Материал, состоящий из разнородных по геометрии и свойствам компонентов объединяющий преимущества каждого для достижения новых свойств. Компоненты образуют композицию своим объемным сочетанием.

КОМПОЗИТЫ

Материал, состоящий из разнородных по геометрии и свойствам компонентов объединяющий преимущества каждого для достижения новых свойств. Компоненты образуют композицию своим объемным сочетанием.

Элементы КМ

Матрица -компонент непрерывный в объеме КМ

Включение - дискретно распределенный в объеме компонент

Межфазная граница – элемент структуры КМ, имеющий отличные структуру и свойства

Признаки КМ

Неоднородны в микро масштабе и однородны в макро масштабе;

Свойства КМ определяет каждый элемент;

Содержание каждого компонента больше критического

 

 

Теоретические основы конструирования КМ

Совместимость компонентов

У композитов с оптимальными свойствами межфазное взаимодействие должно быть ограниченно, в том числе при повышенных температурах.

Термодинамическая совместимость

Способность матрицы и армирующих элементов находиться в состоянии термодинамического равновесия неограниченное время

При получении и эксплуатации КМ

Кинетическая совместимость

Компоненты находятся в метастабильном равновесии,

Регулируемом адсорбцией, диффузией и химическими реакциями

Механическая совместимость

Соответствие упругих констант, коэффициентов термического расширения для обеспечения прочности связи и передачи напряжений через границу.

Для уменьшения взаимодействия

Применяют защитные покрытия и легирование компонентов

 

Формирование межфазного слоя на границе раздела фаз

Улучшению взаимодействия волокна со матрицей способствуют аппреты - вещества, влияющие на структуру, свойства и протяженность межфазного слоя.

Аппреты должны:
- смачивать, проникать и заполнять дефекты в граничном слое
- перераспределять напряжения в матрице и переносить их на наполнитель при механическом воздействии

 

 

Способы получения КМ

Сварка взрывом

Способ получения композитов в твердой фазе.

имеет место значительная пластическая деформация поверхностных слоев и их местный адиабатический нагрев, приводящие к образованию прочного сварного соединения Получают многослойные листы, полосы, цилиндрические заготовки и т.д.

 

Методы осаждения

Способы получения композитов нанесением покрытий:

Плазменным напылением, электролитическим осаждением,

Осаждением из газовой фазы, вакуумным, эмиссионным и др.

Плазменное напыление

 

Осаждение из газовой фазы

Жидкофазные методы

Преимущества: получения изделий сложной конфигурации, ограниченное силовое воздействие на хрупкие компоненты; высокая производительность; непрерывный процесс.

Литейные технологии.

Экструзия

Литье под давлением в прессформу бесконечной длины.

Пакет, подготовленный к вакуумной инфузии

Технология получения полимерной арматуры

 

 

Спрейное литьё (СП)

 

Спрей технологии

 

 

Спрейное литье труб

Пайка.

Новый метод основан на применении фольги (Al + Ni) толщиной 20 мкм.

Интеллектуальные материалы

D технология

Физического объекта

По цифровой 3D-модели.

D печать методом прямого осаждения металла (DMD)

Лазерный луч точечно нагревает участок и туда же подаётся аэрозоль порошка металла в среде инертного газа. Под действием лазера происходит оплавление порошка и переход в жидкую фазу, которая после охлаждения затвердевает. Затем процесс повторяется и таким образом покапельно наслаивается металл. При 3D печати процесс контролируется компьютером, поэтому он производится максимально быстро и точно.

Требования к конструкционной керамике - высокая прочность на растяжение и ударная вязкость, стойкость к термоудару.

КОМПОЗИТЫ

материал, состоящий из разнородных по геометрии и свойствам компонентов объединяющий преимущества каждого для достижения новых свойств. Компоненты образуют композицию своим объемным сочетанием.

Элементы КМ

Матрица -компонент непрерывный в объеме КМ

Включение - дискретно распределенный в объеме компонент

Межфазная граница – элемент структуры КМ, имеющий отличные структуру и свойства

Признаки КМ

Неоднородны в микро масштабе и однородны в макро масштабе;

Свойства КМ определяет каждый элемент;

Содержание каждого компонента больше критического