. Ч. Подрібнене волокно), армовані пластики (містять зміцнюючий наповнювач безперервної волокнистої структури), газонаповнені пластмаси, масло-наповнені каучуки; за природою наповнювача наповнені полімери поділяють на асбопластики (наповнювач-азбест), графіто-пласти (графіт), деревні шаруваті пластики (деревний шпон), склопластики (скловолокно), вуглепластики (вуглецеве волокно), органопластики (хімічні волокна), боропластики (борне волокно) та ін, а також на гібридні, або поливолокнистые пластики (наповнювач-комбінація різних волокон).

За способом виготовлення пкм можна розділити на отримані: викладкою, намотуванням , пултрузією, пресуванням і ін.

Композитом називають суцільний неоднорідний матеріал, який був штучно створений з декількох компонентів з різними фізичними і хімічними властивостями. Механічні характеристики композитного матеріалу визначає співвідношення властивостей матриці і армуючих елементів, а також міцність їх зв’язку, яка забезпечується при правильному виборі вихідних компонентів і способі їх суміщення.

найбільш примітивним композитним матеріалом є цеглини з соломи і глини, якими користувалися ще стародавні єгиптяни.

Найчастіше композитом називають матеріали на основі смоли або полімерних матриць. Для виготовлення композитних матеріалів використовуються фенольні, епоксидні, вінілефірні, поліефірні та поліпропіленові полімери. Армуючими речовинами при виготовленні композитів виступають сипучі речовини і волокна. Міцність матеріалу залежить від кількості смоли – чим її менше, тим він міцніше. Сьогодні для досягнення ідеальних пропорцій всіх компонентів в композитному матеріалі постійно вдосконалюється технологія формування.

Методи формування композитних матеріалів

У процесі формування матриця композитного матеріалу об’єднується з його армуючим речовиною, в результаті чого можна виготовити той чи інший виріб. Термореактивні полімерні матриці в процесі формування проходять через хімічну реакцію затвердіння. Термопластичні полімерні матриці в процесі формування розплавляються і застигають в заданій формі. Даний процес зазвичай проходить в кімнатної температури і нормального тиску.

найпоширенішим композитом сьогодні вважається цемент з металевою арматурою або асфальтобетон.

Також існує контактне (ручне) формування, яке має ряд серйозних недоліків. У виробі, сформованому цим методом, міститься підвищена кількість смоли, що робить його більш крихким. Крім цього, при ньому складно досягти ідеальних пропорцій матриці і армуючого речовини, а також дотримати товщину вироби, уникнувши при цьому внутрішніх повітряних ходів.

Процес вакуумного формування передбачає використання відкритої оснастки, в яку поміщаються компоненти композиту, накриваються силіконовою мембраною або полімерною плівкою. Потім на оснащення в умовах атмосферного тиску і підвищеної температури накладають вакуум.

1. Композиційні або композитні матеріали-матеріали майбутнього.

Після того як сучасна фізика металів детально роз’яснила нам причини їх пластичності, міцності та її збільшення, почалася інтенсивна систематична розробка нових матеріалів. Це призведе, ймовірно, вже у уявному майбутньому до створення матеріалів з міцністю, у багато разпревишающей її значення у звичайних сьогодні сплавів. При цьому велика увага буде приділятися вже відомим механізмам загартування сталі і старіння алюмінієвих сплавів, комбінаціям цих відомих механізмів з процесами формування і численними можливостями створення комбінованих матеріалів. Два перспективних шляхи відкривають комбіновані матеріали, посилені або волокнами, або диспергованими твердими частинками. Вперше в неорганічну металеву або органічну полімерну матрицю введені найтонші високоміцні волокна зі скла, вуглецю, бору, берилію, сталі або ниткоподібні монокристали. В результаті такого комбінування максимальна міцність поєднується з високим модулем пружності і невеликою щільністю. Саме такими матеріалами майбутнього є композиційні матеріали.

Композиційний матеріал – конструкційний (металевий або неметалевий) матеріал, в якому є підсилюють його елементи у вигляді ниток, волокон або пластівців більш міцного матеріалу. Приклади композиційних матеріалів: пластик, армований борними, вуглецевими, скляними волокнами, джгутами або тканинами на їх основі; алюміній, армований нитками сталі, берилію. Комбінуючи об’ємний вміст компонентів, можна отримувати композиційні матеріали з необхіднимизначеннями міцності, жароміцності, модуля пружності, абразивної стійкості, а також створювати композиції з необхідними магнітними, діелектричними, радіопоглинаючими та іншими спеціальними властивостями.

2. Типи композиційних матеріалів.

2.1. Композиційні матеріали з металевою матрицею.

Композитні матеріали або композиційні матеріали складаються з металевої матриці (частіше al, mg, ni і їх сплави), зміцненої високоміцними волокнами (волокнисті матеріали) або тонкодисперсними тугоплавкими частинками, що не розчиняються в основному металі (дисперсно-зміцнені матеріали). Металева матриця пов’язує волокна (дисперсні частинки) в єдине ціле. Волокно (дисперсні частинки) плюс зв’язка (матриця), складові ту чи іншу композицію, отримали назву композиційні матеріали.

2.2. Композиційні матеріали з неметалевою матрицею.

Композиційні матеріали з неметалевою матрицею знайшли широке застосування. Як неметалевих матриць використовують полімерні, вуглецеві та керамічні матеріали. З полімерних матриць найбільшого поширення набули епоксидна, фенолоформальдегідна і поліамідна.
Вугільні матриці коксовані або піровуглецеві отримують з синтетичних полімерів, підданих піролізу. Матриця пов’язує композицію, надаючи їй форму. Зміцнювачами служать волокна: скляні, вуглецеві, борні, органічні, на основі ниткоподібних кристалів (оксидів, карбідів,боридів, нітридів та інших), а також металеві (дроту), що володіють високою міцністю і жорсткістю.

Властивості композиційних матеріалів залежать від складу компонентів,їх поєднання, кількісного співвідношення і міцності зв’язку між ними.
Армуючі матеріали можуть бути у вигляді волокон, джгутів, ниток, стрічок, багатошарових тканин.

Зміст упрочнителя в орієнтованих матеріалах становить 60-80 об. % , в неорієнтованих (з дискретними волокнами і ниткоподібними кристалами) – 20-30 об. %. Чим вище міцність і модуль пружності волокон, тим вище міцність і жорсткість композиційного матеріалу. Властивості матриці визначають міцність композиції при зсуві і стисненні і опір втомному руйнуванню.

По виду упрочнителя композитні матеріали класифікують настекловолокніти, карбоволокніти з вуглецевими волокнами, бороволокніти іоргановолокніти.

У шаруватих матеріалах волокна, нитки, стрічки, просочені сполучною, укладаються паралельно один одному в площині укладання. Плоскі слоісобіраются в пластини. Властивості виходять анізотропними. Для работимеріала в виробі важливо враховувати напрямок діючих навантажень. Можна створювати матеріали як з ізотропними, так і зАнізотропними властивостями.
Можна укладати волокна під різними кутами, варіюючи властивості композиційних матеріалів. Від порядку укладання шарів по товщині пакета залежать згинальні і крутильні жорсткості матеріалу.

Застосовується укладання упрочнителей з трьох, чотирьох і більше ниток.
Найбільше застосування має структура з трьох взаємно перпендикулярних ниток. Зміцнювачі можуть розташовуватися в осьовому, радіальному і окружному напрямках.

Тривимірні матеріали можуть бути будь-якої товщини у вигляді блоків, циліндрів. Об’ємні тканини збільшують міцність на відрив і опір в порівнянні з шаруватими. Система з чотирьох ниток будується шляхом розкладання упрочнителя по діагоналях куба. Структура з чотирьох ниток рівноважна, має підвищену жорсткість при зсуві в головних площинах.
Однак створення чотирьохнаправлених матеріалів складніше, ніж трьох спрямованих.

3. Класифікація композиційних матеріалів.

3.1. Волокнисті композиційні матеріали.

Часто композиційний матеріал являє собою шарувату структуру, в якій кожен шар армований великим числом паралельних безперервних волокон. Кожен шар можна армувати також безперервними волокнами, витканими в тканину,яка являє собою вихідну форму, по ширині і довжині відповідну кінцевому матеріалу. Нерідко волокна сплітають в тривимірні структури.

Композитні матеріали відрізняються від звичайних сплавів більш високими значеннями тимчасового опору і межі витривалості (на 50 – 10 %), модуля пружності, коефіцієнта жорсткості і зниженою схильністю до тріщиноутворення. Застосування композиційних матеріалів підвищує жорсткість конструкції при одночасному зниженні її металоємності.

Міцність композиційних (волокнистих) матеріалів визначається властивостями волокон; матриця в основному повинна перерозподіляти напруги між армуючими елементами. Тому міцність і модуль пружності волокна повинні бути значно більше, ніж міцність і модуль пружності матриці.
Жорсткі армуючі волокна сприймають напруги, що виникають в композиції при навантаженні, надають їй міцність і жорсткість в напрямку орієнтації волокон.

Для зміцнення алюмінію, магнію і їх сплавів застосовують борні, а також волокна з тугоплавких сполук (карбідів, нітридів, боридів і оксидів), що мають високі міцність і модульупругості. Нерідко використовують в якості волокон дріт з високоміцних сталей.

Для армування титану і його сплавів застосовують молібденовий дріт, волокна сапфіра, карбіду кремнію і бориду титану.

Підвищення жароміцності нікелевих сплавів досягається армуванням їх вольфрамової або молібденової дротом. Металеві волокна використовують і в тих випадках, коли потрібні високі теплопровідність і електропровідність. Перспективними упрочнителями для високоміцних івисокомодульних волокнистих композиційних матеріалів є ниткоподібні кристали з оксиду і нітриду алюмінію, карбіду і нітриду кремнію, карбідабору та ін.

Композиційні матеріали на металевій основі володіють высокойпрочностью і жароміцністю, в той же час вони малопластичные. Однак волокна в композиційних матеріалах зменшують швидкість поширення тріщин, що зароджуються в матриці, і практично повністю зникає раптове крихке руйнування. Відмінною особливістю волокнистих одноосьових композиційних матеріалів є анізотропія механічних властивостей уздовж і поперек волокон і мала чутливість кконцентраторам напруги.

