Kompozit malzemeler nelerdir? Kompozit malzeme

Giriiş. 2

1. Genel bilgi kompozit malzemeler hakkında.. 3

2. Kompozitin bileşimi ve yapısı.. 5

3. Kompozit özelliklerinin oluşumunda matris ve güçlendiricinin değerlendirilmesi. 10

3.1. Metal matrisli kompozit malzemeler 10

3.2. Metalik olmayan matrisli kompozit malzemeler 10

4. İnşaat malzemeleri– kompozitler.. 12

4.1. İnşaatta polimerler. 12

4.2. Kompozitler ve beton... 16

4.3. Alüminyum kompozit paneller.. 19

Çözüm. 23

Kullanılmış literatür listesi... 24

giriiş

İÇİNDE XXI'in başlangıcı yüzyıllardır geleceğin yapı malzemeleri merak ediliyor. Bilim ve teknolojinin hızlı gelişimi tahmin etmeyi zorlaştırıyor: kırk yıl önce polimer yapı malzemelerinin yaygın kullanımı yoktu ve modern "gerçek" kompozitleri yalnızca dar bir uzman çevresi biliyordu. Ancak ana yapı malzemelerinin aynı zamanda metal, beton ve betonarme, seramik, cam, ahşap ve polimerler olacağı varsayılabilir. İnşaat malzemeleri aynı hammadde bazında, ancak daha yüksek performans sağlayacak yeni bileşen formülasyonları ve teknolojik yöntemler kullanılarak oluşturulacak. performans kalitesi ve buna bağlı olarak dayanıklılık ve güvenilirlik. Atıklardan maksimum düzeyde yararlanılacak çeşitli endüstriler, atık ürünler, yerel ve evsel atıklar. İnşaat malzemeleri çevresel kriterlere göre seçilecek ve üretimleri atıksız teknolojilere dayalı olacaktır.

Zaten şu anda, prensipte yalnızca bileşim ve teknoloji bakımından farklılık gösteren kaplama, yalıtım ve diğer malzemeler için çok sayıda marka adı var. Bu yeni malzeme akışı artacak ve Rusya'daki zorlu iklim koşulları ve enerji kaynaklarından tasarruf dikkate alınarak performans özellikleri iyileştirilecek.

1. Kompozit malzemeler hakkında genel bilgi

Kompozit malzeme, iki veya daha fazla bileşenden oluşan, aralarında gerekli olan takviye elemanlarını ayırt edebildiğimiz heterojen bir katı malzemedir. mekanik karakteristiği malzeme ve takviye elemanlarının ortak çalışmasını sağlayan bir matris (veya bağlayıcı).

Bir kompozitin mekanik davranışı, takviye elemanlarının ve matrisin özellikleri arasındaki ilişkinin yanı sıra aralarındaki bağın kuvveti ile belirlenir. Malzemenin etkinliği ve performansı şunlara bağlıdır: doğru seçim Orijinal bileşenler ve bunların kombinasyonunun teknolojisi, orijinal özelliklerini korurken bileşenler arasında güçlü bir bağlantı sağlamak üzere tasarlanmıştır.

Takviye elemanlarının ve matrisin kombinasyonunun bir sonucu olarak, kompozitin yalnızca bileşenlerinin başlangıç \u200b\u200bkarakteristiklerini yansıtmayan, aynı zamanda izole edilmiş bileşenlerin sahip olmadığı özellikleri de içeren bir özellikler kompleksi oluşur. Özellikle, takviye elemanları ile matris arasındaki arayüzlerin varlığı, malzemenin çatlama direncini önemli ölçüde arttırır ve kompozitlerde, metallerin aksine, statik mukavemetteki bir artış, bir azalmaya yol açmaz, ancak kural olarak, bir artışa yol açar. kırılma tokluğu özelliklerinde artış.

yüksek spesifik güç

yüksek sertlik (elastik modül 130…140 GPa)

yüksek aşınma direnci

yüksek yorulma mukavemeti

CM'den boyutsal olarak kararlı yapılar üretmek mümkündür

Ayrıca farklı sınıftaki kompozitlerin bir veya daha fazla avantajı olabilir. Bazı faydalar aynı anda elde edilemez.

Kompozit malzemelerin dezavantajları

Çoğu kompozit sınıfının (ancak hepsinin değil) dezavantajları vardır:

yüksek fiyat

özelliklerin anizotropisi

Üretimde bilgi yoğunluğunun artması, özel pahalı ekipman ve hammaddelere duyulan ihtiyaç ve dolayısıyla endüstriyel üretimin ve ülkenin bilimsel tabanının gelişmesi

2. Kompozitin bileşimi ve yapısı

Kompozitler, polimer, metal, karbon, seramik veya başka bir bazdan (matris) oluşan, elyaf, kıl, ince parçacık vb. dolgularla güçlendirilmiş çok bileşenli malzemelerdir. Dolgu ve matrisin (bağlayıcı) bileşimini ve özelliklerini seçerek, oranları, dolgu maddesinin yönelimi, gerekli operasyonel ve teknolojik özellikler kombinasyonuna sahip malzemeler elde etmek mümkündür. Bir malzemede birden fazla matrisin kullanılması (polimatris kompozit malzemeler) veya çeşitli doğadaki dolgu maddeleri (hibrit kompozit malzemeler), kompozit malzemelerin özelliklerini düzenleme olanaklarını önemli ölçüde genişletir. Takviye dolgu maddeleri, kompozit malzeme yükünün ana payını emer.

Dolgu maddesinin yapısına bağlı olarak, kompozit malzemeler lifli (lifler ve bıyıklarla güçlendirilmiş), katmanlı (filmler, plakalar, katmanlı dolgu maddeleri ile güçlendirilmiş), dağınık takviyeli veya dispersiyonla güçlendirilmiş (ince parçacıklar formunda dolgu maddeleri ile) olarak ayrılır. ). Kompozit malzemelerdeki matris, malzemenin sağlamlığını, dolgu maddesindeki gerilimin iletilmesini ve dağıtılmasını sağlar, ısıyı, nemi, yangını ve kimyasalı belirler. dayanıklılık.

Matris malzemesinin doğasına göre polimer, metal, karbon, seramik ve diğer kompozitler ayırt edilir.

