Оглавление

Предисловие

Глава 1

Введение

1.1. Определение

1.2. Масштабные уровни структуры

1.3. Волокна и матрица

1.4. История разработки композитов

1.5. Показатели эффективности

Список литературы

Глава 2

Волокна

2.1. Стеклянные волокна

2.1.1. Типы стекловолокон

2.1.2. Производство стекловолокон

2.2. Борные волокна

2.3. Углеродные волокна

2.3.1. Производство волокон

2.4. Органические волокна

2.4.1. Арамидные волокна

2.4.2. СВМПЭ-волокна

2.5. Термостойкие волокна

2.6. Натуральные волокна

2.7. Замасливатели и аппреты

2.8. Форма волокон

2.8.1. Ткани

2.8.2. Нетканые материалы

2.8.3. Препреги

2.8.4. Плетеный текстиль

2.8.5. Прошивка

2.8.6. Заготовки

2.9. Гибридные композиты

Список литературы

Глава 3

Матрицы и их свойства

3.1. Радикальная полимеризация

3.2. Реакция поликонденсации

3.3. Кристаллические и аморфные полимеры

3.4. Температура стеклования

3.5. Термопласты и реактопласты

3.6. Стойкость к действию растворителей

3.7. Газопроницаемость

3.8. Стойкость к ультрафиолетовому излучению

3.9. Пропитка волокон

3.10. Ненасыщенные полиэфирные смолы3

3.10.1. Химическая структура ненасыщенных полиэфиров

3.10.2. Свойства

3.10.3. Двухосновные кислоты

3.10.4. Гликоли

3.10.5. Мономерные добавки

3.10.6. Отверждение смолы

3.10.7. Ингибиторы отверждения

3.10.8. Ускорители отверждения

3.10.9. Объемный формовочный компаунд

3.10.10. Отверждение

3.10.11. Добавки

3.11. Эпоксидные смолы

3.11.1. Структура

3.11.2. Отверждение

3.11.2.1. Отвердитель

3.11.2.2. Пропитка волокон

3.11.2.3. Температура отверждения

3.11.3. Препреги

3.11.4. Адгезия

3.11.5. Усталостная прочность

3.11.6. Ползучесть

3.11.7. Вязкость разрушения

3.11.8. Изготовление пресс-форм

3.12. Сложные винилэфирные смолы

3.12.1. Структура

3.12.2. Коррозионная стойкость

3.13. Фенольные смолы

3.13.1. Структура

3.13.2. Отверждение

3.13.3. Свойства9

3.13.3.1. Горючесть

3.13.4. Применение

3.14. Углерод-углеродные композиты

3.14.1. Производство

3.15. Полиимиды

3.15.1. Бисмалеимиды

3.16. Цианаты

3.17. Полиуретаны

3.17.1. Свойства и применение

3.18. Кремнийорганические полимеры

3.19. Дициклопентадиен

3.20. Термопластичные матрицы

3.20.1. Термопластичные композиты широкого потребления

3.20.2. Термостойкие матрицы

3.20.2.1. Полиэфирэфиркетон

3.20.2.2. Полисульфон

3.20.2.3. Термопластичные полиимиды

3.20.3. Жидкокристаллические полимеры

3.20.4. Фторопласты

Список литературы

Глава 4

Технология производства волокнистых композитов

4.1. Формование композитов широкого потребления в открытых формах

4.1.1. Наружный полимерный слой

4.2. Ручная послойная выкладка

4.2.1. Формование

4.3. Напыление

4.4. Изготовление пресс-форм

4.4.1. Извлечение деталей

4.5. Формование высокопрочных композитов в открытых пресс-формах

4.5.1. Ручная послойная выкладка препрегов

4.5.2. Автоматизированная послойная выкладка

4.6. Вакуумформование

4.6.1. Отверждение

4.7. Отверждение в автоклаве

4.8. Методы неавтоклавного отверждения

4.9. Прессование

4.9.1. Прессование компаундов

4.9.2. Прессование заготовок

4.9.3. Прессование препрегов

4.10. Инжекция термореактивной смолы

4.10.1. Вакуумная инжекция термореактивной смолы

4.10.2. Термокомпрессионное формование

4.10.3. Метод матричной пленки

4.10.4. Центробежное литье

4.11. Намотка

4.11.1. Намотка препрегом

4.11.2. Оправки

4.11.3. Намоточные станки

4.12. Машинная укладка волокон

4.13. Пултрузия

4.14. Производство композитов на основе термопластов

4.14.1. Формование композитов, армированных короткими волокнами

4.14.1.1. Экструзия

4.14.2. Литье под давлением

4.14.3. Формование в открытых формах

4.14.4. Пултрузия

4.14.5. Прессование

