|
Реферат: Композиционные материалы (композиты) (Технология)
Министерство общего и профессионального
образования РФ
Кемеровский государственный университет
Кафедра маркетинга
РЕФЕРАТ
По дисциплине: Тост
По теме: Композиционные материалы (композиты)
Выполнил:
студент группы
Проверила:
Кемерово
1999
План
1. Композиционные материалы – материалы будущего.
2. Типы композиционных материалов.
2.1. Композиционные материалы с металлической матрицей.
2.2. Композиционные материалы с неметаллической матрицей.
3. Классификация композиционных материалов.
3.1. Волокнистые композиционные материалы.
3.2. Дисперсно-упрочненные композиционные материалы.
3.3. Стекловолокниты.
3.4. Карбоволокниты.
3.5. Карбоволокниты с углеродной матриццей.
3.6. Бороволокниты.
3.7. Органоволокниты.
4. Экономическая эффективность применения композиционных материалов.
5. Список литературы.
1. Композиционные материалы – материалы будущего.
После того как современная физика металлов подробно разъяснила нам
причины их пластичности, прочности и ее увеличения, началась интенсивная
систематическая разработка новых материалов. Это приведет, вероятно, уже в
вообразимом будущем к созданию материалов с прочностью, во много раз
превышающей ее значения у обычных сегодня сплавов. При этом большое
внимание будет уделяться уже известным механизмам закалки стали и старения
алюминиевых сплавов, комбинациям этих известных механизмов с процессами
формирования и многочисленными возможностями создания комбинированных
материалов. Два перспективных пути открывают комбинированные материалы,
усиленные либо волокнами, либо диспергированными твердыми частицами. У
первых в неорганическую металлическую или органическую полимерную матрицу
введены тончайшие высокопрочные волокна из стекла, углерода, бора,
бериллия, стали или нитевидные монокристаллы. В результате такого
комбинирования максимальная прочность сочетается с высоким модулем
упругости и небольшой плотностью. Именно такими материалами будущего
являются композиционные материалы.
Композиционный материал – конструкционный (металлический или
неметаллический) материал, в котором имеются усиливающие его элементы в
виде нитей, волокон или хлопьев более прочного материала. Примеры
композиционных материалов: пластик, армированный борными, углеродными,
стеклянными волокнами, жгутами или тканями на их основе; алюминий,
армированный нитями стали, бериллия. Комбинируя объемное содержание
компонентов, можно получать композиционные материалы с требуемыми
значениями прочности, жаропрочности, модуля упругости, абразивной
стойкости, а также создавать композиции с необходимыми магнитными,
диэлектрическими, радиопоглощающими и другими специальными свойствами.
2. Типы композиционных материалов.
2.1. Композиционные материалы с металлической матрицей.
Композиционные материалы состоят из металлической матрицы (чаще Al,
Mg, Ni и их сплавы), упрочненной высокопрочными волокнами (волокнистые
материалы) или тонкодисперсными тугоплавкими частицами, не растворяющимися
в основном металле (дисперсно-упрочненные материалы). Металлическая матрица
связывает волокна (дисперсные частицы) в единое целое. Волокно (дисперсные
частицы) плюс связка (матрица), составляющие ту или иную композицию,
получили название композиционные материалы.
2.2. Композиционные материалы с неметаллической матрицей.
Композиционные материалы с неметаллической матрицей нашли широкое
применение. В качестве неметаллических матриц используют полимерные,
углеродные и керамические материалы. Из полимерных матриц наибольшее
распространение получили эпоксидная, фенолоформальдегидная и полиамидная.
Угольные матрицы коксованные или пироуглеродные получают из синтетических
полимеров, подвергнутых пиролизу. Матрица связывает композицию, придавая ей
форму. Упрочнителями служат волокна: стеклянные, углеродные, борные,
органические, на основе нитевидных кристаллов (оксидов, карбидов, боридов,
нитридов и других), а также металлические (проволоки), обладающие высокой
прочностью и жесткостью.
Свойства композиционных материалов зависят от состава компонентов,
их сочетания, количественного соотношения и прочности связи между ними.
Армирующие материалы могут быть в виде волокон, жгутов, нитей, лент,
многослойных тканей.
Содержание упрочнителя в ориентированных материалах составляет 60-
80 об. %, в неориентированных (с дискретными волокнами и нитевидными
кристаллами) – 20-30 об. %. Чем выше прочность и модуль упругости волокон,
тем выше прочность и жесткость композиционного материала. Свойства матрицы
определяют прочность композиции при сдвиги и сжатии и сопротивление
усталостному разрушению.
По виду упрочнителя композиционные материалы классифицируют на
стекловолокниты, карбоволокниты с углеродными волокнами, бороволокниты и
органоволокниты.
В слоистых материалах волокна, нити, ленты, пропитанные связующим,
укладываются параллельно друг другу в плоскости укладки. Плоские слои
собираются в пластины. Свойства получаются анизотропными. Для работы
материала в изделии важно учитывать направление действующих нагрузок. Можно
создать материалы как с изотропными, так и с анизотропными свойствами.
Можно укладывать волокна под разными углами, варьируя свойства
композиционных материалов. От порядка укладки слоев по толщине пакета
зависят изгибные и крутильные жесткости материала.
Применяется укладка упрочнителей из трех, четырех и более нитей.
Наибольшее применение имеет структура из трех взаимно перпендикулярных
нитей. Упрочнители могут располагаться в осевом, радиальном и окружном
направлениях.
Трехмерные материалы могут быть любой толщины в виде блоков,
цилиндров. Объемные ткани увеличивают прочность на отрыв и сопротивление
сдвигу по сравнению со слоистыми. Система из четырех нитей строится путем
разложения упрочнителя по диагоналям куба. Структура из четырех нитей
равновесна, имеет повышенную жесткость при сдвиге в главных плоскостях.
Однако создание четырехнаправленных материалов сложнее, чем
трехнаправленных.
3. Классификация композиционных материалов.
3.1. Волокнистые композиционные материалы.
Композиционные материалы с волокнистым наполнителем (упрочнителем)
по механизму армирующего действия делят на дискретные, в которых отношение
длинны волокна к диаметру l/d(10(10і, и с непрерывным волокном, в которых
l/d(?. Дискретные волокна располагаются в матрице хаотично. Диаметр волокон
от долей до сотен микрометров. Чем больше отношение длинны к диаметру
волокна, тем выше степень упрочнения.
Часто композиционный материал представляет собой слоистую
структуру, в которой каждый слой армирован большим числом параллельных
непрерывных волокон. Каждый слой можно армировать также непрерывными
волокнами, сотканными в ткань, которая представляет собой исходную форму,
по ширине и длине соответствующую конечному материалу. Нередко волокна
сплетают в трехмерные структуры.
Композиционные материалы отличаются от обычных сплавов более
высокими значениями временного сопротивления и предела выносливости (на 50
– 10 %), модуля упругости, коэффициента жесткости (Е/?) и пониженной
склонностью к трещинообразованию. Применение композиционных материалов
повышает жесткость конструкции при одновременном снижении ее
металлоемкости.
Прочность композиционных (волокнистых) материалов определяется
свойствами волокон; матрица в основном должна перераспределять напряжения
между армирующими элементами. Поэтому прочность и модуль упругости волокон
должны быть значительно больше, чем прочность и модуль упругости матрицы.