Анізотропія властивостей волокнистих композиційних матеріалів враховується при конструюванні деталей для оптимізації властивостей шляхом узгодження поля опору з полями напруги.

Армування алюмінієвих, магнієвих і титанових сплавів безперервними тугоплавкими волокнами бору, карбіду кремнію, добориду титану і оксиду алюмінію значно підвищує жароміцність. Особливістю композиційних матеріалів є мала швидкість разупрочнения в часі з підвищенням температури.

Основним недоліком композиційних матеріалів з одно і двовимірним армуванням є низький опір міжшарового зсуву і поперечного обриву. Цього позбавлені матеріали з об’ємним армуванням.

3.2. Дисперсно-зміцнені композиційні матеріали.

На відміну від волокнистих композиційних матеріалів в дисперсно-зміцнених композиційних матеріалах матриця є основним елементом,що несе навантаження, а дисперсні частинки гальмують рух в ній дислокацій.
Висока міцність досягається при розмірі частинок 10-500 нм при середній відстані між ними 100-500нм і рівномірному розподілі їх в матриці.
Міцність і жароміцність в залежності від об’ємного вмісту зміцнюючих фаз не підкоряються закону адитивності. Оптимальний вміст другої фази для різних металів неоднаково, але зазвичай не перевищує 5-10 об. %.

Використання в якості зміцнюючих фаз стабільних тугоплавких сполук (оксиди торію, гафнію, ітрію, складні сполуки оксидів іредкоземельних металів), що нерозчиняються в матричному металі, позволяетсохраніть високу міцність матеріалу до 0,9-0,95 т . У зв’язку з етімтакіе матеріали частіше застосовують як жароміцні. Дисперсно-зміцнені матеріали можуть бути отримані на основі більшості застосовуваних в техніці металів і сплавів.

Найбільш широко використовують сплави на основі алюмінію – сап(спечений алюмінієвий порошок).

Щільність цих матеріалів дорівнює щільності алюмінію, вони не поступаються йому покоррозіонной стійкості і навіть можуть замінювати титан і корозійно-стійкі при роботі в інтервалі температур 250-500 °с.по тривалій міцності вони перевершують деформуються алюмінієві сплави. Тривала міцність для сплавів сап-1 і сап-2 при 500 °с становить 45-55 мпа.

Великі перспективи у нікелевих дисперсно-зміцнених матеріалів.
Найбільш високу жароміцність мають сплави на основі нікелю з 2-3 об. % двооксиду торію або двооксиду гафнію. Матриця цих сплавів зазвичай твердийрозчин ni + 20% cr, ni + 15% mo, ni + 20% cr і mo. Широке прімененіеполучілі сплави вду — 1 (нікель, зміцнений двоокисом торію), вду-2 (нікель,зміцнений двоокисом гафнію) і вд-3 (матриця ni +20% cr, зміцнена окисом торію). Ці сплави мають високу жароміцність. Дисперсно-зміцнені композиційні матеріали, так само як волокнисті, стійкі до разупрочнению з підвищенням температури і длітельностівыдержки при даній температурі.

3.3. Стекловолокниты.

Скловолокніти-це композиція, що складається з синтетичної смоли, що є сполучною, і скловолокнистого наповнювача. В качестваповнювача застосовують безперервне або коротке скловолокно. Міцність скловолокна різко зростає зі зменшенням його діаметра (внаслідок впливу неоднорідностей і тріщин, що виникають в товстих перетинах). Властивості скловолокна залежать також від вмісту в його складі лугу; кращі показники у безщелочних стекол алюмоборосілікатногоскладу.

Неорієнтовані скловолокніти містять в якості наповнювача коротке волокно. Це дозволяє пресувати деталі складної форми, сметаллической арматурою. Матеріал виходить з ізотопними характеристиками міцності, набагато більш високими, ніж у прес-порошків і дажеволокнітов. Представниками такого матеріалу є скловолокніти аг-4в, а також дсв (дозуються скловолокніти), які застосовують дляізготовленія силових електротехнічних деталей, деталей машинобудування (золотники, ущільнення насосів і т.д.). При використанні в качествесвязующего поліефірів отримують премікси пск (пастоподібні) і препреги ап і ппм (на основі скляного мату). Препреги можна застосовувати для великогабаритних виробів простих форм (кузова автомашин, човни, корпуси і т.п.).

Орієнтовані скловолокніти мають наповнювач у вигляді довгих волокон, розташованих орієнтовано окремими пасмами і ретельносклеівающіхся сполучною. Це забезпечує більш високу міцність склопластику.

Скловолокніти можуть працювати при температурах від -60 до 200 °с, атакже в тропічних умовах, витримувати великі інерційні перевантаження.
При старінні протягом двох років коефіцієнт старіння к = 0,5-0,7.
Іонізуючі випромінювання мало впливають на їх механічні та електричні властивості. З них виготовляють деталі високої міцності, з арматурою і різьбленням.

3.4. Карбоволокниты.

Карбоволокніти (вуглепласти) являють собою композиції,що складаються з полімерного сполучного (матриці) і зміцнювачів у відеуглеродних волокон (карбоволокон).

Висока енергія зв’язку с-с вуглецевих волокон дозволяє їм зберегти міцність при дуже високих температурах (вСаме в цій сфері бізнесу. Про це, ми говорили вище.

