Алюминий — бор покрытый бором

До сих пор речь шла о требованиях, которым должна удовлетворять поверхность раздела для эффективной передачи нагрузки между матрицей и волокнами. Еще одно важное требование заключается в том, что появление поверхности раздела не должно уменьшать вклад волокон в общую прочность композита. Последнее требование, вообще говоря, предусматривает неизменность собственной прочности волокон при образовании композита, хотя и допускает изменение прочности извлеченных волокон. Это кажущееся противоречие может быть разрешено, если рассмотреть различие между поведением волокон и матрицы, взаимодействующих в композите, и их индивидуальным поведением. Например, титан и бор, как показано выше, образуют истинный композит, если реакция между ними не достигает критического уровня развития. Однако извлеченные волокна бора явно разупрочнены, так как берега трещин в образовавшемся при реакции покрытии из ди-борида титана больше не поддерживаются матрицей. В то же время собственная прочность сердцевины волокна, состоящей из бора, очевидно, не меняется. Хороший пример этого рассмотрен в гл. 4, где показано, что в полностью разупрочненных композитах алюминий — бор каждое волокно бора окружено толстым слоем диборида алюминия. Прочность извлеченных волокон меньше, чем в композите однако после стравливания слоя диборида алюминия с извлеченных волокон бора их прочность примерно удваивается, практически достигая первоначального значения. [c.26]

Рост зоны взаимодействия ограничивают с помощью ряда способов выбирая матрицу с крайне низким содержанием легирующих элементов, участвующих в реакции, что приводит к ее быстрому прекращению (например, матрица Ni —0,01% Ti, контактирующая с окисью алюминия [36]) уменьшая скорость диффузионного переноса путем контроля концентрации вакансий в продукте реакции [33] выводя один из растворенных в матрице элементов из области, расположенной перед фронтом распространения реакции [6]. Еще один подход связан с разработкой покрытий, переводящих систему из третьего класса в первый, например, защита бора нитридом бора, позволяющая получать композит путем пропитки расплавленным алюминием [9]. [c.29]

Алюминий 6061, армированный волокнами бора, является в настоящее время наиболее усовершенствованным волокнистым композитом с металлической матрицей. На рис. 1, а приведены кривые напряжение — число циклов до разрушения (S — N) для характерных современных композитов, а микроструктуры их поверхностей раздела изображены соответственно на рис. 1, б для волокон без покрытия и на рис. 1, в для волокон с покрытием Si ). [c.398]

Гальванические покрытия хромом и никелем защищают от окисления сплавы молибдена при температурах 900—1200° С и применяются для турбинных лопаток. Также применяются и гальванические покрытия бором, алюминием и другими металлами. [c.407]

Для многих видов волокон разработаны технологические процессы нанесения покрытий для обеспечения лучшей смачиваемости и окалино-стойкости и оптимального взаимодействия волокна с матрицей. Борные волокна защищают от реагирования с расплавами титана и алюминия созданием на поверхности диффузионного барьера из карбидов кремния или бора. Волокна бора, защищенные карбидом кремния, называют борсик . Из-за высокой окислительной способности углеродных волокон на их поверхность наносят специальные покрытия, а процессы переработки осуществляют в защитной атмосфере. [c.872]

В патенте предложен иной способ получения модифицированных бором, алюминием или хромом покрытий из дисилицидов молибдена или вольфрама на тантале. Для этого тонкие порошки дисилицидов на связке наносят на специально подготовленную поверхность и после сушки подвергают диффузионному отжигу при 1350° С в контейнере с засыпкой, содержащей окись алюминия, 20% В, А1 или Сг, и небольшие количества галогенида аммония. Полученное покрытие отличается плотностью, упругостью и термостойкостью. [c.319]

Особое место в рассматриваемом классе соединений занимают нитриды бора и алюминия, которые в сравнении с карбидами обладают большими частотами собственных колебаний. Таким образом, по данному критерию из группы соединений XY в качестве покрытий с высокой излучательной способностью могут быть использованы карбиды и нитриды бора и алюминия. Наилучшим ионом Y является углерод. Для выбора иона X воспользуемся выражением (3-1), из которого следует, что при постоянной величине массы иона Y частоты собственных колебаний будут большие у ионов X с меньшей массой, т. е. у кремния, скандия и титана. По поводу карбида скандия укажем, что он легко подвергается гидролизу, что является значительным недостатком при использовании его в качестве покрытия. [c.77]

Кроме карбидов и нитридов титана, перспективными соединениями для покрытий являются бориды и нитриды кремния и бора, оксиды алюминия, циркония, хрома, а также алюминиды металлов. К настоящему времени разработаны покрытия сложного состава по типу (Ti- r) N и (Ti-Mo)-N. Однако обеспечение прочностных характеристик таких композиций требует более строгого соблюдения назначенных режимов ионно-плазменной обработки для получения двухфазной структуры нитридов металлов с составом, близким к стехиометрическому составу [92]. Недостаток указанных покрытий - их повышенная хрупкость. Устранение данного недостатка в определенной степени воз- [c.247]

Сплошными линиями отмечена диффузия бора, пунктирными — алюминия, двойными — совместная диффузия их. На верхней диаграмме сплошными линиями показана глубина покрытий до испытания, пунктирными — увеличение глубины после испытания. Часть глубины покрытия, [c.149]

В качестве образцов использовали пластины из молибдена (М4-11) толщиной 1 мм. Для нанесения боридных и силицидных покрытий использовали порошки карбида бора (ГОСТ 5744—62), Кремния (КПС-З), фтористого алюминия (МРТУ 6-09-125—63), фтористого натрия (ГОСТ 4463—48). Борирование и силицирование проводили по известной технологии [5, 6]. [c.46]

Хорошими диэлектрическими характеристиками обладают окислы алюминия, магния, бериллия, нитриды алюминия, бора, кремния и т. д. У электроизоляционных покрытий пробойная напряженность при прочих равных условиях максимальна при минимальной пористости. На электрическую прочность оказывают влияние также характер распределения пор по размерам, метод и технология напыления, чистота исходного порошка, температура и др. [15, 16, 61 117, 136]. Кроме того, покрытия обладают большей дефектностью структуры и повышенным содержанием примесей в сравнений с компактным материалом, что также отрицательно сказывается на уровне электрической прочности [136]. Полагают, что величина напряженности пробоя и ар и толщина керамического электроизоляционного покрытия б связаны зависимостью [61 ] [c.85]

Интерпретация этих результатов осложняется тем фактом, что на поверхности раздела алюминия 6061 и бора существовала металлургическая связь (рис. 1, б), а между покрытием карбида кремния и матрицей алюминия 6061 (стрелка на рис. 1, в) — механическая связь. Эти композиты были получены методом диффузионной сварки в течение 1 ч приблизительно при 475 и 554 С соответственно. Полагают, что низкая малоцикловая усталостная прочность у композитов, волокна которых имеют покрытия, связана с поведением покрытия Si [23]. Это покрытие обладает предпочтительным направлением кристаллографического роста (111) и вытянутой кристаллической структурой, оба они ориентированы перпендикулярно оси волокна (рис. 1, в). Таким образом, ось волокна, возможно, является направлением относительно низкой прочности покрытия и последнее может служить причиной плохого усталостного поведения в малоцикловой области. [c.401]

Алюминий, хром, кремний и цинк используют в качестве диффузионных покрытий для защиты стали от атмосферной коррозии и(или) окисления под воздействием высоких температур. Диффузионные покрытия хромом и бором способствуют улучшению сопротивляемости износу. [c.104]

