структуре, предложенная Г.
Фроммейером [4], где композиционные материалы классифицируются в
соответствии с морфологией фаз, составляющих их микроструктуру, или
геометрией компонентов.
Согласно этой классификации,
композиционные материалы относятся к одному из следующих
классов:
1) дисперсноупрочненные
композиты и композиты, армированные частицами;
2) волокнистые
композиты;
3) слоистые композиционные
материалы.
С учетом размера и распределения
вторых фаз или армирующих компонентов в каждом из классов композиционных
материалов можно выделить подклассы [4]:
— субмикроструктурированные
композиты: размер частиц (d4),
толщина волокна (dB) много
меньше 1 мкм (d« 1
мкм);
— микроструктурированные
композиты: размер частиц, толщина волокна или слоя (с?с)
имеет порядок микрона (d ~ 1 мкм);
— макроструктурированные
композиты: макроскопические размеры компонентов имеют порядок миллиметров
(d » 0,1 мм).
Рассмотрим характеристики
композиционных материалов в соответствии с морфологией фаз или
геометрией армирующих компонентов.
1. Дисперсноупрочненные
композиционные материалы, армированные частицами (рис. 3.1, а). По геометрическому
признаку эти композиты относятся к одному классу, так как армирующий
компонент является нуль-мерным компонентом, имеющим все три размера одного
и того же порядка. Частицы второго компонента (фазы) беспорядочно
распределены в матрице и в зависимости от их количества могут либо
упрочнять матрицу, препятствуя развитию дислокационного скольжения
при приложении нагрузки, либо «разгружают» матрицу, воспринимая часть
приложенной нагрузки. В первом случае композиционный материал относится к
дисперсноупрочненным, во втором — к армированным частицам и
композитам. В дисперсноупрочненных композитах размер частиц
d4 « 1 мкм (субмикроструктурированные композиты), а их
количество составляет 1...15%. В качестве дисперсных фаз обычно
используют оксиды, бориды, карбиды, силициды (см. табл. 3.1). Возможно
также использование интерметаллидов [5]. Эффективность упрочнения
матрицы некогерентными дисперсными частицами фаз зависит от их
размера и расстояния между соседними частицами. Наибольший эффект
упрочнения наблюдается при размере частиц меньше 0,1 мкм, расстоянии
между ними S4 = 0,01...0,3 мкм и количестве около 15%
[4]. Дисперси-