Є обмеження за часом продажу алкоголю. Федеральний закон регламентує продаж з 8 ранку до 23-х годин. Але територія нашої країни величезна, і в деяких регіонах цей регламент змінений в більш жорстку сторону. Тому, питання потрібно додатково моніторити.

Діє заборона на продаж алкоголю особам, які не досягли повноліття. Цей закон потрібно дотримуватися неухильно. Він жорстко моніториться, порушники штрафуються. Рівні штрафів варіюються від правової форми підприємництва. Причому штрафуються не тільки самі підприємці, а й їхні продавці. Штраф для продавця складе 30 тисяч рублів, іп або керівник організації отримає штраф від 100 до 200 тисяч рублів, а юридична особа – від 300 до 500 тисяч рублів.

З 1 липня 2017 року діє заборона на розлив в пластикову тару об’ємом більше 1,5 літра.

Це основні федеральні заборони, але, повторимося, можуть існувати і додаткові територіальні.

&1&

чи потрібно продавцям пива підключатися до егаис

Система егаис для торгівлі пивом теж потрібна. Але на відміну від продажу міцного алкоголю, іп зобов’язаний до неї підключатися тільки для підтвердження закупівель оптових партій у легальних виробників і постачальників.

Детальніше про те, як використовується система егаис при торгівлі пивом, ви можете прочитати в статті по цій темі на нашому сайті.

коли при продажу пива потрібен касовий апарат

Завжди. Тому ще про штрафи: торгівля пивом без касового апарату регламентується статтею 14.5 коап рф.

Штраф для іп не менше 10 000 рублів, для організацій – не менше 30 000 рублів.

які коди квед підібрати для реалізації пива

Класифікатор квед не так давно зазнав змін, тому для тих, хто тільки планує зайнятися торгівлею пивом, необхідно використовувати тільки нові коди квед.

Це 47.25.1, 47.25.12, 47.11.2. Всі вони потрібні для роздрібної торгівлі.

яку звітність про обсяги продажів треба здавати

Ще з початку 2016 року всі продавці алко-продукції, в тому числі пива, зобов’язані вести журнал обліку обсягу роздрібних продажів. За формою, затвердженою наказом росалкорегулірованія від 19.06.2015 № 164.

Помітно, що юридичних нюансів багато. Потрібно знати нормативи, акти, коли, як, де і в якій формі подавати звітності, що вказувати, що ні. Тому незаперечною перевагою на старті стане юридична підтримка та консультація з боку компанії, яка цим займається не перший рік. Франшизи пивних магазинів, якщо вони будують загальну мережу, самі зацікавлені в тому, щоб у вас не виникало проблем в цьому плані.

&1&

Супутній товар в пивному магазині

Зверніть увагу, що жоден магазин розливного пива не обходиться тільки пивом. Це логічно. Покупець чекає від магазину, де торгують цим напоєм, наявності як мінімум закусок. Тому на полицях можна виявити всілякі сухарики, чіпси, горіхи, грінки, сири. Поруч продаються зазвичай і газовані безалкогольні напої, і вода, сигарети, шоколадки. Влітку асортимент поповнюється туристичними непродовольчими продуктами-одноразовими мангалами, розпалюванням, вугіллям. Часто стоїть лоток з морозивом.

Додатковий асортимент може бути скільки завгодно великим. Все залежить від можливостей точки і підприємця. Проблема тільки в тому, що без даних неможливо передбачити попит на той, чи інший вид товару. І навіть якщо ви впевнені, що якийсь тип товару беруть завжди разом з пивом, то який саме, в яких кількостях, якої марки?

Такі дані може надати для своїх партнерів франчайзер. І це ще один плюс у бік вибору франшизи. Підприємець, який починає свій бізнес поодинці і з нуля за цими пунктами мало що може протиставити досвіду франчайзингової мережі.

&1&

Персонал

За цим пунктом сильних переваг не бере жодна сторона. Франчайзер може пропонувати консультації з підбору продавців і навчання продажам. Початківець підприємець може заощадити на старті, встаючи за прилавок сам. Але торгувати кожен день самому — не варіант. Тому що потрібні вихідні, і тому що не вийде поєднувати цю посаду з управлінням бізнесом.

Конкуренція

Сфера магазинів розливного пива, як ми вже помічали вище, заповнена дуже щільно. Незважаючи на це, нові магазини відкриваються мало не щомісяця. І точно також часто закриваються. Основний пік відкриття нових точок припадає на кінець весни. Тому що літній період-це завжди потужне збільшення попиту на такий продукт як пиво і пивні напої. І підприємці-початківці намагаються скористатися цією хвилею, щоб піднятися вище і облаштуватися на новому місці. На жаль, за статистикою, тільки 10 відсотків новачків в цьому бізнесі витримують різкий спад після закінчення сезону. Решта-йдуть з ринку, звільняючи місця для наступної партії недосвідчених бізнесменів.

Що цікаво, серед великих мереж, конкуренції як такої немає. Вони просто співіснують, поділивши території. Адже споживачі розливного пива — це люди найближчої території. Ніхто спеціально не поїде на інший кінець міста, щоб купити собі стаканчик пінного. У мережі є план розвитку на кілька років вперед, є ресурси, щоб збирати дані і коригувати свою політику. Вони просто спокійно розвиваються виходячи із запланованих кроків і зміни уподобань.

