Cuprins
- 1.1 Materiale compozite- Generalități 3
- 1.2 Ranfortul 5
- 1.3 Matricea 6
- 1.4 Clasificarea materialelor compozite 7
- 1.5 Materiale compozite cu matrice metalică 10
- 1.5.1 Materiale compozite cu matrice metalică ranforsate cu particule 15
- 1.6 Metode de obținere a materialelor compozite cu matrice metalică 16
- 1.6.1 Turnarea centrifugă 17
- 1.6.2 Procedee de obținere in situ a materialelor compozite cu matrice metalică 18
- 1.6.3 Metoda Vortex 20
- 1.7 Domenii de aplicare a materialelor compozite 21
- 1.7.1 Aplicații în industria aeronautică și aerospațială 22
- 1.7.2 Aplicații în electrotehnică 23
- 1.7.3 Aplicații în industria constructoare de mașini 24
- 2.3. Concluzii 26
Extras din proiect
1.1 Materiale compozite- Generalități
Materialele compozite reprezintă în principal o evoluție a științei și a tehnologiei materialelor, deoarece acestea combină cele mai bune proprietăți ale mai multor materiale obținute prin cele mai moderne tehnologii, care le conferă proprietăți fizice și mecanice deosebite.
Ideea de a combina diferite materiale pentru a profita de proprietățile deosebite ale fiecărui constituent în parte are rădăcini istorice antice.
Materialele compozite au existat încă din epoca Paleolitică. Potrivit lui Kelly și Mileiko (1983)[1] printre cele mai vechi aplicații ale compozitelor sunt în industria ceramică în care înainte de ardere, fibrele de sticlă și părul de animale au fost folosite pentru ranforsarea unui alt material cu scopul de a reduce contracția și de a îmbunătăți rezistența. Herakovich (1998)[2] a raportat că egiptenii au folosit fibre compozite pentru laminarea materialelor de scris din arborele papirus. În Japonia se spune că săbiile și armura de samurai au fost obținute dintr-un material compozit. Gordon (2006)[3] a declarat că materialele compozite au fost încă din vremea lui Faraon în Egipt, în acel timp cărămizile au fost întărite cu paie obținându-se un material compozit. Bambusul, țelina și osul sunt exemple de compozite celulare existente în natură.
Rășinile fenolice întărite cu azbest au fost introduse în secolul XX. Primul vas fabricat din fibră de sticlă datează din 1942 și în aceeași perioadă au fost întărite materialele plastice și folosite în industria aeronautică și în dispozitivele electrice. Primele fibre de carbon și bor cu rezistență ridicată au fost folosite în anii 1960 pentru componentele aeronautice. Compozitele cu matrice metalică cu bor/ aluminiu au fost introduse în 1970. În 1973, DuPont a dezvoltat fibrele aramidice numite Kevlar[4].
Materialele compozite sunt primele materiale a căror dispunere structurală internă o concepe omul, atât prin înlănțuirea lor moleculară, cât și prin direcții preferențiale, conferindu-le în acest fel rezistențe favorabile, net superioare celor ale componentelor lor.
Compozitele reprezintă amestecuri de două sau mai multe componente, ale căror proprietăți se completează reciproc, rezultând un material cu proprietăți superioare celor specifice fiecărui component în parte[5], [6].
Noțiunea de sinergie, desemnează rezultatul unitar produs prin asocierea și dozarea convenabilă a caracteristicilor unor componente. Aceste componente vor coopera, iar deficiențele unora sunt suplinite de calitățile altora, conferind ansamblului proprietăți pe care nici un component nu le poate avea individual.
Compozitele sunt constituite dintr-o fază discontinuă rigidă (ranforsant), dispersată într-o faza continuă, cu o rigiditate mai scăzută (matrice)[7].Uneori, datorită interacțiunilor chimice ale altor efecte de prelucrare, apare o fază suplimentară (interfaza) la interfața dintre ranforsant și matrice.
Din punct de vedere tehnic, noțiunea de material compozit se referă la materialele care dețin următoarele caracteristici:
- Sunt create artificial, prin combinarea voită și rațională a diferitelor componente (sunt excluse compozitele naturale sau cele apărute fără intenția de a crea un compozit);
- Reprezintă o combinare a cel puțin două materiale deosebite din punct de vedere chimic, cu proprietăți anizotrope între care există o suprafață de separație distinctă, numită interfață;
- Prezintă o serie de proprietăți pe care nici un component luat separat nu le poate avea.
