Эрозия композиционных материалов

Следует серьезно разобраться в природе деградации матрицы у композиционных материалов. В то время как матрица не подвержена классической коррозии или коррозии под нагрузкой, как у металлов, она может деградировать от старения, воздействия ультрафиолетового излучения, влажности, ударов молнии, просто ударов или эрозии. Эти явления необходимо принимать во внимание, если речь идет о большом сроке службы. [c.96]

Несколько лет назад считалось, что композиционные материалы, состоящие из углеродного волокна и эпоксидной смолы, слишком хрупкие, чтобы из них можно было делать передние кромки конструкций летательных аппаратов. Однако с появлением полиуретановых покрытий с повышенной устойчивостью к дождевой эрозии и недавно разработанных типов углеродного волокна было установлено, что композитные пленки с их использованием обеспечивают необходимую стойкость материала в указанных выше областях применения. [c.293]

Сопротивление металлических композиционных материалов коррозии, эрозии или износу в значительной степени определяется свойствами поверхностного слоя, за исключением случая гальванической коррозии между покрытием и основным металлом, когда незащищенные кромки, отверстия или дефекты плакированного слоя подвергаются воздействию коррозионной среды. Это может значительно снизить коррозионную стойкость поверхности [c.78]

Настоящий обзор подтверждает, что композиционные материалы, состоящие из жаропрочного сплава и тугоплавкой проволоки, характеризуются достаточно высокими значениями прочности и сопротивлением удару, что обусловливает значительные потенциальные возмон иости их использования для усовершенствованных лопаток газовых турбин. Полученные данные также указывают на потенциальную возможность увеличения рабочих температур материалов лопаток турбин до 1200° С и выше. Однако до сих пор получено небольшое число данных по окислению, эрозии и сопротивлению термической и механической усталости композиционных материалов. Необходимы дополнительные испытания для определения служебных характеристик композиций жаропрочный сплав — тугоплавкая проволока при всех условиях воздействия среды и нагружения. Легко воспроизводимые хорошие механические свойства и высокие потенциальные возможности увеличения долговечности работы турбин обосновывают необходимость дальнейших работ по всесторонней оценке свойств этих материалов. Может быть сделан ряд выводов, [c.273]

Имеется весьма ограниченное число данных о механизмах разрушения композиционных материалов с тугоплавкими волокнами в результате окисления, усталости и эрозии. Имеющиеся сведения указывают на целесообразность проведения дальнейших исследований с целью разработки рассматриваемых композиционных систем. Отмечена необходимость в осуществлении защиты материала от окисления при температурах 1090° С и выше. [c.274]

Важность характеристики сопротивления эрозии и повреждению посторонними предметами уже упоминалась. Кроме того, профили лопаток вентилятора и компрессорных лопаток должны быть рассчитаны так, чтобы они могли противостоять комбинированному воздействию центробежных, изгибных и скручивающих напряжений, а также случайных напряжений, возникающих при вибрации. Еще более важным требованием расчета профилей лопаток является обеспечение несовпадения собственной частоты их колебаний с частотами, создаваемыми двигателем в рабочем режиме, а также исключение автоколебаний или флаттера. Обычно критическими для вентиляторных лопаток служат значения жесткости при изгибе и скручивании, а также связанные с ними частоты, а не напряжение. Это обстоятельство очень важно, так как анализ показывает, что ряд композиционных материалов с титановой матрицей можно эффективно использовать для данного назначения даже в том случае, когда их прочность не достигает величины, предсказанной правилом смеси, если только жесткость их полностью отвечает предсказанному значению. [c.291]

В этой книге сделана попытка обобщить данные исследований, проведенных в нашей стране и за рубежом, по использованию лакокрасочных покрытий для защиты от эрозии изделий и элементов конструкций из металлов и полимерных композиционных материалов. [c.5]

Большинство материалов имеют относительно плохую устойчивость к дождевой эрозии при контакте самолета во время полета с дождем, снегом или льдом. Скорость, угол удара, частота и масса капель определяют скорость эрозии любого композита. Увеличение прочности и стойкости к ударным нагрузкам слоистого пластика достигается изменением его состава, но в большинстве случаев его покрывают стойким к дождевой эрозии защитным слоем, способным рассеивать часто повторяемые и дискретные дозы энергии, не вызывая заметного повреждения субстрата. Сказанное в основном касается конструкций летательных аппаратов, таких как обтекатели радиолокационной антенны, подвергающиеся воздействию факторов полета с высокими скоростями, или передние кромки быстро вращающихся лопастей, например на вертолете. Для определения относительной стойкости различных покрытий [19] могут быть проведены их эмпирические исследования на испытательном оборудовании с органами управления. Система может быть также смоделирована математически, а затем проверена эмпирическими испытаниями [20]. Много информации можно почерпнуть также из литературы, где показано влияние варьирования компонентов, входящих в композиционный материал [211. [c.293]