Yüksek mukavemetli ve yüksek modüllü sürekli elyaflarla güçlendirilmiş kompozit malzemeler inşaat ve teknolojide en yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bunlar şunları içerir: ısıyla sertleşen (epoksi, polyester, fenol-formal, poliamid vb.) ve cam (fiberglas), karbon (karbon elyafı) ile güçlendirilmiş termoplastik bağlayıcılara dayalı polimer kompozit malzemeler, org. (organoplastikler), bor (boroplastikler) ve diğer lifler; metalik bor, karbon veya silisyum karbür elyafların yanı sıra çelik, molibden veya tungsten tel ile güçlendirilmiş Al, Mg, Cu, Ti, Ni, Cr alaşımlarına dayalı kompozit malzemeler;

Karbon fiberlerle güçlendirilmiş karbon bazlı kompozit malzemeler (karbon-karbon malzemeleri); karbon, silisyum karbür ve diğer ısıya dayanıklı elyaflar ve SiC ile güçlendirilmiş seramik bazlı kompozit malzemeler. Malzemenin içerisinde %50-70 oranında bulunan karbon, cam, aramid ve bor elyafları kullanıldığında şoklu kompozisyonlar oluşturuldu (tabloya bakınız). mukavemet ve elastik modül gelenekselden 2-5 kat daha fazladır inşaat malzemeleri ve alaşımlar. Ek olarak, lifli kompozit malzemeler yorulma mukavemeti, ısı direnci, titreşim direnci, gürültü emilimi, darbe dayanımı ve diğer özellikler bakımından metallerden ve alaşımlardan üstündür. Böylece Al alaşımlarının bor elyaflarla güçlendirilmesi, mekanik özelliklerini önemli ölçüde iyileştirir ve alaşımın çalışma sıcaklığının 250-300 °C'den 450-500 °C'ye çıkarılmasını mümkün kılar. Ni, Cr, Co, Ti ve bunların alaşımlarına dayalı ısıya dayanıklı kompozit malzemeler oluşturmak için tel (W ve Mo'dan) ve refrakter bileşiklerin lifleriyle takviye kullanılır. Böylece ısıya dayanıklı, fiberlerle güçlendirilmiş Ni alaşımları 1300-1350 °C sıcaklıkta çalışabilmektedir. Metal fiber kompozit malzemelerin üretiminde, metal matrisin dolgu maddesine uygulanması esas olarak matris malzemesinin eriyiğinden, elektrokimyasal çökeltme veya püskürtme yoluyla gerçekleştirilir. Ürünlerin kalıplanması Ch. varış. Güçlendirici elyaflardan yapılmış bir çerçevenin 10 MPa'ya kadar basınç altında erimiş metal ile emprenye edilmesi veya folyonun (matris malzemesi) ısıtma altında haddeleme, presleme, ekstrüzyon kullanılarak takviye edici elyaflarla birleştirilmesiyle. matris malzemesinin erime noktasına kadar.

Polimer ve metalik malzemelerin üretimi için yaygın teknolojik yöntemlerden biri. lifli ve katmanlı kompozit malzemeler - parçaların üretim süreci sırasında doğrudan bir matris içinde büyüyen dolgu kristalleri. Bu yöntem örneğin ötektik oluştururken kullanılır. Ni ve Co bazlı ısıya dayanıklı alaşımlar Eriyiklerin karbür ve metallerarası alaşımlarla alaşımlanması. Kontrollü koşullar altında soğutulduğunda lifli veya plaka benzeri kristaller oluşturan bileşikler, alaşımların güçlendirilmesine yol açarak çalışma sıcaklıklarının 60-80 oC kadar arttırılmasını mümkün kılar. Karbon bazlı kompozit malzemeler, düşük yoğunluğu yüksek termal iletkenlik ve kimyasal ile birleştirir. dayanıklılık, sıcaklıktaki ani değişikliklerle boyutların sabitliği ve ayrıca inert bir ortamda 2000 ° C'ye ısıtıldığında mukavemet ve elastik modülde artış. Karbon-karbon kompozit malzeme üretme yöntemleri için bkz. Karbon plastikleri. Seramik bazlı yüksek mukavemetli kompozit malzemeler, metalik olanların yanı sıra lifli dolgu maddeleri ile takviye edilerek elde edilir. ve seramik dağılmış parçacıklar Sürekli SiC fiberlerle takviye, daha yüksek özelliklere sahip kompozit malzemelerin elde edilmesini mümkün kılar. tokluk, bükülme mukavemeti ve yüksek oksidasyon direnci uzun memeler . Ancak seramiğin elyafla güçlendirilmesi her zaman buna yol açmaz. elastik modülünün yüksek bir değerinde malzemenin elastik durumunun bulunmaması nedeniyle mukavemet özelliklerinin arttırılması. Dağınık metalik takviye parçacıklar seramik-metalik oluşturmanıza olanak sağlar. daha yüksek malzemeler (sermetler) mukavemet, termal iletkenlik, termal şoka karşı direnç. Seramik üretiminde Kompozit malzemeler genellikle sıcak presleme, sonuncusu ile presleme yoluyla kullanılır. sinterleme, slip döküm (ayrıca bkz. Seramik). Malzemelerin dağınık metalik malzemelerle güçlendirilmesi. Parçacıklar, çıkıkların hareketine engel oluşturması nedeniyle mukavemette keskin bir artışa yol açar. Böyle bir takviye ch. varış. ısıya dayanıklı krom-nikel alaşımlarının oluşturulmasında kullanılır. Malzemeler, son olarak erimiş metalin içine ince parçacıkların katılmasıyla elde edilir. külçelerin ürünlere dönüştürülmesi için geleneksel işlemler. Örneğin ThO2 veya ZrO2'nin alaşıma eklenmesi, 1100-1200 °C'de yük altında uzun süre çalışan dispersiyonla güçlendirilmiş ısıya dayanıklı alaşımların elde edilmesini mümkün kılar (geleneksel ısıya dayanıklı alaşımların performans sınırı) aynı koşullar 1000-1050 °C'dir). Yüksek mukavemetli kompozit malzemeler oluşturmak için umut verici bir yön, küçük çapları nedeniyle pratik olarak daha büyük kristallerde bulunan kusurlardan arınmış ve yüksek mukavemete sahip olan bıyıklı (bıyıklı) malzemelerin güçlendirilmesidir. maks. pratik 1-30 mikron çapında ve 0,3-15 mm uzunluğunda Al2O3, BeO, SiC, B4C, Si3N4, AlN ve grafit kristalleri ilgi çekicidir. Bu tür dolgu maddeleri yönlendirilmiş iplik veya kağıt, karton ve keçe gibi izotropik katmanlı malzemeler formunda kullanılır. Epoksi matris ve ThO2 kılları (ağırlıkça %30) bazlı kompozit malzemeler 0,6 GPa'lık bir  mukavemetine ve 70 GPa'lık bir elastik modüle sahiptir. Bıyık kristallerinin bir bileşime dahil edilmesi, ona alışılmadık elektriksel özellikler kombinasyonları verebilir. ve mag. St. Kompozit malzemelerin seçimi ve amacı büyük ölçüde yükleme koşulları ve parçanın veya yapının çalışması, teknolojisi ile belirlenir. olasılıklar. maks. polimer kompozit malzemeler mevcuttur ve termoset ve termoplastik formunda çok çeşitli matrisler mevcuttur. Polimerler negatiften negatife kadar çeşitli işler için geniş bir kompozit malzeme yelpazesi sunar. 100-200°C'ye kadar sıcaklık - organoplastikler için, cam, karbon ve bor plastikleri için 300-400°C'ye kadar. Polyester ve epoksi matrisli polimer kompozit malzemeler 120-200 °C'ye kadar, fenol-formaldehit ile 200-300 °C'ye kadar, poliimid ve silikonla çalışır. - 250-400°C'ye kadar. metalik 400-500 ° C'ye kadar B, C, SiC elyaflarıyla güçlendirilmiş Al, Mg ve alaşımlarına dayanan kompozit malzemeler; Ni ve Co alaşımlarına dayalı kompozit malzemeler, refrakter metaller ve bileşiklere dayalı olarak 1100-1200 °C'ye kadar sıcaklıklarda çalışır. - 1500-1700°C'ye kadar, karbon ve seramik bazlı - 1700-2000°C'ye kadar. Kompozitlerin yapısal, ısı koruyucu, sürtünme önleyici, radyo ve elektrikli ekipman olarak kullanılması. ve diğer malzemeler bir yapının ağırlığının azaltılmasına, makinelerin ve birimlerin kaynaklarının ve gücünün arttırılmasına ve temelde yeni birimler, parçalar ve yapılar yaratılmasına olanak sağlar. Kimya, tekstil, madencilik ve metalurji endüstrilerinde her türlü kompozit malzeme kullanılmaktadır. sanayi, makine mühendisliği, ulaşım, spor malzemeleri imalatı vb.

CM ürünlerinin tasarım ve uygulamasının özellikleri

Lifli dolgu maddelerine (FCM) dayalı kompozit malzemelerden yapılan ürünleri tasarlarken, üretirken ve piyasaya sürerken,Bu malzeme sınıfının doğasında bulunan bir takım özellikleri dikkate almak gerekir:

a) ECM'nin fiziksel ve mekanik özelliklerinin anizotropisi.

Geleneksel malzemeler (çelik, dökme demir) ve dispersiyonla güçlendirilmiş CM'ler izotropik özelliklere sahipse, ECM'lerin belirgin bir anizotropi özelliği vardır. Lifli takviyenin ve matrisin özellikleri önemli ölçüde farklılık gösteriyorsa, ECM'nin farklı yönlerdeki özellikleri arasındaki oran değişebilir geniş bir aralıkta: 3-5 defadan 100 defaya veya daha fazlasına kadar.

b) Geleneksel malzemelerden yapılmış yapıları tasarlarken tasarımcı, levha şeklinde yarı mamul ürünlerle ilgilenir. çelik, haddelenmiş profil ürünleri, dökümler vb. garantili tedarikçilerle com özellikleri. Görevi uygun yarı mamul ürünleri seçmektir. catov, fonksiyonel amaca göre geometri belirleme, ve bireysel parçaları bağlama yöntemleri. Teknologun görevi, yapısal bağlantının belirtilen şeklini, boyutunu ve kalitesini sağlamaktır. yeni unsurlar. Yarı mamul bir ürün yaratmanın tüm aşamalarında meydana gelen süreçlerin analizi, gerekli özelliklere sahip malzeme elde edilmesi Teristikler malzeme bilimcilerinin yetki alanına girmektedir. Zaman geldi Geleneksel malzemelerden ürün elde etme sürecinin resmi ve organizasyonel olarak üç aşamaya bölünmesi:

- malzeme bilimi- gerekli özelliklere sahip malzemenin elde edilmesiözellikleri;

- tasarım- yapısal ürünlerin tasarımı;

- teknolojik- ürün ve makinelerin imalatı.

Bu aşamalar zaman içinde ayrılmıştır ve ilgisiz kabul edilebilir.Tasarımcı, malzeme bilimcilerin elde ettiği malzemenin özelliklerine göre yönlendirilirse ve ortak fikirlere sahipse, kendi aralarında Modern teknolojilerin düzeyi hakkında bilgi.

CM'den yapıların üretimi, kural olarak, malzemenin oluşturulmasıyla tek bir teknolojik işlemde gerçekleşir. Bu durumda senkron ancak yapının imalatıyla birlikte karmaşık fiziko-kimyasal süreçler meydana gelir ve matrisin yapısının oluşumu ve agrega dönüşümleri, takviye malzemesi ile etkileşimi ile ilişkili termofiziksel süreçler. Bunlara doğrudan mekanik olaylar eşlik eder malzemenin özelliklerini ve kompozitin yük taşıma kapasitesini etkileyenYüksüz durumda kusurların oluşması için parçalar. Bu nedenle CM'den ürün tasarlayan tasarımcı, ürün geliştirirken CM oluşturmanın malzeme bilimi ilkelerini bilmeli ve dikkate almalıdır. ve CM'den ürün üretmek için teknolojik yöntemler. Yükleme ve çalışma koşulları konusunda tasarım bilgisine sahip olmayan bir teknoloji uzmanı, CM ve geleneksel malzemeler arasındaki farkları etkili bir şekilde kullanarak VCM'den ürünler üretilemez çünkü CM'nin özellikleri yapısal ve geometrik faktörlere (takviye elyaflarının ve matrisinin hacim içeriği, katmanların sayısı ve düzeni ve vb.), önceden bilinmeyenler. Bu nedenle yaklaşım şu şekilde olmalıdır:yapısal ve teknolojik ve bu organizasyonel özellikleri belirlerCM'den ürün üretmenin faydaları.

V)İmalat yapılarının aşamaları arasındaki yakın ilişki nedeniylegelenler KM - malzeme, yapı ve üretim teknolojisinin oluşturulması - uzmanlaşmış tasarım bürolarının kullanılması daha verimli hale gelir,tasarım ve teknolojik potansiyele sahip, donanımlıbilgi işlem teknolojisi ve güçlü ama esnek deneyimli üretimçok yönlülük, çünkü her şey Yapıcı kararlar iş gerekliÜrünlerin prototipleri üzerinde testler yapın. Üretimi organize etmeye yönelik böyle bir yaklaşım, CM'nin yaygın olarak kullanıldığı her sektörde olmalıdır.Değişiklik: inşaatta, ulaştırmada, havacılıkta, kimya sektöründelastik üretimi, elektrik endüstrisi vb. öncekionlara yüklenen gereksinimler büyük ölçüde farklılık gösterir.

G)Polimer kompozit malzemelerden parçalar tasarlarken,dezavantajlarını dikkate alın:

Düşük kesme mukavemeti;

Düşük sıkıştırma özellikleri;

Artan sürünme;

PCM'nin nispeten düşük ısı direnci.

Kesme ve temas mukavemetinin düşük olması nedeniyle PCM ürünlerinin bağlantılarına özellikle dikkat edilmelidir.

D)Devlet meselelerinin sınırlandırılmasına yönelik büyük ilgiye rağmen araştırma, güvenlik marjlarını belirlemek için güvenilir yöntemlerCM'den hiçbir yapısal unsur yoktur. Karmaşıklığı nedeniyle CM'den yapılan ürünlerin sağlamlığı ile ilgili problemler, öneminiz artar deneysel testlerin sonuçlarını işlerken bora yöntemleri ny.

Şu anda, CM'den yapılmış yapıların gücünün değerlendirilmesi, aşağıdakileri içeren bir dizi testten oluşmaktadır:

Çalışma yükleri altında %100 test edilmiştir;

Yapıyı yıkıma uğratmak için seçici testlernia.

