Materiale compozite armate cu macroparticule
Armarea acestor compozite se face cu particule mari, care nu mai au rol de blocare a deplasării dislocaţiilor. În funcţie de proporţia dintre cantităţile de macroparticule şi cea de liant se obţin combinaţii neobişnuite de proprietăţi. Carburile metalice pot fi privite ca fiind astfel de materiale compozite, carbura de wolfram este înglobată într-o masă de cobalt, sculele aşchietoare rezultate având combinate avantajele date de duritatea şi rezistenţa la creşterea temperaturii de aşchiere a CW şi cele date de rezistenţa bună la impact a cobaltului.
Pietrele abrazive formate din macroparticule de carbură de siliciu (SiC), nitrură de bor sau diamant, înglobate într-o matrice de sticlă sau polimeri, pot fi considerate tot materiale compozite armate cu macroparticule.
Un alt exemplu îl constituie materialul utilizat pentru contactele electrice, care este format din particule de wolfram înglobat într-o matrice de argint. În acest mod se realizează combinaţia dorită de proprietăţi, şi anume conductibilitatea electrică bună (datorită argintului) şi rezistenţă mare la uzură (datorită particulelor de wolfram).
Materiale compozite stratificate
Sunt obţinute prin aplicarea, la suprafaţa materialului de bază, a unui strat din alt material. Aplicarea acestui strat din alt material cu proprietăţi diferite de cele ale materialului de bază se realizează cel mai des prin turnare, sudare sau laminare.
Principalul avantaj al acestor materiale este de ordin economic şi de ordin calitativ, deoarece prin utilizarea lor se economisesc importante cantităţi de materiale scumpe sau deficitare, îmbunătăţindu-se, în acelaşi timp, calităţile produselor şi mărindu-se durata lor de funcţionare în condiţiile unor performanţe ridicate.
Material compozit stratificat
Câteva exemple de asemenea materiale compozite sunt:
- duraluminiul, cu rezistenţă ridicată la rupere, placat cu aluminiu pur, cu rezistenţă ridicată la coroziune;
- oţeluri carbon, ieftine, placate cu oţeluri de scule cu duritate ridicată şi rezistenţă la uzare sau cu oţeluri inoxidabile rezistente la coroziune;
- plăcuţele din oxid de aluminiu placate cu nitrură de titan (utilizate pentru părţile active ale sculelor aşchietoare) etc.
În afară de materialele compozite bicomponente, prezentate mai sus, se utilizează şi compozite tricomponente (tip “sandwich”). De exemplu, pentru împiedicarea difuziunii carbonului dintr-un oţel în altul, se poate interpune prin placare un strat de nichel, care nu permite difuziunea prin el a carbonului.
Tot un material tip “sandwich” este prezentat în figura de mai jos. El este alcătuit din două plăci subţiri din metal (de exemplu aluminiu, titan sau oţel), între care se găseşte o structură tip fagure, din material mai dur (duraluminiu sau aliaj de titan), rezultând un material compozit deosebit de rezistent şi rigid.
Material compozit tip sandwich
Materialele compozite se mai pot clasifica astfel:
- materiale compozite plastice;
- materiale compozite metalice;
- materiale compozite ceramice.
Materiale compozite plastice (polimerice)
Acestea au matricea formată din polipropilenă, polietilenă, răşini epoxidice, răşini fenolice, poliuretani etc., şi componente de structură constituite din armături de fibre (ţesături, reţele, înfăşurări), umpluturi diverse (pulberi, particule, elemente de armare) şi elemente stratificate. După natura lor materialele compozite sunt constituite dintr-o matrice organică (răşină, spumă cu lemn) şi fibre organice (kevlar, poliamidă etc.), fibre minerale (sticlă, carbon etc.) sau fibre metalice (bor, aluminiu etc.).
În general, materialele compozite plastice au densităţi reduse, rezistenţă ridicată la acţiunea agenţilor chimici, proprietăţi mecanice, termice şi electrice mai bune decât cele ale materialelor plastice. Aceste materiale sunt utilizate în industria de automobile, aviaţie, aeronautică, recipiente pentru industria chimică etc.
Materiale compozite ceramice
Sunt materiale compuse, constituite din substanţe anorganice (oxizi, carburi, siliciuri, boruri etc.) consolidate într-un ansamblu cu elemente de armare sub formă de fibre, granule sau agregate. De exemplu, compozitele ceramice pe bază de fibre sunt formate dintr-o matrice din materiale minerale (ceramică) şi fibre de armare (fibre de ŞiC, A1203, W, Mo, Be, oţel şi fibre de sticlă).
Materiale compozite metalice
Aceste materiale sunt formate dintr-o matrice metalică (Al, Mg, Cu, Ţi, Pb, superaliaje etc.) şi componente de armare, care pot fi metalice sau ceramice (oţel inoxidabil, W, Be, Ţi, fibre de carbon, fibre de bor, fibre de Al203, fibre de sticlă, particule din materiale ceramice etc.).
