Окиси алюминия волокна

Окиси алюминия волокна 38 Осаждение из газовой фазы 342, 343 Отношение критической длины к диаметру волокна 130 [c.500]

В дальнейшем были разработаны новые перспективные волокна для композиционных материалов. К ним относятся углеродные волокна с различным сочетанием жесткости и прочности, борные волокна большого диаметра, органические волокна РНВ-49, волокна карбида кремния, непрерывные волокна окиси алюминия. Некоторые из этих волокон более пригодны для применения в сочетании с металлическими, а не полимерными матрицами. [c.131]

Новые поликристаллические волокна окиси алюминия формы Дюпон . [c.38]

К неметаллическим относятся волокна борные, углеродные, карбида кремния, окиси алюминия, окиси циркония, нитевидные кристаллы карбида и нитрида кремния, окиси и нитрида алюминия и др. К металлическим армирующим компонентам относятся во- [c.33]

Оба эти обстоятельства способствуют установлению связи между окислами и матрицей. В металлических композициях, армированных волокнами или нитевидными кристаллами окислов, связь может устанавливаться за счет образования шпинелей при условии избытка кислорода в матрице. Например, между никелем и нитевидными кристаллами окиси алюминия может протекать реакция с образованием шпинели [c.60]

Прутки из композиционного материала магний—борное волокно диаметром 6,35 мм и длиной 102 мм изготовляли пропиткой жидким магнием пучка борных волокон, набиваемых в трубки из окиси алюминия, на установке, схематически изображенной на рис. 44 [122]. Количество волокон в трубках составляло 50, 60 и 70 об. %. Для свободного удаления композиционного материала трубку смазывали смесью коллоидного графита с этиловым спиртом. Металлографические исследования и механические испытания полученных образцов показали, что наиболее эффективная пропитка волокон бора достигалась при их содержании в трубке 60—70 об. % и при температуре расплава 750°С. В образцах, содержащих менее 65 об. % волокон, было обнаружено большое количество пор. Взаимодействия между магнием и бором в полученных по указанному режиму образцах не обнаружено. Максимальный предел прочности образцов при сжатии был равен 321 кгс/мм . [c.94]

Никель — прочие упрочнители. Имеются сведения о получении методом диффузионной сварки под давлением композиционных материалов на основе никеля, упрочненного волокнами окиси алюминия [2151, вольфрама, (патент Франции № 2109 009, 1972 г.), нитевидными кристаллами карбида и нитрида кремния [198], Так получали композиционный материал из никелевой фольги толщиной 0,2 мм и волокна окиси алюминия диаметром [c.143]

Среди различных композиционных материалов с арматурой особое место занимает алюминий, армированный стальной проволокой, кремнеземными волокнами, волокнами бора, усами окиси алюминия (сапфира), углеродными волокнами и бериллиевой проволокой. [c.124]

Волокна окиси алюминия получают путем вытягивания кристалла-затравки из расплава. Это волокно обычно имеет диаметр 250 мкм, является монокристаллом и обладает очень высокой прочностью. Однако волокно чувствительно к истиранию и имеет высокую стоимость. Волокно сапфира рассматривается главным образом как армирующий компонент для высокотемпературных композиций. [c.39]

К его предельной возможной концентрации. Например, если композиция будет изготовлена из никелевого сплава с окисью алюминия, то химический потенциал алюминия (кислорода и т. д.) должен быть одинаковым в обеих фазах, чтобы предотвратить диффузию алюминия. Неравенство химических потенциалов в фазах, являющихся компонентами композиций, часто приводит к межфазной нестабильности и ухудшает свойства волокна. [c.44]

Два вида композиционных материалов, разработанных для использования при высоких температурах жаропрочные эвтектические сплавы, полученные методом направленной кристаллизации, и никелевые сплавы, упрочненные волокнами окиси алюминия, — были рассмотрены в предыдущих главах. Жаропрочные композиции на основе тугоплавких сплавов, упрочненных проволокой, имеют некоторые преимущества перед указанными мате-рилами, что делает их более пригодными для ряда областей применения. Композиционные материалы, упрочненные высокопрочными неметаллическими волокнами, например окисью алюминия или углеродом, потенциально обеспечивают более высокие значения удельной прочности по сравнению с материалами, упрочненными проволокой из тугоплавких сплавов. Однако изготовление таких композиций встречает серьезные трудности. [c.238]