Жесткие армирующие волокна воспринимают напряжения, возникающие в
композиции при нагружении, придают ей прочность и жесткость в направлении
ориентации волокон.
Для упрочнения алюминия, магния и их сплавов применяют борные
([pic]= 2500(3500 МПа, Е = 38(420 ГПа) и углеродные ([pic]= 1400(3500 МПа,
Е = 160(450 ГПа) волокна, а также волокна из тугоплавких соединений
(карбидов, нитридов, боридов и оксидов), имеющих высокие прочность и модуль
упругости. Так, волокна карбида кремния диаметром 100 мкм имеют [pic]=
2500(3500 МПа, Е = 450 ГПа. Нередко используют в качестве волокон проволоку
из высокопрочных сталей.
Для армирования титана и его сплавов применяют молибденовую
проволоку, волокна сапфира, карбида кремния и борида титана.
Повышение жаропрочности никелевых сплавов достигается армированием
их вольфрамовой или молибденовой проволокой. Металлические волокна
используют и в тех случаях, когда требуются высокие теплопроводность и
электропроводимость. Перспективными упрочнителями для высокопрочных и
высокомодульных волокнистых композиционных материалов являются нитевидные
кристаллы из оксида и нитрида алюминия, карбида и нитрида кремния, карбида
бора и др., имеющие [pic]= 15000(28000 МПа и Е = 400(600 ГПа.
В следующей таблице приведены некоторых волокнистых композиционных
материалов.
|Механические свойства композиционных материалов на металлической основе |
|Материал |[pic] |[pic] |Е, ГПа |[pic]/(|Е/( |
| |МПа | | | |
|Бор-алюминий (ВКА-1А) |1300 |600 |220 |500 |84,6 |
|Бор-магний (ВКМ-1) |1300 |500 |220 |590 |100 |
|Алюминий-углерод (ВКУ-1) |900 |300 |220 |450 |100 |
|Алюминий-сталь (КАС-1А) |1700 |350 |110 |370 |24,40 |
|Никель-вольфрам (ВКН-1) |700 |150 |- |- |- |
Композиционные материалы на металлической основе обладают высокой
прочностью ([pic], [pic]) и жаропрочностью, в то же время они
малопластичны. Однако волокна в композиционных материалах уменьшают
скорость распространения трещин, зарождающихся в матрице, и практически
полностью исчезает внезапное хрупкое разрушение. Отличительной особенностью
волокнистых одноосных композиционных материалов являются анизотропия
механических свойств вдоль и поперек волокон и малая чувствительность к
концентраторам напряжения.
Рассмотрим зависимость [pic] и Е бороалюминевого композиционного
материала от содержания борного волокна вдоль и поперек оси армирования.
Чем больше объемное содержание волокон, тем выше [pic], [pic] и Е вдоль оси
армирования. Однако необходимо учитывать, что матрица может передавать
напряжения волокнам только в том случае, когда существует прочная связь на
поверхности раздела армирующее волокно – матрица. Для предотвращения
контакта между волокнами матрица должна полностью окружать все волокна =,
что достигается при содержании ее не менее 15-20 %.
Матрица и волокно не должны между собой взаимодействовать (должна
отсутствовать взаимная диффузия) при изготовлении и эксплуатации, так как
это может привести к понижению прочности композиционного материала.
Анизотропия свойств волокнистых композиционных материалов
учитывается при конструировании деталей для оптимизации свойств путем
согласования поля сопротивления с полями напряжения.
Армирование алюминиевых, магниевых и титановых сплавов непрерывными
тугоплавкими волокнами бора, карбида кремния, доборида титана и оксида
алюминия значительно повышает жаропрочность. Особенностью композиционных
материалов является малая скорость разупрочнения во времени с повышением
температуры.
Основным недостатком композиционных материалов с одно и двумерным
армированием является низкое сопротивление межслойному сдвигу и поперечному
обрыву. Этого лишены материалы с объемным армированием.
3.2. Дисперсно-упрочненные композиционные материалы.
В отличие от волокнистых композиционных материалов в дисперсно-
упрочненных композиционных материалах матрица является основным элементом,
несущим нагрузку, а дисперсные частицы тормозят движение в ней дислокаций.
Высокая прочность достигается при размере частиц 10-500 нм при среднем
расстоянии между ними 100-500нм и равномерном распределении их в матрице.
Прочность и жаропрочность в зависимости от объемного содержания упрочняющих
фаз не подчиняются закону аддитивности. Оптимальное содержание второй фазы
для различных металлов неодинаково, но обычно не превышает 5-10 об. %.
Использование в качестве упрочняющих фаз стабильных тугоплавких
соединений (оксиды тория, гафния, иттрия, сложные соединения оксидов и
редкоземельных металлов), нерастворяющихся в матричном металле, позволяет
сохранить высокую прочность материала до 0,9-0,95 Т [pic]. В связи с этим
такие материалы чаще применяют как жаропрочные. Дисперсно-упрочненные
композиционные материалы могут быть получены на основе большинства
применяемых в технике металлов и сплавов.
Наиболее широко используют сплавы на основе алюминия – САП
(спеченный алюминиевый порошок). САП состоит из алюминия и дисперсных
чешуек Al[pic]O[pic]. Частицы Al[pic]O[pic] эффективно тормозят движение
дислокаций и тем самым повышают прочность сплава. Содержание Al[pic]O[pic]
в САП колеблется от 6-9 % (САП-1) и до 13-18 % (САП-3). С увеличением
содержания Al[pic]O[pic] [pic] повышается от 300 для САП-1 до 400 МПа для
САП-3, а относительное удлинение соответственно снижается с 8 до 3 %.
Плотность этих материалов равна плотности алюминия, они не уступают ему по
коррозионной стойкости и даже могут заменять титан и коррозионно-стойкие
стали при работе в интервале температур 250-500 °С. По длительной прочности
они превосходят деформируемые алюминиевые сплавы. Длительная прочность
[pic] для сплавов САП-1 и САП-2 при 500 °С составляет 45-55 МПа.
Большие перспективы у никелевых дисперсно-упрочненных материалов.
Наиболее высокую жаропрочность имеют сплавы на основе никеля с 2-3 об. %
двуоксида тория или двуоксида гафния. Матрица этих сплавов обычно ?-твердый
раствор Ni + 20 % Cr, Ni + 15 % Mo, Ni + 20 % Cr и Mo. Широкое применение
получили сплавы ВДУ-1 (никель, упрочненный двуокисью тория), ВДУ-2 (никель,
упрочненный двуокисью гафния) и ВД-3 (матрица Ni +20 % Cr, упрочненная
окисью тория). Эти сплавы обладают высокой жаропрочностью. При температуре
1200 °С сплав ВДУ-1 имеет [pic] ( 75 МПа и [pic] ( 65 МПа, сплав ВД-3 -
[pic] ( 65 МПа. Дисперсно-упрочненные композиционные материалы, так же как
волокнистые, стойки к разупрочнению с повышением температуры и длительности
выдержки при данной температуре.
3.3. Стекловолокниты.
Стекловолокниты – это композиция, состоящая из синтетической
смолы, являющейся связующим, и стекловолокнистого наполнителя. В качестве
наполнителя применяют непрерывное или короткое стекловолокно. Прочность
стекловолокна резко возрастает с уменьшением его диаметра (вследствие
влияния неоднородностей и трещин, возникающих в толстых сечениях). Для
практических целей используют волокно диаметром 5-20 мкм с [pic] = 600ч3800
МПа и ? = 2ч3,5 %.
