Алюминий — бор влияние поверхности раздел

Случай отсутствия связи между волокнами и матрицей исследовали Чен и Лин [12]. Они показали, что с увеличением объемной доли волокон прочность композита при поперечном нагружении быстро падает и что на большей части поверхности раздела матрица отрывается от волокна (рис. И).. Аналогичные явления наблюдались в системе со слабой связью сапфир — никель [43], а также в системе нержавеющая сталь — алюминий [39] они хорошо согласуются с расчетным значением степени разупрочнения. Возможно, что это согласие в известной мере случайно в модели Чена и Лина не учитывалось влияние пластического те- [c.59]

На скорость коррозии алюминия и его сплавов существенное влияние оказывает гидродинамика потока. Турбулизация среды повышает интенсивность транспортировки к поверхности раздела фаз металл — вода растворенных веществ (кислорода, хлорид-ионов и др.) и скорость обратной транспортировки продуктов коррозии из зоны взаимодействия в объем жидкости. При увеличении числа Рейнольдса потока жидкости изменяется [c.55]

О влиянии нагрева на соединение меди с алюминием и железа с алюминием А. П. Семенов [46] пишет При нагревании до определенной температуры, характерной для интенсивного прохождения реактивной диффузии (обычно близкой к температуре рекристаллизации более тугоплавкого металла), по поверхности раздела образуется прослойка хрупкого интерметаллического соединения . [c.64]

При введении в стеклопластик волокон различного диаметра (от 40 до 315 мкм) удовлетворительной корреляции между теплопроводностью композиции и диаметром волокна при одинаковой концентрации последнего обнаружить не удалось. В случае порошковых наполнителей такая зависимость наблюдается. На основании полученных экспериментальных данных (рис. 2) можно сделать заключение о том, что уменьшение среднего размера частиц от 400 до 70 мкм приводит к повышению теплопроводности композиций на основе эпоксидной смолы от 0,57 до 0,86 вт м-град, на основе полиэфирной смолы от 0,79 до 0,92 вт м -град. Это, по-видимому, вызвано влиянием высокодисперсной фазы на величину площади поверхности раздела фаз (площади контакта металл — полимер) и на направленное структурообразование полимерной матрицы [13]. Например, уменьшение степени дисперсности порошка алюминия от 5 до 400 мкм вызывает мо- [c.109]

Б. Влияние поверхности раздела на прочность котоаитов алюминий— бор................171 [c.137]

B. Влияние реакции в композитах алюминий — нержавеющая сталь 176 V. Влияние поверхности раздела на прочность стстем второго класса 179 [c.137]

Поскольку системы алюминий—бор и титан—бор обладают перспективными свойствами и могут быть сравнительно легко получены, они исследованы более широко. Детальные сведения о характеристиках растяжения композита алюминий—борсик были представлены Крайдером и др. [49]. Кроме того, влияние поверхности раздела на характеристики растяжения изучал Меткалф [58, гл. 4], а Кляйну [58, гл. 5] принадлежит обзор по прочности волокнистых композитов при внеосном растяжении. [c.245]

Для сплава Си—Si с содержанием 0,1% Si рост толщины этой подокалины при 1000° С приближенно подчиняется параболиче-скбму закону [31]. При более низких температурах кислород преимущественно диффундирует по границам зерен, которые о гаща-ются кремнеземом. Для сплава Си—А1 с содержанием 0,1 % А1 также характерен этот тип разъедания. Более богатые бинарные сплавы этой системы образуют слои с высокими защитными свойствами вследствие диффузии достаточных количеств алюминия к поверхности раздела металл — окисел. В сплавах Си—Be наблюдается такой же переход от образования защитного слоя к внутреннему окислению, но это изменение происходит при более низких содержаниях бериллия, чем соответствующей добавки в сплавах Си — А1, роскольку скорость диффузии бериллия в меди больше, чем алю- шия в меди. В обеих системах сплавов растворенные атомы должны диффундировать к поверхности раздела и образовывать защитный слой преяеде чем в сплав проникнет кислород. В большинстве случаев внутреннее окисление является помехой. Оно изменяет механические свойства поверхности и может оказать неблагоприятное влияние при операциях деформации. Последние достижения технологии, однако, показывают, что этот эффект можно использовать для упрочнения металлической решетки. [c.42]

Дрейли и Разер 2, 8] объясняют наблюдаемые факты тем, что выделяющийся на поверхности раздела металл—оксид газообразный водород разрушает защитную оксидную пленку. Если алюминий контактирует с более электроотрицательным металлом либо легирован никелем или железом, то можно предполагать, что ионы Н+ разряжаются на катодных участках, а не на алюминии, и оксидная пленка остается неповрежденной. Однако полезное действие катодных участков можно также объяснить [91 анодной пассивацией или катодной защитой алюминия. Это влияние сходно с действием легирующих добавок платины и палладия (или контакта с ними) на нержавеющую сталь аналогичным образом эти металлы пассивируют также титан в кислотах (см. разд. 5.4). [c.344]

Способ изготовления композита заметно влияет на характеристики поверхности раздела. Композиты алюминий — бор, полученные путем пропитки расплавленным алюминием, принадлежат к третьему классу им присущи неравномерная коррозия волокна и неравномерный рост борида алюминия (рис. 6). Напротив, в композитах, изготовленных по оптимальной технологии диффузионной сварки, не происходит реакции на поверхности раздела на рис. 7 виден лишь один случайный кристалл борида. Для выяснения причин этого различия следует рассмотреть механизм диффузионной сварки. Такое рассмотрение послужит поводом для более общего анализа влияния технологии изготовления- 1 омиозита на характеристики поверхности раздела. [c.30]

Термин окисная связь введен для объединения в одну группу композитов, упрочненных волокнами окислов. Сюда относятся также и композиты, в которых связь образуется между окисными пленками. Следует признать, что образование окисных связей подчиняется указанным выше принципам химического взаимодействия, но выделение их в отдельную группу, видимо, желательно, поскольку композиты этого класса имеют свои особенности, а механизм образования связи в большинстве таких систем исследован недостаточно глубоко. Действительно, окисные связи изучены наиболее подробно не в композитах, а в других системах, например, в металлокерамических спаях для электронных трубок или в эмалях на металлах. Наиболее полное исследование такой связи в композитах выполнено Саттоном и Файнголдом [45] в лаборатории космического материаловедения компании Дженерал электрик . Авторы обнаружили влияние малых примесей на прочность связи в композите высокочистый никель — окись алюминия. Все более очевидной становится роль следов примесей независимо от их источника при формировании связи в композите. В гл. 10 приведены некоторые результаты исследования трех систем с окис-ной связью. На одной из них, а именно, на системе никель — окись алюминия новым методом детально изучена совместимость и показано заметное влияние примесей. Кроме того, в гл. 8, посвященной поверхностям раздела в композитах с окисным упрочнением. [c.84]

Рис. 9. Влияние расстояния от поверхности раздела матрица — проволока на размер дис. 10каци0 нных ячеек в матрице композита алюминий — нержавеющая сгаль

Купер и Келли [7], а также Тетельман [47], считают, что уравнение (12) позволяет достоверно оценить вклад матрицы в вязкость разрушения меди, армированной вольфрамовой проволокой. Герберих [12] указал, однако, что, несмотря на возможность разумных количественных оценок, уравнение (12) некорректно, поскольку композит трехмерен, а волокна имеют не квадратное, а круглое сечение. По Олстеру и Джонсу [31], в алюминии, армированном от О до 6 об.% вольфрама, упрочнитель не оказывает существенного влияния на вязкость матрицы. Те же авторы предположили, что в композите бор — алюминий, содержащем 50 об.7о упрочнителя, вязкость разрушения матрицы практически не зависит от борных волокон. Такое предположение может быть оправдано лишь в случае, если деформация матрицы у вершины трещины локализована на столь малом участке, что на нее не влияет присутствие волокон. Поэтому к каждому композиту в зависимости от его поведения необходим индивидуальный подход. Будет ли вязкость разрушения матрицы столь же низка, как и для массивного образца материала матрицы, или несколько выше —это, согласно Куперу и Келли [7], определяется влиянием волокон. Если поверхность раздела прочна, а коэффициент вариации прочности волокон велик, то, по Меткалфу и Кляйну [27], места разрушения волокон будут характеризоваться значительным пространственным разбросом это может привести к увеличению деформации матрицы, а последнее, в свою очередь, — к росту вязкости разрушения. [c.288]

На рис. 10 показано влияние легирующих элементов на энергию поверхности раздела в некоторых композитах системы никелевый сплав — окись алюминия. Более электроположительные добавки концентрируются на поверхности раздела. При увеличении сродства легирующего элемента к кислороду уменьшается концентрация этого элемента, обеспечивающая полное покрытие поверхности окисла на границе с расплавом (это связано со свободной энергией образования соответствующих окислов). Если растворенные атомы образуют менее стабильные окислы, чем растворитель, то они, по-видимому, не адсорбируются на поверхности раздела, и энергия поверхности раздела изменяется очень мало. Согласно уравнению адсорбции Гиббса, избыток концентрации на поверхности раздела определяется изменением уж.т в зависимости от активности растворенного вещества. На рис. 11 приведена зависимость Y (. т от концентрации титана в никеле. В области линейной зависимости уж.т (интервал концентрации титана 0,1—1,0%) на поверхности AI2O3 образуется монослой титана. При более высоком содержании Ti в расплаве поверхностное натяжение у , т становится постоянным и составляет 0,4 Дж/м , что соответствует, по-видимому, многослойной адсорбции. В этой области концентраций краевой угол становится меньше ЭО"" ( 70°) и пропитка расплавом становится возможной. [c.323]

Патрик и др. [54] изучали поверхности разрушения с помощью сканирующего электронного микроскопа с разрешением 200 А и установили, что разрушение под влиянием влаги происходит по поверхности раздела смолы и склеиваемого материала. Обнаружено также, что на поверхности алюминия образуется р-шдро-окись алюминия (байерит), разрушающаяся в процессе коррозии под напряжением. По-видимому, уже на первой или на второй стадии воздействия воды происходит поверхностный гидролиз окиси алюминия с образованием байерита. [c.109]

Микроструктура поверхности раздела и прочность сцепления на границе раздела, несомненно, являются наименее изученными из тех основных факторов, которые влияют на усталостную прочность композита. Такое положение дел сохраняется и до сих нор из-за экспериментальных трудностей обнаружения границ раздела матрицы и волокна с достаточно высокой степенью разрешения. В последнее время, однако, для выявления поверхностей раздела алюминия и бора [22, 23, 25—27, 46] и оценки ее влияния на усталостную прочность композита были разработаны методы трансмиссионной электронной микроскопии. Почти все исследования поверхностей раздела, в которых достигалась высокая степень разрешения, проводились на бороалюминиевых композитах, поэтому в последующем подробном обсуждении композиты такой системы будут рассмотрены особо. [c.423]

Рис, 16. Влияние микроструктуры поверхности раздела на предел усталости Отпах (н 0 циклов) для композитов алюминия 6061-0 и бора Я = 0,2 [c.427]

Увеличение глубины диффузионного проникания до величин X 1000-10 см может все сильнее ухудшать усталостную прочность композита даже тогда, когда на поверхностях раздела отсутствуют бориды алюминия вероятно, следует ожидать, что влияние такой взаимодиффузии будет более вьсраженным в случае ориентации волокон под углом к оси нагружения. Для величин X < 250-10 см и поверхностей раздела, имеющих частично механический характер, усталостная прочность композита алюминия 6061-0 с бором заметно улучшается по сравнению с той, которой обладают современные композиционные материалы. Таким образом, металлургическая структура поверхностей раздела является переменчивым фактором, который играет важную роль для усталостной прочности этих композитов. [c.435]

Чтобы понять механизм окисления, приходится изучать и по мере возможности предугадывать окислительные характеристики окисных слоев для всевозможных сочетаний металл — газ. Необходимо знать состав и структуру устойчивых соединений, образующихся при таком сочетании. Так как энергетическое состояние на поверхности раздела, равно как и на всякой поверхности вообще, отлично от энергетического состояния в толще материала, на подходящей поверхности могут образовываться металлические соединения, в обычных условиях неустойчивые в толще материала. Так, никель образует только один устойчивый окисел, а именно закись никеля N 6, но на поверхности окиси алюминия АЬОз возможно образование в значительном количестве и полуторной окиси никеля N 203 то же самое относится и к образованию двуокиси никеля N 02 на поверхности ТЮ2 [1]. В таких случаях структура образующихся окислов никеля псев доморфна структуре поверхности, на которой они образуются. Закись никеля N 0, которая, как известно, в нормальных условиях кристаллизуется только в решетке каменной соли, при образовании в виде слоя на поверхности никеля может приобрести ромбоэдрическую структуру [2]. Еще об одном экспериментальном факте, который можно увязать с влиянием поверхностной энергии, сообщает Гульбрансен [3]. Вюстит РеО, обычно неустойчивый при температурах ниже 570° С, образуется при окислении железа при этих температурах в виде тонкой пленки под окалиной, состоящей из окиси железа РегОз. Чем ниже температура образования такой пленки вюстита, тем меньше ее толщина, хотя пленку удавалось обнаруживать даже при 400° С. По уравнению [c.12]