4.14.6. Специфические методы формования термопластичных композитов

4.14.7. Последовательное формование

4.14.7.1. Двухстадийное формование

4.14.7.2. Прокатка

4.15. Ремонт композитов

4.15.1. Повреждение при ударе

4.15.2. Оценка поврежденности

4.15.3. Технология ремонта

4.15.3.1. Внешняя накладка

4.15.3.2. Ремонт с заменой поврежденной области

4.16. Обозначение схемы укладки слоев

4.17. Усталость

4.18. Остаточные напряжения

4.19. Сэндвич-структуры

4.19.1. Сердцевина

4.19.2. Производство сэндвич-структур

4.20. Соединение деталей из композита

4.20.1. Механическое соединение

4.20.2. Склеивание

4.20.2.1. Состав клеев

4.20.3. Другие методы соединения

4.21. Конечная обработка

4.21.1. Водоструйная резка

4.21.2. Лазерная резка

Список литературы

Глава 5

Разрушение

5.1. Что такое разрушение?

5.2. Механизмы разрушения

5.2.1. Хрупкое разрушение

5.2.2. Пластическое разрушение

5.2.3. Квазихрупкое разрушение

5.2.4. Крэйзы

5.3. Механические характеристики

5.3.1. Виды разрушения

5.4. Теория хрупкого разрушения Гриффитса—Орована

5.4.1. Теоретическая прочность

5.5. Концентрация напряжений

5.5.1. Теория Гриффитса

5.5.2. Теория Орована

5.5.3. Методы измерения вязкости разрушения

5.5.3.1. Метод податливости

5.5.3.2. Сильный изгиб консолей

5.5.4. Плосконапряженное состояние и плоская деформация

5.5.5. Размер зоны пластичности

5.5.6. Температура и скорость нагружения

5.6. Вязкость разрушения волокнистого композита

5.7. Поперечное разрушение

5.7.1. Энергия упругой деформации волокна

5.7.2. Отслоение волокон

5.7.3. Извлечение волокон

5.7.4. Адгезионное разрушение

5.7.5. Слой адгезива

Список литературы

Глава 6

Волокнистые композиты

6.1. Продольный модуль упругости

6.2. Поперечный модуль упругости

6.3. Модуль сдвига

6.4. Влияние температуры

6.5. Коэффициент Пуассона

6.6. Прочность

6.6.1. Поперечное растяжение

6.6.2. Пластичная матрица

6.6.2.1. Регулярная решетка волокон

6.6.2.2. Случайно распределенные волокна

6.7. Внутрислоевой сдвиг

6.8. Продольное растяжение

6.8.1. Растяжение под углом к оси волокон

6.9. Осевое растяжение

6.9.1.ε_f > εm 

6.9.2. ε_f < εm 

6.10. Растрескивание

6.10.1. Исчерпание несущей способности волокон

6.11. Теория Розена

6.11.1. Неэффективная длина волокна

6.11.2. Малые степени армирования

6.11.3. Пластичная матрица

6.11.4. Прочность пучка волокон

6.11.5. Средняя прочность волокон

6.12. Размотка

6.12.1. Отслоение разрушенного волокна

6.12.2. Растрескивание вблизи отверстия

6.13. Коэффициент реализации прочности волокон

6.14. Влияние температуры

Список литературы

Глава 7

Разрушение при продольном сжатии

7.1. Потеря устойчивости волокон

7.2. Исчерпание несущей способности волокон

7.2.1. Разрушение органопластика при повышенной температуре

7.3. Разрушение стеклопластика

7.3.1. Крутка нити

7.3.2. Потеря устойчивости стеклянных волокон

7.4. Разрушение углепластика

7.4.1. Высокопрочные углеродные волокна

7.4.1.1. Влияние отверстия

7.4.1.2. Влияние пор

7.4.1.3. Разрушение при повышенной температуре

Список литературы

Глава 8

Разрушение дисперсно-наполненных композитов

8.1. Предел прочности

8.1.1. Модель регулярной упаковки частиц

8.1.2. Модель композита со случайно распределенными частицами

8.1.3. Крупные частицы

8.2. Деформация при разрыве

8.2.1. Однородно деформирующиеся матрицы

8.2.2. Матрицы, деформирующиеся путем распространения шейки

8.3. Верхний предел текучести

8.4. Нижний предел текучести

8.4.1. Переходы механизмов разрушения

8.4.2. Переход к хрупкому разрушению

8.4.2.1. Хорошая адгезия

8.4.2.2. Слабая адгезия

8.4.2.2.1. σm < σy. Переход к хрупкому разрушению

8.4.2.2.2. σm > σy. Переход к однородному пластическому течению

Список литературы