復合材料分類(lèi)
材料的復合化是材料發(fā)展的必然趨勢之一,耐磨材料亦是如此。古代就出現了原始型的復合材料,如用草莖和泥土做成的建筑材料等。19世紀末復合材料開(kāi)始進(jìn)人工業(yè)化生產(chǎn),20世紀60年代由于高技術(shù)的發(fā)展,對材料性能的要求日益提高,單質(zhì)材料很難滿(mǎn)足性能的綜合要求。復合材料因具有可設計性的特點(diǎn),越來(lái)越受到各工業(yè)領(lǐng)域的重視,因而發(fā)展很快,開(kāi)發(fā)出了許多性能優(yōu)良的復合材料。
復合材料包含的種類(lèi)、品種很多,本章在簡(jiǎn)單介紹復合材料基本知識的基礎上,僅介紹在磨料磨損領(lǐng)域開(kāi)發(fā)應用的復合材料及其相關(guān)的研究、應用情況。
復合材料槪述
復合材料是由兩種或兩種以上的異質(zhì)、異形、異性的材料復合形成的新型材料,一般由基體組元與增強體或功能組元所組成。復合材料可經(jīng)設計,即通過(guò)對原材料的選擇、各組分的分布設計和工藝條件的保證等,使原組分材料優(yōu)點(diǎn)互補,因而呈現了出色的綜合性能。
復合材料的分類(lèi)
復合材料按用途可分為結構復合材料和功能復合材料。目前,結構復合材料占絕大多數,而用于磨料磨損領(lǐng)域的復合材料亦厲于結構復合材料之列。結構復合材料基本上由增強體與基體組成,增強體承擔結構使用中的各種載荷(如磨料磨損中用于抵抗磨損),基體則起到粘結增強體予以賦形,并傳遞應力和保證強韌性的作用。復合材料所用的基體主要是聚合物,也有少量金屬、陶瓷、水泥及碳(石墨),而用于磨料磨損場(chǎng)合的復合材料基體主要還是金屬。
結構復合材料可以按基體來(lái)分類(lèi),在某些情況下也可以按增強體形狀來(lái)分類(lèi),這種分類(lèi)適合于各種基體。
1、聚合物基復合材料:熱固性樹(shù)脂基、熱塑性樹(shù)脂基、橡膠基
2、金屬基復合材料:輕金屬基、高熔點(diǎn)金屬基、金屬間化合物基
3、陶瓷基復合材料:高溫陶瓷基、玻璃陶瓷基
4、碳基復合材料
5、水泥基復合材料
1、纖維增強復合材料
連續纖維復合材料:?jiǎn)蜗蚶w維、二維織物、三維織物
不連續纖維復合材料:短切纖維、晶須
2、顆粒增強復合材料:毫米尺度顆粒、微米尺度顆粒、納米尺度顆粒
3、片材增強復合材料:人工片狀物、片狀物
4、層疊式復合材料
增強體是結構復合材料的關(guān)鍵組分,在復合材料中起著(zhù)增加強度、改善性能的作用。增強體按來(lái)源區分有tian然與人造兩類(lèi),但tian然增強體已很少用;按形態(tài)區分有顆粒狀、纖維狀、片狀、立體編織物等,而用于耐磨材料的復合材料增強體通常為顆粒狀。