Свойства стекловолокна зависят также от содержания в его составе
щелочи; лучшие показатели у бесщелочных стекол алюмоборосиликатного
состава.
Неориентированные стекловолокниты содержат в качестве наполнителя
короткое волокно. Это позволяет прессовать детали сложной формы, с
металлической арматурой. Материал получается с изотопными прочностными
характеристиками, намного более высокими, чем у пресс-порошков и даже
волокнитов. Представителями такого материала являются стекловолокниты АГ-
4В, а также ДСВ (дозирующиеся стекловолокниты), которые применяют для
изготовления силовых электротехнических деталей, деталей машиностроения
(золотники, уплотнения насосов и т. д.). При использовании в качестве
связующего непредельных полиэфиров получают премиксы ПСК (пастообразные) и
препреги АП и ППМ (на основе стеклянного мата). Препреги можно применять
для крупногабаритных изделий простых форм (кузова автомашин, лодки, корпуса
приборов и т. п.).
Ориентированные стекловолокниты имеют наполнитель в виде длинных
волокон, располагающихся ориентированно отдельными прядями и тщательно
склеивающихся связующим. Это обеспечивает более высокую прочность
стеклопластика.
Стекловолокниты могут работать при температурах от –60 до 200 °С, а
также в тропических условиях, выдерживать большие инерционные перегрузки.
При старении в течение двух лет коэффициент старения К [pic] = 0,5ч0,7.
Ионизирующие излучения мало влияют на их механические и электрические
свойства. Из них изготовляют детали высокой прочности, с арматурой и
резьбой.
3.4. Карбоволокниты.
Карбоволокниты (углепласты) представляют собой композиции,
состоящие из полимерного связующего (матрицы) и упрочнителей в виде
углеродных волокон (карбоволокон).
Высокая энергия связи С-С углеродных волокон позволяет им сохранить
прочность при очень высоких температурах (в нейтральной и восстановительной
средах до 2200 °С), а также при низких температурах. От окисления
поверхности волокна предохраняют защитными покрытиями (пиролитическими). В
отличие от стеклянных волокон карбоволокна плохо смачиваются связующим
(низкая поверхностная энергия), поэтому их подвергают травлению. При этом
увеличивается степень активирования углеродных волокон по содержанию
карбоксильной группы на их поверхности. Межслойная прочность при сдвиге
углепластиков увеличивается в 1,6-2,5 раза. Применяется вискеризация
нитевидных кристаллов TiO[pic], AlN и Si[pic]N[pic], что дает увеличение
межслойной жесткости в 2 раза и прочности в 2,8 раза. Применяются
пространственно армированные структуры.
Связующими служат синтетические полимеры (полимерные
карбоволокниты); синтетические полимеры, подвергнутые пиролизу (коксованные
карбоволокниты); пиролитический углерод (пироуглеродные карбоволокниты).
Эпоксифенольные карбоволокниты КМУ-1л, упрочненные углеродной
лентой, и КМУ-1у на жгуте, висскеризованном нитевидными кристаллами, могут
длительно работать при температуре до 200 °С.
Карбоволокниты КМУ-3 и КМУ-2л получают на
эпоксианилиноформальдегидном связующем, их можно эксплуатировать при
температуре до 100 °С, они наиболее технологичны. Карбоволокниты КМУ-2 и
КМУ-2л на основе полиимидного связующего можно применять при температуре до
300 °С.
Карбоволокниты отличаются высоким статистическим и динамическим
сопротивлением усталости, сохраняют это свойство при нормальной и очень
низкой температуре (высокая теплопроводность волокна предотвращает
саморазогрев материала за счет внутреннего трения). Они водо- и химически
стойкие. После воздействия на воздухе рентгеновского излучения [pic] и Е
почти не изменяются.
Теплопроводность углепластиков в 1,5-2 раза выше, чем
теплопроводность стеклопластиков. Они имеют следующие электрические
свойства: [pic] = 0,0024ч0,0034 Ом·см (вдоль волокон); ? = 10 и tg [pic]=
0,001 (при частоте тока 10[pic] Гц).
Карбостекловолокниты содержат наряду с угольными стеклянные
волокна, что удешевляет материал.
3.5. Карбоволокниты с углеродной матриццей.
Коксованные материалы получают из обычных полимерных
карбоволокнитов, подвергнутых пиролизу в инертной или восстановительной
атмосфере. При температуре 800-1500 °С образуются карбонизированные, при
2500-3000 °С графитированные карбоволокниты. Для получения пироуглеродных
материалов упрочнитель выкладывается по форме изделия и помещается в печь,
в которую пропускается газообразный углеводород (метан). При определенном
режиме (температуре 1100 °С и остаточном давлении 2660 Па) метан
разлагается и образующийся пиролитический углерод осаждается на волокнах
упрочнителя, связывая их.
Образующийся при пиролизе связующего кокс имеет высокую прочность
сцепления с углеродным волокном. В связи с этим композиционный материал
обладает высокими механическими и абляционными свойствами, стойкостью к
термическому удару.
Карбоволокнит с углеродной матрицей типа КУП-ВМ по значениям
прочности и ударной вязкости в 5-10 раз превосходит специальные графиты;
при нагреве в инертной атмосфере и вакууме он сохраняет прочность до 2200
°С, на воздухе окисляется при 450 °С и требует защитного покрытия.
Коэффициент трения одного карбоволокнита с углеродной матрицей по другому
высок (0,35-0,45), а износ мал (0,7-1 мкм на тормажение).
Физико-механические свойства карбоволокнитов приведены в следующих
таблицах.
