ЗМІСТ
Введення. 2
1. Загальні відомості про композиційних матеріалах .. 3
2. Склад і будова композиту .. 5
3. Оцінка матриці і упрочнителя у формуванні властивостейкомпозиту .. 10
3.1. Композиційні матеріали з металевою матрицею 10
3.2. Композиційні матеріали з неметалевої матрицею 10
4. Будівельні матеріали - композити .. 12
4.1. Полімери в будівництві. 12
4.2. Композити та бетон .. 16
4.3. Алюмінієві композитні панелі .. 19
Висновок. 23
Список використаної літератури .. 24
Введення
На початку XXI століття задаються питанням про майбутніх будівельнихматеріалах. Бурхливий розвиток науки і техніки ускладнює прогнозування: щечотири десятиліття тому не було широкого застосування полімерних будівельнихматеріалів, а про сучасних В«істиннихВ» композитах було відоме тільки вузькомуколу фахівців. Тим не менш, можна припустити, що основними будівельнимиматеріалами також будуть метал, бетон і залізобетон, кераміка, скло,деревина, полімери. Будівельні матеріали будуть створюватися на тій жесировинної основі, але із застосуванням нових рецептур компонентів і технологічнихприйомів, що дасть більш високу експлуатаційну якість і відповіднодовговічність і надійність. Буде максимальне використання відходів різнихвиробництв, відпрацьованих виробів, місцевого і домашнього сміття. Будівельніматеріали будуть вибиратися по екологічним критеріям, а їх виробництво будегрунтуватися на безвідходних технологіях.
Вже зараз є велика кількість фірмових назв оздоблювальних,ізоляційних та інших матеріалів, які в принципі відрізняються тільки складомі технологією. Цей потік нових матеріалів буде збільшуватися, а їхексплуатаційні властивості удосконалюватися з урахуванням суворих кліматичнихумов і економії енергетичних ресурсів Росії.
1. Загальні відомості прокомпозиційних матеріалах
Композиційний матеріал - неоднорідний суцільний матеріал,складається з двох або більше компонентів, серед яких можна виділитиармуючі елементи, що забезпечують необхідні механічні характеристикиматеріалу, і матрицю (або сполучна), що забезпечує спільну роботуармуючих елементів.
Механічне поведінку композиту визначається співвідношеннямвластивостей армуючих елементів і матриці, а також міцністю зв'язку між ними. Ефективністьі працездатність матеріалу залежать від правильного вибору вихіднихкомпонентів та технології їх поєднання, покликаної забезпечити міцний зв'язокміж компонентами при збереженні їх первісних характеристик.
У результаті сполучення армуючих елементів і матриціутворюється комплекс властивостей композиту, не тільки відображає вихідніхарактеристики його компонентів, але і включає властивості, якимиізольовані компоненти не володіють. Зокрема, наявність кордонів розділу міжармуючим елементами і матрицею істотно підвищує тріщиностійкістьматеріалу, і в композитах, на відміну від металів, підвищення статичноїміцності приводить не до зниження, а, як правило, до підвищення характеристик в'язкостіруйнування.
Перевагикомпозиційних матеріалів:
висока питома міцність
висока жорсткість (модуль пружності 130 ... 140 ГПа)
висока зносостійкість
висока втомну міцність
з КМ можливо виготовити размеростабільние конструкції
Причому, різні класи композитів можуть володіти одним абокількома перевагами. Деяких переваг неможливо домогтисяодночасно.
Недолікикомпозиційних матеріалів
Більшість класів композитів (але не всі) маютьнедоліками:
висока вартість
анізотропія властивостей
підвищена наукоємність виробництва, необхідністьспеціального дорогого обладнання та сировини, а отже розвиненогопромислового виробництва та наукової бази країни
2. Склад і будова композиту
Композити - багатокомпонентні матеріали, що складаються зполімерної, металевої., вуглецевої, керамічної або ін основи (матриці),армованої наповнювачами з волокон, ниткоподібних кристалів, тонкодіспeрснихчастинок і ін Шляхом підбору складу і властивостей наповнювача і матриці (зв'язуючого),їх співвідношення, орієнтації наповнювача можна отримати матеріали з необхіднимпоєднанням експлуатаційних і технологічних властивостей. Використання в одномуматеріалі декількох матриць (поліматричного композиційні матеріали) абонаповнювачів різної природи (гібридні композиційні матеріали) значнорозширює можливості регулювання властивостей композиційних матеріалів. Армуючінаповнювачі сприймають основну частку навантаження композиційних матеріалів.
За структурою наповнювача композиційні матеріали поділяютьна волокнисті (армовані волокнами і нитковидними кристалами), шаруваті(Армовані плівками, платівками, шаруватими наповнювачами),дісперсноармірованние, або дисперсно-зміцнені (з наповнювачем у виглядітонкодисперсних частинок). Матриця в композиційних матеріалах забезпечуємонолітність матеріалу, передачу і розподіл напруги в наповнювачі,визначає тепло-, волого-, вогні - і хім. стійкість.
За природою матричного матеріалу розрізняють полімерні,металеві, вуглецеві, керамічні та ін композити.
Найбільше застосування в будівництві та техніці отрималикомпозиційні матеріали, армовані високоміцними і високомодульногобезперервними волокнами. До них відносять: полімерні композиційні матеріали наоснові термореактивних (епоксидних, поліефірних, феноло-формальде., поліаміднихта ін) і термопластичних зв'язуючих, армованих скляними (склопластики),вуглецевими (углепластики), орг. (Органопластікі), борна (боропластікі) та інволокнами; металлич. композиційні матеріали на основі сплавів Al, Mg, Cu, Ti,Ni, Сr, армованих борна, вуглецевими чи карбідкремнієвих волокнами, атакож сталевий, молібденового або вольфрамової дротом;
Композиційні матеріали на основі вуглецю, армованоговуглецевими волокнами (вуглець-вуглецеві матеріали); композиційні матеріалина основі кераміки, армованої вуглецевими, карбідокремніевимі та ін жаростійкимиволокнами і SiC. При використанні вуглецевих, скляних, арамідних і борнихволокон, що містяться в матеріалі в кол-ве 50-70%, створені композиції (див. табл)з пит. міцністю і модулем пружності в 2-5 разів більшими, ніж у звичайнихконструкційних матеріалів і сплавів. Крім того, волокнисті композиційніматеріали перевершують метали і сплави по втомної міцності,термостійкості, вібростійкості, шумопоглощению, ударної в'язкості та ін властивостям.Так, армування сплавів Аl волокнами бору значно покращує їх механічніхарактеристики і дозволяє підвищити т-ру експлуатації сплаву з 250-300 до450-500 В° С. Армування дротом (з W і Мо) і волокнами тугоплавких сполуквикористовують при створенні жароміцних композиційних матеріалів на основі Ni, Cr,Co, Ti та їх сплавів. Так, жароміцні сплави Ni, армовані волокнами, можутьпрацювати при 1300-1350 В° С. При виготовленні металевих волокнистихкомпозиційних матеріалів нанесення металевої матриці на наповнювачздійснюють в основному з розплаву матеріалу матриці, електрохімічнимосадженням або напиленням. Формування виробів проводять гл. обр. методомпросочення каркаса з армуючих волокон розплавом металу під тиском до 10МПа або з'єднанням фольги (матричного матеріалу) з армуючими волокнами ззастосуванням прокатки, пресування, екструзії при нагр. до т-ри плавленняматеріалу матриці.
Один із загальних технологічних методів виготовленняполімерних і металеві. волокнистих та шаруватих композиційні матеріали - вирощуваннякристалів наповнювача в матриці безпосередньо в процесі виготовленнядеталей. Такий метод застосовують, напр., При створенні евтектіч. жароміцнихсплавів на основі Ni і Со. Легування розплавів карбідних і інтерметалліч. соед.,створюючими при охолодженні в контрольованих умовах волокнисті абопластинчасті кристали, призводить до зміцнення сплавів і дозволяє підвищити т-руїх експлуатації на 60-80 oС. композиційні матеріали на основі вуглецюпоєднують низьку щільність з високо...
