Прочность фазы на поверхности раздела

При попытке создать сформулированные выше условия сразу же возникают определенные трудности. Как уже отмечалось, при внешнем нагружении системы, состоящей из двух взаимосвязанных механически различных фаз, на поверхности раздела между ними возникает сложное напряженное состояние. При простом механическом испытании прочности изолированного промежуточного слоя (поверхности раздела) воссоздать это сложное напряженное состояние практически невозможно. Поэтому необходимо четко сознавать, что напряженное состояние поверхности раздела, существующее в объеме композита и создаваемое при испытании изолированной поверхности раздела, различно. [c.69]

Таким образом, к преимуществам эвтектических композитов следует отнести простоту их изготовления (нет необходимости отдельного изготовления усов , исчезают трудности, связанные с их использованием), высокую прочность связи на поверхности раздела и отсутствие окисных слоев (что обеспечивает высокую термическую устойчивость - возможность длительной работы при повьппенных температ фах). Однако для таких композитов характерно постоянство объемной доли эвтектической фазы, что делает невозможным воздействие на их свойства путем изменения состава. Кроме того, для реализации плоского фронта кристаллизации необходимо использовать высокочистые вещества, так как примеси этому препятствуют. [c.131]

В качестве полуфабриката для диффузионной сварки можно использовать ленты из борного волокна, покрытые нитридом бора и пропитанные расплавленным алюминием. Для получения прочности композита, соответствующей правилу аддитивности, необходима надежная механическая связь на границе раздела. Выполнение этого условия обеспечивает в эксплуатации материала передачу нагрузки от матрицы к волокну. Вместе с тем компоненты композиционного материала, как правило, взаимодействуют между собой. Диффузионные процессы уменьшают прочность упрочняющей фазы и в большинстве случаев приводят к образованию интерметаллидной прослойки в контакте волокна с матрицей. При достижении ширины интерметаллидной зоны 0,5—2,0 мкм композит перестает существовать. Под нагрузкой матрица не передает напряжение на волокно, идет разрушение интерметаллидов, образование и развитие трещин в волокне. Образование твердых растворов еще не приводит к коренному ухудшению свойств, С целью повышения жаропрочности и срока службы композиционных материалов на волокна наносят барьерные диффузионные покрытия. Покрытия могут исключать или значительно замедлять процессы взаимодействия материалов волокна и матрицы. Метод нанесения покрытия должен обеспечивать хорошую связь с волок-но 1, равномерную толщину покрытия и исключать пористость последнего. Другим способом подавления образования нежелательных фаз на поверхности раздела является использование в качестве матрицы сплавов, имеющих пониженную реакционную способность с упрочняющим материалом. С термодинамических позиций необходимо добиваться минимальной разности химических потенциалов компонентов композита. [c.214]

Большинство экспериментальных работ по определению влияния прочности связи по поверхностям раздела на прочность композитов с дисперсными частицами проведено на полимерных системах, в которых можно легко получить определенную степень связи путем предварительной обработки дисперсной фазы так называемыми разделяющими или соединяющими составами, причем первые уменьшают, а последние увеличивают степень связи по поверхностям раздела. [c.48]

Волокна, проволоки и нитевидные кристаллы, применяемые в качестве упрочнителей, перед процессом диффузионной сварки чаще всего подвергают поверхностной очистке химическими методами. Это связано с наличием на поверхности упрочнителей различного вида замасливателей, смазок, применяемых в процессе изготовления волокон и проволок, тонких слоев окислов и др. Такая очистка осуществляется в щелочных или кислотных травителях. С целью повышения прочности связи на границе раздела упрочнителя с матрицей на поверхность волокон и нитевидных кристаллов в некоторых случаях наносят покрытие из металла или соединений методами химического, электрохимического осаждения, осаждения из газовой фазы и др. [c.120]

Г -фазы (рис.9.9) тоже влияет на сопротивление ползучести, последнее можно повысить, если оптимизировать это размерное несоответствие, т.е. оптимизировать уровень когерентных искажений на поверхности раздела частица/матрица [25]. Этот вклад в прочность сплавов, по-видимому, более эффективен для кратковременной и низкотемпературной службы, поскольку увеличение размерного несоответствия решеток повышает и нестабильность -фазы. Обычно это нежелательно, поскольку огрубление или превращение ее выделений приводит к ухудшению сопротивления ползучести. Однако в некоторых случаях, таких, например, как развитие [c.329]

