Технология производства композитных изделий

Глава I. Композиты как конструк]\т»тыематерпачы 23 - широкие возможности создания конструкций, рационально восприни­ мающих нагружение; - электро- и теплофизические свойства. Композиционным материалам присущи сл&п.у[оицк механические пока­ затели: а) Высокие прочность и жесткость при малой плотности. Основные ха­ рактеристики однонаправленных композитов (т.е. материалов, в которых арми­ рующие волокна расположены в одном направлении) и наиболее применяемых металлических сплавов [39] приведены в табл.1.7. Табтща 1.1 Материал Свойства плотность р , предел прочности на растяжение <jp, ГПа модуль упру­ гости Е, ГПа — 10"', m V C^ Стеклопластик 2,1 1,3...1.6 61 64...76 Углепластик 1,5 1,3...1,5 140 ОО о О Органопластик 1.35 2,4...2,9 105 180...215 Боропластик 2.2 1,9...2,2 294 90... 101 Алюминиевый сплав 2,8 0,5 74 17,6 Титановый сплав 4,4 1 ,2 112 25,5 Высокопрочная сталь 7,9 1,9 210 24,6 Как следует из таблицы, уделы1ая прочность стеклопластиков в направле­ нии армирования в четыре раза выше, чем у алюминиевого сплава и в два с по­ ловиной раза выше, чем у стали. Еще большие преимущества в прочности име­ ют угле- и боропластики. В то же время сравнительную оценку прочности ПКМ с металлическими сплавами следует проводить осмотрительно, так как свойст­ ва композитов существенно зависят от многих факторов и, в первую очередь, от расположения в них арматуры. Если, например, армирующие волокна располо­ жить в магрице в ортогональных направлениях в равных количествах, то, оче­ видно, прочность такого материала будет минимум в два раза ниже, чем при однонаправленной укладке арматуры. Из этого примера следует, что ие во всех конструкциях могут быть реализованы прочностные преимущества ПКМ. Для сравнения механических свойств композитов с другими конструкционными ма­ териалами целесообразнее всего оценивать их характеристики в готовом изде­ лии (детали или узле).