Kalite güvencesi ve bu iki tür testin başarıyla tamamlanması, teknolojik süreçlerin istikrarını sağlar.

Son yıllarda tahribatsız muayene yöntemleri kullanılarak her parçanın mukavemetinin bireysel olarak değerlendirilmesi ön plana çıkmıştır.araştırma - ultrason, akustik emisyon vb.

e)CM'den parçalar üzerindeki toleransların ve uyumların belirlenmesi.

Çünkü CM'den yapılan ürünlerde yüzey oluşumu meydana gelir Farklı yollar(sarma, presleme, yayma vb.) ve bunlar çoğu zaman mekanik işleme tabi tutulmaz, bu durumda sistemyüzey temizliği için lansmanlar ve gereksinimler çok iyi inşa edilmelidir esnek. Başlangıç malzemelerinin parametrelerinin yayılması ve bunların CM'deki oranı, teknolojik süreç sırasındaki görünüm ile ilişkili kütlenin yayılmasını düzenlemek için benzer bir yaklaşım benimsenmelidir. dolgu oryantasyonunda farklılık gösteren hacimler vb.

Ve)Mühendislik ürünlerinin imalatında CM'ye geçiş, makine bileşenlerinin detaylandırılması konularını etkilemektedir. Çünkü malzeme dolandırıcılığı gelecekte işlenmesi istenmeyen belirli parçalara göre uyarlanır ve doğal olarak ayağa kalkar bireysel parçaları birleştirme sorunu. Üretim yöntemleri metallerden yapılmış benzer makine bileşenlerinin araştırılması, bu durumdaetkisiz veya tamamen kabul edilemez. Bu bağlamda tavsiye edilirDaha önce bir seriye bölünmüş CM'den bir montajın tamamını yapmak farklıdırDaha sonra sökülebilir veya kalıcı bağlantılar kullanılarak bir ürüne monte edilen parçalar. Bu yön çok etkilidir.Çünkü operasyonel maliyetlerin azalmasına rağmen işçilik ve enerji maliyetleri azalır Telsizler teknolojik ekipmanların ve üretim sürecinin yeniden yapılandırılmasını gerektirmektedir.

Örneğin 1970 yılında ABD'de binek otomobillerin seri üretimi başladı. araçlarda, kaplama için açıklığa sahip bir ön panel tanıtıldıilk olarak CM sacdan yapılmış radyatör. Aşağıdan başkaağırlıkta %50 oranında artış sağlanarak tüketimde önemli bir azalma sağlandı birkaç parçayı tek bir parçada birleştirerek dov. Bu tek parça panel, birçok sac metal damgalama işlemini, mekanik makinelerde işleme ve montaj, bunlarla ilgili sorunları ortadan kaldırdıkalıplar, kalıplar ve makine sıkma armatürleri. 16'yı birleştirdisac metal damgalamalar ve enjeksiyonla kalıplanmış parçalar tek parça halinde itibaren KM. 1979 yılında 35'ten fazla binek otomobil modeli, gövdeler ve far soketleri de dahil olmak üzere CM'den yapılmış ön panelleri kullanmaya başladı. park lambaları, fren lambaları, dönüş sinyalleri ve park lambaları.

H)CM kullanımının ekonomik verimliliğinin belirlenmesine yönelik yaklaşımların değiştirilmesi gerekmektedir. Tipik olarak ekonomik etkiCM uygulaması “Tüketici” tarafından arttırılmış taktikler şeklinde oluşturulmaktadır.ürünün ortak teknik, operasyonel özellikleri, dayanıklılığı, bakımı vb. Bu nedenle ekonomik etkiyalnızca kullanılarak belirlenebilir sistematik yaklaşım, öğretmek Gelenekselin değiştirilmesinin genel etkisinin tüm bileşenlerini dikkate alan KM ile ilgili materyal ve geçiş yeni teknolojiüretim sırasında genel olarak parçaların veya yapıların araştırılması.

Yalnızca belirtilen özellikleri dikkate alan bireysel bir yaklaşım metaller yerine CM kullanımına geçişi etkin hale getirir ve Gelecek vaat eden, gelişmeye yeni ufuklar açan ve teknolojiyi geliştirmek.

Kompozit malzemelerin sınıflandırılması

Takviye dolgularının türüne göre modern CM'ler olabilir iki gruba ayrıldı:

Dispersiyonla güçlendirilmiş;

Lifli.

Dispersiyonla güçlendirilmiş Kompozit malzemeler (DCCM), güçlendirme fazı rolünü oynamak üzere tasarlanmış, ince parçacıkların matris içinde eşit şekilde dağıldığı malzemelerdir.Dağılmış dolgu parçacıkları, özel teknolojik yöntemler kullanılarak matrisin içine sokulur. Parçacıklar matrisle aktif olarak etkileşime girmemeli ve erime noktasına kadar matris içinde çözünmemelidir. Bu malzemelerde asıl yük, takviye fazından dolayı bir yapının oluşturulduğu matris tarafından alınır ve bu da yapıyı zorlaştırır. Dislokasyonların mevcut hareketi. Dispersiyonla güçlendirilmiş CM'ler izotropiktir. Onların havacılıkta, roketçilikte vb. kullanılır. Dağınık madde içeriği faz ~%5-7'dir (tüpler, teller, folyo, çubuklar vb.).

Dağınık parçacıkların matrise dahil edilmesinden kaynaklanan güçlendirme etkisinin mekanizması, farklı DUCM türleri için farklılık gösterir.

1) Dispersiyonla güçlendirilmiş kompozit malzemeler “plastik matris – kırılgan dolgu maddesi”

Bu tip malzeme için matris örneğin şu metallerle temsil edilebilir: Al, Ag, Cu, Ni, Fe, Co, Ti. Dolgu maddesi olarak en sık seçilen bileşikler oksitler (Al2O3; SiO2; Cr203; ThO2; TiO2), karbürler (SiC; TiC), nitrürler (Si3N4; AlN), borürlerdir (TiB2) CrB2;

Deneysel verilere dayanarak dolgu malzemesi için aşağıdaki gereksinimler formüle edilebilir ve bu malzemenin güçlendirme aşaması olarak en etkili şekilde kullanılması sağlanır. Sahip olmalı:

Yüksek refrakterlik ( t pl . > 1000 ° İLE);

Yüksek sertlik ve yüksek elastik modül;

Yüksek dağılım (belirli yüzey – Ssp≥ 10 m 2/g);

Üretim ve işletme sırasında dağılmış parçacıkların birleşmesi (füzyonu) olmamalıdır;

Dağılmış parçacıkların metal matriks içerisine düşük oranda difüzyonu olmalıdır.

Sertleşme mekanizması kompozit malzemeler “plastik matris – kırılgan dolgu maddesi”.

Güçlendirme, dislokasyon mekanizması yoluyla gerçekleşir: parçacıklar arasındaki mesafe yeterliyse, o zaman teğetsel stresin etkisi altında dislokasyon, aralarında bükülür, bölümleri her parçacığın arkasına kapanır ve parçacıkların etrafında halkalar oluşturur. Dislokasyon halkaları arasındaki alanlarda elastik bir gerilim alanı ortaya çıkar ve bu da parçacıklar arasında yeni dislokasyonların itilmesini zorlaştırır (Şekil 1). Bu, çatlak çekirdeklenmesine (başlatma) karşı dirençte bir artış sağlar.

