Оглавление:
КМ на металлических матрицах, из керамики, силикатных стекол и углеродных материалов. Перспективы развития КМ
- КМ на металлических матрицах, из керамики, силикатных стекол и углеродных материалов. Перспективы развития КМ. Металлические композиты (МКМ) как конструкционный материал был разработан для создания авиационной и космической техники.
В МКМ применяется армирование сетками трикотажного плетения из легированных сталей и УВ, кроме того применяют короткие103
волокна, образующие дискретную хаотично армированную среду. Такое армирование создает условия разрушения, препятствующие распространению трещины (увеличивается ее путь).
Ударная вязкость при этом не понижается, а сохраняется на уровне неармированной матрицы. Людмила Фирмаль
МКМ изготовляют методами порошковой металлургии. Свойства МКМ приведены в таблице. В Углерод-Углеродных композиционных материалах, полученных карбонизацией полимерной матрицы с армированием УВ, тип плетения армирующего элемента, взаимное расположение систем нитей в структуре также оказывают влияние на характер разрушения. рис. 78.
1Д структура образованна плетением двух перпендикулярных нитей волокон, 2Д — трех, а 3Д — четырех (квазиизотропный материал). Исходными матрицами УУКМ служат фенолформальдегидные, эпоксифенольные, кремнеорганические, полибензимидазольные полимеры.
- Рис. 78. Диаграммы “напряжение — деформация” КМ с различными структурами. 1- 1Д, 2 — 2Д, 3 — 3Д, 4 — 3Д при 3300 К в вакууме. Свойства типичных композитов с металлической матрицей. Элемент матрицы Элемент волокна Объемная доля f, % Е, ГПА б0.2, Мпа б0.2, Мпа ´, % Cu Ta 24 144 1 80 2 80 1 3.8 ЖС6К W 45 … 500 580 0.8 Cu Fe 20 150 … 274 4 0.7 Ti-Al-V Be 50 195 630 700 … Al (В95) B 50 200 1100 … 0.6 Mg B 19 110 … 312 0 .43 Ni Al2O3 (сапфир) 48 … … 249 . .. Ni УВ 50 300 … 1220 …
Композиты с керамическими и силикатными матрицами изготавливают традиционными методами металлокерамики. В производстве волокнистой керамики применяют армирование волокном из нитрида бора, корунда, карбида кремния, бора, углерода и других веществ.
Керамику с ориентированной структурой получают спеканием и охлаждением заготовок в сильном постоянном магнитном поле, после остывания магнитная ориентация сохраняется. Людмила Фирмаль
Подобную структуру керамики применяют в пьезоэлементах, здесь остывание происходит в электрическом поле. Можно вызвать в керамике направленную кристаллизацию в межфазной области. Известно, например, что в некоторых керамических материалах в межфазной области образуются эвтектики, которые при охлаждении дают пластичные материалы. В результате возрастает удельная работа разрушения керамического материала. Механизм разрушения этих материалов аналогичен механизму разрушения со слоистой структурой. К числу направленно кристаллизующихся эвтектик относятся: ZrO2 — MgO, 2SiO2 — Li2O и ZrO2-MgO.
Смотрите также:
Решения задач по материаловедению
