новые композиционные материалы. учебное пособие

Л.Н. ТЯЛИНА, А.М. МИНАЕВ, МИНАЕВ, В.А. ПРУЧКИН НОВЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕ МАТЕРИАЛЫ ♦Издательство ГОУ ВПО ТГТУ♦ ТГТУ♦ Учебное издание ТЯЛИНА Людмила Николаевна, МИНАЕВ Александр Михайлович, ПРУЧКИН Владимир Аркадьевич НОВЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Учебное пособие Редактор З.Г. Ч е р н о в а Инженер по компьютерному макетированию И.В. Е в с е е в а Подписано в печать 28.03.2011 Формат 60 × 84 /16. 4,65 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 183 Издательско-полиграфический центр ГОУ ВПО ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" Л.Н. Тялина, А.М. Минаев, В.А. Пручкин НОВЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Утверждено Учёным советом университета в качестве учебного пособия для студентов 2 и 3 курсов специальностей 190600, 110800.01, 110800.02 дневной и заочной форм обучения Тамбов ♦Издательство ГОУ ВПО ТГТУ♦ ♦ 2011 1 УДК 669.1(075.8) ББК К2я73 Т548 Р е ц е н з е н т ы: Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики ГОУ ВПО ТГТУ А.М. Подкауро Доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой общей физики ГОУ ВПО ТГУ им. Г.Р. Державина В.А. Федоров Т548 Тялина, Л.Н. Новые композиционные материалы : учебное пособие / Л.Н. Тялина, А.М. Минаев, В.А. Пручкин. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2011. – 80 с. – 100 экз. – ISBN 978-5-8265-0988-3. Изложены теоретические основы проектирования и изготовления композиционных материалов. Даны лабораторные работы, задание для студентов заочной формы обучения и ИДО. В приложении представлены справочные данные и алгоритм проектирования пресс-формы. Предназначено для студентов специальностей 190600, 110800.01, 110800.02. УДК 669.1(075.8) ББК К2я73 ISBN 978-5-8265-0988-3 2  Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО ТГТУ), 2011 ВВЕДЕНИЕ Повышение прочностных свойств конструкционных материалов является важнейшей проблемой в машиностроении. Однако по мере увеличения прочности материалов происходит резкое снижение их пластичности, увеличивается склонность к хрупкому разрушению. Это сильно ограничивает использование высокопрочных материалов в качестве конструкционного материала. Создание материалов, представляющих собой композиции из мягкой матрицы и распределённых в ней высокопрочных волокон второй фазы (обычно более прочной, чем матрица), значительно расширяет их эксплуатационные возможности. За последние годы был создан ряд искусственных композитов на металлической и неметаллической основе, армированных неорганическими волокнами высокой прочности и жёсткости, нитевидными кристаллами, неорганическими частицами. В качестве волокон используют "нитевидные усы" различных кристаллов, тонкие кварцевые волокна из SiO2, SiC, Al2O3, полученные путём направленной кристаллизации или осаждения из паров на тонкую проволоку и др. Общим для этих искусственных композиционных материалов является то, что они представляют объёмное сочетание разнородных компонентов, один из которых пластичный (связующее), а другой обладает высокой прочностью и жёсткостью (наполнитель). Кроме того композиции обладают такими свойствами, которые не имеют отдельные составляющие. Чтобы композиционный материал воспринял нагрузку наиболее полно всеми составляющими, его с