Прочность композиций с усами

Экспериментальные данные [41] по прочности композиции железо — усы АЬОз с небольшой долей усов показали, что прочность композиции повышается нелинейно при увеличении содержания усов до 8 вес.%. [c.179]

Метод порошковой металлургии заключается в смешивании порошка металла матрицы с ориентированными или с беспорядочно расположенными в мате нитевидными кристаллами. Недостатком этого процесса служит повреждение и разрушение усов , в результате плохой ориентации волокон, абразивного воздействия между порошком и волокнами. По этой причине композиций с высокой прочностью не было получено [16]. Применялось также горячее прессование в присутствии жидкой фазы, но здесь возникала проблема плохого смачивания или нестабильности покрытия [41]. [c.171]

Большой интерес представляют работы по созданию жаропрочных материалов на основе усов АЬОз [И]. Нитевидные кристаллы АЬОз, обладающие высокими прочностными свойствами при комнатной и высокой температурах, считаются в настоящее время наиболее перспективными волокнами для создания жаропрочных материалов с высокой прочностью, тем более что в последнее время (10] разработан способ их непрерывного производства. Изучены высокотемпературные прочностные свойства ряда композиций железо — усы АЬОз, серебро —усы АЬОз и др. [c.179]

Дальнейшие перспективы создания волокнистых композиций в первую очередь связаны с новыми способами получения таких композиций, а также с выбором и получением наиболее прочных керамических усов и волокон. За последние 2—3 года развернулись большие работы по созданию композиций, упрочняемых усами, непосредственно выделяемыми из матрицы, либо термообработкой, либо направленной кристаллизацией расплава [17, 18, 30, 75. Сравнительно недавно удалось получить волокна из окиси бериллия, обладающие высокой жаропрочностью. Предполагается [76] их использовать в упрочнении элементов конструкций ракет и керамики в ядерных реакторах. Первые попытки использования волокон графита для упрочнения хотя и окончились неудачей, однако их по-прежнему считают наиболее перспективными для создания жаропрочных материалов [12]. Получены также волокна бора, считающегося одним из наиболее перспективных материалов [76], прочность которых в ближайшее время удастся повысить более чем в 12 раз по сравнению с существующей. В настоящее время работы по получению керамических усов и волокон ведутся в широких масштабах многими исследовательскими учреждениями США и Англии. [c.200]

При растяжении композиции, из-за высокой прочности связи усов АЦН с матрицей, разрушение начинается с волокон. [c.280]

Композиционные материалы на основе никеля являются жаропрочными материалами. Пластинчатые композиции, содержащие объемную долю упрочняющей фазы более 33-35 %, относятся к хрупким. К пластичным относятся композиции на основе никеля с содержанием объемной доли волокон 3-15 % из карбидов тантала, ниобия, гафния. Прочность карбидов близка к прочности усов, полученных из газовой фазы, и колеблется в пределах 600-1200 МПа. [c.312]

Армируя металлическую матрицу керамическими усами и волокнами, можно получать композиции высокой прочности, а изменяя объемную долю волокон — получать материалы с варьируемыми прочностью и сопротивлением распространению трещины. [c.177]

Рассмотренные выше экспериментальные данные по усам меди и железа показывают, что совершенные нитевидные кристаллы обладают высокой циклической прочностью. Если бы удалось сохранить эту высокую прочность усов (или других волокон) и в композиции, то имелась бы принципиальная возможность получить композиционные материалы с высокой сопротивляемостью усталости. Однако это еще только одна сторона вопроса. Вторая проблема — это изыскание подходящего материала для матрицы, которая бы в процессе циклического нагружения не наклепывалась и не разрушалась (57]. [c.193]

Методом пропитки в вакууме получали композиционный материал на основе алюминия, упрочненного нитевидными кристаллами окиси алюминия. Технологический процесс заключался в предварительном получении полуфабрикатов в виде ленты из проволочной сетки с нанесенными на нее после воздушной сепарации нитевидными кристаллами. Такая лента разрезалась на отрезки определенной длины, которые подвергались на специальной установке прокатке до необходимой толщины. На полученные таким образом листы методом катодного напыления наносили покрытие из нихрома (60% Ni —24% Fe—16% r) или из углеродистой стали. Листы с покрытием пропитывались жидким алюминием. Полученный таким образом материал, содержащий 20 об.% нитевидных кристаллов AI2O3, имел при 500° С предел прочности 21 кгс/мм и длительную, 100-часовую прочность при этой же температуре 8,4 кгс(мм . По данным работы [174] модуль упругости композиции алюминий — усы AljOa составлял 12 6000 кгс/мм2. [c.100]

Материалы на никелевой основе армируют проволокой тугоплавких металлов и сплавов на основе вольфрама и молибдена, волокнами углерода и Si . Один из способов получения на основе никельхромо-вых сплавов композиций, армированных усами оксида алюминия, включает экструдирование пластифицированной смеси с последующим спеканием. Армированный никель изготовляют с применением электролитического нанесения покрытий на волокна карбида кремния или бора. Есть 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. Можно применить инфильтрацию каркаса из соответствующего волокна расплавом никеля. [c.185]

Отсутствие каких-либо снижающих прочность реакций между расплавленным алюминием и сапфиром с Ni—Сг—Ге покрытием (табл. 3, п. 5) использовалось Меганом [20, 21] при изготовлении композиций с армированной усами AI2O3 алюминиевой матрицей. [c.182]

Рис. I. Влияние состава полимерной композиции и ус-ловга подготовки стальной поверхности на прочность адгезионной связи в системе полимер-металл в отсутствие воды (1-3) и в контакте с водой (4)