В результате многочисленных исследований/были созданы устойчивые барьерные покрытия на борном волокне, совместимые с алюминием и его сплавами. Покрытия Si толщиной 6-—8 мкм обеспечивают защиту борного волокна от взаимодействия с жидким и твердым алюминием. Еще большей стабильностью в расплаве алюминия обладают покрытия из нитрида бора BN. Борные волокна с покрытием BN можно заливать при температурах до 800° С, и после нескольких минут контакта с расплавом не происходит их разупрочнения. Однако композиционный материал А1—B/BN имеет низкую сдвиговую и поперечную прочность в силу слабой связи между компонентами. [c.71]

Образцы композиционных материалов с матрицей из алюминия, легированного 12% кремния (№ 5, 10) и 35% магния (№ 6), упрочненной композиционной лентой из борного волокна, покрытого нитридом бора и пропитанного алюминием, имели малую прочность и низкий коэффициент эффективности матрицы. При этом коэффициент р образцов с алюминиевой матрицей, легированной 35% магния, имеющей более низкую температуру плавления, был несколько выше по сравнению с силуминовой матрицей. В образцах в состоянии после литья он достигал 0,75. Судя по уровню прочности этих образцов (№ б), матрица, заключенная между слоями ленты, имеющая после литья грубые дефекты, практически не несет нагрузки, и вклад в прочность композиции вносит только композиционная лента. Если учесть, что максимальная температура, действию которой подвергались волокна в процессе изготовления композиционного материала, не превышала 450°С и они были защищены от действия расплава матрицей из алюминия, входящей в состав композиционной ленты, то фактически все повреждения, которые можно было наблюдать на волокнах, являлись результатом процесса пропитки волокон расплавом при получении ленты. Это соображение подтверждается опытом по гомогенизации образцов с матрицей из алюминия с 35% магния после пропитки (партия № 7). Образцы, подвергавшиеся гомогенизации при температуре 400° С в течение 70 ч, показали прочность 70 кгс/мм , что на 15,5 кгс/мм выше прочности образцов в состоянии после литья. Повышение прочности является следствием улучшения свойств матрицы, повышения ее способности передавать напряжения от разрушенных волокон к более прочным волокнам. Гомогенизация повышает коэффициент эффективности матрицы при содержании 37 об. % волокна от 0,75 до 0,93, причем эти цифры характеризуют величину полного разрушения волокна, обусловленного всем технологическим циклом, включающим процесс нанесения покрытия из нитрида бора, получение ленты методом протяжки через расплав алюминия и процесс окончательной пропитки. [c.111]

Ранее [219] говорилось о методе изготовления ленты из борного волокна, покрытого нитридом бора и пропитанного расплавленным алюминием. Такая лента в дальнейшем может применяться в качестве предварительной заготовки при получении композиционного материала методом диффузионной сварки. К такого же рода полуфабрикатам относятся одиночные волокна или пучки из нескольких волокон, полученные пропиткой расплавленным матричным металлом. В качестве примера таких заготовок можно привести кварцевые волокна, пропитанные алюминием [121], волокна бора, пропитанные алюминием [97]. [c.125]

В книге [1, с. 144] приведены результаты исследования композиционных покрытий, упрочненных волокнами, и технологические аспекты их использования. Матрицей в этих покрытиях были алюминий, никель, медь упрочняющей фазой — волокна бора, карборунда, вольфрама и усы из карборунда. [c.230]

Алмазный инструмент 143, 254 Алмазы 15, 143, 243 Алюминий —бор (волокно) 230 Анализ композиций 41, 45 Антикоррозионные свойства покрытий 224 [c.265]