І виходить так, що конкуренція ведеться якраз-таки серед нових підприємців, більшості з яких хочеться швидко зайняти своє місце, розбагатіти без зусиль на великому попиті, при тому, що побудувати план їм не вдасться без накопиченого досвіду.

У такому стані речей, покупка франшизи діючої мережі буде виглядати розумним кроком. Як мінімум, тому що франчайзер представляє від чого і до чого повинен прийти магазин розливного пива в своєму розвитку. І це знання направить на консультацію свого нового партнера. Адже це і буде частиною розвитку його власної мережі.

&1&

Сподіваємося, що наше порівняння плюсів франчайзингу і власної справи допоможе вам прийняти найбільш підходяще саме для вас рішення, яке призведе до успіху. Головне пам’ятати, що ні в тому, ні в іншому випадку не вийде працювати абияк. Щоб досягти результатів, потрібно намагатися.

Але навіть в цьому випадку, ми рекомендуємо не відкидати франчайзингові варіанти. Тому що багато хто з них дійсно заслуговують на увагу цікавою пропозицією. Далі ми наведемо приклад франшизи «старий приятель», яка пропонує відкрити магазин розливного пива в універсальному форматі.

&1&

Франшиза пивного магазину старий приятель

Мережа почала свою історію в 2013 році у володимирі. За невеликий проміжок часу, компанія швидко виросла. І сьогодні діє понад 130 магазинів розливного пива цього бренду.

Пропозиція зможе зацікавити підприємців-початківців як мінімум тому, що не вимагає особливо великих фінансових вливань.

Паушальний внесок-від 50 до 100 тисяч рублів

Роялті – від 0 до 15 тисяч рублів

Якщо ви підприємець-початківець, який хоче заощадити на старті по максимуму, для вас підійде варіант магазину під ключ за 450 тисяч рублів. У цю суму входить все, в тому числі і паушальний внесок. Також є більш дорогі варіанти-цілодобовий магазин-бар під ключ і міні-маркет під ключ.

&1&

Франчайзер супроводжує кожного нового партнера:

  • надає покрокову інструкцію з відкриття торгової точки.
  • допомагає при оформленні документів-іп, онлайн-каси, егаис.
  • проводить навчання по роботі з онлайн-касами та програмами обліку товару.
  • консультує щодо правил подання звітної документації до податкової.
  • надає фахівців відділу, які займаються пошуком і навчанням співробітників.
  • надає послуги власних відділів з виробництва меблів та реклами.

Якщо такий набір можливостей вас зацікавив, радимо зв’язатися з представником франшизи і запросити докладну комерційну пропозицію і середній розрахунок чистого прибутку. Зробити це можна з їх сторінки в нашому каталозі.

Ферроэлектрические і феромагнітні властивості.

Мультиферроіки можуть бути реалізовані як в монофазний, так і в композитній формі. Більшість з однофазних мультиферроічних матеріалів виявляють магнітоелектричні властивості в низькотемпературних областях, головним чином, при кріогенних температурах.

Альтернативу цим практично непридатним однофазним мультиферроікам знайшли в матеріалах, так званих композитах, штучно створених матеріалах комбінацією двох фаз, наприклад, комбінацією п’єзоелектричних і п’єзомагнітних фаз або магнітострикційних і п’єзоелектричних фаз. Ці матеріали зберігають рівноважні ферроелектричні структури при температурах, близьких до кімнатної. Вони мають великий магнітоелектричний (мо) ефект, магнітострикційні і п’єзоелектричні фази хорошої якості і відносяться до так званим мультифункціональним матеріалом. Головним досягненням у виробництві синтетичних композитних мультиферроиков-це досить легке і дешеве їх виготовлення і можливість контролю за молекулярним співвідношенням фаз і розміром зерен кожної фази. Є і проблема, пов’язана з запобігання можливої хімічної реакції на кордонах між ферроелектричним і магнітними фазами протягом синтезу, що призводить до втрати, наприклад, діелектричних властивостей. Взагалі, в композитах розміри зерен, форма і межі між зернами — основні елементи, що призводять при збереженні «батьківських» властивостей фаз до виникнення нових властивостей. Так, відомо, що може відбутися посилення колосального магнітного опору (crm), що пояснюється в моделі спін-поляризаційного тунелювання поява непровідних шарів-бар’єрів між зернами.

Переді мною тоді були поставлені завдання:

1) ознайомитися з літературою, присвяченою композиційним мультиферроікам, представленого зразка;

2) вивчити властивості і структуру (la 0.5 eu 0.5) 0.7 pb 0.3 mno 3 і pbtio 3 ;

3) синтезувати в полікристалічному вигляді pbtio 3 і виростити монокристал (la 0.5 eu 0.5) 0.7 pb 0.3 mno 3 ;

4) почати дослідження магнітних, магнітоелектричних та інших властивостей (1-х) (la 0.5 eu 0.5) 0.7 pb 0.3 mno 3 +хpbtio 3 .

Приклади композитів

Що таке композити?

