prezentare materiale compozite

1. MATERIALELE COMPOZITE
MATERIALELE VIITORULUI
Disciplina: Materii prime si materiale
Prof. Paun Larisa
Colegiul Tehnic Costin D. Nenitescu, Craiova

2. CUPRINS
 Introducere
 Ce sunt compozitele?
 Avantaje
 Definitie
 Materiale compozite polimerice
 Materiale compozite polimerice
 Elemente componente
 Clasificarea materialelor compozite polimerice
 Matricea polimerica
 Materiale complementare
 Procedee de fabricatie, utilizari
 Procedee de fabricare
 Utilizari curente
 Intrebari
 Informatii suplimentare
 Bibliografie
 Concluzii

3. Materiale compozite – materialele viitorului
INTRODUCERE

4. CE SUNT MATERIALELE COMPOZITE?
 Compozitele, integrate în viaţa modernă, sunt una dintre componentele
acesteia. De la industrie la joc, ele ne înconjoară; în laborator, nimic nu se
mai face fără ele; ele ne transportă. Ce ar fi automobilul, aviaţia, navetele
spaţiale fără ele?
 Ca o definiţie generală, materialele compozite sunt amestecuri de două
sau mai multe componente, ale căror proprietăţi se potenţează reciproc,
rezultând un material cu proprietăţi superioare celor specifice fiecărui
component în parte.
 Este foarte potrivită folosirea noţiunii de sinergie, care desemnează
rezultatul unitar produs prin asocierea şi dozarea convenabilă a
caracteristicilor unor componente. Astfel, aceste componente vor
„coopera”, deficienţele unora fiind suplinite de calităţile altora, conferind
ansamblului proprietăţi pe care nici un component nu le poate avea.

5. AVANTAJE
 Problemele apărute în încercarea de a defini cât mai
exact materialele compozite sunt o dovadă a
domeniului extrem de larg pe care îl ocupă acest tip
de materiale, domeniu aflat într-o continuă şi rapidă
extindere (există un număr imens de combinaţii
posibile între două sau mai multe componente).
 Avantajul major, esenţial al materialelor compozite
constă în posibilitatea modulării proprietăţilor şi
obţinerea, în acest fel, a unei game foarte variate de
materiale, a căror utilizare se poate extinde în aproape
toate domeniile de activitate tehnică şi nu numai.

6. DEFINITIE
 Încercările de obţinere a unor noi materiale
superperformante au condus la dezvoltarea unei clase
de produşi cunoscuţi sub denumirea de materiale
compozite.
 Prin definiţie, conceptul de "compozit" este atribuit unui
sistem complex, alcătuit din mai multe materiale de
natură diferită. În această categorie intră o clasă foarte
vastă de produşi.
 Acest lucru este determinat de faptul că posibilităţile de
modificare a constituenţilor de bază, a tehnicilor de
"asamblare" şi de fabricare, a nivelului de performanţă
şi costului sunt practic infinite.

7. Materiale compozite – materialele viitorului
MATERIALE
COMPOZITE
POLIMERICE

8. MATERIALE COMPOZITE POLIMERICE
 Având în vedere vastitatea subiectului abordat, vom
dezbate doar materialele compozite polimerice.
Acest lucru se datoreaza si faptului că ele au cea mai
largă şi variată paletă de utilizare.
 Compozitele polimerice sunt materiale alcătuite, în
principiu, dintr-un compus macromolecular şi un
agent de ranforsare sau de umplutură.
 Scopul acestei asocieri constă în obţinerea unor
materiale cu rezistenţe mecanice deosebite, capabile
să înlocuiască aluminiul şi aliajele sale, precum şi alte
materiale metalice.

9. ELEMENTE COMPONENTE
 Compusul macromolecular utilizat în acest scop poate fi un
polimer termoplastic sau termoreactiv şi este denumit
matrice polimerică.
 Agentul de ranforsare sau de umplutură este dispersat
omogen în matricea polimerică, dar nu se dizolvă în
aceasta.
 Fără îndoială însă, ambele componente acţionează
concertat. Componentele individuale şi interfaţa dintre
acestea pot fi identificate prin metode fizice, iar
comportarea şi proprietăţile interfeţei controlează
proprietăţile materialului compozit.
 Proprietăţile materialului compozit sunt total diferite şi net
superioare faţă de cele ale componentelor individuale.

10. CLASIFICAREA MATERIALELOR COMPOZITE
POLIMERICE
după natura componentelor participante la
formarea acestora este următoarea:
Compozite
polimerice
Cu umpluturi Compozite
Polimeri armati
poroase macroscopice

11. Compozite
polimerice
cu
umpluturi
poroase
Cu
Cu
umpluturi
umpluturi Betoane
pe baza
ceramice
de lemn
Prin Monomer
Prin
Impregna- cu Prin
Cu emulsii Sisteme Polimeriza-
polimeriza- re materiale poli-
polimerice impregnate re
re cu polimeri de condensare
vinilica
in situ constructii

12. Compozite
polimerice
macroscopice
Materiale
Materiale
Lacuri de plastice
Plastice Adezivi
acoperire expandate
stratificate
(celulare)
Cu tesaturi Cu pori Cu pori
Cu hartie
textile deschisi inchisi

13. Polimeri armati
Cu materiale Cu umpluturi
Cu fibre
pulverulente lamelare
Elastomeri Materiale Cu fibre Cu fibre
Sarjati plastice sarjate continue scurte
Cu fibre inalt Cu fibre
orientate neorientate

14. MATRICEA POLIMERICA
 Una din componentele de bază necesare obţinerii
materialelor compozite organice o constituie matricea
polimerică.
 Funcţie de proprietăţile compozitelor obţinute, polimerii
utilizaţi se pot grupa în trei clase:
I - Polimeri cu performanţe medii.
II - Polimeri cu "performanţe înalte", dar cu
termostabilitate redusă.
III - Polimeri termostabili cu performanţe ridicate.
 La rândul lor, toate cele trei clase de polimeri pot fi:
termoplastici, termoreactivi sau elastomeri.

