kompozyty - strona studentów ftimsmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/inm_05_12.pdf · w mezopotamii...
TRANSCRIPT
![Page 1: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/1.jpg)
Kompozyty
![Page 2: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/2.jpg)
Czym jest kompozyt
Kompozyt jest to materiał utworzony z co najmniej dwóch komponentów mający właściwości nowe (lepsze) w stosunku do komponentów.
![Page 3: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/3.jpg)
W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą1931 – pierwszy patent na otrzymywanie włókien szklanych1942 – połączono żywicę z włóknem szklanym1943 – pierwsze próby zastosowania kompozytów dla celów wojskowych
1961 – otrzymanie włókien węglowych1972 – otrzymanie włókien aramidowych
Historia
![Page 4: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/4.jpg)
Z czego składa się kompozyt
Kompozyt składa się z osnowy i umieszczonego w niej drugiego składnika (zbrojenia) o znacznie lepszych właściwościach mechanicznych.
Osnowa: ciągła (biała)
Zbrojenie: nieciągłe (czarne)
![Page 5: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/5.jpg)
Osnowa
Osnowa pełni następujące funkcje:utrzymuje razem zbrojeniezapewnia wytrzymałość na ściskanieprzenosi naprężenie zewnętrzne na zbrojenie,zatrzymuje rozprzestrzenianie się pęknięć,nadaje wyrobom żądany kształt.
![Page 6: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/6.jpg)
Osnowa
najczęściej polimer (poliepoksyd, poliester)może być to metal (Ti, Ni, Fe, Al, Cu)
lub ich stopybądź ceramika
(np.Al2O3,SiO2, SiC, TiO2)
![Page 7: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/7.jpg)
Zbrojenie
Zadaniem zbrojenia jest wzmacnianie materiału, poprawianie jego własciwości mechanicznych.
![Page 8: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/8.jpg)
Zbrojenie
Zbrojenie może mieć postać:Włókna ciągłego lub nieciągłego;Proszku
![Page 9: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/9.jpg)
Podział kompozytów
Ze względu na wielką różnorodność materiałów kompozytowych dzieli się je ze względu na:
-właściwości,-rodzaj osnowy,-rodzaj zbrojenia.
![Page 10: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/10.jpg)
Podział kompozytów
Kompozyty
Cząsteczkowe Wzmacnianewłóknami
Strukturalne
Ciągłe Nieciągłe
Laminaty WarstwoweDużecząstki Z wydzieleniami
Uporządkowane Przypadkowe
![Page 11: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/11.jpg)
Kompozyty wzmacniane włóknami
Jest to najważniejszy rodzaj kompozytów.
Włókno jest obiektem anizotropowym, o symetrii cylindrycznej.
z
yx
![Page 12: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/12.jpg)
Kompozyty wzmacniane włóknami
Włókno ma zazwyczaj długość znacznie większą od średnicy. Są to obiekty podłużne.
Przeważnie stosuje się włókna szklane, węglowe lub aramidowe (np. Kevlar).
![Page 13: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/13.jpg)
Wymagania stawiane włóknom:Musi być znacznie silniejsze niż materiał osnowy;Musi mieć dużą wytrzymałość na rozciąganie.
Material Elastic Modulus GPa Tensile Strength GPa
Epoxy Matrix 4 0.1
Glass Fibre 86 4.5
Carbon Fibre 253 4.5
Kevlar 124 3.6
![Page 14: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/14.jpg)
Cechy włókien wpływające na ich właściwości
![Page 15: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/15.jpg)
Długość włóknaWłaściwości mechaniczne kompozytu zależą od:
Wielkości naprężenia, które jest przekazywane przez osnowę (zależy od siły wiązania między włóknem a osnową).
Istnieje pewna krytyczna długość włókna, poniżej której włókno nieefektywnie wzmacnia kompozyt (zależy od średnicy włókna, wytrzymałości na rozciąganie i siły wiązania z osnową).
![Page 16: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/16.jpg)
Długość włókna
lc = σfd/2τc
where
d = fiber diameterτc = fiber-matrix bond strengthσf = fiber yield strength
Krytyczna długość – lc(powierzchnia wiązania z osnową musi być wystarczająco duża)
![Page 17: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/17.jpg)
Średnica włókna
przyczyną dużej wytrzymałości włókien jest również ich mała średnica
We włóknach o średnicach powyżej 15 µm istnieje znacznie większe prawdopodobieństwo pojawienia się wad powierzchniowych, co sprzyja pękaniu.