|Физико-механические свойства однонаправленных композиционных материалов с |
|полимерной матрицей |
| |Предел прочности, МПа |Модуль упругости, ГПа |
|Материал | | |
| |При |При |При |При |При |При |При |
| |растяжении|сжатии|изгибе|сдвиге|растяжении|изгибе|сдвиге|
|Карбоволокниты: | |
|КМУ-1л |650 |350 |800 |25 |120 |100 |2,8 |
|КМУ-1у |1020 |400 |1100 |30 |180 |145 |3,50 |
|КМУ-1в |1000 |540 |1200 |45 |180 |160 |5,35 |
|КМУ-2в |380 |- |- |- |81 |- |- |
|Бороволокниты: | |
|КМВ-1м |1300 |1160 |1750 |60 |270 |250 |9,8 |
|КМВ-1к |900 |920 |1250 |48 |214 |223 |7,0 |
|КМВ-2к |1250 |1250 |1550 |60 |260 |215 |6,8 |
|КМВ-3к |1300 |1500 |1450 |75 |260 |238 |7,2 |
|Карбоволокнит с |200 |260 |640 |42 |160 |165 |- |
|углеродной | | | | | | | |
|матрицей КУП-ВМ | | | | | | | |
|Органоволокниты:| |
|С эластичным |100-190 |75 |100-18|- |2,5-8,0 |- |- |
|волокном | | |0 | | | | |
|С жестким |650-700 |180-20|400-45|- |35 |- |- |
|волокном | |0 |0 | | | | |
|Физико-механические свойства однонаправленных композиционных материалов с |
|полимерной матрицей |
| |Удель- |Относи-|Удель-|Удар- |Сопро- |Дли-тел|Плот- |
| |Ная | | |ная |тивление|ьная |ность,|
| |жест-ко|тельное|ная |вяз-кос|уста- |проч- |т/мі |
|Материал |сть |удли-не|проч- |ть, |лости на|нось | |
| |Е/?, |ние при|ность |кДж/мІ |базе |при | |
| |10і км |разрыве|?/?, | |10[pic] |изгибе | |
| | |, % |км | |циклов, |за 1000| |
| | | | | |МПа |ч, МПа | |
|Карбоволокниты: | |
|КМУ-1л |8,6 |0,5 |46 |50 |300 |480 |1,4 |
|КМУ-1у |12,2 |0,6 |70 |44 |500 |880 |1,47 |
|КМУ-1в |11,5 |0,6 |65 |84 |350 |900 |1,55 |
|КМУ-2в |6,2 |0,4 |30 |- |- |- |1,3 |
|Бороволокниты: | |
|КМВ-1м |- |0,3-0,5|- |90 |400 |1370 |2,1 |
|КМВ-1к |10,7 |0,3-0,4|43 |78 |350 |1220 |2,0 |
|КМВ-2к |13,0 |0,3-0,4|50 |110 |400 |1200 |2,0 |
|КМВ-3к |12,5 |0,3-0,4|65 |110 |420 |1300 |2,0 |
|Карбоволокнит с |- |- |- |12 |240 |- |1.35 |
|углеродной | | | | | | | |
|матрицей КУП-ВМ | | | | | | | |
|Органоволокниты:| |
|С эластичным |0,22-0,|10-20 |8-15 |500-600|- |- |1,15-1|
|волокном |6 | | | | | |,3 |
|С жестким |2,7 |2-5 |50 |- |- |- |1.2-1,|
|волокном | | | | | | |4 |
3.6. Бороволокниты.
Бороволокниты представляют собой композиции из полимерного
связующего и упрочнителя – борных волокон.
Бороволокниты отличаются высокой прочностью при сжатии, сдвиге и
срезе, низкой ползучестью, высокими твердостью и модулем упругости,
теплопроводностью и электропроводимостью. Ячеистая микроструктура борных
волокон обеспечивает высокую прочность при сдвиге на границе раздела с
матрицей.
Помимо непрерывного борного волокна применяют комплексные
боростеклониты, в которых несколько параллельных борных волокон оплетаются
стеклонитью, предающей формоустойчивость. Применение боростеклонитей
облегчает технологический процесс изготовления материала.
В качестве матриц для получения боровлокнитов используют
модифицированные эпоксидные и полиимидные связующие. Бороволокниты КМБ-1 и
КМБ-1к предназначены для длительной работы при температуре 200 °С; КМБ-3 и
КМБ-3к не требуют высокого давления при переработке и могут работать при
температуре не свыше 100 °С; КМБ-2к работоспособен при 300 °С.
Бороволокниты обладают высокими сопротивлениями усталости, они
стойки к воздействию радиации, воды, органических растворителей и
горючесмазочных материалов.
Поскольку борные волокна являются полупроводниками, то
бороволокниты обладают повышенной теплопроводностью и электропроводимостью:
? = 45 кДж/(м?К); ? = 4?10[pic]С[pic] (вдоль волокон); [pic] = 1,94?10[pic]
Ом?см; ? = 12,6ч20,5 (при частоте тока 10[pic] Гц); tg ? = 0,02ч0,051 (при
частоте тока 10[pic] Гц). Для бороволокнитов прочность при сжатии в 2-2,5
раза больше, чем для карбоволокнитов.
Физико-механические свойства бороволокнитов приведены предыдущей
таблицы.
3.7. Органоволокниты.
Органоволокниты представляют собой композиционные материалы,
состоящие из полимерного связующего и упрочнителей (наполнителей) в виде
синтетических волокон. Такие материалы обладают малой массой, сравнительно
высокими удельной прочностью и жесткостью, стабильны при действии
знакопеременных нагрузок и резкой смене температуры. Для синтетических
волокон потери прочности при текстильной переработке небольшие; они
малочувствительны к повреждениям.
К органоволокнитах значения модуля упругости и температурных
коэффициентов линейного расширения упрочнителя и связующего близки.
Происходит диффузия компонентов связующего в волокно и химическое
взаимодействие между ними. Структура материала бездефектна. Пористось не
превышает 1-3 % (в других материалах 10-20 %). Отсюда стабильность
механических свойств органоволокнитов при резком перепаде температур,
действии ударных и циклических нагрузок. Ударная вязкость высокая (400-700
кДж/мІ). Недостатком этих материалов является сравнительно низкая прочность
при сжатии и высокая ползучесть (особенно для эластичных волокон).
Органоволокниты устойчивы в агрессивных средах и во влажном
тропическом климате; диэлектрические свойства высокие, а теплопроводность
низкая. Большинство органоволокнитов может длительно работать при
температуре 100-150 °С, а на основе полиимидного связующего и
полиоксадиазольных волокон – при температуре 200-300 °С.
В комбинированных материалах наряду с синтетическими волокнами
применяют минеральные (стеклянные, карбоволокна и бороволокна). Такие
материалы обладают большей прочностью и жесткостью.
4. Экономическая эффективность применения композиционных материалов.
Области применения композиционных материалов не ограничены. Они
применяются в авиации для высоконагруженных деталей самолетов (обшивки,
лонжеронов, нервюр, панелей и т. д.) и двигателей (лопаток компрессора и
турбины и т. д.), в космической технике для узлов силовых конструкций
аппаратов, подвергающихся нагреву, для элементов жесткости, панелей, в
автомобилестроении для облегчения кузовов, рессор, рам, панелей кузовов,
бамперов и т. д., в горной промышленности (буровой инструмент, детали
комбайнов и т. д.), в гражданском строительстве (пролеты мостов, элементы
сборных конструкций высотных сооружений и т. д.) и в других областях
народного хозяйства.
Применение композиционных материалов обеспечивает новый
качественный скачек в увеличении мощности двигателей, энергетических и
транспортных установок, уменьшении массы машин и приборов.
Технология получения полуфабрикатов и изделий из композиционных
материалов достаточно хорошо отработана.
Композиционные материалы с неметаллической матрицей, а именно
полимерные карбоволокниты используют в судо- и автомобилестроении (кузова
гоночных машин, шасси, гребные винты); из них изготовляют подшипники,
панели отопления, спортивный инвентарь, части ЭВМ. Высокомодульные
карбоволокниты применяют для изготовления деталей авиационной техники,
аппаратуры для химической промышленности, в рентгеновском оборудовании и
другом.
Карбоволокниты с углеродной матрицей заменяют различные типы
графитов. Они применяются для тепловой защиты, дисков авиационных тормозов,
химически стойкой аппаратуры.
Изделия из бороволокнитов применяют в авиационной и космической
технике (профили, панели, роторы и лопатки компрессоров, лопасти винтов и
трансмиссионные валы вертолетов и т. д.).
Органоволокниты применяют в качестве изоляционного и
конструкционного материала в электрорадиопромышленности, авиационной
технике, автостроении; из них изготовляют трубы, емкости для реактивов,
покрытия корпусов судов и другое.
5. Список литературы.
Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение: Учебник для высших
технических заведений. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение,
1990.
Материалы будущего: перспективные материалы для народного
хозяйства. Пер. с нем./ Под ред. А. Неймана. – Л.: Химия, 1985.
Тарнопольский Ю. М., Жигун И. Г., Поляков В. А. Пространственно-
армированные композиционные материалы: Справочник. – М.: Машиностроение,
1987.
Политехнический словарь. Гл. ред. И. И. Артоболевский. – М.:
«Советская энциклопедия», 1977.
Реферат на тему: Композиция фотографии
Уравновешенные композиции
Симметрия.
Во всех случаях съемки натюрморта и пейзажа, которые мы только что
рассмотрели, в основу композиционного рисунка был положен принцип
равновесия. Мы добивались пропорциональности отдельных частей картины, и,
если один из предметов сдвигался в сторону, к границе кадра, возникала
необходимость ввести в поле зрения объектива второй предмет или иной
композиционный элемент, уравновешивающий тональные массы или линейный
рисунок снимка.
Однако равновесие, этот закон классической живописи, имеет в
фотографии не только такое прямое выражение. Предмет, сдвинутый от центра,
может быть уравновешен световым пятном: тяжелая тональная масса в ряде
случаев уравновешивается лишь небольшим штрихом и пр. Меняя форму
выражения, принцип равновесия не теряет главных признаков: сопоставление
частей картины всегда оставляет впечатление устойчивости.
Самая строгая уравновешенность частей картины возникает в тех случаях,
когда композиция снимка состоит из элементов, расположенных симметрично,
когда правая и левая части кадра или его верх и низ полностью повторяют
друг друга. Симметричные композиции хотя и не являются самыми
распространенными линейными построениями, все же нередко встречаются в
практике фотосъемки. Например, такой линейный рисунок использован на фото
37. Симметрия в кадре возникла в результате использования центральной
точки, фотоаппарат был установлен как бы по центральной оси интерьера.
Симметрично расположенные архитектурные элементы обусловили симметрию
линейного рисунка и устойчивое равновесие всех частей картины. Точка съемки
здесь выбрана так, что в кадре отчетливо видны линии схода, устремляющиеся
в глубину, к центральной точке. Прорезая плоскость снимка, они дают
перспективный рисунок интерьера, изображение становится пространственным.
Линии, направленные к центру картины, как бы ведут за собой глаз зрителя к
центральной части композиции, вследствие чего здесь возникает акцент. Он
усиливается ярким светлым тоном глубины кадра. Этот акцент имеет не столько
смысловое, сколько изобразительное значение. Но если бы при съемке
развертывалось какое-нибудь действие, то нажать кнопку затвора следовало бы
в тот момент, когда центральная, кульминационная точка события совместилась
с этой частью кадра, акцентированной линейным рисунком и светом.
Фронтальная композиция. Фото 37, сделанное с центральной точки,
получилось глубинным, пространственным, так как ход линий в кадре обусловил
его перспективный рисунок, основные композиционные линии были направлены от
переднего плана в глубину. Но при съемке с центральной точки может
образоваться и совершенно иной линейный строй. Эта точка съемки может быть
выбрана так, что основные линии окажутся направленными параллельно границам
кадра. Тогда образуется фронтальная композиция, использованная на фото 44,а
(Е.Шматриков "Одни во всем мире").
При фронтальной композиции зрителю видна только одна из плоскостей,
ограничивающих объемные предметы, находящиеся в центре кадра. При этом
главные оси элементов картины - фигур, предметов, сооружений, расположенных
в поле зрения объектива, - совпадают с осью всей фотографической картины.
Такое расположение и проекция отдельных элементов изображения приводят к
потере глубины, к ослабленной передаче объемов. Снимок приобретает
плоскостное решение, поскольку глубинная координата здесь отсутствует: в
кадре нет линий, направленных к центральной или боковым точкам схода.
Обычно при фронтальной композиции возникает общая статичность
изображения, появляются спокойствие и строгость в трактовке материала.
Очевидно, при таких ее особенностях фронтальная композиция не может быть
использована для работы над темой, связанной с передачей движения, и редко
применяется при съемке динамичных сюжетов. Фронтальная композиция чаще
всего используется при съемке архитектурных сооружений, рассчитанных на
обозрение именно с центральной точки, или объектов с симметрично
расположенными частями, где особенности этой композиции способствуют
воспроизведению характерных черт объекта съемки.
Асимметрия. Строгость симметричных композиций, классическая
соразмеренность их частей, линейная завершенность подчас оборачиваются в
фотографии излишней сухостью и статичностью рисунка. В фотоискусстве, прямо
и непосредственно связанном с событиями и явлениями жизни, часто возникают
совершенно иные решения - свободные, разомкнутые композиции, оставляющие у
зрителя впечатление, что действие развивается не только в кадре, но и за
его границами, в пространстве и во времени. Можно даже сказать, что именно
такие построения, делающие снимок живым и динамичным, более органичны для
фотографии, прочнее связаны с ее спецификой.
Интересный материал для выводов дает сравнение фото 44,а с другим
вариантом этого же снимка - фото 44,б. Как разрабатывается тема в новом
линейном строе фотографической композиции? Теперь рамка кадра охватывает
значительно большее пространство. Юноша и девушка - центральные фигуры
сюжета - сопоставляются с широким, свободным пространством кадра, что для
развития темы совершенно правильно.
Автор снимка 44,а скомпоновал его строго симметрично, но потом
отказался от такого линейного рисунка, нарушил симметрию, введя в
композицию асимметричный элемент - арку моста (см. фото 44,б). Центральная
вертикальная ось арки сдвинута от центра влево, справа показалась мощная
опора моста. И классическая симметрия уступила место более живой,
асимметричной композиции. Возникло иное соотношение частей картины, исчезло
их тождество, и это дает новый изобразительный эффект. Композиция фото 44,а
замкнута - основные линии в кадре направлены к его центру. на фото 44,б она
разомкнута - активная линия арки и линия парапета моста в верхней части
снимка уходят за рамку кадра и продолжаются за пределами снимка. Такой
композиционный строй прочнее связывает кадр с обстановкой, с реальной
средой. Более того, возникает мысль, что для дальнейшего развития темы
пространство на изображении могло быть взято еще несколько шире. Было бы
полезно сделать более активным элементом композиции шумную, людную улицу,
которая находится здесь же, совсем рядом, и сейчас только намечена беглым
штрихом в правом верхнем углу кадра. Но и без этого линейный строй фото
44,б несомненно обогащен по сравнению с первым вариантом композиции, а тема
в такой изобразительной трактовке получает значительно более яркое
выражение.
Главный объект изображения - в центре кадра. Один из простейших
способов построения уравновешенной композиции - размещение главного объекта
изображения в центральной части картины. Став как бы центром тяжести
прямоугольника кадра, фигуры и предметы приобретают особую устойчивость, а
весь линейный рисунок снимка приводится к равновесию. Примером такой
композиции служит фото 45 (М. Редькин "Возвращение с охоты"). Действующие
лица сцены образовали центральную группу, их внимание, жесты, направлены в
глубь кадра, к вертолету, который вписывается в картину по вертикальной ее
оси. Построение кадра по принципу центральной композиции - один из
действенных художественных приемов решения темы, но пользование им требует
известной тонкости.