Pirinç. 1. Plastik bir matriste çıkık halkalarının oluşma sürecinin şematik gösterimi:

1 – dağınık parçacıklar; 2 – çıkık çizgileri; 3 – çıkık döngüleri; 4 – elastik gerilim alanı;

d – dolgu maddesi parçacık boyutu; L – bitişik dolgu parçacıkları arasındaki mesafe;

τ – teğetsel gerilmelerin etki yönü.

Fiş kompozit malzemeler “plastik matris – kırılgan dolgu maddesi”.

Genel durumda, "plastik matris - kırılgan dolgu" tipinde DUCM elde etmek için teknolojik işlemlerin sırası aşağıdaki gibidir:

a) Kompozit tozun elde edilmesi;

b) Presleme;

c) Sinterleme;

d) Yarı mamulün deformasyonu;

d) Tavlama.

2) Dispersiyonla güçlendirilmiş kompozit malzemeler “kırılgan matris – plastik dolgu”

Bu tür DUCM'nin yapısı, içinde eşit şekilde dağılmış metal dolgu parçacıkları içeren bir seramik matris ile temsil edilir. Bu kompozitler sermet sınıfına aittir. Bitişik parçacıklar arasındaki mesafe, hacim oranları değiştirilerek ayarlanır ve takviyenin etkisi, hacmin %15-20'si kadar bir parçacık içeriğinde ortaya çıkabilir.

Refrakter oksitler ve bazı refrakter oksit olmayan bileşikler seramik faz olarak kullanılabilir: Al 2 O 3, 3Al 2 O 3∙ 2SiO2, Cr203, ZrO2, ThO2, Y203, Si3N4, TiN, ZrN, BN, ZrB2, TiB2, NbB2, HfB2. Metal fazı olarak – Fe, Co, Ni, Si, Cu, W, Mo, Cr, Nb, Ta, V, Zr, Hf, Ti. Bir kompozitin üretimi için her bir spesifik sermet çiftinin seçimi, çiftin en eriyebilir bileşeninin erime noktasını aşmayan bir sıcaklıkta katı faz etkileşiminin bir sonucu olarak kararlı bir arayüz oluşturma olasılığına göre belirlenir veya ötektik eriyiğin oluşma sıcaklığı.

Kompozit malzemelerin “kırılgan matris - plastik dolgu maddesi” tahribatını önleme mekanizması .

Bu tür kompozitlerin imha süreci iki aşamaya ayrılabilir. İlk aşamada, yükleme sırasında, yüzeydeki artan gerilme konsantrasyonundan dolayı ilk olarak matriste gevrek kırılma başlatılır. mikro-homojenlikler yapısı: mikro gözenekler, tane sınırları, büyük eş eksenli olmayan taneler. Belirli bir kritik stres seviyesine ulaşıldığında çatlak başlar.

İkinci aşamada, yayılan çatlak sünek metal parçacıklarla etkileşime girer (Şekil 2): ucunda, metal parçacıkların deformasyonuna, uzamasına ve kopmasına yol açan maksimum gerilimler etki eder. Bu durumda, bu kompozitin imha işi, takviyesiz malzemenin özelliklerine kıyasla önemli ölçüde artar. Bu, çatlak cephesine giren tüm parçacıkların plastik deformasyonu için çatlak enerjisinin harcanması nedeniyle oluşur. Sonuç olarak, kenarları sünek metalden yapılmış “bağlantı köprüleri” ile kaplandığı için çatlak oluşumuna karşı direnç artar.

Pirinç. 2. Kırılgan bir matriste kırılma önleme sürecinin gösterimi:

1 – çatlak önünün önündeki metal parçacıklar; 2 – “iletişim köprüleri” kuruldu deforme olmuş

metal parçacıkları; 3 – tahrip edilmiş metal parçacıkları; 4 – bankaları kırmak;σ R– çekme gerilmeleri

Fiş kompozit malzemeler “kırılgan matris – plastik dolgu”.

Aşağıdakileri elde etmek için kullanılan teknolojik işlemlerin sırası:

a) Kompozit toz karışımının elde edilmesi;

b) Karışıma organik bir bağlayıcının eklenmesi;

c) Presleme;

d) Organik bağın çıkarılması;

e) Sinterleme;

f) Mekanik işleme.

Bileşen tozlarının karışımına sıkıştırılabilirlik (plastisite kazandırmak) sağlamak için, herhangi bir organik maddenin (polivinil alkol, polivinil butiral, etilen glikol, kauçuk vb.) ve ardından solventi çıkarmak için kurutma yapılır. Bu işlem sonucunda toz karışımının her bir parçacığı ince bir plastikleştirici tabaka ile kaplanır. Daha sonra kalıba dökülen toz karışımına presleme basıncı uygulandığında parçacıkları plastikleştirici katmanlara bağlanır. Daha sonra ürünlerin vakumda veya alümina veya karbon siyahı toz yatağında ısıl işlemiyle bağlayıcı belirli bir sıcaklıkta çıkarılır. termal yıkım veya yanma (300 – 400° İLE). Organik bağlayıcının çıkarılmasından sonra, ürünün hacmindeki parçacıklar esas olarak sürtünme kuvvetleri nedeniyle tutulur. Kompozitin sinterleme sıcaklığı seramik matrisin sinterleme sıcaklığı ile sınırlıdır. Nötr gaz ortamlarında (argon, helyum) veya vakumda gerçekleştirilir. Gerekirse sinterlenmiş malzeme bir elmas alet kullanılarak işlenir.

lifli KMTakviye dolgusunun türüne göre sınıflandırılabilir. İmalatlarında yüksek mukavemetli cam, karbon, bor, organik lifler, metal teller, çeşitli karbürlerin bıyıkları, oksitler, nitrürler vb.

Takviye malzemeleri monofilamentler, iplikler, şeritler, ağlar, kumaşlar, bantlar ve kanvaslar şeklinde kullanılır. Lifli CM'ler ayırt edilebilirayrıca takviye yöntemine göre: odaklı ve stokastik (rastgele). İlk durumda, kompozitlerin özellikleri açıkça tanımlanmış bir anizotropiye sahiptir; ikincisinde yarı-izotropiktirler. Hacim fraksiyonu Lifli CM'deki dolgu maddesi %60-70'dir.

Matris türüne göre kompozitler ayırt edilir:

Polimer (PCM);

Metal (MKM);

Seramik (KKM);

- karbon-karbon(UUKM).

