С. А. Вологжанина, А. Ф. Иголкин материалтану оқУ ҚҰралы

1 0 Т А Р А У
КОМПОЗИЦИЯЛЫҚ МАТЕРИАЛДАР 
10.1. 
Жалпы сипаттамасы және классификациясы 
 
 
Дəстүрлі қолданыстағы метал жəне бейметал материалдар айтарлықтай дəрежеде 
өздерінің құрылымдық беріктілік шегіне жетті. Сонымен қатар заманауи техниканың дамуы 
агрессивті орта, сəулелену, терең вакуум мен жоғарғы қысым əсер ететін күштік жəне 
температуралық өрістердің күрделі комбинациясында сенімді жұмыс атқаратын 
материалдарды жасауды талап етеді. Көп жағдайда материалдарға қойылатын талаптар 
қарама-қайшы сипатқа ие болуы мүмкін. Бұл талаптарды композициялық материалдарды 
қолдану арқылы қанағаттандыруға болады. 
К
ОМПОЗИЦИЯЛЫҚ МАТЕРИАЛ
,
немесе 
КОМПОЗИТ 
ДЕП 
құрылымы əрқайсысының 
артықшылықтарын қолдануға мүмкіндік беретін, өзара ерімейтін, қасиеттері бойынша қатты 
ерекшеленетін компоненттерден тұратын көлемді гетерогенді жүйені айтады.
Композиттің құрылым қағидатын адам табиғаттан алған. Ағаштардың діңгегі, 
өсімдіктердің сабақтары, адам мен жануарлардың сүйектері əдеттегі композициялық 
материалдар болып табылады. Композиттер əртекті қасиеттердің белгіленген үйлесімділігіне 
ие болуға мүмкіндік береді: жоғарғы меншікті беріктік пен қатаңдық, ыстыққа беріктілік, 
тозуға төзімділік, жылудан қорғайтын қасиеттер жəне т.б. Композиттердің қасиеттерінің 
спектрін қарапайым материалдарды қолдану арқылы алу мүмкін емес. Оларды қолдану жаңа 
құрылымдарды жасауға мүмкіндік береді. Композиттердің арқасында қозғалтқыштың қуатын 
арттыруда, көліктердің, құрылымдардың массасын азайтуда, жəне тасымалдау құралдары мен 
авиационды-ғарыштық аппараттардың салмақтық эффективтілігін арттыруда жаңа сапалы 
серпіліс жасау мүмкін болды. 
а
в
/(у£) меншікті беріктік пен E/(gg) меншікті қатаңдық осы шарттарда жұмыс істейтін 
материалдардың маңызды сипаттамалары болып табылады. Меншікті беріктік пен қатаңдық 
бойынша композиттер барлық атақты құрылымдық қоспаларды басып озады. 
Композиттер негізі-салыстырмалы созылмалы матрицалық материалдан жəне 
толтырғыш болып табылатын қаттырақ жəне берік компоненттерден тұрады. Композиттердің 
қасиеттері негіздің, толтырғыштың қасиеті мен олардың арасындағы байланыстың беріктігіне 
тəуелді. 
Матрица құрылымды монолитке біріктіреді, оған қалып береді жəне арматураға 
толтырғыштан сыртқы жүктемені тасымалдау қызметін атқарады. Негіздің материалына 
байланысты металл матрицасы бар композиттер, немесе металл композициялық 
370 

Сурет 10.1. Композиттердің құрылымдық сұлбасы: 
а
— дисперсиялы-қатайтылған; 
б
— талшықты; 
в
— қатпарлы 
материалдар (МКМ), полимерлі — полимерлі композициялық материалдар (ПКМ) жəне 
керамикалық — керамикалық композициялық материалдар (ККЗ) болып бөлінеді. 
Композиттерді беріктендіруде негізгі қызметті, əдетте 
қатайтқыштар
деп аталатын, 
толтырғыштар атқарады. Қатайтқыштар жоғарғы беріктікке, қаттылыққа жəне серпімділік 
модуліне ие. Беріктендіретін толтырғыштардың типіне қарай композиттер 
дисперсиялы-
қатайтылған, талшықты
жəне 
қатпарлы
болып бөлінеді (10.1 сурет). 
Дисперсиялы-қатайтылған 
композиттерге 
жасанды 
түрде, 
матрицамен 
өзара 
əсерлеспейтін жəне онда фазалардың балқу температурасында да 
Сурет 10.2. Талшықты (а) жəне қатпарлы (б) 
композиттерді нығайту сұлбасы: 
L
— композиттің жалпы биіктігі; /
ь
/
2
— 
сəйкесінше талшық ұзындығы жəне диаметрі; /
3
, 
1
4
1
5
— композиттегі қабаттың өлшемі 
371 

ерімейтін, майда бірқалыпты үлестірілген баяу балқитын карбид, оксид, нитридтердің жəне 
т.б. бөлшектерін енгізеді. Неғұрлым толтырғыштың бөлшектері майдарақ жəне олардың 
арасындағы қашықтық азырақ болса, соғұрлым композит берік болады. Дисперсиялы-
қатайтылған композиттердің талшықтыдан айырмашылығы, матрица негізгі тасымалдаушы 
элемент болып табылады. Толтырғыштың дисперсиялы бөлшектерінің үйлесімділігі, созылу 
деформациясын қиындататын, жүктеме кезінде жылжу қозғалысына кедергі есебінен
материалды қатайтады. Жылжу қозғалысына эффективті кедергі матрицаның балқу 
температурасына дейін пайда болады, соның арқасында дисперсиялы-қатайтылған 
композиттер жоғарғы ыстыққа төзімділігімен жəне сырғығыштық кедергісімен ерекшеленеді. 
Талшықты композиттерде түрлі: жіп, таспа, əртүлі өрімдегі торлар формасындағы 
талшықтар арматура бола алады. Талшықты композиттерді нығайту бір осьті, екі осьті жəне 
үш осьті сұлба бойынша жүзеге асырылуы мүмкін (10.2, а сурет). Мұндай материалдардың 
беріктігі мен қатаңдығы негізгі жүктемені қабылдайтын нығайтқыш талшықтардың 
қасиетімен анықталады.Нығайту беріктіктің үлкен өсімін береді, алайда дисперсиялық 
қатайту технологиялық тұрғыда оңай жүзеге асырылады. Қатпарлы композициялық 
материалдар (10.2, б сурет) толтырғыш пен матрицалық материалдың кезек-кезек 
қабаттарынан («сэндвич» типті) жиналады. Мұндай композиттерде толтырғыштың қабаттары 
түрлі бағыттарға ие болуы мүмкін. Түрлі механикалық қасиеттері бар түрлі материалдардан 
тұратын толтырғыш қабаттарын кезекпен қолдануға болады. Әдетте қатпарлы композициялар 
үшін бейметалл материалдарды

жүктеу/скачать 8,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: