История возникновения и развития композиционных материалов, их свойства и области
1. Км: основные понятия.
Композиционные материалы представляют собой металлические и неметаллические матрицы (основы) с заданным распределением в них упрочнителей (волокон, дисперсных частиц и др.), при этом эффективно используются индивидуальные свойства составляющих композиции. По характеру структуры КМ подразделяются на: 1) волокнистые, упрочненные волокнами и нитевидными кристаллами; 2) дисперсно-упрочненные, полученные путем введения в металлическую матрицу дисперсных частиц-упрочнителей; 3) слоистые, созданные путем прессования или прокатки разнородных материалов; 4) эвтектические сплавы после направленной кристаллизации эвтектических структур. Комбинируя объемное содержание компонентов, можно в зависимости от назначения получать материалы с требуемыми значениями прочности, а также создавать композиции с необходимыми магнитными, диэлектрическими, радиопоглощающими и другими специальными свойствами.
Композиционными называют однородные в макрообъеме материалы, получаемые путем искусственного объединения микроскопических объемов разнородных веществ.
Макрообъем конструкционных материалов (КМ) определяется габаритными размерами изготовленной из него детали и может достигать значительных величин. Например, размеры некоторых деталей химической аппаратуры из КМ, получаемых путем намотки волокнистого наполнителя со связующим, достигают 10 м и более. Дискретные элементы структуры КМ, представленные химически или физически разнородными веществами, в большинстве случаев имеют размеры до 10 мкм, а в некоторых материалах не более сотен микрометров.
2. История возникновения и развития.
Знакомство со свойствами многих материалов в окружающем нас мире позволяет говорить об их необычности. Если металлы со свойственной им высокой прочностью и пластичностью являются для нас привычными, то имеется значительная группа материалов, поражающая необычным сочетанием свойств разнородных материалов.
Так, железобетон позволяет сооружать конструкции, выдерживающие большие изгибающие нагрузки, которые противопоказаны исходному бетону, - он растрескивается при достаточно небольших изгибающих нагрузках. Сравнение прочности стержней из древесины и бамбука показывает, что бамбук приблизительно в два раза более прочен и гибок. Эти особенности в течение длительного времени использовали при изготовлении шестов для прыжков, для изготовления корабельных мачт и т.д. Необыкновенным сочетанием прочности, жесткости и легкости характеризуются кости животных и человека. Особенно высоки характеристики трубчатых костей птиц, имеющих минимальный вес. Изготовленные из любого из известных материалов подобные изделия имели бы большую массу.
Вулканическая лава, обладая химическим составом достаточно хорошо известных горных пород, характеризуется очень низкой плотностью в сочетании с достаточной прочностью и хорошими теплоизоляционными свойствами, предопределяющими возможность применения в строительстве. Такие материалы, сочетающие в себе свойства, присущие порознь нескольким материалам, называются обычно композиционными материалами (КМ).
История возникновения искусственных КМ восходит к истокам цивилизации, когда человек начал сознательно конструировать новые материалы. Уже на ранних стадиях развития цивилизации он использовал для строительства кирпич из глины, в которую замешивалась солома, придававшая повышенную прочность. Использование природных битумов позволило повысить водостойкость природных материалов и изготавливать суда из камыша, пропитанного битумом. Прослеживается аналогия между изготовлением боевых луков у кочевников с использованием нескольких слоев из дерева, рога, шелка, скрепляемых с помощью клея, и современными металлодеревотканевыми слоистыми конструкциями, соединяемыми отверждающимися смолами. Одним из наиболее ярких примеров такого рода является материал фиберглас из стеклянных волокон, скрепленных полимерным связующим, структура которого повторяет структуру бамбука, где непрерывные волокна из целлюлозы находятся в более пластичной матрице с низким модулем
Answers & Comments
Ответ:
3
Объяснение:
История возникновения и развития композиционных материалов, их свойства и области
1. Км: основные понятия.
Композиционные материалы представляют собой металлические и неметаллические матрицы (основы) с заданным распределением в них упрочнителей (волокон, дисперсных частиц и др.), при этом эффективно используются индивидуальные свойства составляющих композиции. По характеру структуры КМ подразделяются на: 1) волокнистые, упрочненные волокнами и нитевидными кристаллами; 2) дисперсно-упрочненные, полученные путем введения в металлическую матрицу дисперсных частиц-упрочнителей; 3) слоистые, созданные путем прессования или прокатки разнородных материалов; 4) эвтектические сплавы после направленной кристаллизации эвтектических структур. Комбинируя объемное содержание компонентов, можно в зависимости от назначения получать материалы с требуемыми значениями прочности, а также создавать композиции с необходимыми магнитными, диэлектрическими, радиопоглощающими и другими специальными свойствами.
Композиционными называют однородные в макрообъеме материалы, получаемые путем искусственного объединения микроскопических объемов разнородных веществ.
Макрообъем конструкционных материалов (КМ) определяется габаритными размерами изготовленной из него детали и может достигать значительных величин. Например, размеры некоторых деталей химической аппаратуры из КМ, получаемых путем намотки волокнистого наполнителя со связующим, достигают 10 м и более. Дискретные элементы структуры КМ, представленные химически или физически разнородными веществами, в большинстве случаев имеют размеры до 10 мкм, а в некоторых материалах не более сотен микрометров.
2. История возникновения и развития.
Знакомство со свойствами многих материалов в окружающем нас мире позволяет говорить об их необычности. Если металлы со свойственной им высокой прочностью и пластичностью являются для нас привычными, то имеется значительная группа материалов, поражающая необычным сочетанием свойств разнородных материалов.
Так, железобетон позволяет сооружать конструкции, выдерживающие большие изгибающие нагрузки, которые противопоказаны исходному бетону, - он растрескивается при достаточно небольших изгибающих нагрузках. Сравнение прочности стержней из древесины и бамбука показывает, что бамбук приблизительно в два раза более прочен и гибок. Эти особенности в течение длительного времени использовали при изготовлении шестов для прыжков, для изготовления корабельных мачт и т.д. Необыкновенным сочетанием прочности, жесткости и легкости характеризуются кости животных и человека. Особенно высоки характеристики трубчатых костей птиц, имеющих минимальный вес. Изготовленные из любого из известных материалов подобные изделия имели бы большую массу.
Вулканическая лава, обладая химическим составом достаточно хорошо известных горных пород, характеризуется очень низкой плотностью в сочетании с достаточной прочностью и хорошими теплоизоляционными свойствами, предопределяющими возможность применения в строительстве. Такие материалы, сочетающие в себе свойства, присущие порознь нескольким материалам, называются обычно композиционными материалами (КМ).
История возникновения искусственных КМ восходит к истокам цивилизации, когда человек начал сознательно конструировать новые материалы. Уже на ранних стадиях развития цивилизации он использовал для строительства кирпич из глины, в которую замешивалась солома, придававшая повышенную прочность. Использование природных битумов позволило повысить водостойкость природных материалов и изготавливать суда из камыша, пропитанного битумом. Прослеживается аналогия между изготовлением боевых луков у кочевников с использованием нескольких слоев из дерева, рога, шелка, скрепляемых с помощью клея, и современными металлодеревотканевыми слоистыми конструкциями, соединяемыми отверждающимися смолами. Одним из наиболее ярких примеров такого рода является материал фиберглас из стеклянных волокон, скрепленных полимерным связующим, структура которого повторяет структуру бамбука, где непрерывные волокна из целлюлозы находятся в более пластичной матрице с низким модулем