Polimer kompozit malzemeler - Bu heterofazikkatı, sıvı veya gaz halindeki dolgu maddelerinin rastgele veya belirli bir sırayla dağıtıldığı sürekli bir polimer fazına (matris) sahip kompozit malzemeler. Bu maddeler matris hacminin bir kısmını doldurur, böylece kıt veya pahalı hammaddelerin tüketimini azaltır ve (veya) bileşimi değiştirerek ona daha fazla katkı sağlar. gerekli nitelikler, üretim ve işleme teknolojik süreçlerinin amacına, özelliklerine ve ürünlerin çalışma koşullarına göre belirlenir. Onlara plastiklerin büyük çoğunluğunu içerir, kauçuklar, boyalar ve cilalar, polimer bileşikleri, yapıştırıcılar vb.

Polimer matrisin türüne bağlı olarak dolgulu termoplastikler ve termoplastikler ayırt edilir (göre polietilen, polivinil klorür, naylon vb.), sentetik reçineler (polyester, epoksifenolik ve benzeri.) ve kauçuklar . Dolgu maddesinin türüne bağlı olarak PCM, dağınık dolgulu plastiklere (dolgu maddesi - kırılmış elyaf da dahil olmak üzere çeşitli şekillerde dağılmış parçacıklar) ayrılır. güçlendirilmiş plastikler(sürekli lifli bir yapıya sahip takviye edici bir dolgu maddesi içerir), gazla doldurulmuş plastikler, yağ dolu kauçuklar; Dolgu maddesinin doğasına bağlı olarak, doldurulmuş polimerler asbest plastiklerine (asbest dolgu maddesi), grafit katmanlarına (grafit), ahşap laminatlar(ahşap kaplama), cam elyafı plastikler (cam elyafı), karbon elyafı plastikler (karbon elyafı), organoplastikler (kimyasal elyaflar), boroplasti(bor lifi) vb. ve hibrit veya polifiber plastikler (dolgu maddesi - çeşitli elyafların birleşimi).

Üretim yöntemine göre PCM aşağıdakilere ayrılabilir: serme, sarma, pultrüzyon, presleme vb.

Kompozit malzemeler

Kompozit malzeme (kompozit, KM) - aralarında malzemenin gerekli mekanik özelliklerini sağlayan takviye elemanlarını ve takviye elemanlarının ortak çalışmasını sağlayan bir matrisi (veya bağlayıcıyı) ayırt edebildiğimiz iki veya daha fazla bileşenden oluşan heterojen bir katı malzeme.

Bir kompozitin mekanik davranışı, takviye elemanlarının ve matrisin özellikleri arasındaki ilişkinin yanı sıra aralarındaki bağın kuvveti ile belirlenir. Malzemenin verimliliği ve performansı, orijinal bileşenlerin doğru seçimine ve bileşenler arasında orijinal özelliklerini korurken güçlü bir bağlantı sağlayacak şekilde tasarlanmış kombinasyon teknolojisine bağlıdır.

Kompozit malzemelerin avantajları

CM'lerin bu görevleri yerine getirmek için oluşturulduğunu ve dolayısıyla olası tüm avantajları içeremeyeceğini hemen belirtmekte fayda var, ancak yeni bir kompozit tasarlarken mühendis, belirli bir amacı yerine getirirken ona geleneksel malzemelerin özelliklerinden önemli ölçüde daha üstün özellikler vermekte özgürdür. belirli bir mekanizmada, ancak diğer yönlerden onlardan daha aşağıdır. Bu, CM'nin her bakımdan geleneksel malzemeden daha iyi olamayacağı anlamına gelir; yani mühendis her ürün için gerekli tüm hesaplamaları yapar ve ancak bundan sonra üretim için malzemeler arasından en uygun olanı seçer.

yüksek spesifik güç
yüksek sertlik (elastik modül 130…140 GPa)
yüksek aşınma direnci
yüksek yorulma mukavemeti
CM'den boyutsal olarak kararlı yapılar üretmek mümkündür

Ayrıca farklı sınıftaki kompozitlerin bir veya daha fazla avantajı olabilir. Bazı faydalar aynı anda elde edilemez.

Kompozit malzemelerin dezavantajları

Çoğu kompozit sınıfının (ancak hepsinin değil) dezavantajları vardır:

yüksek fiyat
özelliklerin anizotropisi
Üretimde bilgi yoğunluğunun artması, özel pahalı ekipman ve hammaddelere duyulan ihtiyaç ve dolayısıyla endüstriyel üretimin ve ülkenin bilimsel tabanının gelişmesi

Kullanım alanları

Tüketim malları

Makine Mühendisliği

karakteristik

Teknoloji, çelik-kauçuk sürtünme çiftlerindeki yüzeylerde ek koruyucu kaplamalar oluşturmak için kullanılır. Teknolojinin kullanımı, su ortamında çalışan endüstriyel ekipmanların contalarının ve millerinin görev döngüsünün artırılmasını mümkün kılar.

Kompozit malzemeler fonksiyonel olarak birbirinden farklı birçok malzemeden oluşur. İnorganik malzemelerin temeli, çeşitli katkı maddeleri ile modifiye edilmiş magnezyum, demir ve alüminyum silikatlardır. Bu malzemelerdeki faz geçişleri, metalin nihai mukavemetine yakın, oldukça yüksek yerel yüklerde meydana gelir. Bu durumda, yüksek lokal yüklerin olduğu bir alanda yüzeyde yüksek mukavemetli bir metal-seramik tabaka oluşur, bu sayede metal yüzeyin yapısını değiştirmek mümkündür.

Özellikler

Kompozit malzemenin bileşimine bağlı olarak koruyucu kaplama aşağıdaki özelliklerle karakterize edilebilir:

100 mikrona kadar kalınlık;
şaft yüzeyi temizlik sınıfı (9'a kadar);
1 - 3 mikron büyüklüğünde gözeneklere sahip;
0,01'e kadar sürtünme katsayısı;
Metal ve kauçuk yüzeylere yüksek yapışma.

Teknik ve ekonomik avantajlar

Yüksek yerel yüklerin olduğu bölgede yüzeyde yüksek mukavemetli bir metal-seramik tabaka oluşur
Politetrafloroetilenin yüzeyinde oluşturulan katman, düşük sürtünme katsayısına ve aşındırıcı aşınmaya karşı düşük dirence sahiptir;
Metal-organik kaplamalar yumuşaktır, sürtünme katsayısı düşüktür, gözenekli bir yüzeye sahiptir ve ek katmanın kalınlığı birkaç mikrondur.

Teknolojinin uygulama alanları

Başvurusu çalışma yüzeyi Sürtünmeyi azaltmak ve dinlenme süresi boyunca kauçuğun mile yapışmasını önleyen ayırıcı bir katman oluşturmak için contalar.
yüksek hızlı motorlar içten yanma otomobil ve uçak üretimi için.

Havacılık ve uzay bilimi

Silahlar ve askeri teçhizat

Özellikleri (mukavemet ve hafiflik) nedeniyle kompozit malzemeler askeri işlerde üretim amaçlı kullanılmaktadır. çeşitli türler zırh:

askeri teçhizat için zırh

Ayrıca bakınız

IBFM_(Yenilikçi_inşaat_ve_bitirme_malzemeleri)

Bağlantılar

Wikimedia Vakfı. 2010.