![Page 18: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/18.jpg)
Orientacja włókien
![Page 19: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/19.jpg)
Włókna uporządkowane
Właściwości materiału są silnie anizotropowe
![Page 20: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/20.jpg)
Włókna równolegle uporządkowaneεm = εf = εc
Całkowita siła, Fc, jest sumą siły przyłożonej do włókien (f) i osnowy (m)
Fc = Fm + Ff
σcAc = σmAm + σfAf
σc = σm Am/Ac + σf Af /Ac
gdzie Am /Ac i Af /Ac odpowiednio ułamek powierzchni matrycy i włókien,
Vf = Af /Ac & Vm = Am /Ac
σc = σm Vm + σf V= εEσ
Ec =EmVm +EfVf
![Page 21: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/21.jpg)
Włókna równolegle uporządkowaneGdy siła jest prostopadła do włókien:
σm = σf = σc = σCałkowite odkształcenie:
εc = εm Vm + εf VfKorzystając z prawa Hooke’a ε = σ/E
σ/Ec = (σ/Em) Vm + (σ/Ef) VfOtrzymujemy:
fEc =
EmEf
Ef Vm +EmV
![Page 22: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/22.jpg)
Górna i dolna granica
E-m
atry
ca
E -
cząs
tki
* **
***
*
Górna granica
Dolna granica
Rzeczywiste wartości
Koncentracja włókien
![Page 23: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/23.jpg)
Objętość włókien w kompozycieWpływ objętości włókien wynika z tych samych zależności, co wpływ orientacji włókien. Optymalan zawartość włókien wynosi od 45 do 70%
Ec =EmVm +E fVf
Ec =EmE f
EfVm +EmVf
![Page 24: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/24.jpg)
Inne właściwości kompozytu
W ogólności, każdą inną właściwość fizyczną kompozytu można ocenić (znaleźć górną i dolną granicę zmienności) w taki sposób jak moduł YoungaJeśli Xc jest np. przewodnością cieplną,
gęstością…itd. To:
Xc = XmVm + XfVfXc = XmXf/(VmXf + VfVm)
![Page 25: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/25.jpg)
Material Elastic Modulus GPa Tensile Strength GPa
Epoxy Matrix 4 0.1
Glass Fibre 86 4.5
Carbon Fibre 253 4.5
Kevlar 124 3.6
Glass composite 55 2.0
Carbon composite 145 2.3
Kevlar composite 80 2.0
Polymer composites are among the best strength/weight materials
![Page 26: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/26.jpg)
Rodzaje kompozytów wzmacnianych włóknami
![Page 27: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/27.jpg)
Kompozyty o matrycy polimerowejwłókna
szklanewęglowe – albo grafitowe, albo z amorficznego węglaaramidowe
matrycapoliester lub estry winylowe – najczęściej z włóknem szklanymepoksy – głównie w lotnictwiepoliamidy – (wytrzymują wysoką temperaturę)
![Page 28: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/28.jpg)
Kompozyty o matrycy metalowej lub ceramicznej
metal
Celem jest zwiększenie wytrzymałości ceramiki na pękaniePrzykład: Transformation toughened zirconia
ceramika
![Page 29: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/29.jpg)
Przykłady
Włókna SiC w osnowie Ti3Al
Włókna SiC w osnowie szklano-ceramicznej
![Page 30: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/30.jpg)
Włókna
Włókna szklane (najpowszechniejsze)
Ceramiczne
Węglowe
Whiskersy
Włókna aramidowe
![Page 31: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/31.jpg)
Kompozyty naturalne
![Page 32: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/32.jpg)
Kompozyty naturalneDrewno-złożone z włókien celulozy w ligninie i hemicelulozieTkanka kostna-złożona z apatytu w związkach proteinowych
![Page 33: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/33.jpg)
Kompozyty naturalne
Pień drzewa zbudowany jest z długich, pustych w środku komórek, w większości równoległych do osi drzewaŚciany komórek zbudowane są z włókien krystalicznej celulozy –mikrofibryl (ok. 45% ściany komórki). Rolę osnowy pełni lignina i celuloza.
![Page 34: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/34.jpg)
Drewno: struktura komórkiŚciana komórki zbudowana jest z włókien celulozowych w osnowie hemicelulozy i ligniny. Jest to zatem kompozyt wzmacniany włóknami!
P : stanowi 5% grubości i ma przypadkowo ułożone włókna;S1 stanowi 9% grubości i włókna są ustawione pod kątem 50-70° względem osi; S2: 85%, włókna pod kątem 10-30°; S3 : 1%, włókna pod kątem 90°.
![Page 35: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/35.jpg)
Mikrostruktura
Sosna kolumbijska
![Page 36: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/36.jpg)
!!!!!!
Drewno sosnowe ma większą wytrzymałość właściwą niż stal.
