To tylko jedna z 9 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
WPROWADZENIE Definicja Materiał kompozytowy (łac. compositus = złożony) - materiał zbudowany z co najmniej dwóch różnych składników, przy czym ich połączenie zachodzi na poziomie makroskopowym. W tym sensie nie są materiałami kompozytowymi np. stopy metali, które w skali mikroskopowej tworzą kompozycję wielu składników, ale w obrazie makroskopowym zachowują się jak typowe materiały jednorodne.
Historia Izraelici (od XIII w. p.n.e.) przy wznoszeniu swoich domów wykorzystywali bloki z mieszanki błotnej wzmocnionej słomą i końską sierścią, a Egipcjanie (od ok. 3600 lat p.n.e.) stosowali sklejkę drewnianą. W średniowieczu wykonywano miecze i tarcze składające się z warstw różnych materiałów, aby zapewnić im jak największą trwałość i wytrzymałość.
Powstanie nowoczesnych materiałów kompozytowych wiąże się z rozwojem technologii wytwarzania włókien sztucznych. Początek przypada na okres II wojny światowej (powstają włókna szklane). W latach 50-tych powstają włókna węglowe tzw. niskomodułowe (o niskim module sprężystości podłużnej),a w latach 60-tych wysokomodułowe. Kolejny etap rozwoju kompozytów spowodowało pojawienie się włókien aramidowych, znanych pod nazwą handlową Kevlar.
Walory kompozytów doskonałe parametry mechaniczne i wytrzymałościowe
mały ciężar właściwy. Główne zastosowania "Kombinacja" powyższych cech występuje w zasadzie tylko w przypadku kompozytów, stąd gwałtownie rosnące w ostatnich latach ich wykorzystanie w konstrukcjach, dla pracy których ma ona pierwszorzędne znaczenie. Są to wszelkiego typu konstrukcje cienkościenne, a przede wszystkim:
konstrukcje lotnicze . Samolot eksperymentalny Voyager firmy Hercules (laminat epoksyd/włóknoi węglowe) pokonał trasę dookoła świata bez międzylądowań. Pomijając małe samoloty sportowe (w tym szybowce) jest to jedyna znana konstrukcja o całkowicie kompozytowej budowie. Firmy lotnicze stosują kompozyty do produkcji pojedynczych elementów samolotów np. stateczników, a przy wprowadzaniu do produkcji nowych elementów kierują się daleko posuniętą ostrożnością - pomne kłopotów finansowych firmy Rolls-Royce, spowodowanych projektem produkcyjnym łopatek turbin do silników odrzutowych.
konstrukcje samochodowe (nadwozia samochodowe, spoilery itp.). konstrukcje budowlane (np. rury, zbiorniki ciśnieniowe, osadniki, studzienki itp.)
sprzęt sportowy (łodzie, narty, rakiety tenisowe, rowery) - ok. 60% wykorzystania kompozytów.
Podstawowe informacje o materiałach kompozytowych Składniki Fazy ciągłej zwanej osnową ( matrycą) Fazę rozproszoną, zwaną także zbrojeniem, otoczona osnową. Wypadkowe własności kompozytu są zależne od własności faz składowych, ich udziału objętościowego,, sposobu rozmieszczenia fazy rozproszonej w osnowie, a także cech geometrycznych fazy rozproszonej.
(…)
… ich zaletą jest stabilność narzuconego, początkowego kształtu. Najczęściej obecnie stosowaną w kompozytach żywicą jest należąca do klasy tworzyw termoutwardzalnych żywica epoksydowa, występująca pod wieloma nazwami handlowymi np. Narmco 2387, Vicotex 171-174 i in.
ŻYWICA
PARAMETR
Rodzaj
Typ Ciężar właściwy [kN/m3]
Moduł Younga [GPa]
Wytrzymałość na rozciąganie [MPa]
epoksydowa
termoutwardzalna
10.8 - 13.7…
… na rozciąganie S [GPa]
1.7 - 3.5
2.5 - 4.8
1.7 - 2.8
2.3 - 3.6
3.5
~ 4
Wytrzymałość właściwa S/ρ [km]
68 - 136
103 - 197
123 - 163
161 - 257
135
51
Moduł Younga E [GPa]
72
86
230 - 250
120 - 124
400 - 410
200
Moduł właściwy E/ρ [km103]
2.8
3.5
12.4 - 18.1
8.5 - 8.8
16
2.6
TABELA 1. Własności wybranych włókien.
RODZAJ WŁÓKNA
CECHA
szklane
grafitowe
aramidowe (Kevlar)
Najniższa cena
+++
++
+
Wytrzymałość właściwa…
… podstawę do wytwarzania elementów konstrukcyjnych. Osnowa stanowi także powłokę ochronną włókien. W pewnym stopniu uczestniczy także w przenoszeniu obciążeń. Zasadniczo jednak matryca ma mały wpływ na charakterystyki sztywnościowe i wytrzymałościowe kompozytu. Podstawowe klasy osnów to żywice termoutwardzalne i żywice termoplastyczne.
Tworzywa termoplastyczne poddane ogrzewaniu miękną, a chłodzone…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)