Композиційними називають матеріали, утворені з двох або більше різнорідних фаз і володіють характеристиками, не властивими вихідним компонентам. Таке визначення добре відображає ідею композиту, але є занадто широким, оскільки охоплює переважну більшість матеріалів і сплавів (наприклад, сталі, чавун, бетон та ін.). Мабуть, кращим буде інше визначення: композити — об’ємне монолітне штучне поєднання різноманітних за формою і властивостями двох і більше матеріалів (компонентів), з чіткою межею розділу, що використовує переваги кожного з компонентів і виявляє нові властивості, обумовлені граничними процесами.

Зазвичай композити являють собою основу (матрицю) з одного матеріалу, армовану наповнювачами з волокон, шарів, диспергованих частинок іншого матеріалу. При цьому поєднуються властивості міцності обох компонентів. Шляхом підбору складу і властивостей наповнювача і матриці, їх співвідношення, орієнтації наповнювача, можна отримати матеріал з необхідним поєднанням експлуатаційних і технологічних характеристик.

Композит відрізняється від сплаву тим, що в готовому композиті окремі компоненти зберігають властиві їм властивості. Компоненти повинні взаємодіяти на межі розділу композиту, проявляючи тільки позитивні нові властивості. Такий результат можна отримати лише в тому випадку, якщо в композиційному матеріалі успішно об’єднані властивості компонентів, тобто. При експлуатації композиту повинні проявлятися тільки необхідні властивості компонентів, а їх недоліки повністю або частково знищуються.

Таким чином:

Одержуваний композит набуває нових, кращих властивостей і, отже, може виконувати додаткові функції (багатофункціональний матеріал);

Характеристики композиту краще, ніж у його компонентів, взятих окремо або разом без урахування граничних процесів;

Дії окремих компонентів композиту завжди проявляються в їх сукупності з урахуванням процесів, що відбуваються на межі розділу фаз.

Активне застосування композитів почалося з початку 70-х років, хоча ідея застосування двох і більше вихідних матеріалів в якості компонентів, що утворюють композиційне середовище, існує з тих пір, як люди стали мати справу з матеріалами.

Мета створення композиту — досягти комбінації властивостей, не властивих кожному з вихідних матеріалів окремо. Таким чином, композит може виготовлятися з матеріалів, які самі по собі не задовольняють пропонованим вимогам. Так як ці вимоги можуть ставитися до фізичних, хімічних, технологічних та інших властивостей, то наука про композити знаходиться на стику різних областей знання і вимагає участі дослідників різних спеціальностей.

Традиційний вибір матеріалу та проектування компонентів конструкції були окремими завданнями. Коли композити стали витісняти метали і сплави з таких областей, як літако-, судно — і автомобілебудування, промисловий дизайн і вибір матеріалу з’єдналися і стали просто різними аспектами одного процесу.

Слід зазначити, що поряд з конструкційною анізотропією композиту існують технологічна анізотропія, що виникає при пластичній деформації ізотропних матеріалів, і фізична анізотропія, властива, наприклад, кристалів і пов’язана з особливостями будови кристалічної решітки.

За методом отримання розрізняють два види композитів: штучні і природні. До штучних відносяться всі композити, отримані в результаті штучного введення армуючої фази в матрицю, до природних — сплави евтектичного і близького до них складу. У евтектичних композитах армуючої фазою є орієнтовані волокнисті або пластинчасті кристали, утворені природним шляхом в процесі спрямованої кристалізації.

У міру створення нових композитів «старі» види класифікації розширюються і можуть виникати нові.

При вивченні літератури, присвяченої магнітним і магнітоелектричним композитам, я знайшла наступні композити на основі оксидів, які синтезовані і вивчені:

1. «mgfe 2 o 3 -batio 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 » .

Введення. 2

1. Загальні відомості про композиційних матеріалах.. 3

2. Склад і будова композиту.. 5

3. Оцінка матриці і зміцнювача у формуванні властивостей композиту.. 10

3.1. Композиційні матеріали з металевою матрицею 10

3.2. Композиційні матеріали з неметалевою матрицею 10

4. Будівельні матеріали-композити.. 12

4.1. Полімери в будівництві. 12

4.2. Композити і бетон.. 16

4.3. Алюмінієві композитні панелі.. 19

Висновок. 23

Список використаної літератури.. 24

Введення

На початку xxi століття задаються питанням про майбутні будівельні матеріали. Бурхливий розвиток науки і техніки ускладнює прогнозування: ще чотири десятиліття тому не було широкого застосування полімерних будівельних матеріалів, а про сучасних «справжніх» композитів було відомо тільки вузькому колу фахівців. Проте, можна припустити, що основними будівельними матеріалами також будуть метал, бетон і залізобетон, кераміка, скло, деревина, полімери. Будівельні матеріали будуть створюватися на тій же сировинній основі, але із застосуванням нових рецептур компонентів і технологічних прийомів, що дасть більш високу експлуатаційну якість і відповідно довговічність і надійність. Буде максимальне використання відходів різних виробництв, відпрацьованих виробів, місцевого та домашнього сміття. Будівельні матеріали будуть вибиратися за екологічними критеріями, а їх виробництво буде грунтуватися на безвідходних технологіях.