НОЙ температуре. Сравнивались данные исследования микроструктуры и механических свойств при растяжении композиционных материалов с матрицей из двойных медных сплавов с вольфрамовым волокном и системы со взаимно нерастворимыми компонентами медная матрица — вольфрам. Взаимодействие, возникающее на поверхности раздела волокна с матрицей, связывается с различными значениями прочности и пластичности. Выло установлено три типа взаимодействия 1) диффузия, сопровождающаяся рекристаллизацией периферийной зоны вольфрамового волокна 2) выделение второй фазы в матрице вблизи периферии волокна, не сопровождающееся рекристаллизацией 3) взаимодействие в твердом растворе без рекристаллизации в волокне. Микроструктуры, иллюстрирующие отсутствие взаимодействия с медной матрицей и три типа взаимодействия, показаны на рис. 1—6. На рис. 1 и 2 не видно взаимодействия или рекристаллизации на поверхности раздела медной матрицы с вольфрамовым волокном. [c.242]

Однако имеется достаточно много исследований, в которых было показано, что соотношение (6.1) не является универсальным. Особенно это относится к высокоуглеродистой стали, структура которой состоит из сложных продуктов превраш ения аустенита. В этом случае определяющим фактором является не размер зерна, а дисперсность фаз (величина поверхности раздела фаз), входящих в состав структуры. Существует мнение, что в высокоуглеродистых сталях одним из важнейших структурных параметров, влияющих на комплекс механических свойств, является размер областей когерентного рассеяния (блоков мозаики). В работе Д.С. Казарновского и др. [24] на образцах из углеродистой стали (0,78% С 0,86% Мп 0,17% Si) (сталь I) и низколегированной стали системы r-Si-Mn-V (0,67% С 1,08% Мп 0,65% 81 0,82% Сг 0,09% V) (сталь II) исследовалась взаимосвязь между размером областей когерентного рассеяния О и усталостной прочностью а 1. Разную величину О и плотность дислокаций получали соответствующей термообработкой. Основные режимы термообработки (1-4) приведены в табл. 6.1. Из таблицы следует, что наряду с обычной термообработкой (закалка в масло и отпуск) проводилась изотермическая закалка в расплаве солей, так как при ней превращение аустенита высокоуглеродистой низколегированной стали в промежуточной области обеспечивает получение более мелкой структуры с наибольшей плотностью дислокаций. Кроме того, дополнительной специальной термообработке подвергали сталь II закалка с [c.211]

При адгезии некоторых резиновых смесей к меди или ее соединениям снижение адгезионной прочности может происходить в результате образования сернистой меди (сера входит в состав резиновой смеси). Сернистая медь имеет рыхлую порошкообразную структуру, образуется на поверхности раздела фаз и обусловливает снижение адгезионной прочности. Поэтому для усиления адгезии целесообразно уменьшить или исключать серу из резиновой смеси или же использовать в качестве субстрата металлические поверхности, в которых отсутствует медь. [c.166]

Кинетическая совместимость — способность компонентов композиционных материалов сохранять метастабильное равновесие в определенных температурно-временных интервалах [3]. Проблема кинетической совместимости имеет два аспекта 1) физико-химический — обеспечение прочной связи между компонентами и ограничение на поверхностях раздела процессов растворения, гетеро- и реакционной диффузии, которые ведут к образованию хрупких продуктов взаимодействия и деградации прочности армирующих фаз и композиционного материала в целом 2) термомеханический—достижение благоприятного распределения внутренних напряжений термического и механического происхождения и снижение их уровня обеспечение рационального соотношения между деформационным упрочнением матрицы и ее способностью к релаксации напряжений, предупреждающей перегрузку и преждевременное разрушение упрочняющих фаз [4]. [c.493]

Классические представители активаторов - оксиды кобальта и никеля. Добавление 1 % СоО к силикатной эмали в 7 раз увеличивает прочность соединения. Важно, чтобы активаторы были способны адсорбироваться на границе раздела фаз. Эффективным активатором адгезии является кислород, в присутствии которого на поверхности металлов образуются оксидные плёнки, улетающие смачивание и адгезию. [c.50]

Некоторые из перечисленных веществ коррозионно-активные. Характерное свойство асфальтенов — их способность конденсироваться в адсорбционном слое на границе раздела фаз с образованием твердообразных, хорошо сцепленных с поверхностью и имеющих большую прочность пленок, что снижает контакт с водной фазой и скорость коррозии в двухфазной среде. Влияние природных ингибиторов асфальтенов и нафтеновых кислот на скорость коррозии стали в двухфазной среде показано ниже. [c.123]