Kompozit
Denizcilik ansiklopedik referans kitabı

Kompozit esnek bağlantılar- Şekil 1. Üç katmanlı bir duvarın şeması: 1. Duvarın iç kısmı; 2. Esnek bağlantı; 3. Yalıtım; 4. hava boşluğu; 5. Duvar kaplaması Kompozit esnek bağlantılar kullanılmış... Vikipedi

IBFM (Yenilikçi yapı ve kaplama malzemeleri)- IBFM (İnovasyon Yapı ve Kaplama Malzemeleri, Yenilikçi Yapı ve Kaplama Malzemeleri'nin kısaltması), inşaat ve kaplama malzemelerini birleştiren yeni bir inşaat ürünleri kategorisidir. Dekorasyon Malzemeleri prensibe göre... ... Vikipedi

karbon fiber takviyeli plastikler- Karbon fiber takviyeli plastik terimi İngilizce karbon fiber takviyeli plastik terimi Eş anlamlılar Kısaltmalar CFRP İlgili terimler kompozit malzemeler, polimerler, karbon nanomalzemeler Tanımı karbon fiberlerden oluşan kompozit malzemeler ve... ... Ansiklopedik Nanoteknoloji Sözlüğü

PLASTİKLER- (plastikler, plastikler). Hafif, sert, dayanıklı, korozyona dayanıklı ürünlerin yapılabileceği geniş bir polimerik organik, kolayca kalıplanabilen malzeme sınıfı. Bu maddeler esas olarak karbon (C), hidrojen (H),... ... Collier Ansiklopedisi

Bıçak- Bu terimin başka anlamları da vardır, bkz. Bıçak (anlamları). Bıçak (Slav öncesi *nožь *noziti'den delmeye kadar) çalışma kısmı bir bıçak olan bir kesme aleti - üzerinde bir bıçak bulunan sert bir malzeme şeridi (genellikle metal) ... Vikipedi

Colibri EC120 B helikopterinin uçuş özellikleri- Colibri EC120 B, dört yolcuya kadar taşıma kapasitesine sahip çok amaçlı bir hafif helikopterdir. Geniş kargo bölmesine beş büyük valiz sığabilir. Murmansk yakınlarında helikopter kazası Geliştirici: Fransız-Alman-İspanyol Grubu... ... Haber Yapımcıları Ansiklopedisi

Karbon nanotüpleri- Bu terimin başka anlamları da vardır, bkz. Nanotüpler. Bir nanotüpün şematik gösterimi... Vikipedi

Okuyucuyu metal bazlı kompozitler ve seramik kompozit malzemelerle tanıştırır. Ayrıca kompozitlerin ana uygulamalarını da açıklar.

Doğal ve yapay kökenli organik liflere sahip organoplastikler. Cam ve karbon fiberden daha hafiftir. Darbe mukavemetleri yüksektir ancak çekme/bükülme mukavemetleri düşüktür. Bu tip plastikler örneğin Kevlar'ı içerir.
Dolgu maddesi olarak bir polimer matristen ve çeşitli doğadaki kumaşlardan yapılan tekstolitler. Bazı tektolitler inorganik maddelerden (silikatlar, fosfatlar) oluşan bir matristen yapılır. Malzemelerin özellikleri çok çeşitlidir ve kumaş lifinin türüne bağlıdır. Lifler pamuk, asbest, bazalt, cam, yapay malzemelerden vb. yapılır.
Tozla doldurulmuş polimerler (polietilenler, polipropilenler, çeşitli dolgu maddelerine sahip reçineler, örneğin talk, nişasta, kurum, kalsiyum karbonat vb.) - bu türden 10 binden fazla plastik türü zaten geliştirilmiştir. Kompozit üretimi için çeşitli dolgu maddeleri ve diğer gerekli hammaddeleri bizden satın alabileceğinizi lütfen unutmayın.

Metal bazlı kompozitler

Metal kompozitler, bakır, alüminyum, nikel gibi birçok demir dışı metal temelinde yapılır. Dolgu için yüksek sıcaklıklara dayanıklı ve tabanda çözünmeyen lifler alınır. Çoğunlukla metal fiberler veya oksitlerden, nitritlerden, seramiklerden, karbürlerden ve boritlerden elde edilen tek kristaller kullanılır. Bunun sonucunda orijinal saf metalden çok daha fazla yangına dayanıklı, dayanıklı ve aşınmaya dayanıklı kompozitler elde edilir.

Seramik kompozitler

Seramik kompozitler, orijinal seramik kütlesinin, fiber veya parçacık ilavesiyle basınç altında sinterlenmesiyle yapılır. Metal lifler çoğunlukla dolgu maddesi olarak kullanılır - sermetler elde edilir. Termal şoklara karşı dayanıklıdırlar ve yüksek ısı iletkenliğine sahiptirler.

Sermetler, örneğin gaz türbinleri ve elektrikli fırınlar gibi aşınmaya ve ısıya dayanıklı parçalar üretmek için kullanılır. Ayrıca kesici takımların, fren sistemi parçalarının ve nükleer reaktörler için yakıt çubuklarının imalatında da talep görüyorlar.

Kompozitlerin uygulanması

Kompozit malzemeler halihazırda üretimin neredeyse tüm alanlarında kullanılmaktadır. Bunlar kullanılır:

yapım aşamasında;
araçlar, mağaza vitrinleri ve kapılar için güvenlik ve zırhlı cam üretimi;
tıbbi protezler;
için kaplamalar mutfak masaları ve elektronik kartlar için tabanlar;
ev aletlerinin parçaları ve muhafazaları;
pencere çerçeveleri ve çok daha fazlası.

Bu ilginç: olağanüstü özelliklere sahip kompozitler uçak, otomobil, gemi ve roket imalatında talep görmektedir. Uzay aracı, nükleer enerji santralleri ve spor malzemeleri (örneğin, hafif ve dayanıklı bisikletler) için parçaların üretiminde bunlara ihtiyaç vardır. Agresif ortamlarda ve yüksek sıcaklıklarda çalışan cihaz ve ekipmanların elemanlarının üretiminde kullanılırlar.

giriiş

Geçtiğimiz birkaç yılda, aynı anda ferroelektrik ve ferromanyetik özellikler sergileyen multiferroik adı verilen malzemelerin yaratılmasına ve araştırılmasına büyük önem verildi.

Multiferroikler hem tek fazlı hem de kompozit formlarda gerçekleştirilebilir. Tek fazlı multiferroik malzemelerin çoğu, düşük sıcaklık bölgelerinde, özellikle de kriyojenik sıcaklıklarda manyetoelektrik özellikler sergiler.