Снайд [35] изучал совместимость изготовленных им волокон диборида титана с титаном. Совместимость в данной системе оказалась существенно выше, чем в системе титан —бор, однако в дальнейшем это направление не развивалось под действием ряда факторов. Главный из них — низкая прочность и высокая плотность волокон диборида титана. Поэтому основное внимание стали уделять второму и третьему из перечисленных выше направлений. Разработка покрытий, особенно для высокотемпературных применений, связана с трудностями, поскольку при наличии покрытия вместо одной поверхности раздела появляются две. Однако удачный выбор покрытия, совместимого с упрочнителем, позволяет свести проблему совместимости матрицы с волокном к совместимости матрицы с покрытием. С этой точки зрения волокна бора с покрытием из карбида кремния (торговое наименование борсик ) должны взаимодействовать с титаном так же, как карбид кремния. Значит, поверхность раздела должна удовлетворять тем же гЬизико-химическим требованиям, и в дальнейшем обсуждение может быть ограничено характеристиками композитных систем либо типа матрица — покрытие, либо типа матрица — волокно. В табл. 1 есть примеры системы, в которой волокно защищено покрытием (алюминий — бор, покрытый нитридом бора), и системы, в которой, как полагают, покрытие взаимодействует с матрицей так же, как волокно (система алюминий — карбид кремния, характеризующая поведение системы алюминий — бор, покрытый карбидом кремния). [c.28]

Покрытие А1—В получали также из эфирного раствора с концентрацией AI I3 3,4 М и UAIH4 0,4 М при 25—30 °С. Качество покрытий улучшалось при реверсировании тока на 9 с за каждые 180 с электролиза, причем отношение обратного и прямого токов составляло 4 1. Плотность прямого тока была равна 270 А/м , эффективная плотность тока — 200 А/м . Покрытия содержали от 12 до 25% (об.) волокон и характеризовались следующими показателями ст —от 280 до 430 МПа и —от 100 до 150 ГПа (в несколько раз лучшими, чем показатели для покрытия из чистого алюминия). Относительно волокон бора покрытия были как моно-, так и многослойными. [c.230]

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]

На основании предварительных оценочных испытаний в качестве дальнейщих объектов исследования были выбраны сплавы Та — 10W, Та — 30Nb — 7,5V и Та — 8W — 2Hf с простыми силицидными покрытиями и покрытиями, модифицированными добавками алюминия, бора, марганца, ванадия и ванадия с бором. Покрытия наносили в два цикла, причем модифицирующую добавку вводили в первом цикле. Толщина покрытий составляла обычно 0,08—0,13 мм. Чтобы получить концентрацию модифицирующей добавки в широком диапазоне, варьировали условия насыщения (табл. 78). [c.316]

Плазменные, покрытия из тугоплавких материалов (окиси алюминия, двуокиси циркония, карбида бора и т. д.) обладают важными преимуществами перед другими видами покрытий исключительно высокой твердостью, прочным сцеплением с основой, высокой коррозионной стойкостью. Эти особенности дают основание предполагать, что плазменные покрытия найдут самое широкое применение в ряде отраслей техники не только как. защитные, но и как антифркиционные износостойкие покрытия Особенно перспективными могут оказаться плазменные покрытия деталей трения, которые работают в тяжелых условиях, например в абразивной середе, в химически агрессивных средах, при высоких и сверхвысоких температурах, в глубоком вакууме и т. д. [c.129]

В другой работе описано покрытие А1 — В, которое получали при 25—30° С из эфирного раствора А1С1з с концентрацией его 3,4 м и LIAIH4 0,4 м. Качество покрытии улучшалось при реверсировании тока на 9 сек за каждые 3 мин электролиза, причем отношение обратного и прямого токов было 4 1. Величина последнего равна 2,7 а дм , эффективная плотность тока 2 а/дм . Покрытия содержали от 12 до 25 объемн.% волокон, имели а = 28ч-43 кгс/мм и Я = 10-10 -=-15-10 кгс/мм , т. е. в несколько раз лучше характеристики, чем покрытия алюминием. Относительно волокон бора покрытия были как moho-, так и многослойными. [c.145]