Следует отметить, что осуществление разрыва двух образцов металла, соединенных при помощи расплавленного защитного покрытия и затем охлажденных ниже температуры полного его затвердевания, не отражает истинной прочности сцепления, так как условия формирования покрытия между двумя образцами защищаемого металла существенно отличаются от условий его формирования на поверхности металлического изделия, когда наружная поверхность образующегося покрытия граничит с газовой фазой. В особенности это относится к силикатным и другим оксидным покрытиям, формирование которых связано с диффузией кислорода к поверхности раздела покрытие—металл. Однако даже в тех случаях, когда удается измерить непосредственно усилие, необходимое для отрыва защитного покрытия от поверхности металла, определение действительной прочности сцепления между ними представляет подчас неразрешимую задачу вследствие отсутствия информации о распределении напряжений в разрываемых телах. Участки, подвергающиеся более высоким напряжениям, разрушаются при разрыве в первую очередь, уменьшая тем самым прочность всего сочленения в целом. [c.39]

Проведенные Томпсоном и др. [83] исследования стержневого эвтектического сплава Со — Сг с карбидным упрочнением свидетельствуют о прочности связи и высокотемпературной стабильности поверхности раздела. Характеристики кратковременной и длительной прочности приведены на рис. 21. Микроструктура эвтектики практически стабильна вплоть до 1370 К, а эвтектический сплав обладает более высоким сопротивлением ползучести, чем традиционный жаропрочный сплав на кобальтовой основе Маг М-302. Судя по энергии активации, процесс ползучести определяется упрочняющей карбидной фазой, что также подтверждает эффективность передачи нагрузки через поверхность раздела. [c.263]

Автор использовал основы механики разрушения для исследования влияния второй дисперсной фазы на прочность композитов с хрупкой матрицей при помощи трех факторов, определяющих прочность, а именно энергии разрушения, модуля упругости и размера трещины. Указанные факторы зависят от пяти параметров композитов, связанных с выбором фаз композитов и методом их изготовления 1) размера частиц дисперсной фазы 2) объемного содержания дисперсной фазы 3) степени связи по поверхностям раздела 4) отношения модулей упругости фаз и 5) различия в термическом расширении фаз. [c.55]

В этой главе будет обсужден ряд вопросов, относящихся к структурному упрочнению и охрупчиванию двухфазных сплавов и особенно к распределению напряжений около частиц и роли этих напряжений в разрушении частиц и поверхностей раздела, к влиянию частиц на возникновение вязкого разрыва и хрупкого разрушения и, наконец, к хрупкой прочности двухфазных соединений с высоким содержанием хрупкой фазы. Обсуждение ограничено сплавами с крупными твердыми и хрупкими частицами, заключенными в мягкую и вязкую матрицу. В этой главе не рассматриваются дисперсионно твердеющие сплавы с очень мелкими дисперсными частицами и не включены также волокнистые или слоистые структуры. В обзоре рассматриваются деформация и разрушение двухфазных сплавов, описанные в работах [42, 64, 781, причем точки зрения каждой из этих работ имеют некоторые отличия по сравнению с настоящей работой. [c.59]

В этом случае хрупкая фаза представлена в достаточном количестве, и поэтому при разрушении сама матрица не может выдержать нагрузку. Прочность композита определяется прочностью хрупких частиц или поверхности раздела между частицами и матрицей, в особенности сопротивлением возникновению разрушения. Разрушение происходит при нагрузке, которая выше предельной нагрузки для композита, определяемой пределом текучести матрицы, но ниже предельной нагрузки, соответствуюш,ей пределу прочности матрицы. Эффективный предел текучести матрицы увеличивается вследствие пластического стеснения, налагаемого жесткими частицами на пластичную матрицу. Степень стеснения увеличивается с увеличением уровня напряжений до значения разрывной прочности частиц [20]. [c.92]

Несмотря на очевидный характер влияния окисных пленок на термическое сопротивление контакта металлических поверхностей, до настоящего времени изучению этой проблемы не уделялось должного внимания. С одной стороны, ощущается недостаток в данных об образовании и росте окисных пленок, об их прочности, теплофизических свойствах и изменениях термического сопротивления действительного контакта окисленных поверхностей. С другой стороны, сложный характер процесса теплопереноса на границе раздела фаз в зоне контакта соединений с окисными пленками затрудняет создание теоретической модели, в полной мере соответствующей структуре температурного поля такого соединения. [c.187]

Вода может быть абсорбирована смолой и действовать как пластификатор, уменьшая как прочность, так и жесткость СВ КМ. Вода может также мигрировать на границу раздела фаз стекло— полимер путем диффузии через полимер и проникая через тре-Ш.ИНЫ, пустоты и другие дефекты в массе композита или мигрируя вдоль поверхности волокна. С этой точки зрения связь стекло—полимер может быть ослаблена действием воды в результате реализации различных механизмов проникновения ее в материал. [c.515]

В подавляющем большинстве гетерогенных полимерных композиций такие свойства, как модули упругости и термические коэффициенты объемного расширения фаз, различаются между собой. Это приводит к возникновению на границе раздела фаз напряжений, приводящих к падению прочности и изменению других свойств Б результате образования трещин и разрушения связи между фазами. Возможны по крайней мере два путл снятия этих напряжений постепенное изменение свойств в пограничном слое от одной фазы к другой нанесение более эластичного или пластичного слоя на границу раздела между матрицей л жестким наполнителем. Этот слой обеспечивает частичную релаксацию напряжений, деформируясь без разрушения адгезионной связи между фазами. Такой слой должен быть значительно толще, чем слой аппрета, наносимого на поверхность минеральных наполнителей. [c.287]

В Великобритании, в Национальной технической лаборатории, было проведено исследование влияния поверхности раздела на поперечную прочность композита А1—20% нержавеющей стали [16]. Образцы композитов были получены путем горячего прессования пр И температуре 673—873 К затем эти образцы испытывали при комнатной температуре, с тем чтобы оценить влияние температуры изготовления на поперечную прочность. Поперечная прочность при комнатной температуре увеличивалась с повышением температуры изготовления до 795 К — по мере роста прочности связи. Поперечная прочность возросла в большей степени, чем следовало бы ожидать исходя из зависимости прочности матрицы от температуры прессования. С дальнейшим повышением температуры изготовления поперечная прочность снижается. Это, по мнению авторов, обусловлено тем, что разрушение инициируется на поверхности раздела, где имеется хрупкая фаза РегАЦ, обладающая малой прочностью. [c.227]

Рассмотрим сначала случай твердой хрупкой частицы в относительно вязкой матрице. На поведение композита непосредственно влияют размер частиц, их объемная доля и прочность поверхности раздела. Частица действует как концентратор напряжений. Ее размер и расстояние до соседней частицы определяют взаимодействие между полями напряжений частиц. При разрушении такого композита трещина в непрерывной фазе (матрице) будет многократно наталкиваться на частицы. Если прочность поверхности раздела между частицей и матрицей мала, то трещина будет вести себя, как при взаимодействии с порой, поскольку такая частица не способна передавать растягивающие напряжения, а радиус кривизны у нее меньше, чем у фронта трещины. В результате возможен рост вязкости разрушения. Это подтверждается данными для армированных пластиков, у которых прочность связи по поверхности раздела можно в известной степени регулировать с помощью специальной обработки поверхности упрочнителя. В работах Браутмана и Саху [4], а также Уамбаха и др. [49] было установлено, что вязкость разрушения композитов с матрицей из эпоксидной смолы, полиэфира или полифениленоксида, армированных стеклянными сферами, растет по мере снижения прочности связи по поверхности раздела. Помимо затупления вершины трещины предложены и другие механизмы, объясняющие повышение вязкости разрушения. Браутман и Саху, например, связывают его с увеличением трещинообразования и деформации в подповерхностных слоях. Для исследованных композитов изменение объемной доли стеклянных шариков по-разному влияет на вязкость разру- [c.302]

Отсюда следует непосредственная связь между реальной прочностью волокон и коэффициентом концентрации напряжений. Типичные значения коэффициентов концентрации напряжений в борных волокнах 10—20. В волокнах бора дефекты могут залегать на внешней поверхности, либо на поверхности раздела между борной оболочкой и вольфрамовой проволокой. Если поверхностные дефекты представляют собой острые, узкие микротрещины, то маловероятно, чтобы в процессе получения композиционного материала, например, методами горячего прессования через твердую фазу материал матрицы попадал в трещину. В связи с этим реакция взаимодействия не изменяет эффективность исходных концентратов напряжений на внешней поверхности волокна. Тем более это относится к дефектам между борной оболочкой и вольфрамовой проволокой. Таким образом, в основе модели Меткалфа лежит предположение о том, что собственные концентраторы напряжений в волокнах остаются неизменными в процессе получения композиционного материала, а в матрице отсутствуют условия для возникновения трещин. [c.73]

