Классифиция КМ по виду матрицы

Реферат

 

Дисциплина: Введение в профессиональную деятельность

 

 

Тема: Композитные материалы и технологии

 

 

Выполнил студент гр.

3331505/00001 Подпись

 

А.В. Надежкин

 

Руководитель

Подпись

 

 

Д.П. Козликин

 

 

 

" ____ " ____________ 2022 г.

 

Санкт-Петербург

Санкт-Петербургский политехнический университет

Петра Великого

Институт металлургии, машиностроения и

транспорта

Кафедра теории механизмов и машин

 

 

ЗАДАНИЕ

на реферат

по дисциплине «Введение в профессиональную деятельность»

 

Студент Надежкин Александр Владимирович

Группа 3331505/00001

 

Тема работы: Композитные материалы и технологии

По результатам выполнения работы готовятся пояснительная записка,

доклад, презентация.

 

1. Состав пояснительной записки: титульный лист, задание, оглавление, введение,

основная часть, заключение (выводы), список использованных источников, рецензия,

 

Пояснительная записка печатается с одной стороны листа белой бумаги

формата А4. Размер шрифта: кегль 14 через 1,5 интервала. Поля – по 20 мм.

Рисунки должны иметь номер и название и могут иметь поясняющие надписи.

Нумеруют рисунки в пределах раздела, например, Рис. 1.2 (второй рисунок

первого раздела).

В оглавление включают введение, названия всех разделов и подразделов

основной части и заключение с указанием номера страницы, на которой

размещается их начало.

Страницы нумеруют следующим образом. Титульный лист считают

страницей 1, задание – страницей 2. Номера страниц 1 и 2 не ставят. Оглавление

и далее нумеруют как страницы 3, 4 и т.д. Обратная сторона листов остаётся

чистой и не нумеруется. Объём записки – 15-20 страниц.

 

2. Состав доклада: введение (постановка задачи), основная часть, заключение. Основные

положения доклада формулируются на слайдах презентации.

3. Состав презентации: титульный слайд, введение (постановка задачи), основная часть,

заключение

(выводы).

Презентация

иллюстрируется

видеоматериалами:

фотографиями,

схемами,

рисунками,

чертежами,

видеороликами,

компьютерной

анимацией.

 

Выступление с законченной работой не позднее «» 2022 г.

 

ФИО

Руководитель ____________________ (__________________)

Задание принял к исполнению «» 2022г. ()

ФИО

Подпись

 

Оглавление

Введение. 4

История создания композитных материалов. 5

Строение композитных материалов. 7

Классификация композитных материалов. 9

Классифиция КМ по виду матрицы.. 9

Классификация по виду армирующего наполнителя. 9

Классификация КМ по структуре. 11

Методы изготовления изделий из композитных материалов. 13

Прессование. 13

Экструзия. 13

Ручное формование. 14

Намотка. 14

Пултрузия. 15

Области применения композитных материалов. 19

Заключение. 20

Список литературы.. 21

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВПД.3331505/00001.12

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВПД.3331505/00001.12 ДОКУМЕНТА

Введение

Прогресс науки и техники во многом зависит от успехов в области создания новых материалов. Новейшие разработки требуют применения материалов с такими свойствами, как высокая прочность, коррозионная устойчивость, жаростойкость, низкая плотность и так далее. К сожалению традиционные материалы не могут в полной мере отвечать все возрастающим требованиям. В таком случае на помощь приходят композитные материалы.

Композицио́нный материа́л (компози́т, КМ) - искусственно созданный сплошной неоднородный материал, состоящий из двух и более компонентов с четкой границей раздела между ними, обладающий свойствами, ко­торыми не обладает каждый из компонентов в отдельности.

Целью создания композитных материалов является сочетание характеристик исходных компонентов и получение нового материала с заданными свойствами.

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВПД.3331505/00001.12

История создания композитных материалов

История создания искусственных КМ началась несколько тысячелетий назад, когда человек начал сознательно конструировать новые материалы для своих нужд. Примерно 5000 лет до н.э. люди в Древнем Египте использовали для строительства саман - кирпич из глины, в которую замешивалась солома или измельченные камни, придававшие повышенную прочность.

Рисунок 2.1. – Изготовление самана

 

 

Где-то в 3000-2500 годы до н.э. в Египте начали изготавливать плетеные суда из тростника, пропитанного битумом для повышения водостойкости.

С IV века до н.э. римляне активно использовали бетон в строительстве. Некоторые сооружения из бетона дожили до наших дней.

Около 1200 года нашей эры монголы создали первый композиционный лук, который был сделан из нескольких слоев древесины, склеенных между собой животным клеем.

В начале XX века разработали фенол, винил, полиэстер и полистирол, однако прочности пластмассам не хватало. И в 1935 году

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВПД.3331505/00001.12

фирма Owens Corning (USA) разработала стеклонить, которая в сочетании с пластиковыми полимерами представляет собой чрезвычайно прочную и легкую структуру. Это стало началом армированной полимерной промышленности, которая развивается и по сей день.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВПД.3331505/00001.12

Строение композитных материалов

Композицию получают путем введения в основной материал (матрицу) определенного количества армирующего компонента, который добавляется в целях получения специальных свойств. Число компонентов для создания КМ может быть 2 и более.

Армирующий компонент (наполнитель, арматура) – компонент, распределенный в объеме КМ, обеспечивающий необходимые механические характеристики материала.

Матрица (связующее) – непрерывная среда КМ, в которой содержится наполнитель.

На изображении 3.1 волокнами изображена арматура, а верхний и нижний слои – это матрица.

 

 

Рисунок 3.1 – Схема строения КМ

Функции матрицы:

· Передача нагрузки между элементами арматуры

· Защита арматуры от внешнего повреждающего воздействия

· Фиксация формы и размеров изделия из КМ

 

 

В качестве материала матрицы могут быть использованы металлы и неметаллы, органические и неорганические вещества — углерод, полимеры и т.п.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВПД.3331505/00001.12

Материалы матрицы и наполнителя должны быть химически нейтральны, т.е. они не должны образовывать химические соединения или твердые растворы. Также коэффициенты линейного и объемного расширения этих материалов должны быть близки.

К некоторым композитным материалам нельзя применить понятия «матрица» и «арматура». К ним относятся слоистые КМ, которые состоят из нескольких чередующихся слоев, а также псевдосплавы, которые имеют каркасное строение (Для получения псевдосплавов пористую заготовку пропитывают более легкоплавкими компонентами).

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВПД.3331505/00001.12

Классификация композитных материалов

Классифиция КМ по виду матрицы

По материалу матрицы выделяют:

1) Композиционные материалы на основе металлов и сплавов. Чаще всего используются Al, Mg, Ti, Cu, а также сплавы на их основе.

2) КМ на основе интерметаллидов, когда в качестве матрицы используются химические соединения двух и более металлов. Зачастую в качестве материала матрицы используются жаропрочные интерметаллиды Ti3Al, TiAl, NiAl, Ni3Al и др.

3) Керамические КМ. В качестве матрицы этих материалов используются неорганические соединения оксидов, карбидов, нитридов и т. п. Отличительной особенностью керамических КМ является повышенная жаропрочность.

4) КМ на основе неметаллов. В первую очередь это КМ на основе углерода, которые считаются одними из самых перспективных конструкционных материалов, особенно в сочетании с углеродными волокнами.

5) КМ с матрицей из полимеров. Термоактивные смолы и полимерные термопласты являются наиболее распространенной группой конструкционных композитов.