Саттон [28], (раооматривая перспективы создания волокнистых композиций с ориентированной структурой, где волокнами являются усы , считает, что полное упрочнение, которое можно ожидать в пределе от этого материала, зависит в основном от следующих факторов 1) сочетание механических свойств матрицы и волокон (например, модули сдвига О и упругости Е, коэффициенты Пуассона и т. д.) 2) прочности усов и их способности сохранять эту прочность во время изготовления и использования материала 3) термической стабильности усов в матрице [c.166]

Величина растягивающих напряжений а на волокне зависит от многих факторов отношения If/df, от количества присутствующих в композиции волокон, от величины приложенной нагрузки, от механических свойств волокна И матрицы и сил сцепления на поверхности раздела волокно—матрица. Доу гюказал [11], что для усов a-AlgOg в алюминиевой матрице с целью достижения максимального упрочнения последней необходимо выдерживать для усов соотношение 1с 30 df. Саттон (11) нашел, что а с линейно зависит от объемного содержания усов. На рис. 128 приведена прочность композиции в зависимости от If/df при df = onst. При этом видно, что усы несут полную расчетную нагрузку при If > а если If < 1с или If << то Ос снижается. Было показано также, что т никогда не достигает большой величины на концах уса, если отсутствует пластическое течение матрицы если же матрица пластически деформируется, то касательное напряжение х на границе волокно— матрица заметно возрастает [ 11 ]. [c.170]

Худшие результаты были получены для композиции серебро — усы нитрида кремния (51зЫ4) (производство этих усов также освоено [37]). Кривая 1 на рис. 138 относится к волокнистому материалу А + АЬОз с объемной долей усов АЬОз около 15% кривая 4 характеризует температурную зависимость прочности чистого серебра две средние кривые относятся к композиции А +15% 51зЫ4 (кривая 3) и Ад+1% 81+15% 5зМ4 (кривая 2). Добавление в матрицу 1 % 81 было сделано с целью повышения сцепления между волокном и матрицей и выяснения влияния характера этого сцепления на прочность. [c.180]

Келли [12] и другие считают усы а-А1гОз перспективным упрочняющим материалом. На основании расчетных формул были графически представлены зависимости длительной прочности гипотетических материалов с усами а-АЬОз от температуры в сравнении с наиболее жаропрочными материалами (рис. 151). Из графика видно, что длительная прочность намного больше у композиций с упрочняющими усами а-АЬОз, чем у наиболее жаропрочных сплавов. Особенно эта разница заметна при повышенных температурах. [c.199]

Рис. 151. Сравнение пределов длительной прочности СТшо различных сплавов с предполагаемыми пределами длительной прочности композиции, содержащей 50 объем. % усов а-АЬОз [27]

Единственный реальный способ пспользовання нитевидных кристаллов — это создание композитных материалов, состоящих из усов, ориентированно уложенных в металлической (напрп.мер, алюминиевой) или пластмассовой матрице. Если усы имеют длину, достаточную для прочного сцепления с матрицей по боковой поверхности усов, то удается в значительной мере использовать их прочность. Прочность композитных материалов, содержащих по массе 40-50% усов, в направлении вдоль сов составляет лрн-.мерно 30% прочности усов. Так, композиция из сапфирных усов (Л),Оз) и металлического алюмивия имеет прочность па растяжение 500-600 кгс/.ммь [c.174]

Для композиции Ag — AI2O3 при комнатной температуре р яй 0,8 ч- 0,97. Однако при высоких температурах прочность усов используется менее эффективно (Р 0,5 0,6) в связи с ухудшением связи и передачи нагрузки от матрицы к волокну. [c.376]

Наибольшее количество пластиков, армированных короткими волокнами и выпускаемых промышленностью, содержат стеклянные волокна. Основными достоинствами этих волокон являются низкая стоимость, простота получения и переработки, а также высокая прочность при условии осторожного обращения с ними после вытяжки, хотя, конечно, процессы рубки волокон и формирования изделий из наполненных композиций сопровождаются частичным разрушением волокон. Асбестовое волокно является ближайшим конкурентом стеклянного волокна, поскольку оно также дешево и помимо высокой прочности обладает более высоким, чем стеклянные волокна, модулем упругости. Асбестовые волокна значительно тоньше и короче, чем стеклянные, и поэтому с ними труднее работать, хотя разработаны специальные методы их переработки и промышленностью выпускаются полимеры, армированные асбестовыми волокнами — асбопластики. Рубленые углеродные и борные волокна хотя и обеспечивают потенциально более высокую прочность и жесткость материала на их основе, достигается это за счет более высокой стоимости, и поэтому они пока не могут составить серьезную конкуренцию стеклянным и асбестовым волокнам. Нитевидные монокристаллы (усы), например из АЬОз, SisNU, Si , обладают наибольшей прочностью, однако они слишком дороги и с ними слишком трудно работать, чтобы их можно было использовать в промышленных масштабах. [c.90]

Композитные металлические материалы. Эти материалы представляют собой композиции из высокопрочных волокон (непрерывных волокон бора или углерода, нитевидных кристаллов А1зОз, 31зК4, 81С или тонкой проволоки из прочных нержавеющих сталей) и основы (матрицы) из мягких металлов, в частности алюминия. Композитные материалы могут превысить по своей прочности обычные конструкционные во много раз и являются материалами будущего ввиду а) высокой прочности материалов в малых сечениях б) возможности использования нитевидных кристаллов (усов) с прочностью, близкой к теоретической [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...