Wytwarzanie i badanie własności materiałów kompozytowych

Materiały kompozytowe powstają w wyniku fizycznej kombinacji istniejących prostych materiałów. Podstawowym składnikiem jest osnowa, która pełni rolę spoiwa. Osnowa materiału może być np.: metalowa albo niemetalowa.

Drugim składnikiem jest zbrojenie umacniające osnowę. Zbrojenie może mieć postać:

-włókien długich lub krótkich

-warstw

-dyspersyjnych cząstek

Materiały kompozytowe zastępują tradycyjne materiały w celu optymalizacji konstrukcji lub do budowy konstrukcji niemożliwych do wykonania przy użyciu klasycznych materiałów inżynierskich.

Do wykonania materiałów kompozytowych użyliśmy 60 g epidianu-6 oraz 10 g utwardzacza (proporcje 10:1). Jako zbrojenie posłużyły nam takie materiały jak papier (10 warstw), a także włókno szklane (4 warstwy). Tworzenie kompozytów odbywało się poprzez zalanie warstw zbrojenia przez mieszaninę epidianu i utwardzacza w formie o wymiarach 20mm długość, 15mm szerokość, 8mm głębokość. Przekrój zalanych formy wyglądał tak:

Wyniki badań:

1 próbka - zbrojenie kartkami papieru

2 próbka - zbrojenie mata szklaną

1. zerwanie: siła 877N, wydłużenie 0,61mm; 0,2%

2. zerwanie: siła 2024,86N, wydłużenie 1,47mm; 0,9%

Pomiary geometrii kompozytowych próbek wytrzymałościowych

1. (15,4mm x 8,1mm) –(6,35mm x 8mm); A = 73, 94 mm²

2. (15,1mm x 7,8mm) –(6mm x 7,8mm); A = 70, 98 mm²

Obliczamy naprężenia ze wzoru

$$R_{m} = \ \frac{F}{A\ }\ \lbrack\frac{N}{\text{mm}^{2}}\rbrack$$

1. R_m = 11, 98 MPa

2. R_m = 28, 53 MPa

Największą wartość wytrzymałości na rozciąganie (Rm) ma próbka 2 w której udział zbrojenia jest warstwowo mniejszy niż w próbce 1, a jednak jest ona bardziej wytrzymała od kompozytu z zbrojeniem papierowym, z tego można wnioskować, że o właściwościach kompozytów decyduje rodzaj zbrojenia, a nie jego ilość.