Простое размещение главного объекта изображения точно в геометрическом
центре кадра часто приводит к образованию крайне примитивного линейного
рисунка. Читатель, вероятно, видел немало работ начинающих фотографов, в
которых человек стоит или сидит в центре снимка, развернут к аппарату
фронтально, взгляд его направлен прямо в объектив. Положение фигуры при
этом совпадает с вертикальной осью кадра, а справа, слева, сверху и снизу
между фигурой и границами изображения оставлено совершенно равное свободное
пространство. В таких случаях ясна элементарная задача, которую поставил
перед собой фотограф: он стремится к тому, чтобы фигура была хорошо видна
зрителю. Решения этой простейшей задачи фотограф, конечно, добивается, но
ведь одного этого мало. Снимок становится настолько примитивным, что даже
четкая акцентировка фигуры не придает ему никакой ценности.
Центральное по композиции фото 45 ничего общего не имеет с упрощенным
линейным рисунком, о котором только что шла речь, его структура значительно
сложнее и богаче. Центральная группа здесь - лишь основа и начало
разработанной и развитой композиции. Сама группа асимметрична,
многолинейна, дополнена второстепенными элементами. От центральной группы
внимание зрителя направляется ко второму сюжетно важному элементу -
вертолету. Образуется глубинная координата снимка - от переднего плана
взгляд скользит к частям картины, находящимся в отдалении. Кроме группы
людей в снимке много интересных деталей и подробностей, характеризующих
обстановку действия, - вертолет, склоны холмов в глубине, снег, дымка
морозного воздуха. Гамму тонов обогащает воздушная перспектива.
Устойчивость центральной композиции ограничивает ее применение при
съемке сюжетов, связанных с движением. Быстродвижущийся объект,
зафиксированный в центре кадра, как бы теряет свой динамизм, движение
тормозится, а то и останавливается. Например, на фото 38 изображена
динамичная сцена - острый момент спортивной игры. Автор сумел запечатлеть
характерную фазу развивающегося движения, рисунок бегущих людей и срез
фигуры первого плана подчеркивают быстроту, порывистость. Но вот
композиционным приемом это движение не поддержано. Три фигуры игроков
образовали устойчивую центральную группу. Возникло равновесие, еще
усиленное почти симметричным расположением двух игроков в глубине. А более
органичной для этого сюжета была бы композиция неуравновешенная. Но о ней
речь пойдет дальше.
Принцип равновесия и свет. Равновесие в кадре может быть достигнуто не
только при сопоставлении двух предметов, находящихся в разных частях
картины, но и введением в общую композицию элементов освещения - активного
светотеневого рисунка, светового пятна, блика и пр. Наравне с фигурами и
предметами элементы освещения участвуют в заполнении картинной плоскости.
Например, на фото 46 (Л. Фомичев "Снежная зима") деревья, занимающие
верхнюю часть кадра, сопоставляются с активной светотенью в нижней его
части. Эта светотень образовалась на снегу от действия бокового солнечного
света, ее рисунок завершает композицию и приводит составные части картины в
равновесие. Представьте себе этот же снимок, сделанный при переднем
освещении. При таком направлении основного светового потока светотеневой
рисунок будет отсутствовать, а снежная поверхность получит одинаковую
освещенность по всей площади. С исчезновением на переднем плане живописного
рисунка светотени композиционный строй снимка разрушается, его верхняя
часть оказывается слишком тяжелой, нижняя - незаполненной. Равновесие
исчезает, а вместе с ним пропадает и гармония линейного и тонального
решения зимнего пейзажа.
Другой пример - снимок Л. Фомичева "К вечеру..." (фото 47). И в этом
случае основные элементы расположены в верхней части и в глубине кадра.
Передний план очень тонок по рисунку, это всего лишь рельеф и фактура
снежной поверхности. Вряд ли такие элементы сами по себе могли удержать всю
композиционную систему в равновесии. Но вот рельефа коснулись лучи
заходящего солнца... И сразу же детали переднего плана становятся весомыми,
четко очерченные и усиленные бликами контрового света. Теперь композиция
вертикального кадра строго уравновешена.
Принцип равновесия и движение в кадре. Фото 48, 49, 50 совершенно
различны по сюжетам и жанровым признакам. Первое из них - спортивный
репортаж (Н. Шуклин "Победа близка"); второе - жанровая картинка (А. Погон
"Мальчик и бабочка"); третье - портрет шахтера (автор Н. Каганович). В то
же время в этих снимках есть и нечто общее - в основе их композиционного
решения лежит принцип равновесия, и достигается оно похожими приемами.
Композиция фото 48 строится с учетом развивающегося движения, по
направлению которого на картинной плоскости оставлено значительное
свободное пространство. Эта незаполненная часть кадра имеет свой смысл и
значение. Мы понимаем, что в последующие моменты времени, которые не могут
быть запечатлены в единичном снимке, движущийся элемент композиции будет
перемещаться вдоль картинной плоскости и свободное пространство - это как
бы освобожденный для движения путь. Свободное пространство в этой части
изображения несет определенную смысловую нагрузку. Потому-то такой рисунок
кадра воспринимается как гармоничный, законченный.
Нет никакой необходимости вводить в картину дополнительный
композиционный элемент и помещать его в незаполненной части кадра: предмет
или линия, возникающие на пути движения, только тормозят, останавливают
его. По тем же мотивам свободное пространство оставляется по направлению
поворота фигуры человека (см. фото 49), а в портретной композиции - в
направлении поворота головы и взгляда (см. фото 50). И здесь это
незаполненное пространство имеет тот же смысл - помогает передаче движения,
напряжения момента.
Разумеется, единый принцип построения снимков не означает одинаковости
их решений. Каждый раз фотограф встречается с новым материалом, который
оживляет прием, сообщает ему своеобразие и неповторимость. Опасность
получения шаблонных снимков подстерегает фотографа только в том случае,
если он увлечен работой не над темой и сюжетом, а лишь над оттачиванием
изобразительного приема - ракурса, контрастности рисунка, размытости
изображения и пр., если прием обнажается, выходит на первый план и
оттесняет истинный смысл картины. Вот тогда и разные по материалу снимки
могут стать очень похожими друг на друга, потому что принцип и прием,
взятые сами по себе и бездумно применяемые для решения любых тем и сюжетов,
легко превращаются в штамп.
Похожие снимки рождаются именно там, где фотограф забывает о смысле и
содержании творчества.
О неравноценности частей картины. Композиционное равновесие не
означает, конечно, что в противоположных частях снимка всегда помещается
равное количество компонентов, что уравновешивающие друг друга фигуры и
предметы должны занимать равные (или примерно равные) площади или
располагаться на картинной плоскости строго симметрично. Это - лишь частные
случаи достижения равновесия. Проблема может быть решена многими другими
способами и приемами.
Мы уже видели, что весомым становится даже свободное пространство, что
композиция может быть завершена световым бликом. Ибо значимость
композиционных элементов, их удельный вес в картине связаны не только с
характером пространственных форм, видимых в кадре и заполняющих картинную
плоскость, но главным образом с их смысловым значением. Сюжетно важные
элементы, в первую очередь привлекающие и задерживающие внимание зрителя,
легко уравновешивают более громоздкие, но менее значимые компоненты
картины. Фото 27 имеет строго уравновешенную композицию. А вместе с тем
составные части этой картины далеко не равноценны по тональным массам.
