Cele mai mari și mai diverse din punct de vedere al componentelor constitutive sunt materialele compozite armate cu fibre. Acest lucru se datorează faptului că în astfel de materiale compozite (CM) este posibil să se realizeze o rezistență ridicată și performanțe termice. Deoarece fibra de armare, datorită proprietăților sale unice (modul de elasticitate și rezistență ridicate, stabilitate chimică excelentă, rezistență bună la deteriorare sau abraziune), este cea care permite obținerea celui mai mare efect de consolidare.
Fibrele de ranforsare: definiție și varietăți
Fibrele de armare sunt componente speciale care sunt utilizate în CM structurale. Pentru a crea un compozit cu rezistență ridicată, acestea trebuie să îndeplinească anumite cerințe operaționale și tehnologice. Adică, pentru a putea fi aplicată în tehnologia de fabricație a materialelor compozite, fibra de armare trebuie să fie puternică, rigidă, densă, stabilă și rezistentă chimic.
Din punct de vedere al aspectului tehnologic este necesar să se respecte compatibilitatea acesteia cu elementele, la limita cărora se poate obține o legătură de înaltă rezistență, apropiată de caracteristicile de rezistență ale matricei, asigurând în același timp valoarea inițială a proprietăților mecanice ale componentelor.
Să luăm în considerare principalele tipuri de umpluturi de armare:
- sticlă — se formează din masa de sticlă topită prin tragerea jetului la ieșirea din matrițe;
- carbon sau carbonacee — sunt elemente policristaline cu un nivel ridicat de orientare a structurii;
- bor — obținut prin depunerea borului pe filamentul de tungsten încălzit;
- organice — tip cu modul ridicat, obținute din soluții concentrate de polimeri prin turnare prin matrițe.
Fibra de armare: scheme de aplicare
Fibrele de armare sunt utilizate în tehnologia de fabricare a compozitelor:
- Formată din straturi care sunt întărite cu filamente continue paralele, în care proprietățile CM sunt determinate în principal de caracteristicile pe care le posedă stratul unidirecțional.
- Întărire cu țesături — fibrele continue pot fi utilizate ca material de umplutură în formate de fire și țesături. Tehnologia implică utilizarea unui lay-up unidimensional sau bidimensional. În primul caz, este asigurată realizarea maximă a proprietăților fizice și mecanice ale materialului armat în proprietățile compozitului. Lay-up-ul bidimensional al firelor se realizează prin suprapunerea succesivă a straturilor de fibre unidirecționale la un unghi zero față de o umplutură similară din stratul anterior.
- Cu armare haotică — dacă dispunerea fibrelor discrete în matricea CM este haotică, există o formare antisotropă în cel mai mic volum proporțional cu dimensiunea filamentelor și o formare izotropă la cea mai mare scară, creând o structură cvasi-izotropă a piesei. În funcție de tehnologia de armare CM utilizată, materialul umplut cu umplutură discretă poate avea proprietăți izotropice în volumul întregului produs sau într-un singur plan spațial.