Pratik olarak kullanılamayan bu tek fazlı multiferroiklere bir alternatif, kompozit adı verilen malzemelerde, örneğin piezoelektrik ve piezomanyetik fazların veya manyetostriktif ve piezoelektrik fazların bir kombinasyonu gibi iki fazın birleşimiyle yapay olarak oluşturulan malzemelerde bulunmuştur. Bu malzemeler oda sıcaklığına yakın sıcaklıklarda ferroelektrik yapıların dengesini korur. Büyük bir manyetoelektrik (ME) etkiye, manyetostriktif ve piezoelektrik fazlara sahiptirler. iyi kalite ve sözde çok işlevli malzemeye aittir. Sentetik kompozit multiferroiklerin üretimindeki temel başarı, bunların oldukça kolay ve ucuz üretimi ve her fazın moleküler faz oranı ve tane boyutunun kontrol edilebilmesidir. olası engellenmesiyle ilgili bir sorun da bulunmaktadır. Kimyasal reaksiyon Sentez sırasında ferroelektrik ve manyetik fazlar arasındaki sınırlarda, örneğin dielektrik özelliklerin kaybına yol açar. Genel olarak kompozitlerde tane boyutları, şekli ve taneler arasındaki sınırlar, fazların “ana” özelliklerini korurken yeni özelliklerin ortaya çıkmasına yol açan ana unsurlardır. Böylece, spin-polarizasyon tünelleme modelinde taneler arasında iletken olmayan bariyer katmanlarının ortaya çıkmasıyla açıklanan devasa manyetik dirençte (CRM) bir artışın meydana gelebileceği bilinmektedir.

Daha sonra bana aşağıdaki görevler verildi:

1) sunulan örneğin kompozit multiferroikleri hakkındaki literatürü öğrenin;

2) (La 0,5 Eu 0,5) 0,7 Pb 0,3 MnO3 ve PbTiO3'ün özelliklerini ve yapısını incelemek;

3) PbTi03'ü polikristal formda sentezleyin ve tek bir kristal (La 0,5 Eu 0,5) 0,7 Pb 0,3 Mn03 büyütün;

4) manyetik, manyetoelektrik ve diğer özellikleri incelemeye başlayın (1-x) (La 0,5 Eu 0,5) 0,7 Pb 0,3 MnO3 + xPbTiO3.

Kompozit örnekleri

Kompozitler nelerdir?

Kompozit malzemeler, iki veya daha fazla farklı fazdan oluşan ve orijinal bileşenlerde bulunmayan özelliklere sahip malzemelerdir. Bu tanım kompozit fikrini iyi yansıtmaktadır ancak malzemelerin ve alaşımların (örneğin çelik, dökme demir, beton vb.) büyük çoğunluğunu kapsadığı için çok geniştir. Görünüşe göre başka bir tanım daha iyi olurdu: kompozitler, farklı şekil ve özelliklere sahip iki veya daha fazla malzemenin (bileşenin), net bir arayüze sahip, her bileşenin avantajlarını kullanan ve sınır süreçlerinin neden olduğu yeni özellikler sergileyen üç boyutlu monolitik yapay birleşimidir. .

Tipik olarak kompozitler, başka bir malzemenin elyaflarından, katmanlarından ve dağılmış parçacıklarından yapılmış dolgularla güçlendirilmiş, bir malzemeden oluşan bir tabandır (matris). Bu, her iki bileşenin dayanıklılık özelliklerini birleştirir. Dolgu maddesi ve matrisin bileşimini ve özelliklerini, bunların oranını ve dolgu maddesinin yönelimini seçerek, gerekli operasyonel ve teknolojik özellikler kombinasyonuna sahip bir malzeme elde etmek mümkündür.

Bir kompozit, bitmiş kompozitteki bireysel bileşenlerin kendi doğal özelliklerini koruması açısından alaşımdan farklıdır. Bileşenler, yalnızca olumlu yeni özellikler sergileyerek kompozit arayüzde etkileşime girmelidir. Böyle bir sonuç ancak bileşenlerin özelliklerinin kompozit malzemede başarılı bir şekilde birleştirilmesiyle elde edilebilir; Kompozit kullanılırken bileşenlerin sadece gerekli özellikleri ortaya çıkmalı, eksiklikleri tamamen veya kısmen giderilmelidir.

Böylece:

Ortaya çıkan kompozit yeni, daha iyi özellikler kazanır ve bu nedenle Ek fonksyonlar(çok işlevli malzeme);

Kompozitin özellikleri, sınır süreçleri dikkate alınmaksızın ayrı ayrı veya birlikte alınan bileşenlerinden daha iyidir;

Bir kompozitin bireysel bileşenlerinin eylemleri, faz arayüzünde meydana gelen süreçler dikkate alınarak her zaman bütünlükleri içinde ortaya çıkar.

Kompozitlerin aktif kullanımı 70'li yılların başında başlamıştır, ancak iki veya daha fazla başlangıç malzemesini kompozit bir ortam oluşturan bileşenler olarak kullanma fikri, insanlar malzemelerle uğraşmaya başladığından beri mevcuttur.

Bir kompozit oluşturmanın amacı, orijinal malzemelerin her birinde ayrı ayrı bulunmayan özelliklerin bir kombinasyonunu elde etmektir. Böylece kompozit, kendisi gereksinimleri karşılamayan malzemelerden yapılabilir. Bu gereksinimler fiziksel, kimyasal, teknolojik ve diğer özelliklerle ilgili olabileceğinden kompozit bilimi çeşitli bilgi alanlarının kesişim noktasındadır ve çeşitli uzmanlık alanlarından araştırmacıların katılımını gerektirmektedir.

Geleneksel olarak malzeme seçimi ve yapısal bileşenlerin tasarımı ayrı görevlerdi. Uçak, gemi yapımı ve otomotiv imalatı gibi alanlarda kompozitler metal ve alaşımların yerini almaya başladığında, Endüstriyel Tasarım ve malzeme seçimi birleşti ve aynı sürecin farklı yönleri haline geldi.

Kompozitin yapısal anizotropisinin yanı sıra, izotropik malzemelerin plastik deformasyonu sırasında ortaya çıkan teknolojik anizotropinin ve örneğin kristallerde doğal olan ve kristal kafesin yapısal özellikleriyle ilişkili fiziksel anizotropinin olduğu belirtilmelidir.

Üretim yöntemine göre iki tür kompozit vardır: yapay ve doğal. Yapay kompozitler, takviye edici bir fazın matris içine yapay olarak sokulması sonucu elde edilen tüm kompozitleri, ötektik doğal alaşımları ve benzer bileşimleri içerir. Ötektik kompozitlerde takviye fazı, yönlü kristalizasyon işlemi sırasında doğal olarak oluşan yönlendirilmiş lifli veya plaka benzeri kristallerdir.

Yeni kompozitler yaratıldıkça “eski” sınıflandırma türleri genişler ve yenileri ortaya çıkabilir.

Manyetik ve manyetoelektrik kompozitlerle ilgili literatürü incelerken, sentezlenen ve üzerinde çalışılan aşağıdaki oksit bazlı kompozitleri buldum:

1. “MgFe203-BaTiO3”;

2. “BaTiO 3 - (Ni, Zn) Fe 2 O 4”;

3. “La 0.67 Ca 0.33 MnO3 -CuFe204”;

4. “(La 0,7 Ca 0,3 MnO3) 1-x / (MgO) x”;

5. “La 2/3 Ca 1/3 MnO3 /SiO2”;

6. "La 0,7 Sr 0,3 MnO3 / Ta205".