Композиционными называют материалы, получаемые соосаждением металлов с частицами веществ, обладающих высоким сопротивлением коррозии, эрозии, трению, износу и т. д., например с оксидами металлов, карбидами, силицидами, нитридами, бори-дами и др. [c.586]

Проблема ударного воздействия конструкций с внешними объектами не ограничивается воздействием птиц и града. Она включает также анализ микрометеоритного повреждения космических аппаратов, исследование эрозии, связанной с воздействием пыли, песка, дождя, а также кавитационной эрозии, сопровождающейся динамическими напряжениями, возникающими в окрестности образовавшейся каверны. Эрозия, вызванная ударным воздействием частиц пыли на металлические поверхности, обсуждается в работе Смелтзера и др. [159 ]. Механизм соударения капли жидкости с твердой поверхностью рассматривался Хейманом [74 ] и Петерсоном [136]. Исследование эрозии композиционных материалов, вызываемой дождем, проведено Шмиттом [150]. Крейен-хагеном и др. [89] было получено с помощью ЭВМ численное решение задачи Динамики о пробивании системы пластичных алюминиевых слоев стальным телом, движущимся с большой скоростью, и рассмотрено несколько форм разрушения. [c.313]

По всей видимости, неразумно проектировать композиционный материал с высокой прочностью на растяжение, обладающий одновременно малой пластичностью. В настоящее время мы еще не в состоянии спроектировать и создать керамический ротор, способный протавостоять удару и эрозии. Хрупкие композиционные материалы также обладают чувствительностью к отверстиям, царапинам и трещинам, особенно при действии ударных нагрузок. Условием создания надежной конструкции является обеспечение большей пластичности на мини- и микроуровне по сравнению с той, которую можно достичь в статистически однородной хрупкой керамике (без примесей) или в композиционном материале из хрупких прочных волокон в хрупкой матрице. Это значит, что обеспечение надежности конструкции за счет некоторого снижения ее прочности не только желательно, но и необходимо. [c.17]

РЭМ успешно применяют для изучения послойной структуры окислов вплоть до границы раздела металл — окисел, изменений поверхности в результате износа, кавитации, эрозии, контактной усталости, схватывания и други.х внешних воздействий. Установлению механизма разрушения в каждом отдельном случае способствует исследование продуктов износа, также возможное с помощью РЭМ. Широкие воз- ыожности имеет РЭМ для исследования порошков и композиционных материалов на разных стадиях их изготовления. Кроме обычных статических наблюдений, РЭМ может быть успешно применен для проведения динамических экспериментов in situ, когда непосредственно в [c.71]

Главные преимущества композиционных материалов с титановой матрицей над аналогичными материалами, в которых применяется пластиковая или алюминиевая матрица, были обсуждены в данной главе выше. Можно привести следующие преимущества более высокая температура эксплуатации более высокая внеосевая прочность без поперечной укладки волокон высокое сопротивление эрозии и случайным повреждениям более эффективное использование армирующего материала вследствие уменьшения необходимости в поперечной укладке пониженные производственные затраты благодаря применению однонаправленных композиционных материалов уменьшенные остаточные напряжения в результате лучшего согласования коэффициентов термического расширения и меньшая анизотропия прочности и модуля, особенно в однонаправленных композиционных материалах. [c.333]

Большие перспективы ожидаются при применении высокоэнергетического измельчения и вообше механохимического синтеза при изготовлении электроконтактных порошковых материалов, широко применяющихся в узлах коммутации электрического тока высоко- и низковольтного назначения (различные реле, выключатели, пускатели, контакторы и т.п.). Требования, предъявляемые к этим материалам, весьма разнообразны и противоречивы малое удельное и контактное сопротивление, незначительная эрозия, механическая прочность и химическая инертность, высокая теплопроводность и т.д., что может быть достигнуто лишь при композиционном строении, т. е. при сочетании высокоэлектропроводных металлов (Си, А ) и тугоплавких трудноиспаряемых компонентов ( , Мо, СбО). Гетерогенизация структуры до нановключений с возможностью повышения концентрации проводящих компонентов могла бы привести к созданию новых высокоэффективных контактных материалов. Изучение механохимического синтеза в системе W—А показало, что размер вольфрамовых частиц после 15-часового измельчения и взрывного прессования смесей составлял 7—9 нм, а твердость была выше твердости исходных компонентов [30]. [c.164]

Ваншое преимущество металлов как материала матрицы для высокомодульных композиционных конструкций — сравнительная нечувствительность свойств металла к изменению температуры. Низкое сопротивление тепловым ударам керамических материалов по сравнению с металлами часто ограничивает их использование. Свойства матриц из органических смол крайне чувствительны к изменениям температуры, особенно вблизи критической температуры стеклования полимера. Смолы имеют тенденцию не только разупрочняться при умеренно повышенных температурах, но их сопротивление окислению, коррозии и эрозии резко падает при повышенных температурах. Промышленные сплавы на оспоге алюминия, титана и никеля значительно менее чувствительны к изменениям температуры или теплосменам. [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...