Вже зараз є велика кількість фірмових назв оздоблювальних, ізоляційних та інших матеріалів, які в принципі відрізняються тільки складом і технологією. Цей потік нових матеріалів буде збільшуватися, а їх експлуатаційні властивості вдосконалюватися з урахуванням суворих кліматичних умов і економії енергетичних ресурсів росії.

1. Загальні відомості про композиційні матеріали

Композиційний матеріал-неоднорідний суцільний матеріал, що складається з двох або більше компонентів, серед яких можна виділити армуючі елементи, що забезпечують необхідні механічні характеристики матеріалу, іМатрицю (або сполучна), що забезпечує спільну роботу армуючих елементів.

Механічна поведінка композиту визначається співвідношенням властивостей армуючих елементів і матриці, а також міцністю зв’язку між ними. Ефективність і працездатність матеріалу залежать від правильного вибору вихідних компонентів і технології їх суміщення, покликаної забезпечити міцний зв’язок між компонентами при збереженні їх первинних характеристик.

В результаті поєднання армуючих елементів і матриці утворюється комплекс властивостей композиту, не тільки відображає вихідні характеристики його компонентів, але і включає властивості, якими ізольовані компоненти не володіють. Зокрема, наявність меж розділу між армуючими елементами і матрицею істотно підвищує тріщиностійкість матеріалу, і в композитах, на відміну від металів, підвищення статичної міцності призводить не до зниження, а, як правило, до підвищення характеристик в’язкості руйнування.

Висока питома міцність

Висока жорсткість (модуль пружності 130…140 гпа)

Висока зносостійкість

Висока втомна міцність

З км можливо виготовити размеростабільние конструкції

Причому, різні класи композитів можуть володіти одним або декількома перевагами. Деяких переваг неможливо домогтися одночасно.

Недоліки композиційних матеріалів

Більшість класів композитів (але не всі) мають недоліки:

Висока вартість

Анізотропія властивостей

Підвищена наукомісткість виробництва, необхідність спеціального дорогого обладнання і сировини, а отже розвиненого промислового виробництва і наукової бази країни

2. Склад і будова композиту

Композити — багатокомпонентні матеріали, що складаються з полімерної, металевої., вуглецевої, керамічної або ін. Основи (матриці), армованої наповнювачами з волокон, ниткоподібних кристалів, тонкодисперсних частинок і ін.шляхом підбору складу і властивостей наповнювача і матриці (сполучного), їх співвідношення, орієнтації наповнювача можна отримати матеріали з необхідним поєднанням експлуатаційних і технологічних властивостей. Використання в одному матеріалі декількох матриць (поліматричні композиційні матеріали) або наповнювачів різної природи (гібридні композиційні матеріали) значно розширює можливості регулювання властивостей композиційних матеріалів. Армуючі наповнювачі сприймають основну частку навантаження композиційних матеріалів.

За структурою наповнювача композиційні матеріали поділяють на волокнисті (армовані волокнами і ниткоподібними кристалами), шаруваті (армовані плівками, пластинками, шаруватими наповнювачами), дисперсноармовані, або дисперсно-зміцнені (з наповнювачем у вигляді тонкодисперсних частинок). Матриця в композиційних матеріалах забезпечує монолітність матеріалу, передачу і розподіл напруги в наповнювачі, визначає тепло-, волого-, вогні — і хім. Стійкість.

За природою матричного матеріалу розрізняють полімерні, металеві, вуглецеві, керамічні та ін.композити.

Найбільше застосування в будівництві і техніці отримали композиційні матеріали, армовані високоміцними і високомодульними безперервними волокнами. До них відносять: полімерні композиційні матеріали на основі термореактивних (епоксидних, поліефірних, феноло-формальд., поліамідних та ін.) і термопластичних сполучних, армованих скляними (склопластики), вуглецевими (вуглепластики), орг. (органопластики), борними (боропластики) та ін. Волокнами; металлич. Композиційні матеріали на основі сплавів al, mg, cu, ti, ni, сг, армованих боровими, вуглецевими чи карбидкремниевыми волокнами, а також сталевий, синього або вольфрамової дротом;

Композиційні матеріали на основі вуглецю, армованого вуглецевими волокнами (вуглець-вуглецеві матеріали); композиційні матеріали на основі кераміки, армованої вуглецевими, карбидокремниевыми та ін. Жаростійкими волокнами та sic. При використанні вуглецевих, скляних, арамідних і борних волокон, що містяться в матеріалі в кількості 50-70%, створені композиції (див. Табл) з уд.міцністю і модулем пружності в 2-5 разів більшими, ніж у звичайних конструкційних матеріалів і сплавів. Крім того, волокнисті композиційні матеріали перевершують метали і сплави по втомної міцності, термостійкості, вібростійкості, шумопоглинання, ударної в’язкості та ін.властивостям. Так, армування сплавів аl волокнами бору значно покращує їх механічні характеристики і дозволяє підвищити т-ру експлуатації сплаву з 250-300 до 450-500 °с. Армування дротом (з w і мо) і волокнами тугоплавких з’єднань використовують при створенні жароміцних композиційних матеріалів на основі ni, cr, co, ti і їх сплавів. Так, жароміцні сплави ni, армовані волокнами, можуть працювати при 1300-1350 °с. При виготовленні металевих волокнистих композиційних матеріалів нанесення металевої матриці на наповнювач здійснюють в основному з розплаву матеріалу матриці, електрохімічним осадженням або напиленням. Формування виробів проводять гл. Обр. Методом просочення каркаса з армуючих волокон розплавом металу під тиском до 10 мпа або з’єднанням фольги (матричного матеріалу) з армуючими волокнами із застосуванням прокатки, пресування, екструзії при нагр. До т-ри плавлення матеріалу матриці.