Около двадцати дет тому назад в нашей стране начались исследования по получению алюминиевых сплавов, армированных стальной проволокой. В настоящее время для упрочнения алюминия также используют вольфрамовую проволоку или волокна окиси кремния, двуокиси циркония, окиси алюминия, бора, карбида кремния и др. [c.466]

Армирование железа окисью алюминия или вольфрамовыми волокнами, титана молибденовой проволокой, кобальта вольфрамовым войлоком, магния волокнами бора позволяет в 3—5 раз повысить предел прочности по сравнению с неармированными материалами. [c.467]

Химически инертными среди высокопрочных армирующих материалов являются волокна монокристаллической окиси алюминия и нитевидные кристаллы карбида кремния (см. табл. 16.3). [c.353]

Механическая связь реализуется в отсутствие какого бы то ни было химического механизма — даже сил Ван-дер-Ваальса — и сводится к механическому сцеплению. Однако отсутствие химической связи существенно снижает прочность композита при поперечном нагружении поэтому в технологии изготовления компози тов механическую связь не считают полезной. Связь путем смачивания и растворения имеет место в композитах, где упрочнитель, не являющийся окислом, смачивается или растворяется матрицей, но не образует с ней соединений. Окисная связь может возникать при смачивании, а также при образовании промежуточных соединений на поверхности раздела. Как правило, металлы, окислы которых обладают малой свободной энергией образования, слабо связываются с окисью алюминия. Однако следы кислорода иль активных элементов усиливают эту связь путем образования промежуточных зон в обоих случаях связь относится к окисному типу. Кроме того, согласно общей классификации, к окисному типу относится связь между окисными пленками матрицы и волокна. [c.35]

Еще одна заманчивая возможность изучения поверхности раздела состоит в стимулировании реакции соответствующее увеличение зоны взаимодействия облегчает измерения и исследования. Правда, в уже цитировавшейся работе Рэтлиффа и Пауэлла [30] было показано, что в системе титан — карбид кремния изменения кинетики реакции становятся заметными при толщине реакционной зоны около 10 мкм, а известно, что практический интерес представляют реакционные зоны толщиной менее 1 мкм. Однако и здесь общие критерии не могут быть предложены, поскольку интервал толщин реакционной зоны, в котором достигаются практически ценные свойства композита, зависит от системы, размера упрочнителя и многих других факторов. Ноуан и др. [27], например, пришли к выводу, что исследование реакции на поверхности раздела тонких нитевидных кристаллов окиси алюминия (несколько микрометров в диаметре) представляет почти неразрешимую проблему, хотя реакцию с волокнами окиси алюминия большого диаметра (0,25 мм) можно контролировать. [c.38]

Было установлено, что рост реакционной зоны следует параболическому закону, т. е. скорость реакции лимитируется диффузией. Подсчитанные по этим данным константы скорости реакции подчиняются уравнению Аррениуса. Окись алюминия быстрее взаимодействует со сплавом, чем с нелегированным титаном. Это, видимо, объясняется тем, что в первом случае в матрице присутствует алюминий и достаточен меньший его перенос из волокна для образования фазы TiaAl. Величины энергии активации реакции окиси алюминия со сплавом и нелегированным титаном составляют соответственно 211 и 216 кДж/моль. Треослер и Мур отмечают, что указанные величины энергии активации соответствуют процессу, скорость которого лимитируется диффузией алюминия через ннтерметаллидную фазу, образующуюся на границе волокна и матрицы. [c.124]

НОЙ системе серебро — окись алюминия. Окись алюминия не смачивается серебром и поэтому очень слабо упрочняет матрицу. Проблема несмачиваемости усов АЬОз расплавом серебра была решена предварительным напылением на них тонкого слоя металла (никеля) в вакууме. Впоследствии эту проблему обсуждали Ноуан, и др. [ 2в] в связи с разработкой покрытий для окиси алюминия с целью использования ее в матрице из никелевых сплавов. Было разработано несколько покрытий для AI2O3, но ни одно из них полностью не отвечало поставленной задаче, так как либо было нестабильным, либо вызывало разупрочнение волокна. Другой способ регулирования степени взаимодействия на поверхности раздела был предложен Саттоном и Файнголдом [45]. Никелевые сплавы, содержащие 1% различных активных металлов, сильно взаимодействовали с сапфиром. Существенно снижая содержание активных добавок, можно было в некоторой степени регулировать реакцию. Прочность связи была увеличена таким образом до [c.127]

