Thermomechanics of Composites under High Temperatures

خواص ترمومکانیکی کامپوزیت ها بر روی ماتریس پلیمری در دماهای بالا اساساً با دمای معمولی متفاوت است. تمایزات اصلی به طور خلاصه شامل موارد زیر است: • در دماهای بالا یک تغییر (تخریب) برگشت ناپذیر از تمام خواص مکانیکی و حرارتی یک ماده رخ می دهد که معمولاً بسته به قرار گرفتن در معرض زمانی در دمای بالا دارای یک ویژگی غیر خطی پیچیده است. فرآیندهای فیزیکوشیمیایی داخلی پیچیده ای در ماتریس و الیاف در دمای بالا وجود دارد که با مفهوم کلی فرسایش نامیده می شود. فرآیندهای فیزیکوشیمیایی و مکانیکی داخلی در ماتریس و الیاف متفاوت است و این منجر به ظهور تنش‌های حرارتی داخلی قابل توجهی می‌شود. به طور کلی، یک کامپوزیت در دماهای بالا را می توان به عنوان یک سیستم چند فازی متشکل از فازهای جامد، گازی و سیال در نظر گرفت که به صورت مکانیکی و شیمیایی با یکدیگر تعامل دارند. سه سطح دما وجود دارد: نرمال، بالا و بالا. دمای معمولی یا دمای اتاق 10 تا 30 درجه سانتیگراد است. درجه حرارت بالا 30 200 درجه سانتیگراد است. دماهای hzgh بالای 200 درجه سانتیگراد هستند. با این حال، خط تقسیم بین دماهای بالا و بالا بستگی به مواد درگیر دارد. اگر در این دما، دگرگونی‌های فیزیکوشیمیایی داخلی غیرقابل برگشت در ماتریس و/یا الیاف ماده رخ دهد، برای یک ماده کامپوزیتی خاص، درجه حرارت بالا نامیده می‌شود.

The thermomechanical properties of composites on polymer matrix at high tem­ peratures are essentially different from those at normal temperatures. The main distinctions briefly consist in the following: • at high temperatures there occurs an irreversible variation (degradation) of all mechanical and thermal properties of a material that usually has a complex non-linear character depending on time exposure under high temperature; • there are complicated internal physico-chemical processes in a matrix and fibres under high temperatures called by the general notion of ablation; the internal physico-chemical and mechanical processes run differently in the matrix and fibres, and this leads to the appearance of considerable internal thermal stresses. Generally speaking, a composite under high temperatures can be considered as a multiphase system consisting of solid, gaseous and fluid phases interact.ing mechanically and chemically with each ot.her. There are t.hree levels of temperature: normal, elevated and high. Normal, or room temperatures are 10 - 30°C; elevated temperatures are 30 200°C; hzgh temperatures are those above 200°C. However, the dividing line between elevated and high temperat.ures depends on the material involved; a temperature is called high for a particular composite material if, at this temperature, irreversible internal physico-chemical transformations occur in the matrix and/ or fibres of the material.