Громоздкий передний план уравновешивается изображением человека, хотя
энергия пятна в правом нижнем углу кадра намного больше, чем композиционная
весомость фигуры человека в глубине, к тому же еще и нерезкой. Присутствие
человека здесь имеет важное смысловое значение, и сопоставление элементов
композиции по сюжетной нагрузке оказывается более значимым, чем их
соотношение по формам и масштабам.
Неравнозначны тональные массы, уравновешивающие одна другую, и на фото
26. Мысленно разверните фигуры идущих по ступенькам женщины и девочки и
направьте их движение влево, к границе кадра. Немедленно создается
перегрузка левой части снимка, и равновесие утрачивается. А в основном
варианте композиции равновесие устанавливается в связи с тем, что свободное
пространство словно заполняется направлением движения и последующим его
развитием.
А вот на фото 30 два тональных пятна, сопоставляемых в кадре, имеют
почти равные размеры и отнесены вправо и влево от центра. Казалось бы,
должно было возникнуть идеальное равновесие, и оно, по существу, есть на
снимке, но... эта тщательная выстроенность кадра еще не обеспечивает
завершенности изобразительной формы снимка. Просчет фотографа в том, что
тональные пятна, несущие совершенно разную смысловую нагрузку,
изобразительно получились равноценными. Что ж, формальное равновесие
достигнуто, но разве суть в нем самом?
Та же равнозначность главного и второстепенного на фото 31 дает
внешнее, формальное равновесие. Но ведь при этом нарушается смысловое
соотношение композиционных элементов. Не могут быть равнозначными по
активности рисунка фигуры и предметы, несущие в картине различную смысловую
нагрузку.
Равновесие по вертикали. До сих пор мы разбирали соотношение правой и
левой частей картины и говорили о равновесии в горизонтальном направлении,
устанавливаемом в процессе компоновки снимка. Но те же законы заполнения
картинной плоскости с полным правом могут быть отнесены к соотношениям
верхней и нижней частей снимка.
Глаз человека так же чувствителен к излишней загруженности верхней или
нижней частей картины, как и к перегрузке одной из ее сторон. Вот почему
тяжелая темная тональность нижней части фото 51 разрушает единство и
гармонию композиционного рисунка. Ствол и сучья упавшего дерева закрывают
собой весь пейзаж, резко смещают центр тяжести изображения книзу. Так
нарушается равновесие по вертикали. Правда, теория живописи устанавливает,
что низ картины является наиболее устойчивой ее частью, а верх - более
легкой. Эти соотношения приходят в искусство из жизни: для человека
привычны соотношения темных тонов земли и светлоты неба. Но на фото 51
нарушены не тональные, а масштабные соотношения - передний план стал
слишком громоздким. В этом смысле хорошо построено фото 45: нижняя его
часть заполнена тяжелыми фигурами темного тона, верхняя - легка и воздушна.
Пропорции тонов определены правильно, сопоставление верхней и нижней частей
картины дает ощущение равновесия.
Следует заметить, что эта закономерность распределения тонов в
фотографии весьма распространена, во многих снимках мы находим в нижней
части кадра необходимую опору и основу для других компонентов картины.
Например, крайне редко мы можем увидеть в портрете срез фигуры на уровне
шеи человека. Как правило, в композицию вводится плечо или часть фигуры,
дающие необходимую опору для всего рисунка изображения.
Интересно найдено соотношение верхней и нижней частей при компоновке
фото 52 (Г. Колосов "Минус 55 градусов"). В изящной и легкой композиции
очень лаконично раскрывается своеобразие красоты Крайнего Севера. Автор
снимка рассказывает поэтично и убедительно о снегах ослепительной белизны и
о сильном морозе, который не страшен забавному малышу, надежно защищенному
теплым мехом. Красиво, весело, хорошо!
И устойчивая нижняя часть сопоставляется с более легкой верхней частью
картины, возникает уравновешенность композиции по вертикали, являющаяся
залогом стройности и гармоничности линейного и тонального рисунка. Обращает
на себя внимание интересное совмещение в одном кадре двух рисунков
различного характера: фигура мальчика дана в мягкой пластической гамме
полутонов, пейзаж рисуется в четкой графической манере. По этим признакам
угадывается печать с двух негативов.
Неуравновешенные композиции. Весь анализ иллюстративного материала
показывает, что равновесие, устойчивость изображения достигаются
соответствующим расположением в кадре всех его смысловых и изобразительных
элементов и что существует великое разнообразие композиционных форм. Всякий
раз форма снимка берет начало от его содержания. Получив представление об
общих законах построения кадра, фотограф начнет поиск нового материала и
новых решений, не повторяя уже изученного и найденного, но лишь опираясь на
знание законов и пользуясь приемами изобразительного решения темы как
средством выражения замыслов.
Рассмотренные примеры и большое количество фоторабот показывают, что в
фотографии очень распространены уравновешенные композиции. Однако
существуют и иные, как бы обратные решения проблемы, то есть такие
композиции, где равновесие сознательно нарушается в целях достижения
определенного художественного эффекта. Такой эффект всегда обусловлен
содержанием картины, и фотограф прибегает к нему потому, что сюжет получает
особую выразительность именно при этом изобразительном решении кадра
Примером снимка, в котором нарушены классические принципы равновесия,
может служить фото 53 (Е. Шматриков "Борцы"). Фигуры спортсменов
расположены в правой части кадра и сюда же направлено движение.
Вертикальная ось основной группы, таким образом, резко смещается от центра
вправо, равновесие композиции нарушается, она теряет свою устойчивость. Но
это, конечно, не случайность, а сознательно примененный автором
композиционный прием. Фотограф знает, что равновесие сообщает рисунку
устойчивость. Следовательно, потеря равновесия, выход из устойчивого
положения содержат в себе элемент динамизма. Значит, неуравновешенная
композиция должна помочь передаче движения и сделать снимок более
динамичным. Так оно и есть: потеря композиционного равновесия на фото 53
усиливает эффект внутрикадрового движения. Эффект подчеркивается также
уклоном линии горизонта.
Итак, большое количество конструктивно четких по композиции и
живописных по рисунку снимков показывает, что в основе их изобразительного
решения всегда лежит определенный замысел автора, а материал компонуется по
тому или иному принципу.
Один из таких принципов - формирование смыслового и композиционного
центра, который становится началом построения кадра. В других случаях
композиция решается по законам равновесия (что, конечно, не снимает задачи
акцентирования внимания зрителя на главном объекте изображения). Основой
построения кадра может стать и сопоставление темного и контрастного
переднего плана с нерезкой и светлой глубиной. Возможно решение снимка на
ярком световом пятне при общей низкой тональности всего поля кадра.
Структурным принципом может явиться симметрия линейного рисунка, и многие
другие приемы становятся организующим началом изобразительного решения темы
в фотографии. В результате рождается четкая композиция кадра, становящаяся
ключом к пониманию образного строя картины.
И только в рыхлых по форме снимках, где авторская мысль теряется в
запутанных линиях или пестрых тонах изображения, мы не сможем найти
принципа организации материала, поскольку он не был определен и найден
самим автором. В таких снимках нет ни продуманных тональных сопоставлений,
ни выразительного линейного рисунка, ни какого-либо иного композиционного
начала. Отсюда - и пестрота, несобранность, неслаженность изображения.