Один із загальних технологічних методів виготовлення полімерних і металлич. Волокнистих і шаруватих композиційні матеріали-вирощування кристалів наповнювача в матриці безпосередньо в процесі виготовлення деталей. Такий метод застосовують, напр., при створенні евтектич. Жароміцних сплавів на основі ni і со. Легування розплавів карбідними і інтерметаллич. Соед., що утворюють при охолодженні в контрольованих умовах волокнисті або пластинчасті кристали, призводить до зміцнення сплавів і дозволяє підвищити т-ру їх експлуатації на 60-80 ос. Композиційні матеріали на основі вуглецю поєднують низьку щільність з високою теплопровідністю, хім. Стійкістю, постійністю розмірів при різких перепадах т-р, а також зі зростанням міцності і модуля пружності при нагріванні до 2000 °с в інертному середовищі. Про методи отримання вуглець-вуглецевих композиційні матеріали см. Вуглепластики. Високоміцні композиційні матеріали на основі кераміки отримують при армуванні волокнистими наповнювачами, а також металліч. І керамич. Дисперсними частинками. Армування безперервними волокнами sic дозволяє отримувати композиційні матеріали, що характеризуються підвищ. В’язкістю, міцністю на вигин і високою стійкістю до окислення при високих т-рах. Однак армування кераміки волокнами не завжди призводить до цього. Підвищенню її міцності св-в через відсутність еластичного стану матеріалу при високому значенні його модуля пружності. Армування дисперсними металлич. Частинками дозволяє створити кераміко-металліч. Матеріали (кермети), що володіють підвищ. Міцністю, теплопровідністю, стійкістю до теплових ударів. При виготовленні керамич. Композиційні матеріали зазвичай застосовують гаряче пресування, пресування з послід. Спікання, шликерное лиття (див.також кераміка). Армування матеріалів дисперсними металлич. Частинками призводить до різкого підвищення міцності внаслідок створення бар’єрів на шляху руху дислокацій. Таке армування гл. Обр. Застосовують при створенні жароміцних хромонікелевих сплавів. Матеріали отримують введенням тонкодисперсних частинок в розплавлений метал з послід. Звичайною переробкою злитків у вироби. Введення, напр., тһо2 або zro2 в сплав дозволяє отримувати дисперсноупрочненние жароміцні сплави, які тривалий час працюють під навантаженням при 1100-1200 °с (межа працездатності звичайних жароміцних сплавів в тих же умовах — 1000-1050 °с). Перспективний напрямок створення високоміцних композиційні матеріали-армування матеріалів ниткоподібними кристалами («вусами»), к-які внаслідок малого діаметра практично позбавлені дефектів, наявних в більш великих кристалах, і мають високу міцність. Наїб. Практич. Інтерес представляють кристали аl2о3, beo, sic, b4c, si3n4, aln і графіту діаметром 1-30 мкм і довжиною 0,3-15 мм.використовують такі наповнювачі у вигляді орієнтованої пряжі або ізотропних шаруватих матеріалів на зразок паперу, картону, повсті. Композиційні матеріали на основі епоксидної матриці і ниткоподібних кристалів tho2 (30% по масі) мають раст 0,6 гпа, модуль пружності 70 гпа. Введення в композицію ниткоподібних кристалів може надавати їй незвичайні поєднання. І магн. Св-в. Вибір і призначення композиційні матеріали багато в чому визначаються умовами навантаження і т-рій експлуатації деталі або конструкції, технол.Можливість. Наїб. Доступні і освоєні полімерні композиційні матеріали велика номенклатура матриць у вигляді термореактивних і термопластич. Полімерів забезпечує широкий вибір композиційні матеріали для роботи в діапазоні від заперечать. Т-р до 100-200°с — для органопластиків, до 300-400 °с — для скло-, вугле — і боропластиків. Полімерні композиційні матеріали з поліефірною і епоксидною матрицею працюють до 120-200°, з феноло-формальдегідною — до 200-300 °с, поліімідною і кремнійорг. — до 250-400°с. Композиційні матеріали на основі аl, mg і їх сплавів, армовані волокнами з в, с, sic, застосовують до 400-500°с; композиційні матеріали на основі сплавів ni і со працюють при т-ре до 1100-1200 °с, на основі тугоплавких металів і соед. — до 1500-1700°с, на оснбве вуглецю і кераміки — до 1700-2000 °с.використання композитів в якості конструкц., теплозахисних, антифрикц., радіо — і электротехн. Матеріалів дозволяє знизити масу конструкції, підвищити ресурси і потужності машин і агрегатів, створити принципово нові вузли, деталі і конструкції. Всі види композиційні матеріали застосовують в хім., текстильної, гірничорудної, металлургич. Пром-сті, машинобудуванні, на транспорті, для виготовлення спортивного спорядження та ін.