Ноуан и сот р. [21] обсуждали обе эти проблемы применительно к композитам, армированным волокнами окиси алюминия. В их работе для уменьшения механических повреждений поверхности волокон применялись покрытия. Авторы пришли к выводу,. [c.153]

ЧТО роль покрытии заключается в предотвращении повреждения поверхности волокна при механическом и химическом взаимодействии и в облегчении смачивания и образования связи. Ранее Саттон и Файнголд [34] указали на противоречивость этих требований. Основываясь на собственных исследованиях влияния добавки в никель 1% того или иного легирующего элемента на прочность связи между никелевой матрицей и пластинкой окиси алюминия (сапфира), они заключили, что поверхностные повреждения и связь компонентов зависят от степени развития реакции [c.154]

Помимо требований к механическим свойствам, первым шагом при выборе материала волокна является, согласно Линчу и Бёрту [27], оценка изменения свободной энергии при возможных реакциях между волокном и матрицей. На рис. 1 приведена температурная зависимость изменения свободной энергии AF для некоторых реакций между окисью алюминия и металлами. Металлы, которые легко восстанавливают окись алюминия до алюминия с образованием окисла металла, имеют отрицательное значение А/ для соответствующей реакции. В этом предварительном анализе, однако, не учитываются такие важные реакции, как образование тройных соединений и интерметаллидных фаз, простое растворение волокна в матрице (или наоборот), а также изменение IS.F при образовании твердого раствора в матрице. Термодинамические данные часто оказываются непригодными для расчета именно по этой причине. [c.309]

Система титан — волокна окиси алюминия. Тресслер и др. изучали кинетику твердофазного взаимодействия между чистым титаном и монокристаллическими волокнами AI2O3. [c.70]

Методы пропитки под давлением с предварительным вакууми-рованием и без него, описанные в работах [1, 202], применялись для получения композиционных материалов на основе алюминиевых и магниевых сплавов, армированных волокнами углерода, окиси алюминия, нитевидными кристаллами карбида кремния (патент США, № 3691623, 1970 г.) [15, 89]. [c.111]

Титан — волокна окиси алюминия. Получение композиционного материала на основе титановой матрицы, упрочненной волокнами из окиси алюминия, описано в работе [215]. В качестве матрицы в этом материале применяли фольгу титанового сплава Ti—6% А1—4% V толщиной 0,20—0,25 мм, а унрочнителем служило волокно из окиси алюминия диаметром 0,25—0,27 мм со средней прочностью 210 кгс/мм . Материал получали методом диффузионной сварки под давлением в вакууме 1 10 мм рт. ст. по следующему режиму температура 815° С, давление 980 кгс/см , время выдержки 15 мин. Полученный по этому режиму материал имел предел прочности в направлении, параллельном укладке волокна, 70—88 кгс/мм , в поперечном направлении — 40 кгс/мм . Модуль его упругости в соответствующих направлениях был равен 14 800—19 ООО и 12 ООО кгс/мм . [c.141]

У таких армируюш,их материалов, как непрерывные волокна (бора, углерода, карбида кремния, окиси алюмиция, прочность наиболее высокая. У двух первых она достигает 300—350 кг/мм при модуле упругости 30 000— 40 000 кг/мм . Средняя прочность нитевидных кристаллов карбида кремния и окиси алюминия в несколько раз превышает и эти показатели. [c.121]

Другим путем совершенствования перспективных двигателей является применение в конструкции силовой установки новых материалов, и в том числе композиционных. Первоначально такие композиционные материалы, как борные и углеродные волокна в полимерной или дуралюминовой матрице, будут, вероятно, применяться в относительно холодных узлах и элементах двигателя (например, лопатки вентилятора и компрессора низкого давления, панели мотогондолы и т. д.). Затем композиционные материалы с более высокими характеристиками (волокна бора и окиси алюминия в матрицах из титана, никеля и ниобия, а также эвтектические сверхсплавы с направленной кристаллизацией) станут использоваться в горячих узлах и элементах двигателя. Применение стальных сплавов в конструкции двигателей будет постепенно уменьшаться, а вместо них увеличится доля сплавов на основе титана и никеля [13]. Многие иностранные фирмы предполагают также использование теплозащитных покрытий, жаростойких и легких керамических материалов в конструкции турбины двигателя, в частности для сопловых лопаток. [c.219]