Отсутствие приема... Это плохо.
Но вот перед нами фото 54. Тут уже не скажешь, что у автора не было
замысла, что приемы построения изображения остались неиспользованными:
каждому ясно с первого взгляда - снимок построен на контрастах черного и
белого. Картинная плоскость разделена по диагонали и покрыта наполовину
ярким белым тоном, наполовину - глухим черным. На белое проецируется темный
силуэт одуванчика, на черное - яркий белый шарик цветка. Все ясно, четко,
но... схематично. По существу, содержанием снимка стал сам композиционный
прием, живая эмоция заменена выстроенным, стилизованным изображением... Мы
можем, конечно, использовать такие изображения в качестве декоративного
рисунка, плаката и пр. Они также служат учебными упражнениями при изучении
основ композиции. Но вряд ли мы сможем признать их законченными
художественными картинами. Эти упражнения демонстрируют известную
подготовленность фотографа, его исполнительское мастерство, что иногда
подкупает зрителей. Но как бы эффектен и красив ни был подобный кадр, он не
удовлетворит требовательного зрителя. Ибо за внешним рисунком ничего нет,
только сочетание линий и тонов... Трудно говорить здесь о глубине мысли, о
жизненных наблюдениях, о художественном образе.
Принципы компоновки материала служат для раскрытия замысла автора и
достижения художественной выразительности, через которую проступает
жизненная правда произведения. Сами же эти принципы как бы растворяются в
содержании, прочно сливаются с ним. В подлинно художественном снимке не так-
то просто обнаружить приемы его построения. Прием, выступающий слишком
отчетливо, - признак поверхностного и часто формального понимания смысла
композиционного творчества.
Два равнозначных элемента композиции. В построении фото 31 есть
некоторое своеобразие.
Человек находится на переднем плане, рисуется укрупненно, в результате
чего становится особо приметным. Но ту же активность имеет и фон - рисунок
его очень отчетлив, контрастен. Таким образом, два компонента картины
приобретают равное изобразительное значение. А ведь они далеко не
равнозначны по существу. Конечно, фон должен был потерять свою подчеркнутую
графичность, как бы отступить в глубину и стать лишь второстепенным
элементом. Сейчас снимок перегружен деталями, теряет лаконичность и
композиционную стройность. К тому же активный рисунок фона отвлекает
внимание зрителя от смыслового центра, и главная часть кадра перестает быть
доминирующей по отчетливости рисунка.
И все же акцент одновременно на двух элементах композиции возможен. В
каких случаях? Да вот, например, он совершенно закономерен на фото 32. Ведь
оба компонента картины, на которых здесь поставлено ударение - дети и
изображение атомной бомбы - равно важны для раскрытия этой темы. Именно их
сопоставление и говорит зрителю: "Нет - войне!" - таково название снимка
(автор А. Носов). ]
О единстве приемов. Рассмотрим еще один снимок - фото 33 (Г.Дрюков
"Октябрь"). Точка съемки выбрана так, что в кадр входит только материал,
раскрывающий тему осени. Ближе всего к месту установки фотоаппарата
оказалась группа деревьев, которая, естественно, изображена крупно. Сюда и
направляется внимание зрителя. С помощью композиционного приема фотограф
добивается акцента на переднем плане. Важно, что это еще и смысловой
акцент: мы видим деревья с облетевшей листвой - приметы осени, октября...
Но, использовав одно изобразительное средство фотографии - композицию,
автор ослабляет эффективность приема тем, что не поддерживает его другим
столь же действенным изобразительным средством - светом, который в
разработке композиции активно не участвует.
Солнечные лучи падают на объект съемки с передне-бокового направления
А в этом случае и предметы, расположенные близко, и глубина кадра получают
равные освещенности, они изображены в близких по светлоте тонах. Отсюда -
некоторая пестрота и перегруженность снимка деталями, отсюда снижение
эффекта пространственности кадра.
Что же следовало сделать, чтобы два изобразительных средства
фотографии - композиция и свет - действовали согласованно, так сказать, в
одном направлении? Композиционный акцент следовало поддержать световым. Для
этого нужно было остановиться на задне-боковом или контровом направлении
света. При таком освещении передний план рисуется притемненным, выглядит
полусилуэтом. Контровой свет хорошо выявляет воздушную дымку, и фон,
задернутый ею, теряет значительную часть деталей, становится спокойнее,
лаконичнее по тонам. В результате акцент на переднем плане значительно
усиливается.
О восприятии снимка зрителем. Образование композиционного, светового
или тонального акцента на смысловом центре картины связано с
физиологическими особенностями зрения человека. Известно, что глаз
человека, рассматривающего какое-либо изображение, прежде всего
останавливается на самых ярких пятнах или на участках картинной плоскости с
наивысшими контрастами.
Так, на фото 25 нашим вниманием завладевает ярко освещенное лицо
девушки, на которое направлен световой луч, обозначившийся на фоне. Акцента
на лице и добивался автор снимка. А вот на фото 34, уже вопреки желанию
фотографа, взгляд зрителя притягивает нижняя часть кадра, где находятся
второстепенные детали изображения, но зато самый контрастный его участок. И
потребовался новый вариант композиции, чтобы в центре внимания зрителя
оказалась та часть изображения, ради которой, собственно, и велась съемка
(фото 35).
Мы достаточно подробно разобрали один из важных принципов построения
снимка, когда основой композиционного рисунка служит отчетливо
сформированный смысловой центр картины. Этот принцип широко распространен в
практике, которая дает множество примеров именно такого изобразительного
решения темы. Построение снимков по этому принципу помогает избежать
ошибок: запутанности линейного рисунка, пестроты, перегруженности кадра
деталями и пр.
Но наряду со снимками, имеющими в основе построения акцентированный
композиционный центр, в практике фотографии встречаются и такие, где
четкого акцента на одном из элементов композиции вроде бы и нет, вместе с
тем снимок закончен по рисунку. Сейчас перед нами именно такой пример -
фото 36 (М.Ананьин "Утро в сосновом бору".
Действительно, в этом кадре нет специального акцента, все части
картины как бы равнозначны. И, несмотря на это, изображение стройно, его
линейный рисунок гармоничен. Фотограф ведь нашел для съемки именно эту
часть леса и дал возможность зрителю бросить взгляд именно на этот пейзаж,
полюбоваться им. Точка съемки и границы кадра выбраны так, что в поле
зрения объектива теперь только этот материал, именно он нужен автору снимка
для лирического фотоповествования о тихом утре в сосновом бору. Что
касается геометрии кадра, то она основана на ритме вертикальных линий
стройных стволов сосен. Линейный рисунок приведен в определенную систему.
Лаконичности композиции способствует также дымка в глубине, скрывающая
детали и подробности фона. Так возникает поэтическая картина природы.
Существуют и другие принципы организации материала и композиционного
решения кадра. Их много, и они будут последовательно разрабатываться на
протяжении всей книги.
Итак, сделаем некоторые выводы: сначала тема, содержание, мысль, выбор
материала, потом уже его изобразительное оформление, создание законченного
фотоизображения с помощью изобразительных и технических средств фотографии.
Можно свести в своеобразную систему те приемы, которые помогают расставить
необходимые ударения в снимке. Отчетливому изображению главного объекта
бу | |