Для создания в чистом полупроводниковом кристалле областей п- и р-типов разработан ряд методов. 1) Транзистор с вплавленным переходом получают путем расплавления нескольких микрограммов легирующего элемента (например, алюминия), на поверхности монокристалла кремния п-типа. В расплаве растворяется некоторое количество кремния, после охлажденрм образуется твердый раствор алюминия в кремнии. Аналогичную операцию повторяют на другой стороне таблетки, получают р-п-р-переход. 2) Транзистор с выращенным переходом изготавливают путем выращивания кристалла из расплава материала п-типа. 3) Третья технология основывается на использовании таблетки кремния п-типа, которая подвергается окислению с целью получения защитного покрытия из 8102. В процессе нанесения маски удаляют защитное покрытие с определенных участков таблетки, затем заготовку нагревают в присутствии паров бора. Диффузрм бора в кремний приводит к образованию области р-типа. Затем все операции - окисление, нанесение маски и нагрев - повторяют, но нагрев ведут в присутствии паров фосфора с целью получения второй области п-типа, которая служит эмиттером. Повторение всего цикла операций в третий раз необходимо для создания контактов из золота и алюминия. Такие транзисторы называют плоскостными. [c.25]

Свойства металлов, имеющих температуру плавления выше 1760° С, представлены в табл. 12. Поскольку механические свойства металлов ухудшаются еще задолго до достижения температуры плавления, приводятся данные лишь для металлов с температурой плавления, превышающей 1760°С. Можно было бы рассмотреть свойства и таких элементов, как алюминий, цинк, кремний и бор, но, поскольку они образуют интерметаллические соединения с основным металлом и эти и нтер металл иды дают действительно высокотемпературные покрытия, мы не будем рассматривать их вместе с металлами. [c.66]

Замечание 6.2.2. Полученные выше уравнения могут применяться не только для описания процесса тепло- и мге-сообмена в теплозащитных покрытиях, но и для моделирования на ЭВМ горения смесевых твердых топлив (СТТ) [З П. Типичные составы СТТ содержат по массе до 70—80% твердого окислителя (обычно это перхлорат аммония (ПХ ) NH4 IO4) и 10—17% горючего (обычно битум, бутадиенов яй каучук, фенолоформальдегидная смола). Для повышения теплоты сгорания в СТТ, как правило, вводят метал, 1Ы (алюминий, бор, магний, бериллий, цинк и др.) в порошкообразном состоянии, а также пластификаторы (для улучшения механических свойств), катализаторы и различные технологические добавки. Роль связующего в такой многокомпонентной гетерогенной системе играет полимерное горючее, которое поэтому называют также связкой. [c.242]

Известно, ЧТО в зависимости от назначения покрытий и для придания специальных свойств в покрытия в качестве дисперсной фазы могут добавляться твердые упрочняющие абразивные частицы (окислы циркония и алюминия, каолин, карбиды кремния, титана, вольфрама) и мягкие слоистые частицы твердых смазок (гексагональный нитрид бора, графит, дисульфид молибдена и др.). Для увеличения твердости и сопротивления истиранию в покрытие включается от 25 до 50 % неметаллических частиц, таких, как карбиды, оксиды, бориды, нитриды. Включение в покрытие дисперсных частиц влияет на водородосодержание и величину внутренних напряжений осадков. [c.106]

Судя ПО этим данным, наименьшая скорость реакции характерна для бора, далее следуют карбид кремния и окись алюмл-ния. Легирование матрицы может увеличивать или уменьшать скорость реакции. Если волокно состоит из одного элемента (бора), то количество образующегося продукта реакции, видимо, прямо пропорционально количеству прореагировавшего бора. Однако для волокон из соединений или волокон с покрытием эта зависимость не соблюдается. Небольшое количество элементов внедрения из соединений AI2O3 или Si переходит в матрицу и, растворяясь н ней, вызывает упрочнение и охрупчивание, и тем не менее скорость взаимодействия матрицы с такими волокнами выше, чем с борным волокном. Тресслер и Мур [46] отмечают, что в композите титан — окись алюминия допускается большая степень химического взаимодействия, чем в материалах титан — бор и титан — карбид кремния. Этот вопрос будет обсуждаться в гл. 4 в связи с анализом механических свойств при растяжении и в гл. 8, посвященной композитам с окисным упрочнением. [c.125]

Борные волокна с покрытием из нитрида бора оказались весьма стабильными в контакте с расплавленным алюминием. Кэй-мехорт [8] показал, что до тех пор, пока сохраняется целостность этого покрытия, борное волокно остается неповрежденным в расплаве алюминия при 1073 К. На основании этих данных был разработан способ изготовления композитов А —В путем пропитки волокон расплавленным металлом. Форест и Кристиан [11] исследовали сдвиговую и поперечную прочности композита, состоящего из борных волокон с нитридным покрытием н матрицы из алюминиевого оплава 6061. Материал был изготовлен диффузионной сваркой. Прочность этого композита на сдвиг оказалась меньше, а поперечная прочность — существенно меньше, чем материалов, армированных волокнами бора и борсика. Такие низкие значения прочности, возможно, обусловлены слабой связью между нитридом бора и алюминием, хотя в работе отсутствуют данные о характере разрушения, которые могли бы подтвердить это предположение. Связь между алюминием и борным волокном с покрытием из карбида кремния в меньшей степени зависит от способа изготовления материала. По заключению авторов цитируемой работы, наиболее удачное сочетание механических свойств имеет композит алюминиевый сплав бОбГ —непокрытое борное волокно, закаленный с 800 К с последующим старением. [c.128]

Использование покрытий не является единственным способом подавления реакции на поверхности раздела. Легирование упроч-нителя также позволяет изменить состав продуктов реакции. Так, например, Харден и Райт [15] обнаружили химическое взаимодействие в слоистом композите алюминий — бор, полученном диффузионной сваркой, проводившейся при температуре 873 К с различными временами выдержки под давлением 2,8 кГ/мм . Было установлено, что уменьшение прочности и модуля упругости материала начинается после выдержки в течение соответственно 3 и 5 ч оба параметра значительно снижаются, если реакция идет в течение 8 ч. Напротив, в слоистом материале А1—В4С, полученном диффузионной сваркой в тех же условиях, не было обнаружено продуктов реакции. [c.131]

Сравнение усталостной прочности бороалюминиевых композитов, полученных при 450, 475 и 500 °С, и алюминия, армированного волокнами бора с покрытием карбида кремния (диффузионная сварка при 554 °С) (табл. V, рис. 1, 15—17), приводит к следующим обобщениям [23, 26] [c.428]

Теперь обратимся к экспериментальным результатам исследования влияния химического взаимодействия на прочность в продольном направлении композиций третьей и псевдопервой группы. В частности, рассмотрим, как влияют изотермические отжиги на прочность в продольном направлении композиций титан—борное волокно, титан—волокно карбида кремния. Все эти композиции относятся к третьей группе. Среди композиционных материалов псевдопервой группы рассмотрим алюминий—борное волокно, алюминий—карбид кремния или волокна бора с покрытием карбида кремния, магний—борное волокно. [c.76]

Из табл. 23 видно, что наиболее высокую прочность (148кгс/мм ) имели образцы с матрицей из нелегированного магния. По расчету прочность сухого пучка при содержании 67 об. % волокна должна составлять 134 кгс/мм Таким образом, прочность образцов превышает прочность пучка на 10%, и в данном случае коэффициент эффективности матрицы равен 1,1. Введение в магний 9% алюминия приводит к сильной деградации волокон, и для партии образцов № 2 коэффициент р существенно меньше единицы. Однако если в эту же матрицу вводить борное волокно, предварительно покрытое слоем нелегированного магния, то, как это видно по результатам испытания партии кольцевых образцов № 8, коэффициент эффективности матрицы может быть значительно повышен. Полученные значения р = 1,16 свидетельствуют о том, что магниевое покрытие предохраняет бор от взаимодействия со сплавом, содержащим алюминий, а более прочная по сравнению с нелегированным магнием матрица вносит свой вклад в прочность композиции. [c.110]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...