Оптимальные составы матриц, использующиеся в композициях с волокнами, имеющими диффузионные барьеры, отличаются от составов матриц, применяемых в композициях с проволоками без покрытий. Диффузионные барьеры выбираются для достижения термодинамической стабильности волокон с элементами матрицы из жаропрочных сплавов. Однако применение таких инертных покрытий может вызвать проблемы смачивания или обеспечения связи с матрицами из Hiaponpo4Horo сплава. Процессы изготовления композиций с вольфрамовой проволокой и никелевых сплавов, упрочненных волокнами из окиси алюминия (см. гл. 4 этого тома) не отличаются. [c.261]

Следующий фактор — повреждение волокна. Грубо его можно оценить с помощью растворения матрицы для определения разрушенных волокон, однако могут иметь место более тонкие виды повреждения, которые не заканчиваются разрушением волокон. Измерение прочности извлеченных волокон не слуяшт надежным методом вследствие возможного их повре кдения при извлечении и неидентичности напряженного состояния свободного волокна и волокна в матрице. Кроме того, Крейн и Тресслер [6] показали, что прочность волокон окиси алюминия при комнатной температуре может снизиться от 400 ООО до 200 ООО фунт/кв. дюйм (от 281,2 до 140,6 кгс/мм ) в результате самоистирания, но та1<ая предварительная обработка не влияет на их прочность при 1000 С. Аналогичным образом высокая длительная прочность, обнаруженная у бора Эллисоном и Буном [9], несмотря на низкую прочность этих волокон при комнатной температуре, может отражать увеличение нечувствительности материала к повреждениям с повышением температуры. Считают, что в обоих случаях при повышенной температуре существует достаточная пластичность для [c.322]

Проблемы совместимости, с которыми пришлось столкнуться в связи с применением других волокон в титановых матрицах, побудили Тресслера и Мура [32] исследовать монокристальное волокно из окиси алюминия. Анализ термодинамических данных позволил предположить суш.ествование определенных проблем, связанных с совместимостью, поэтому одна из целей исследования состояла в изыскании минимальных условий диффузионной свархш, 1 араптирующих успешное производство композиционных материалов. Другая задача данной работы заключалась в установлении механических свойств, достин<имых в этой системе. [c.326]

Механические свойства этих композиционных материалов были не вполне устойчивыми. Это объяснялось недостаточно полным соединением фольги с волокном и фольг между собой, раз-ориентировкой волокон и их деградацией. Средняя прочность волокна равнялась 300 ООО фунт/кв. дюйм (210,9 кгс/мм ), так что разрушающая деформация для этих волокон предполагалась равной 5000 мкдюйм/дюйм (0,5%), модуль упругости окиси алюминия 60 10 фунт/кв. дюйм (42 184 кгс/мм ). Для композиционных материалов с 22 об.% волокна максимальная величина модуля упругости составляла 27 10 фупт/кв. дюйм (18 983 кгс/мм ) или несколько больше значения, вытекающего из правила смеси. Данный образец имел прочность 125 тыс, фунт/кв, дюйм (87,9 кгс/мм ) и величину разрушающей деформации 5600 мкдюйм/дюйм (0,56%), так что последняя превысила ожидаемое значение для случая эффективного использования волокон. В этом образце обнаружена разориентировка волокон, однако соединение было хорошим, а деградация волокон, если имела место, то предполагалась малой. Высокое значение разрушающей деформации [c.327]

В табл. 8 обобщены сравнительные данные для композицион-пых материалов, изготовленных с применением основных армирующих волокон. Прочность и жесткость оценены по сравнению со свойствами типичного титанового сплава Ti—6% А1—4% V. В ряде случаев они сравнены с перспективными свойствами, дости-н ение которых предполагается, если будут преодолены производственные трудности. Высокотемпературная удельная прочность относится к 600—1200° F (316—649 С), к этому же температурному интервалу относится характеристика стабильности. Четыре последних армирующих материала — бор и бор, покрытый карбидом кремния, карбид кремния и окись алюминия — располагаются в порядке возрастания плотности и снижения прочности. Однако потенциальная прочность при комнатной температуре у композиционных материалов, изготовленных из первых трех видов волокна, примерно одинакова и оценена одинаковым показателем. Значительно более высокая плотность окиси алюминия (4 г/см ) отрицательно влияет на потенциальную прочность и нсесткость композиционных материалов, изготовленных с этим армирующим волокном. [c.330]

