Compozite

Scop: ameliorarea proprietatilor mecanice (rigiditate, rezistenta specifica etc. )

Functiile matricii in raport cu materialul de ranforsare:

- suport si aliniere pentru fibrele sub sarcina

- stabilizare contra buclarii

- evita forfecarea dintre fibre

Selectarea materialului de ranforsare :

- proprietati

- cerintele impuse de domeniul de utilizare

- adeziunea la matrice

- coeficientul de dilatare liniara pentru prevenirea tensiunilor interne in compozit

- tehnologia de formare si influenta sa asupra caracteristicilor fizico-mecanice ale compozitului

- profilul piesei

- aspect economic

Materiale de ranforsare

Particule

- proprietati izotrope

- reduc contractia la formare

- imbunatatesc caracteristicile de curgere a rasinii

Fibre

- maresc rezistenta la solicitari mecanice si termice,

- amelioreaza rigiditatea, reduc fluajul

- reduc absorbtia de umiditate

- eficienta ranforsarii controlata de:

- alinierea (in directia fortei principale)

- uniformitatea distributiei in matrice

- tip (lungime, structura chimica); l > Lc

- adeziunea fibra-matrice;

legatura interfaciala puternica (Lc mica,

ex. fibre carbon/sticla - matrice epoxidica)

Lc = σt Ф/2τc

Lc – lungime critica

σt – rezistenta la intindere

Ф – diametrul

τc – forta de forfecare la interfata matrice- fibra

Fibre continue (lungi)

- proprietati mecanice la nivel maxim

Fibre discontinue (scurte)

- proprietati mecanice medii

(raport lungime/diametru nefavorabil)

- prelucrare avantajoasa

- posibilitate de orientare preferentiala

Filamente monocristaline (whiskers)- filamente cu Ф= 1-25μm (ultrasubtiri); l/d -100-15000

-anizotropie accentuata

-rezistenta la solicitari mecanice si module maxime pentru aceeasi compozitie chimica a fibrei

Forma de prezentare

Fire simple

Manunchiuri (tow, roving, yarn)

Netesute (mat)

Tesaturi (tip panza, satin, diagonala)

- unidirectionale

- bidirectionale

Flexibilitate mica

Avantaje: - cost redus al prelucrarii textile

- reproductibilitate

- distrugere limitata a fibrelor la tesere

Dezavantaje: ineficienta la realizarea tesaturilor cu straturi multiple

- tridirectionale; 3-D cilindrice si ortogonale (articole sport)

Avantaje: rezistenta la forfecare, sfasiere, scamosare, uzura;

flexibilitate inalta

forme complexe

proprietati performante pentru ale piesei finite

Dezavantaje: cost de productie ridicat

impregnare dificila

proces de productie incet

- 4-D (structuri aerospatiale)

Avantaje: flexibilitate inalta

rezistenta ridicata la forfecare interlaminara

tesere in forme complexe

Dezavantaje : prelucrare textila inceata si costisitoare

impregnare dificila

Impletituri

- simple (rezistenta mare la torsiune si forfecare, nesusceptibile la incretire, flexibilitate moderata)

- 3-D (rezistenta la delaminare, intarzie cresterea fisurilor, impregnare dificila, formare cu viteza mica)

- 4-D

Avantaje: cost redus al operatiunilor textile

capacitate de mulare dupa forme complicate

rezistenta la forfecare si torsiune superioara majoritatii ranforsarilor bidimensionale

Dezavantaje: susceptibilitate la incretire

posibilitate de reducere a rezistentei compozitului final