Композиционные материалы медь — углеродное волокно

В настоящее время все большее внимание уделяется композиционным материалам на металлической основе, армированной высокомодульными углеродными волокнами. Совместимость армирующего компонента и матрицы в некоторых случаях достигается введением связующего, функцию которого выполняет покрытие. Металлические покрытия необходимы в тех случаях, когда матрица не смачивает поверхность углеродных волокон при температурах получения композиции (алюминий, магний [21), Кроме того, покрытие углеродных волокон такими металлами, как цинк и медь, может впоследствии служить основой или компонентом основы композиционного материала [3]. [c.129]

Осаждение покрытия происходит в том случае, если материал является катализатором для восстановительной реакции. Ввиду того, что углерод не является катализатором реакции восстановления ионов меди, никеля, поверхность углеродных волокон необходимо предварительно обработать, придав ей каталитические свойства. С этой целью углеродные волокна подвергают обработке в окислительной среде и проходят стадию сенсибилизации и активации прежде, чем покрываются из химического раствора металлом. Поверхностная обработка в окислительной среде положительно сказывается и на свойствах углеродного волокна при работе в композиционном материале повышается сила сцепления с основой, увеличивается прочность композиции на сдвиг [5]. [c.148]

Запатентован композиционный материал с матрицей из карбида ниобия с диспергированными в ней дискретными углеродными волокнами, обладающий малым коэффициентом линейного расширения (патент США № 3736159, 1973 г.). Композиции, состоящие из меди вольфрама, и сочетающие в себе высокую электропроводность, износостойкость и огнеупорность, используются в качестве электрических контактов. Плотные детали из смесей порошков могут быть получены обычными методами порошковой металлургии — прессованием, спеканием, изостатическим горячим прессованием или пропиткой вольфрамового каркаса медью. Однако при больших содержаниях вольфрама (85—95% по массе) плотные детали (98—99% от теоретической плотности) были получены только с применением взрывного прессования [107]. [c.221]

Для изучения возможности получения композиционного материала медь — углеродное волокно методол пропитки Мортимер и Николас [66, 71] исследовали смачиваемость углерода расплавами на основе меди методом покоящейся капли. В качестве подложки использовали прессованный графит с размером элементарных кристаллических областей около 1000 А и стеклоуглерод с размером когерентных зон рассеяния 15—25 А. Двадцать различных сплавов на основе меди, содержащих по 1 ат. % легирующего элемента, расплавлялись непосредственно на углеродной подложке. Во всех экспериментах темпаратура была равна 1145° С (температура плавления меди составляет 1085° С). Только легирование двумя элементами — хромом и ванадием — обеспечивало смачивание стеклоуглерода расплавом, а в случае подлонжи из прессованного графита эффективным оказалось только введение хрома. [c.402]

Бэйкер в работе [8] получал образцы композиционного материала медь — углеродное волокно с 30—50 об. % армирующих волокон, нанося на волокна медь из сульфатных электролитов и осуществляя прессование покрытых волокон при 600° С. Результаты механических испытаний композиций дали больнюй разброс. Так, например, при среднем значении предела прочности при растяжении, равном 490 МН/м (50 кгс/мм ), отдельные образцы имели прочность при комнатной температуре свыше 900 МН/м (92 кгс/мм ), а при 400° С — около 560 МН/м (57,2 кгс/мм ). [c.403]

На основании анализа литературных данных по этому разделу в целом можно сделать вывод о принципиальной возможности получения высокопрочного и высокоэлектропроводного композиционного материала медь — углеродное волокно, сохраняющего довольно высокие значения прочности и электропроводности даже при некотором повышении температуры. [c.403]

Методом пропитки получали композиционный материал алюминий— углеродное волокно [126, 127, 155, 169] (патент ФРГ № 2115925, 1972 г.)- При этом для улучшения смачиваемости углеродные волокна предварительно покрывали никелем [20, 98], танталом [155], двухслойным покрытием из меди и никеля. Положительный эффект при пропитке углеродного волокна алюминием оказывает введение в расплавленный алюминий 0,5— 1,0% титана, предотвращающего образование на границе раздела матрица —волокно фазы AI4 3 и повышающего на 50% предел прочности изделия. [c.97]

Получение композиционного материала методом горячего прессования в вакууме также описано в работе [178]. Для улучшения прочности связи матрицы с волокном и с целью исключения возможности образования на поверхности раздела углеродное волокно—алюминий карбида алюминия на поверхность углеродных волокон наносили слой меди толщиной 0,2—0,4 мкм. Исходные волокна имели предел прочности 200 кгс/мм , плотность 1,73 г/см средний диаметр отдельных волокон был равен 8 мкм. Материал получали в вакууме 2—5 10 мм рт. ст. при температуре 620—650° С и времени выдержки 30—120 мин прессованием пакетов из чередующихся слоев алюминиевой фольги и однонаправленного углеродного волокна с медным покрытием. Предел прочности композиций, содержащих 10—15 об. % волокон, был равен 23—32 кгс/мм , а композиций с 20—40 об. % волокон — 35—48 кгс/ мм . Микрорентгеноспектральное, электронно-микроскопическое исследования композиций, а также исследсвание в растровом электронном микроскопе не обнаружили повреждений углеродных волокон. [c.138]

Химическое меднение. Химическое меднение является одним из немногих способов получения композиционных материалов на основе меди и его сплавов, армированных углеродным волокном. Введение углеродных волокон в медные сплавы целесообразно в некоторых случаях, когда требуется материал с высокими элек-тро- и теплопроводностью, близкими к соответствующим характеристикам меди, но более прочный, с более низким температурным коэффициентом линейного расширения. Кроме того, он может служить и хорошим материалом для высокопрочных, самосмазываю-щихся ПОДЦ1ИИНИКОВ трения. Часто химическое меднение исполь-зуют для улучшения смачиваемости углеродных волокон или нитевидных кристаллов в процессе изготовления композиционных материалов на основе алюминиевых сплавов методом пропитки жидким расплавом, либо в качестве подслоя на этих унрочните-лях, образующего плавящуюся эвтектику в контакте с металлом матрицы, используемым в виде тонких фольг при горячем прессовании. [c.186]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...