Materialele compozite sunt privite ca materialele care au revoluționat era contemporană, în prezent fiind utilizate în aproape toate domeniile de activitate tehnică. Cu toate acestea, datorită potențialului pe care îl pot oferi, compozitele sunt considerate materialele viitorului datorită aplicabilității lor în aria de cercetare a nanocompozitelor și a materialelor inteligente. Compozitele prezintă un avantaj major care constă în posibilitatea modulării proprietăților și obținerea unei game foarte variate de materiale[7].
Principalele proprietăți ale materialelor compozite care se urmăresc a fi îmbunătățite sunt:
- Rezistența la șoc și la uzare;
- Rezistența mecanică și rigiditatea;
- Rezistența la solicitări variabile;
- Rezistența la coroziune;
- Rezistența la acțiunea agenților chimici;
- Stabilitate dimensională;
- Greutate scăzută.
Bibliografie
[1] A. Kelly, S. T. Mileiko, “Fabrication of Composites.” Elsevier, Amsterdam, 1983.
[2] C. T. Herakovich, “Mechanics of Fibrous Composites.” John Wiley & Sons, Inc, New York., p. 460, 1998.
[3] J. E. Gordon, The New Science of Strong Materials or Why you don’t fall through the floor. Princeton University Press, Princeton, Expanded ed.., 2006.
[4] D. Brigante, New Composite Materials. 2014.
[5] D. B. Miracle and S. L. Donaldson, ASM Handbook, Volume 21 - Composites, vol. 21. ASM International, 2001.
[6] G. W. Stachowiak, Wear - Materials, mechanisms and practice, vol. 53, no. 9. 2013.
[7] G. H. Staab, “Introduction to composite materials 1.1,” pp. 1- 16, 2015.
[8] R. Sharma and K. K. Kar, Carbon nanotube-/graphene-reinforced ceramic composites. 2016.
[9] D. D. L. Chung and D. D. L. Chung, 5 - Polymer-Matrix Composites: Functional Properties, Second Edi. Elsevier Inc., 2017.
[10] D. D. L. Chung and D. D. L. Chung, 8 - Ceramic-Matrix Composites, Second Edi. Elsevier Inc., 2017.
[11] K. K. Chawla, Composite Materials. 2012.
[12] C. Scarponi, “Sandwiched composites in aerospace engineering,” Carbone-carbon Compos. Aerosp. Eng., pp. 129- 174, 2016.
[13] Kainer K. U., Metal Matrix Composites Custom-made Materials for Automotive and Aerospace Engineering. 2007.
[14] M. Haghshenas, “Metal- Matrix Composites,” Ref. Modul. Mater. Sci. Mater. Eng., pp. 1- 28, 2016.
[15] I. Carcea, MATERIALE COMPOZITE. 2008.
[16] F. Akhtar, “Ceramic reinforced high modulus steel composites: processing, microstructure and properties,” Can. Metall. Q., vol. 53, no. 3, pp. 253- 263, 2014.
[17] A. A. Adebis, M. A. Maleque, and M. M. Rahman, “Metal Matrix Composite Brake Rotor: Historical Development and Product Life Cycle Analysis,” Int. J. Automot. Mech. Eng., vol. 4, no. December, pp. 471- 480, 2011.
[18] I. Materialele, “Capitolul CG.03. Materiale ș i compozite anorganice,” pp. 1- 24.
[19] G. A. Bagheri, “The effect of reinforcement percentages on properties of copper matrix composites reinforced with TiC particles,” J. Alloys Compd., vol. 676, pp. 120- 126, 2016.
[20] K. N. Braszczyńska-Malik and E. Przełożyńska, “The influence of Ti particles on microstructure and mechanical properties of Mg-5Al-5RE matrix alloy composite,” J. Alloys Compd., 2017.
[21] M. H. Shojaeefard, M. Akbari, P. Asadi, and A. Khalkhali, “The effect of reinforcement type on the microstructure, mechanical properties, and wear resistance of A356 matrix composites produced by FSP,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 91, no. 1- 4, pp. 1391- 1407, 2017.
[22] J. Singh and A. Chauhan, “Overview of wear performance of aluminium matrix composites reinforced with ceramic materials under the influence of controllable variables,” Ceram. Int., vol. 42, no. 1, pp. 56- 81, 2015.