![Page 37: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/37.jpg)
Ścięgna
![Page 38: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/38.jpg)
Kość
![Page 39: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/39.jpg)
Włókna dnia dzisiejszego: KEVLAR
Kevlar to nazwa polimeru, a nie kompozytu jako całości (co nie zmienia faktu, że tak właśnie się
zazwyczaj nazywa kompozyt)
![Page 40: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/40.jpg)
Kevlar
![Page 41: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/41.jpg)
Kompozyty wzmacniane cząstkami
Istnieją dwa typy takich kompozytów:Wzmacniane dużymi cząstkami innej fazy (np. polimer z wypełniaczem lub beton);Materiały utwardzane dyspersyjnie (cząstki zbrojenia mają mniej więcej średnice 0.01-0.1 µm (np. stopy metali, gdzie osnową jest metal a zbrojeniem jakaś twardsza faza: tor w niklu, Al/Al2O3).
![Page 42: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/42.jpg)
Właściwości kompozytów wzmacnianych cząstkami (dużymi)
Zależą i od osnowy, i od zbrojenia. Zbrojenie wpływa na kompozyt poprzez cały szereg parametrów.
![Page 43: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/43.jpg)
Parametry zbrojenia:Parametry zbrojenia:
koncentracja
wielkośćkształt
rozkład orientacja
![Page 44: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/44.jpg)
Właściwości kompozytów wzmacnianych cząstkami (dużymi)
Aby osiągnąć optymalne możliwe właściwości:Cząstki powinny mieć jednakowe rozmiary;Powinny być równomiernie rozłożone;Procent objętości zajętej przez zbrojenia zależy od konkretnych potrzeb.
![Page 45: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/45.jpg)
Moduł Younga zależy od zawartości cząstek (p) w matrycy (m)
E-m
atry
ca
E -
cząs
tki
* **
***
*
Górna granica
Dolna granica
Rzeczywiste wartości
Koncentracja cząstek
![Page 46: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/46.jpg)
Przykład: cermetCERMET (kompozyt metalu z ceramiką)
Węgliki (WC, TiC ) w Cu, Ni, Co lub innym metalu.Aż do 90% węglików może być rozdyspergowanych w osnowie metalowej!
Jasna faza - matryca (Co)
Ciemna faza - zbrojenie (WC)
![Page 47: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/47.jpg)
Kompozyty konstrukcyjne
Pojęcie kompozyty konstrukcyjne stosuje się w odniesieniu do kompozycji polimerowych o wysokich parametrach mechanicznych, stosowanych w przemyśle (głównie lotniczym)
Typy
laminaty
kompozyty warstwowe
![Page 48: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/48.jpg)
Laminaty
Wiele dwuwymiarowych warstw, różnie zorientowanych względem siebie.
![Page 49: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/49.jpg)
Kompozyty warstwowe (kanapkowe)Dwie silne warstwy zewnętrzne rozdzielone warstwą słabszego i mniej gęstego materiału (rdzeń). Używa się w konstrukcji dachów, ścian, skrzydeł samolotów. Rolą rdzenia jest przeciwdziałać deformacjom spowodowanym siłą prostopadłą do powierzchni zewnętrznych. Często rdzeń ma strukturę plastra miodu.
![Page 50: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/50.jpg)
Kompozyty warstwowe (kanapkowe)
![Page 51: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/51.jpg)
Najbardziej rozpowszechnione kompozyty konstrukcyjne
Najczęściej stosuje się kompozyty o osnowie polimerowej (żywice) wzmacniane włóknami szklanymi, węglowymi lub aramidowymi.
![Page 52: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/52.jpg)
Szkła i kompozyty szklane
![Page 53: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/53.jpg)
Zbrojenia szklane
Złożone z polimeru i zbrojenia szklanego;
W zależności od przeznaczenia stosuje się zbrojenie w postaci przeróżnie splatanych tkanin, ciętych włókien, układów przestrzennych i innych.
![Page 54: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/54.jpg)
Rodzaje tkanin
![Page 55: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/55.jpg)
Rodzaje tkanin
![Page 56: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/56.jpg)
Rodzaje tkanin
![Page 57: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/57.jpg)
Dzianina szklana
![Page 58: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/58.jpg)
Tkaniny „przestrzenne”
![Page 59: Kompozyty - Strona Studentów FTiMSmif.duo.netstrefa.pl/inznow_files/INM_05_12.pdf · W Mezopotamii i Babilonie już ok. 800 r. p.n.e. wytwarzano cegły gliniane wzmacniane słomą](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021914/5c77e68109d3f2322f8c9aa0/html5/thumbnails/59.jpg)
Kompozyty przyszłości
Włókna ceramiczne: monokryształy oŚrednicy 1um. Niezwykle duża wytrzymałość narozciąganie do 20000 MPa. Moduł Younga do700 GPa. Wytrzymałość względna do 9.09, dlaKevlaru 2.1, dla włókien węglowych 1.2, dlaszkła 1, dla stali 0.5.Stosowane w przemyśle kosmicznym, nadalW fazie testów.