Композиционные материалы - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Композиционные материалы. Доклад-сообщение содержит 24 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Лекция 14 Композиционные материалы Содержание Структура композиционных материалов Металломатричные композиты Композиты на основе полимерной матрицы Керамоматричные композиты Углерод-углеродные композиты

Слайд 2

Описание слайда:

Введение. Общие сведения о композиционных материалах КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ (композиты) – многокомпонентные материалы, состоящие, как правило, из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жесткостью и т.д. Сочетание разнородных веществ приводит к созданию нового материала, свойства которого количественно и качественно отличаются от свойств каждого из его составляющих. Варьируя состав матрицы и наполнителя, их соотношение, ориентацию наполнителя, получают широкий спектр материалов с требуемым набором свойств. Многие композиты превосходят традиционные материалы и сплавы по своим механическим свойствам. Использование композитов обычно позволяет уменьшить массу конструкции при сохранении или улучшении ее механических характеристик.

Слайд 3

Описание слайда:

Механические свойства волокон

Слайд 4

Описание слайда:

Композиционный материал магний + бор

Слайд 5

Описание слайда:

Схемы структуры композита

Слайд 6

Описание слайда:

Классификация структур композитов 1 – хаотичные частицы, 2 – хаотичные волокна, 3- непрерывные направленные волокна, 4 – сетки (ткани), 5 – дискретные волокна, 6 – фольги, 7 – ортогональные непрерывные волокна, 8 – двумерные волокна.

Слайд 7

Описание слайда:

Требования к композиции Свойства композиций при армировании определяются свойствами матрицы и наполнителей в изделии и главным образом адгезией матрицы к их поверхности. Для изготовления прочных изделий необходимо создать требуемые ориентацию и степень напряжения всех армирующих элементов, что обеспечит их равномерное напряжение при работе; выбрать оптимальную форму и размеры армирующих элементов, позволяющих обеспечить максимальную удельную поверхность контакта с матрицей.

Слайд 8

Описание слайда:

Схема нагружения волокнистого композита вдоль (а) и поперек (б) волокон

Слайд 9

Описание слайда:

Зависимость модуля упругости композита от объемной доли волокнистого наполнителя Свойства композиционных материалов в основном определяются физико-химическими свойствами компонентов (матрицы и наполнителя), прочностью связи между ними и объемным соотношением матрицы и наполнителя. Так, модуль упругости волокнистого композита Ec при нагружении вдоль направления волокон описывается правилом смеси, представляющим собой линейную комбинацию модуля упругости волокон Ef и матрицы Em: Ec = Еf Vf + (1 - Vf ) Em, где Vf – объемная доля волокнистого наполнителя. Модуль упругости композита при нагружении в поперечном направлении описывается формулой: Ec = [Vf / Ef + (1 - Vf) / Em] – 1

Слайд 10

Описание слайда:

Металломатричные композиты Композиты на металлической матрице — это чистые металлы, либо сплавы на основе алюминия, магния, титана, армированные как волокнами, не подверженными пластической деформации (карбид кремния, окись алюминия, бор, углерод, нитевидные кристаллы тугоплавких соединений), так и пластически деформируемыми металлическими волокнами (бериллий, вольфрам, молибден, сталь). Первая группа обладает максимальной прочностью, сопротивлением усталости, жаропрочностью, а также — высокими удельными характеристиками вследствие низкой плотности наполнителей. Вторая группа — технологичностью при сравнительно небольших значениях прочности и модуля упругости. Металлическая матрица существенно повышает упругость и прочность композита, сохраняя эти свойства почти до своей температуры плавления. Кроме того, металлические композиты обладают лучшей работоспособностью в вакууме и в условиях облучения, а также пониженной воспламеняемостью. Недостатки металлической матрицы — большой удельный вес, трудоемкость изготовления

Слайд 11

Описание слайда:

Свойства спеченых алюминиевых порошков

Слайд 12

Описание слайда:

Волокнистые металломатричные композиты Упрочнителями служат волокна или нитевидные кристаллы B, C, Al2O3, Si и др., а также проволока из металлов и сплавов: Mo, W, Be, высокопрочная сталь. Объемная доля упрочнителя колеблется в широких пределах: от нескольких единиц до 80-90%. В качестве матриц для металлические композиционных материалов используют металлы: Al, Mg, Ti, Ni и сплавы на их основе. Прочность композиционных материалов в большой степени зависит от прочности сцепления волокон наполнителя с матрицей. Для улучшения сцепления, проводят вискеризацию поверхности волокон, т.е. на поверхности углеродных, борных и других волокон перпендикулярно их длине выращивают монокристаллы карбида кремния SiC. Полученные таким образом "мохнатые" волокна называют "борсик". Вискеризация повышает сдвиговую прочность в 1,5-2 раза. Изготавливают композиционные волокнистые материалы сваркой взрывом, прокаткой в вакууме, диффузионном спеканием.