15. MATERIALE COMPLEMENTARE
 Materialele complementare, utilizate în scopul
ranforsării matricei sau pentru inducerea proprietăţii de
autolubrifiere materialului compozit, diferă între ele prin
natura chimică şi configuraţie.
 După configuraţie, materialele complementare se împart
în două mari categorii : fibre şi particule, fiecare
categorie incluzând numeroase alte tipuri, diferenţiate
după mărime, după raportul lungime/diametru şi după
compoziţia chimică în secţiune transversală.

16. Modalit ăţ i de dispunere a
fibrelor continue în matrice :
a) b) c)
a — fibre dispuse unidirecţional ;
b — fibre dispuse bidirecţional (tip ţesătură);
c — fibre cu dispunere spaţială (împletitură în
volum).

17. Materiale compozite – materialele viitorului
PROCEDEE DE
FABRICARE &
UTILIZARI

18. PROCEDEE DE FABRICARE
Procedeele de fabricare a pieselor din materiale compozite cu matrice organică
s-au diversificat foarte mult prin adaptarea lor la condiţiile concrete care pot
fi asigurate la nivelul producţiei, un rol însemnat avându-l de asemenea,
precizia dimensională şi cerintele de calitate impuse. În principiu, tehnicile
uzuale folosite în prezent constau în:
Formarea prin pulverizarea
Formarea prin compactare
Formarea prin răsucire filamentară
Formarea prin pultruziune
Turnarea gravitaţională
Turnarea sub presiune
Formarea prin injecţie
Infiltrarea prin centrifugare
Formarea prin stratificare continuă sau laminarea
Formarea prin presare la rece sau la cald sau matriţarea
Extrudarea
Tehnologii moderne (ex. structuri hibride de tip „sandwich”)

19. UTILIZĂRI CURENTE ALE MATERIALELOR
COMPOZITE POLIMERICE
 Industria aeronautică
 Aplicaţii la temperaturi ridicate
 Sisteme aerospaţiale şi rachete
 Aplicaţii în marină
 Protecţia clădirilor împotriva efectelor cutremurelor
 Construcţia de maşini şi aplicaţii comerciale
 Construcţii şi lucrări publice
 Industria chimică
 Transporturi şi telecomunicaţii
 Industria mobilei
 Artă
 Aplicaţii particulare:
 Veliere multicoc (catamaran)
 Skiurile
 Eolienele
 Butelii de gaz
 Tuburi pentru instalaţiile off-shore
 Aplicaţii biomecanice
 Cabine de teleferic

20. Formarea pieselor din materiale compozite

25. Prima construcţie protejată împotriva efectelor
cutremurelor a fost clădirea Foothill Communities
Law and Justice Center, SUA (la 20 km de San
Andreas)

26. Cea mai scumpă maşină din lume cu
caroserie din compozit (după cele din
tehnica spaţială) DiMora Natalia SLS2 – 2
milioane de dolari

39. Materiale compozite – materialele viitorului
INTREBARI

40. ? INTREBARI ?
 Ce este un compozit?
 Care sunt avantajele principale ale materialelor
compozite?
 Care sunt elementele componente ale compozitelor
polimerice?
 Enumerati cateva procedee de fabricare a materialelor
compozite polimerice.
 Enumerati cateva modalitati de utilizare a materialelor
compozite polimerice.

41. INFORMATII
SUPLIMENTARE
http://ro.wikipedia.org/wiki/Material_compozit
http://facultate.regielive.ro/cursuri/stiinta-mate
http://www.compozite.net/
http://mihaelabucur.blogspot.ro/2009/05/mater
http://mihaelabucur.blogspot.ro/2009/05/mate

42. BIBLIOGRAFIE
 Hubca Gh., ş.a., Materiale compozite, Editura
Tehnică, Bucureşti, 1999
 Ştefănescu Florin, ş.a., Materialele viitorului se
fabrică azi: Materiale compozite, Editura Didactică şi
Pedagogică, Bucureşti, 1996
 Daniel Gay, Matériaux Composites – 3e édition revue
et augmentee, Hermes, Paris, 1991
 *** Les Composites dans l'art, Centre de Promotion
des Composites, Paris, 1992
 Liana Balteş, Introducere în structura, proprietăţile şi
utilizările materialelor compozite, Editura Luxlibris,
Braşov, 2003

43. RETINEM!
 Conceptul de "compozit" este atribuit unui sistem complex, alcătuit din mai
multe materiale de natură diferită.
 Avantaje:
domeniului extrem de larg
posibilitatea modulării proprietăţilor
 Compozitele polimerice sunt materiale alcătuite, în principiu, dintr-un compus
macromolecular şi un agent de ranforsare sau de umplutură.
 Proprietăţile materialului compozit sunt total diferite şi net superioare faţă de
cele ale componentelor individuale.
 Procedee de fabricare:
formarea prin pulverizare, prin compactare, prin răsucire filamentară, prin
pultruziune, turnarea gravitaţională , sub presiune, formarea prin injecţie,
infiltrarea prin centrifugare, formarea prin stratificare continuă sau laminarea,
formarea prin presare la rece sau la cald sau matriţarea, extrudarea,
tehnologii moderne (ex. structuri hibride de tip „sandwich”)
 Utilizarea materialelor compozite polimerice: