СВОЙСТВА КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ - Студенческий научный форум

VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

СВОЙСТВА КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Городов А.А. 1, Майков Д.Ю. 1, Загородний Н.А. 1
1Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

На сегодняшний день существует великое множество композитных материалов, таких как: стеклопластик, карбон, кевлар и т.д. Композитные материалы находят широкое применение и используются в различных направлениях отраслей: в спутниках связи, самолетах, спортивных товарах, тяжелой промышленности, в энергетическом секторе разведки нефти и газа и строительстве ветровых турбин, транспорте. Композитными материалами называют сплошной неоднородный материал, изготовленный из нескольких компонентов имеющих разные физически и химические свойства. Механические и химические характеристики конечного изделия определяются путём совмещения свойств составных компонентов, правильный выбор которых позволяет добиться оптимального результата, нежели аналогичное изделие из однородного материала, например сталь 11М5Ф. Высокоэффективные композитные материалы получают свои структурные свойства с непрерывными, ориентированными, высокопрочными армирующими волокнами. Наиболее часто используют  углеродные, арамидные или стеклянные волокна - в матрице, что способствует технологичности процесса изготовления и повышает механические и химические свойства изделия. Современные композитные материалы изначально разработаны для военных, но на аэрокосмическом рынке предлагаемая производительность выше, чем у обычных конструкционных металлов.

 Высокая прочность и малый вес, являются основополагающей частью для композитных материалов, которая помогает им распространяться в различные области машиностроения. Композитные материалы обеспечивают хорошее демпфирование колебаний и низкий коэффициент термического расширения (CTE), различные характеристики композитных материалов могут быть разработаны для специализированных изделий. Их плотность, прочность и ряд других технических характеристик позволяют использовать их в экстремальных условиях. Композиты устойчивы к усталости и имеют хорошую гибкость, что позволяет значительно уменьшить количество деталей, необходимых для изделия. Законченный продукт, требует меньше сырья, меньше стыков и креплений и меньшее время для сборки.   

 Композитные материалы показали, устойчивость к перепадам температур, коррозии и износу, особенно в промышленных установках, где эти свойства необходимы для снижения затрат на жизненный цикл изделия.

В автомобилестроительной индустрии наибольшее распространение получили композитные материалы на основе смол или полимерных матриц. Чаще всего в производстве используются такие смолы как: фенольные, эпоксидные, винилэфирные, полиэфирные и полипропиленовые полимеры. Используя в производстве ту или иную смолу позволяет добиться необходимых характеристик изделия. В качестве армирующих веществ могут применяться волокна и тканые материалы. Наибольшее распространение получили волокна и ткани из стекла и углерода.

 Одним из главных преимуществ состава «волокно-смола» является взаимодополняющий характер. Тонкие волокна проявляют относительно высокую прочность на растяжение, но чувствительны к нагрузкам на сжатие и срез. В то время как большинство смол относительно плохо выдерживают нагрузки на растяжение, но устойчивы к сжимающимся нагрузкам. Подобное сочетание позволяет добиваться необходимых свойств конечного изделия. Структурные свойства композитных материалов, в первую очередь, являются производными от армирующих волокон. Коммерческие композитные материалы, для крупных рынков, таких как автомобильные компоненты, лодки, товары народного потребления и коррозионно-стойких промышленных изделий, чаще всего изготавливают из непрерывных, случайных стеклянных волокон или непрерывных графитовых волокон различных форм.

Изделия из композитных материалов изготавливаются следующими методами: контактное формирование (ручное формирование), напыление (метод бесконечной нити), путрузия, намотка, пресование, технология SMC, метод  Resin Transfer Moulding (метод вакуумной инфузии).

В автомобильной промышленности всё больше применяются композитные материалы. Изначально из них изготавливали бампера, и крылья. В автоспорте из этих материалов изготавливают практически все внешние и внутренние панели автомобиля. Это обусловлено их техническими характеристиками: прочность, неподверженность коррозии, легкость и простота изготовления сложных элементов, с множеством изгибов. Композитные материалы всё чаще находят применение на рынке автомобилестроения, что позволяет снизить себестоимость автомобиля и увеличить его долговечность.

Список использованных источников

 

1.       Электронный ресурс:  http://www.wisegeek.org/ (01.12.15)

 

 

2.       Электронный ресурс:  http://mech.utah.edu/ (30.11.15);

 

3.       Электронный ресурс:  http://composite.about.com/ (01.12.15);

 

4.       Composite Materials: Fabrication Handbook #2/ Published December 1st 2010 by Wolfgang Publications, Inc Paperback, 144 pages

 

5.        Composite Materials/ Chawla, Krishan K.// 3rd ed. 2012, XXIII, 542 p. 265 illus., 211 illus. in color.

 

6.       Advanced Composite Materials / published March 1st 2011

 

Просмотров работы: 1497