Kompozyty PDF

Preview

Summary

Download Kompozyty PDF

Description

1. Co to są kompozyty i trzy przykłady - DONE 2. Kompozyty metalowo ceramiczne - DONE 3. Przykłady zastosowania kompozytów polimerowych - DONE 4. Czym pokrywa się kompozyty z wł. szklanych i dlaczego?- DONE 5.Porównaj kompozyty z włókien szklanych i węglowych - DONE 6. Co to jest długość krytyczna? - DONE 7. Kształty włókien/jakie jest zbrojenie – NWM ocb 8. Po co do kompozytów dodaje się stopy metali? - DONE 9. Kompozyt Kevlarowy - DONE 10. Włókno węglowe - DONE

Kompozyty – materiały łączące dodatnie cechy materiałów bardzo wytrzymałych, lecz jednocześnie mniej ciągliwych lub kruchych, oraz materiałów o dużej ciągliwości, lecz mniej wytrzymałych. Materiały powstałe z połączenia tak różnych tworzyw są w dużym stopniu pozbawione wad, którymi cechuje się każda grupa oddzielnie. Materiały te są to włókna zatopione w miękkiej żywicy lub miękkim metalu. Włókna Do materiałów bardzo wytrzymałych zalicza się między innymi włókna węglowe, włókna boru oraz włókna szkła. Standardowa długość włókna do pomiaru wytrzymałości na rozciąganie to 25,4mm. Dłuższe włókna z powodu obecności większej liczby karbów przedwcześnie pękają. Długość krytyczna jest to odcinek włókna który w czasie pracy nie wyciągnie się z osnowy. Włókna wysokowytrzymałe. Włókna polimerowe mają małą gęstość, natomiast szklane są ciężkie. Włókna polietylenu, znakomite – kamizelki kuloodporne, ożaglowanie żaglowców, inaczej nazywają się Spectra. Włókna aramidowe należą do grupy tworzyw sztucznych o budowie pierścieniowej opatentowane nazwy to Kevlar i Twaron. Mają dużą odporność na kruche pękanie. Włókna węglowe Włókna węglowe występują jako wysokowytrzymałe i wysokomodułowe. Te drugie są też określane mianem włókien grafitowych. Wadą obu grup jest kruchość, co wyklucza je z zastosowania jako samodzielnego wyrobu. Moduł sztywności E jest lepszy u włókien węglowych niż u innych. Kompozyty!

Kompozyty z włóknami szklanymi W skali przemysłowej często produkuje się kompozyty składające się z włókien szklanych w żywicy poliestrowej lub włókien szklanych w żywicy epoksydowej. Lepsze właściwości uzyskuje się z zastosowania epoksydowej, ale jest ona droższa. Dlatego poliestrowa jest częściej wykorzystywana w wyrobach od których nie wymaga się super właściwości np. łódkach i kajakach do rekreacyjnego pływania. W produkcji sprzętu wyczynowego używa się częściej włókien węglowych i żywicy epoksydowej. Włókna szklane powleka się cienką warstwą związków silanowych. Obecnośc związków silanowych na powierzchni włókien szklanych zmniejsza przenikanie wody przez granicę włókno-żywica, co zwiększa przyczepność żywicy do włókien a to z kolei zwiększa wytrzymałość kompozytów na zginanie i ścinanie, szczególnie w kierunkach prostopadłych do osi wzdłużnej włókien. Kompozyty z włóknami węglowymi. W potocznym języku używa się dwóch określeń, włókna węglowe i włókna grafitowe. Obydwa materiały różnią się właściwościami wynikającymi z odmiennych warunków wytwarzania. W obu przypadkach produktem wyjściowym jest najczęściej włókno z tworzywa sztucznego o symbolu PAN, które po zwęgleniu w zakresie temperatury od 1600 do 1800oc tworzy włókna węglowe, natomiast po zwęgleniu w zakresie temperatury od 2500 do 2600oc tworzy włókna grafitowe. Te drugie charakteryzują się większym stopniem uporządkowania atomów w pierścieniach węglowych oraz są mniej zdefekowane. Włókna węglowe są wytrzymalsze od grafitowych, ale mają mniejszy moduł sprężystości E. Kompozyty polimerowe. W kompozytach polimerowych jako osnowę stosuje się żywice epoksydowe. Zywice te należą do gatunku termoutwardzalnych, tzn. polimeryzują się i utwardzają w temp. 60-180 stopni.

Kompozyty z włóknami szklanymi vs. Kompozyty z włóknami węglowymi. Gdy od kompozytów wymaga się najlepszych właściwości przy najmniejszym ciężarze, kompozyty z włóknami węglowymi dominują nad kompozytami z

włóknami szklanymi. Dotyczy to profesjonalnego sprzętu sportowego, samolotów bojowych i innych zastosowań militarnych, w przypadku których wysoka cena nie stanowi bariery. W innych wyrobach wysoka cena włókien węglowych (około 100zł za kilogram) jest przeszkodą. Dlatego produkuje się kompozyty z włóknami szklanymi których cena wynosi 10 zł za kilogram. Przykładem mogą być szybowce PW5 i PW6, wykonane z żywicy epoksydowej i włókien szklanych. Przy obciążeniach cyklicznie zmiennych kompozyty z włóknami szklanymi są mniej wytrzymałe niż kompozyty z włóknami węglowymi, pomimo że mają nieco większą wytrzymałość przy obciążeniu doraźnym. Kompozyty z włóknami węglowymi dominują również podczas pracy w środowisku wilgotnym i w podwyższonej temperaturze. Włókna szklane natomiast, są lepsze w próbie rozciągania, oraz mają większą zdolność do pochłaniania energii. W wyniku tego kompozyty z włóknami szklanymi podczas niszczenia nie rozpadają się na drobne części, lecz przez pewien czas pozostają zwarte pomimo obecności pęknięć w wyrobie. Wiele wyrobów produkuje się z kompozytów hybrydowych. Kompozyty z Kevlarem Włókna kevlarowe w odróżnieniu od włókien szklanych, węglowych, boru lub ceramicznych mogą być stosowane w postaci przędzy lub tkaniny, gdyż wówczas nie tracą znakomitych właściwości eksploatacyjnych. Wykonuje się z nich kamizelki kuloodporne, kombinezony motocyklowe, rękawice, obuwie sportowe i ochronne. W rękawicach z Kevlaru można zgniatac szkło. Kevlar jest odporny na ścieranie i ma zdolność pochłaniania energii. Kompozyty są mniej sztywne, ale mają większą udarność niż te z włóknami węglowymi. Kompozyty metalowo-ceramiczne (odlewane) Kompozyty odlewane należą do droższych materiałów konstrukcyjnych. Okazało się że można również wykorzystać dobre właściwości bardzo twardych cząsteczek, np. SiC lub Al2O3. Popularnośc zdobyły kompozyty z osnową ze stopów aluminium wzmocnioną cząstkami krzemu lub tlenku aluminium. Celem produkcji kompozytów odlewanych z osnową ze stopów aluminium jest zwiększenie modułu sprężystości E materiału odlewanego, co czyni produkty z kompozytów, np. ramy rowerowe, bardziej sztywnymi. Zwiększa się również odporność na zużycie ścierne oraz odporność na rozwój mikroszczelin...