Зміст

  • Волокнисті матеріали та їх властивості
    • Структура наповнювачів
  • Деякі поширені волокнисті матеріали: властивості і застосування

Суть даної технології в поєднанні абсолютно різнорідних матеріалів в єдине ціле, щоб отримати нові якості, окремо їм невластиві. Наприклад, у лабораторних умовах шматку кухонної солі, строго кажучи, хлористого натрію, вдалося надати, пластичність, додавши в неї золото. До речі, волокнисті композиційні матеріали – це не придбання нашого часу. До перших зразків подібних матеріалів можна сміливо віднести виконані для єгипетських мумій оболонки, для яких використовувалися просочених смолою шматки папірусу .

Волокнисті матеріали та їх властивості ?

Волокнисті композиційні матеріали: властивості та застосування

Для армування волокнистих композитів використовують волокна або ниткоподібні кристали. Навіть невелика їх вміст у матеріалі такого типу істотно покращує його механічні властивості. Можливість зміни при армуванні орієнтації волокон, їх розміру та концентрації дозволяє ще ширше варіювати властивості композитного матеріалу.

Для армування у більшості випадків використовують волокна вуглецю, бору, скляні, базальтові або полімерні. Винятковий інтерес, завдяки надзвичайно високому модулю пружності і міцності при розтягуванні, викликають також монокристалічні волокна у вигляді ниткоподібних кристалів.

Волокнисті композиційні матеріали, скажімо, цемент, гіпсоволокнисті плити та інші, в своєму складі зазвичай містять волокна скла, пластмаси, сталі або вуглецю. Що ж стосується натуральних волокон, скажімо, целюлози, то відсоток їх використання в даному сегменті ринку значно нижче, але і вони, в свою чергу, надають композиту принципово цікаві характеристики. Серед них можна виділити:

  • більш високу ступінь еластичності;
  • найкращу здатність влагорегулирования;
  • меншу щільність і вага.

Структура наповнювачів ?

Основні типи волокон, зокрема, скляні і вуглецеві, в основному, мають круглий перетин ? 8-20 мкм, хоча в перерізі може лежати також трикутник, ромб або інша фігура. Безперервні волокна з перетином, відмінним від кола, називають профільними. Вони можуть бути також і порожнистими, що сприяє зниженню щільності армованого композиту.

За структурою ж їх класифікують на чотири групи: безперервні односпрямовані, тканинні, неткані, об’ємного плетіння. Надаючи наповнювачам різну структуру і фіксуючи її, крім первинних кручених ниток, стрічок, можна отримувати різні види підсилюють наповнювачів: сітка, плівка, полотно та інші.

Розглянемо в якості прикладу такий популярний волокнистий наповнювач, який використовується для армування, як скловолокно.

  • Звичайне скловолокно (діаметр частинок – 10-15 мкм, довжина – 0.3-0.65 мм). Значно збільшує такі параметри виробу, як жорсткість, міцність до механічних навантажень, стійкість до повзучості, твердість і теплостійкість, втомна міцність. Підвищує щільність, стійкість і незмінність розмірів виробу.
  • Волокнисті композиційні матеріали: властивості та застосуванняСкловолокно довге (довжина –10-12 мм). Ко всім перерахованим вище характеристикам просто необхідно додати «дуже». Вироби, укріплені довгими скловолокнами виконують в умовах, що не порушують цілісності волокна.
  • Скловолокно(0.08 мм), мелкорубленное. Жорсткість і механічну міцність композиту збільшується помірно. Виріб – значно менш стійкий.
  • Скляні порожнисті сфери. Збільшують жорсткість, але зменшують міцність. Знижують вагу, викривлення і анізотропію усадки, тобто різниця усадки в різних напрямках вироби.

Деякі поширені волокнисті матеріали: властивості і застосування ?

Деревні композити. ДСП, арболиты, ДВП, деревні пресспорошки і прессмассы, фанери, клеєні конструкції, деревно-полімерні термопластичні композити та інші.

Волокнисті композиційні матеріали: властивості та застосуванняВелике поширення одержали плити ДВП. У процесі їх виробництва різана маса з деревини проходить через спеціально конструированные розмелюють диски, в результаті з’являються найтонші волокна (товщина – 0,1 мм). Після змішування з клеєм, їх пресують і гартують при високій температурі. Надалі поверхню плит зазвичай шліфують. Конструкція композиту має певні переваги:

  • структура плити по всій товщині рівномірно щільна;
  • міцно триматися кріпильні деталі: шурупи, цвяхи;
  • піддаються фрезеруванню не гірше, ніж масив дерева.

Бетони. Номенклатура сучасних бетонів дуже різноманітна і відрізняється за своїм Волокнисті композиційні матеріали: властивості та застосуванняпотягам і властивостями. В їх основі лежить традиційна цементна, як і виконана з полімерів, епоксиду, поліефіру, акрилу та інше. По своїй міцності високоефективні бетони наближаються до металів. Останнім часом поширення набули й декоративні.

 

Вуглепластики. Вуглецеві волокна, наповнювачі цих Волокнисті композиційні матеріали: властивості та застосуванняполімерних композитів, отримують з природних і синтетичних волокон з целюлози, акрилонітрилу, сополімерів, кам’яновугільних пісків, нафти і т. д. Матрицями в углепластиках служать термореактивні або термопластичні полімери. Це легкий, але дуже міцний матеріал, що володіє низькою щільністю і високим модулем пружності. Вуглепластики знайшли застосування в машино- , авіа-, ракетобудування, виробництво медтехніки і інших областях.

Склопластики. Посилення волокнистого композиту проводять, використовуючи скляні волокна, Волокнисті композиційні матеріали: властивості та застосуванняякі формують витяжкою що знаходиться в розплавленому стані неорганічного скла. Композити відрізняє висока міцність, низька теплопровідність, високі електроізоляційні характеристики, не перешкоджають проходженню радіохвиль. Склопластики використовують у суднобудуванні, радіоелектроніці, будівництві і т. д.

Боропластики. Боровими волокнами у вигляді монониток або джгутів і стрічок з присутністю скляній або інших ниток наповнюють термореактивні матриці. Композити виключно проявили себе в умовах тривалих навантажень в агресивному середовищі. Виробництво борних ниток обходиться досить дорого, тому сфера застосування боропластиков обмежується авіаційної та космічної промисловості.

Пресспорошки (прессмассы). На сьогоднішній день відомо вже більше 10000 типів Волокнисті композиційні матеріали: властивості та застосуваннякомпозитних полімерів. Перший наповнений полімер, бакеліт, було отримано шляхом додавання під тиском прес-порошку, зокрема, деревної муки частково отвердний полімер. Таким чином крихка речовина невисокої міцності необоротно твердне у формі і набуває підвищену міцність. Найчастіше в якості наповнювача використовують деревне борошно, каолін, тальк, крейду, слюду, сажу, базальтове і скловолокно та інше.

Волокнисті композиційні матеріали: властивості та застосуванняВперше виріб, вироблене за цією технологією, ручку перемикача швидкостей, було використано в автомобілі «Роллс-Ройс».

Сьогодні наповнені полімери знаходять застосування в різних областях.


-->
Соц закладки
Соц закладки