Из таблицы видно, что по сравнению с борными волокнами все остальные волокна имеют те или иные недостатки. Стеклянное волокно характеризуется низкой стоимостью и высокой прочностью, однако его низкий модуль упругости и взаимодействие с алюминием являются серьезными недостатками, как указано в работе Бэйкера и Кречли [8]. Наличие этих волокон в виде жгутов усугубляет эти недостатки, поскольку композиционный материал с унрочнителем в виде жгутов проще всего можно получить пропиткой пучка расплавом, а расплавленный алюминиевый сплав более реакционноспособеи по сравнению с тем же сплавом в твердом состоянии. Волокна из окиси алюминия, детально описанные Механом и Муром в гл. 4, имеют более низкие значения удельных модуля упругости и прочности и более дороги. [c.424]

Большинство материалов, называемых композиционными содержат в качестве армирующих наполнителей волокна. К ним в первую очередь относятся материалы на основе стеклянных волокон и стеклянных тканей и полиэфирных или эпоксидных связующих и изделия, получаемые намоткой непрерывных стеклянных волокон, пропитанных этими связующими, а также композиции на основе асбестовых волокон и фенолсформальдегидных связующих и термопласты, такие как полистирол и полиамиды, наполненные рубленым стеклянным волокном. В последнее время щироко развивается применение борных и углеродных волокон в сочетании с прочными эпоксидными или термостойкими полиимидными связующими. Сверхпрочные нитевидные монокристаллы окиси алюминия, карбида кремния и др., так называемые усы , могут быть перспективными в производстве композиционных материалов для аэрокосмической промышленности [1-3]. [c.262]

Для деталей ракетных двигателей используют шликерное литье из композиций нержавеющей стали, двуокиси урана, окнси хрома, окиси алюминия. Метод шликерного литья используют также при создании керамических материалов, упрочненных волокнами. Применение шликерного литья для создания армированной металлическими волокнами керамики рассмотрено на примере армирования глинозема и окиси кремния волокнами из нихрома и нержавеюш,ей стали [6]. [c.79]

Для изготовления изоляции, стойкой к очень высоким температурам (до 1250°), выпускают штапельное волокно из стекломассы с высоким содержанием окиси кремния или из карбида кремния с добавлением окиси алюминия. Расплавленная при 1816 масса, вытекая из электропечи, разбивается струей воздуха на мельчайшие волоконца. Диаметр волокна составляет около 4 мк, длина — около 76 мм. Вследствие невысокой механической прочности это термостойкое волокно используют только в качестве рыхловолокнистых войлокообразных теплоизоляционных материалов. [c.292]

Менее изучены армированные материалы на никел.е-вой основе. Один из способов получения на основе ни-кельхромовых сплавов композиций, армированных усами окиси алюминия, предусматривает экструдирование пластифицированной смеси с последующим спеканием. Армированный никель изготавливают также методом электролитического нанесения покрытий на волокна карбида кремния или бора. Разработаны композиции на никелевой основе, армированные однонаправленными вольфрамовыми проволоками и сетками из них. Пакет, набранный из чередующихся слоев тонкой никелевой фольги и армирующей проволоки, подвергают горячему динамическому прессованию, способствующему приданию получаемому композиционному материалу повышенной механической прочности. [c.466]

В США выпускается стекловидное керамическое штапельное волокно файбрфекс из окиси кремния нли карбида кремния с окисью алюминия. Рыхлые iaты и войлокообразные ленты из этого волокна применяют для теплоизоляции, работающей при температуре до 1260°С. [c.509]

Менее изучены армированные материалы на никелевой основе. Один из способов получения на основе ни-кельхромовых сплавов композиций, армированных усами окиси алюминия, предусматривает экструдирование пластифицированной смеси с последующим спеканием. Армированный никель изготавливают также методом электролитического нанесения покрытий на волокна кар- [c.444]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...