Определение объемной доли волокон в композите методом количественной металлографии

Методы количественной металлографии включают в себя плани­метрический, линейный и точечный методы определения фазового состава композиционного материала по объему. Рассмотрим один из них.

Линейный метод определения объемной доли волокон в композите основан на равенстве между объемной долей определяе­мой фазы и долей длины секущей линии, проходящей через эту фазу на поперечном шлифе. Анализируя структуру композиционного мате­риала, выбирают участок, характеризующий среднюю плотность из­меряемой фазы. В качестве секущей линии используют шкалу оку-лярмикрометра. Увеличение микроскопа выбирают такое, чтобы че­рез секущую линию проходило не менее четырех волокон. Объемная доля волокон V_f определяется по отношению суммарной длины отрезка случайной секущей линии, проходящей через участки волокон к полной длине секущей линии, проходящей через исследуемое по­ле. Например, для шлифа, изображенного на рис.13.1, l_f-=82 де­ления (6+11+11+10+11+11+12+10), а длина всей секущей - 100 де­лений. Следовательно, объемная доля волокон в композите равна 0,82 или 82%. Измерения проводятся не менее трех раз в разных направлениях, а результаты расчетов усредняются.

Рис. 13.1. Схема определения объемной доли волокон в композите линейным методом

Порядок выполнения работы и содержание отчета

1. Изучить и кратко законспектировать теоретические сведе­ния о композитах.

2. Рассмотреть под микроскопом и зарисовать структуры ком­позиционных материалов: стеклопластика, углепластика, органоп­ластика, боропластика, боралюминия с межфазным взаимодействи­ем, боралюминия с оптимальной структурой, магний - углерод.

3. Определить объемную долю волокон в предложенном образце линейным методом.

4. Оформить отчет по работе. Содержание отчета: название и цель работы, теоретические сведения, рисунки микроструктур.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение композиционного материала (КМ).

2. По каким признакам и как классифицируют КМ?

3. Как определить, какой из компонентов является матрицей?

4. Какую роль выполняет матрица композита?

5. Какую роль выполняют армирующие волокна?

6. Какие свойства композита зависят от матрицы, от свойств волокон?

7. Как рассчитать механические характеристики однонаправ-

ленного композита, если известны свойства каждого из компо­нентов?

8. Дайте краткую характеристику структуры и свойств стек­лопластиков, углепластиков, органопластиков, боропластиков.

9. Кратко охарактеризуйте структуру и свойства композитов на алюминиевой матрице, на магниевой матрице, жаропрочных компо­зитов.

10. Как определить объемную долю волокон в композите по

его структуре?

Лабораторная работа № 14