Слайд 13

Описание слайда:

Волокнистый металломатричный композит титан+молибден

Слайд 14

Описание слайда:

Композиты на основе полимерной матрицы Преимуществом являются: хорошая технологичность, низкая плотность и часто высокие удельная прочность и жесткость, высокая коррозионная стойкость. Недостатки же для большинства композиционных материалов на неметаллической основе характерны следующие: низкая прочность связи волокна с матрицей, резкое падение прочности при повышении температуры выше 100-200С. В качестве материала матрицы наибольшее распространение получили полимеры: эпоксидная, фенолоформальдегидная, полиамидная смолы. В качестве наполнителей используются углеродные, борные, стеклянные и органические волокна в виде нитей, жгутов, лент и т.д. По типу волокна композиционные материалы разделяют на следующие группы: углеволокниты, бороволокниты, стекловолокниты и органоволокниты.

Слайд 15

Описание слайда:

Структура стеклопластика

Слайд 16

Описание слайда:

Диаграммы растяжения волокнистых композитов на эпоксидной основе

Слайд 17

Описание слайда:

Механические свойства композитов на основе полимеров

Слайд 18

Описание слайда:

Керамоматричные композиты Керамоматричные композиционные материалы (КМК) представляют собой материал, состоящий из керамической матрицы, армированной углеродными волокнами. КМК сочетают в себе трибологические свойства технической керамики, но при этом обладают высокой ударной прочностью, нехрупким характером разрушения и высокой устойчивостью к дефектам микроструктуры и различным напряжениям, возникающим при изготовлении и эксплуатации изделия. Изделия из КМК отличаются от традиционных керамик высокой надежностью и возможностью эксплуатации при вибрационных и ударных Области применения. Крупногабаритные и тонкостенные вставки для трибологических узлов (подшипники скольжения погружных насосов, линейных шаговых приводов) работающих в различных агрессивных средах при повышенных температурах и вибрационных нагрузках. Торцовые уплотнения, детали клапанов и запорной арматуры добывающего и перекачивающего оборудования для нефтехимической, газовой и атомной промышленности.

Слайд 19

Описание слайда:

Керамика Al2O3 + TiB2

Слайд 20

Описание слайда:

Углерод-углеродные композиты (УУМК) УУКМ содержат в себе углеродный формирующий элемент в виде дискретных волокон, непрерывных нитей или жгутов, лент, тканей с плоским и объемным плетением, объемных каркасных структур. Волокна располагаются неупорядоченно в одном, двух и трех направлениях. Углеродная матрица объединяет в одно целое формирующие элементы в композите, что позволяет лучшим образом воспринять различные внешние нагрузки. К количеству специальных свойств УУКМ относится низкая пористость, низкий коэффициент термического расширения, сохранение структуры и свойств при нагреве до 2000 °С. Преимущества УУКМ позволяют успешно их применять в качестве тормозных дисков в самолетах, соплах ракетных двигателей, защиты крыльев космических челноков, пресс-формах, тиглях, роторах турбин.

Слайд 21

Описание слайда:

Газонаполненные полимерные композиты Газонаполненные полимеры подразделяются на пенопласты, поропласты, интегральные и синтактные пены. Различают газонаполненные пластмассы с замкнуто-ячеистой структурой (пенопласты) и открыто-пористой структурой (поропласты), в к-рых элементарные ячейки или поры сообщаются между собой и с окружающей атмосферой. У интегральных пен наружные слои материала являются монолитными, а внутренние имеют ячеистую структуру (в). Особое место занимают синтактные пены (г). Они имеют закрытопористую структуру, но ячейки созданы не путем вспенивания полимера выделяющимся в процессе формования изделия газом, а с помощью мелких полых шариков (стеклянных или полимерных), которые смешиваются с жидкой полимерной композицией, сохраняя свои форму и размеры.

Слайд 22

Описание слайда:

Структура газонаполненных полимерных композитов. а – пенопласт, б – поропласт, в – интегральная пена, г – синтактическая пена

Слайд 23

Описание слайда:

Свойства некоторых композитов

Слайд 24

Описание слайда:

Заключение Таким образом, композиционные материалы отличаются тем, что их свойства можно изменять в соответствие с инженерной задачей. Разумеется, жесткость, прочность и вязкость композита зависят от типа и объемной доли наполнителя. Однако можно двигаться дальше, укладывая волокна или слои наполнителя в определенных направлениях, упрочняя материал и изменяя жесткость в различных областях изделия. Вследствие такого управления свойствами композиты являются незаменимыми материалами для нужд любого вида транспорта.

Теги Композиционные материалы

Похожие презентации