[23] C. Y. Dan et al., “Microstructure study of cold rolling nanosized in-situ TiB2 particle reinforced Al composites,” Mater. Des., vol. 130, no. March, pp. 357- 365, 2017.
[24] K. U. Kainer, High Temperature Ceramic Matrix Composites, vol. 5, no. 12. 2002.
[25] S. Sharma, T. Nanda, and O. P. Pandey, “Effect of particle size on dry sliding wear behaviour of sillimanite reinforced aluminium matrix composites,” Ceram. Int., 2017.
[26] Y. Su et al., “Materials Science & Engineering A Composite structure modeling and mechanical behavior of particle reinforced metal matrix composites,” Mater. Sci. Eng. A, vol. 597, pp. 359- 369, 2014.
[27] M. O. Shabani and A. Mazahery, “Suppression of segregation, settling and agglomeration in mechanically processed composites fabricated by a semisolid agitation processes,” Trans. Indian Inst. Met., vol. 66, no. 1, pp. 65- 70, 2013.
[28] M. O. Shabani, A. A. Tofigh, F. Heydari, and A. Mazahery, “Superior Tribological Properties of Particulate Aluminum Matrix Nano Composites,” vol. 52, no. 2, pp. 244- 248, 2017.
[29] K. K. Alaneme and B. U. Odoni, “Mechanical properties, wear and corrosion behavior of copper matrix composites reinforced with steel machining chips,” Eng. Sci. Technol. an Int. J., vol. 19, no. 3, pp. 1593- 1599, 2016.
[30] N. Chawla and K. K. Chawla, Metal Matrix Composites. 2013.
[31] N. Vijay, V. Rajkumara, and P. Bhattacharjee, “Assessment of Composite Waste Disposal in Aerospace Industries,” Procedia Environ. Sci., vol. 35, pp. 563- 570, 2016.
[32] S. Yadav, S. Gangwar, and S. Singh, “Micro/Nano Reinforced Filled Metal Alloy Composites: A Review Over Current Development in Aerospace and Automobile Applications,” Mater. Today Proc., vol. 4, no. 4, pp. 5571- 5582, 2017.
[33] C. Meola, S. Boccardi, and G. maria Carlomagno, “Composite Materials in the Aeronautical Industry,” Infrared Thermogr. Eval. Aerosp. Compos. Mater., pp. 1- 24, 2017.
[34] R. Liu, Z. Wang, T. Sparks, F. Liou, and J. Newkirk, Aerospace applications of laser additive manufacturing. Elsevier Ltd, 2016.
[35] S. T. Mavhungu, E. T. Akinlabi, M. A. Onitiri, and F. M. Varachia, “Aluminum Matrix Composites for Industrial Use: Advances and Trends,” Procedia Manuf., vol. 7, pp. 178- 182, 2017.
Preview document
Conținut arhivă zip
- Obtinerea si caracterizarea unor materiale compozite cu proprietati de rezistenta la uzare.doc
Alții au mai descărcat și
1. Rolul si funcţiile mărcilor Apariţia mărcilor a avut loc în timpuri străvechi, în momente greu de precizat. Din dorinţa de a-şi proteja...
1. Carburarea Metoda de carburare descrisă se poate aplica pe instalaţii de tratament termic în strat fluidizat încălzită cu gaz, unde faza de...
Corespunzator destinatiei lor,la elaborarea materialelor magnetic moi se urmareste sa se obtina: - inductie remanenta mica; - permeabilitate...
Introducere. Generalitati Multe articole fabricate mai demult din lemn, metal sau alte materiale se fac astazi din material plastic. Toate...
Se crede ca aurul a fost descoperit inaitea cuprului . Cules sub forma unor bucati stralucitoare din nisipurile raurilor si depunerile aluvionare ,...
PRINCIPIUL OBT PIESEI PRIN TURNARE:obt unei piese prin turnare consta in umplerea unei cavitati cu topitura mat sau aliajului.pt piesa 1 se fol un...
Prin determinarea proprietăţilor mecanice în condiţii de exploatare s-a constatat că proprietăţile mecanice ale fontei cu grafit nodular sînt pe...
Te-ar putea interesa și
Importanţa econologiei este subliniată în primul rând de funcţiile-obiectiv pe care le îndeplineşte: - funcţii cu caracter predictiv-previzional...