Изложено влияние способа подготовки поверхности металла, и условий нанесения оксидных покрытий плазменным методом на некоторые их свойства. Описана установка для оценки проницаемости покрытия в жидких и газообразных средах. Изучено влияние термообработки на взаимодействие между различными компонентами покрытия. Проведено металлографическое изучение границы раздела металл—покрытие. Показана перспективность нанесения двухслойных покрытий для защиты металла, в частности стали, от воздействия атмосферы при повышенных температурах, а также от действия расплавленных сред, не растворяющих окись алюминия. Библ. — 2 назв., рис. — 3, табл. — 4. [c.344]

Даже у эффективных магниевых сплавов и при благоприятных условиях значения не превышают 0,55—0,65. Причиной большой доли собственной коррозии является выделение водорода, образующегося по катодной параллельной реакции согласно уравнению (7.56), или же развитие свободной коррозии частиц, отделенных от протектора при сильно трещиноватой его поверхности (см. раздел 7.1.1 [2—4, 19— 21]). Магниевые протекторы изготовляют в основном из сплавов. Содержание железа и никеля не должно превышать 0,003 %, так как при этом их свойства ухудшаются. Влияние меди не является однозначным. Верхним пределом ее содержания считается 0,02 %. При добавке марганца железо выпадает из расплава и при затвердевании становится безвредным ввиду образования кристаллов железа с оболочкой из марганца. Кроме того, марганец повышает токоотдачу (выход по току) в хлоридсодержащих средах. Содержание марганца должно быть не менее 0,15 %. Алюминий облегчает удаление вредного железа благодаря выпадению вместе с марганцем. Впрочем, чувствительность к повышенным содержаниям железа (более 0,003 %) в присутствии алюминия заметно повышается. При добавке цинка коррозионное разъедание становится более равномерным, к тому же снижается чувствительность к другим загрязнениям. Важнейшим магниевым протекторным сплавом является сплав AZ 63, который удовлетворяет также и требованиям стандарта военного ведомства США MIL-A-21412 А [22]. [c.186]

ПО теплопроводности различных Сандвичевых структур. Теплопроводность Сандвичевых панелей складывается из теплоизоляционных свойств каждого из компонентов пластин, заполнителя и связующего. Тепловое сопротивление R (величина, обратная теплопроводности) является суммой сопротивлений всех трех компонентов (включая эффекты на границах раздела). Типичные свойства несущих материалов приведены в соответствующих справочниках. Термическое сопротивление адгезионного слоя составляет 0,03 внутри материала и 0,01 на поверхности. На графиках (рис. 21,4) приведены значения теплосопротивлений сотовых структур при температуре 24 °С. Показано, что для неметаллических сотовых структур влияние размера ячейки более существенно, чем плотность наполнителя. Для алюминиевой ячейки — наоборот. Поправочный температурный коэффициент К (Ь) приведен для неметаллов (J) и для алюминия (2) в зависимости от [c.340]

На рис. 30 доказана зависимость ударной энергии от ориентации образца [50]. Изменение энергии разрушения зависит от относительной ориентаций илоскости трещины и оси волокна. Образцы с ориентацией 1 (см. рис. 30) имеют максимальную ударную вязкость вследствие нагружения до разрушения каждого волокна напряжениями растягивающего типа в иаправле-юга, параллельном оси укладки волокон. Этот вид распространения трещины требует большого количества упругой энергии, которую необходимо передать при интенсивном пластическом течении матрицы, окружающей каждое волокно. Изучение типичной поверхности разрушения образца (рис. 31) свидетельств т о влиянии пластического течения матрицы на величину ударной вязкости, поскольку сопротивление удару возрастает с увеличением объемного содержания хрупкой фазы (борсика). Кан<дое из волокон, выступающих над поверхностью разрушения (рис. 31), покрыто слоем алюминия. Граница раздела волокно — матрица не была основным участком разрушения напротив, разрушение происходило в результате пластической деформации и разрушения алюминиевой оболочки вокруг каждого волокна. [c.480]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...