Для улучшения смачивания сапфира никелем или алюм1инием и усиления шрочности связи между ними на сапфировые волоша можно также нанести промежуточное тонкое покрытие из сплавов никеля или сплавов типа нихрома. Сегрегируя на поверхности раздела, хром обеспечивает наиболее благоприятное смачивание сапфира никелем, а отсутствие образования новых промежуточных фаз сохраняет исходную высокую прочность арматуры. Иначе решать ту же задачу можно, вводя в никелевую матрицу легирующие компоненты тита на и хрома. [c.70]

Важно знать, при каком количестве частиц второй фазы прочность сплава будет наиболее высокой. С увеличением числа частиц возрастает сопротивление пластической деформации, но при этом уменьшается способность материала деформироваться, возрастает вероятность образования трещины и уменьшается сопротивление разрушению. Некогерентные частицы с большой поверхностной энергией могут приводить к образоваиию трещин на поверхностях раздела вследствие локальной концентрации напряжения после образования петель. Вместе с тем частицы могут служить стопорами для развития трещин. [c.315]

Механизм влияния несмешивающихся жидкостей не совсем ясен. Уэйл и Марбоу [57] сообщили об интересном опыте, который дает некоторое качественное представление об относительном влиянии смоченных твердых поверхностей в несмешивающихся жидкостях на понижение прочности воды на разрыв. Были проведены эксперименты с парафином в воде, в которых кипение вызывалось путем понижения внешнего давления, и определена разность между давлением насыщенного пара при температуре воды и давлением в системе, при котором на поверхности раздела между парафином и водой образовывались паровые каверны. Оказалось, что в том случае, когда парафин существовал в твердой фазе, паровые каверны образовывались на поверхности раздела при давлении в системе, равном давлению насыщенного пара. Когда же температура повышалась до точки плавления парафина, то в исследуемом интервале давлений каверны не образовывались. [c.82]

Борное волокно получается осаждением бора нз газовой фазы на поверхность разогретой вольфрамовой проволоки. Вследствие диффузии и взаи юдействия между бором н вольфрамом последний превращается в бориды вольфрама. Таким образом, наружная оболочка волокна состоит пз металлического бора, сердечник — из кристаллических боридов переменною сос тава. Борные волокна имеют с1 = 90 150 мкм, = 280 ч-320 К1 с, г г, г, = 0.7 0.8",. Е = 39000 40000 кгс/.чгм , выпускаются под марками БН и борофил (США). При температуре > 400 С волокна окисляются и требуют нанесиига защитных покрытий (карбиды). Ячеистая микроструктура борных волокон обеспечивает высокую прочность при сдвиге на границе раздела с матрицей. [c.427]

Эффективное упрочнение достигается за счет введения углерода, образующего твердые растворы внедрения. Однако его растворимость в феррите сравнительно невелика, что приводит к снижению упрочняющего эффекта. Высокая прочность мартенсита закалки сопровождается снижением вязкости и необходимостью проведения отпуска. При отпуске образуются карбиды, мартенсит обедняется углеродом и снижается действие твердорастворного механизма упрочнения. При этом, хотя и реализуется третий механизм упрочнения — дисперсными частицами второй фазы, образуются довольно крупные частицы цементитного типа в ферритной матрице. Эти частицы более тверды и хрупки, чем феррит-ная матрица, и при нагружении на поверхности раздела создается объемнонапряженное состояние, приводящее к образованию микротрещин. Принято считать, что увеличение в стали содержания углерода на каждые 0,1 % повышает порог хладноломкости на 20 градусов. [c.262]

Уменьшение адгезионной прочности связано I) с протеканием химических или физических (в первую очередь кристаллизационных) процессов в пленке 2) с образованием новой фазы на границе раздела пленка—подложка в результате гидратации или окисления поверхности 3) с проявлением внутренних (касательных) напряжений. Отслоение пленки может происходить по двум меха-н 1змам адгезионному и когезионному. Когезионное отслоение характерно для покрытий, пленкообразователь которых находится в высокоэластичном состоянии, когда когезионная прочность относительно невысока. [c.90]

При протекании жидкости через узкую щель, образованную неподвижными стенками, на границе раздела твердой и жидкой фаз происходит адсорбция поляризованных молекул жидкости, обусловленная силами межмолекулярного взаимодействия. В результате этого на поверхности стенок образуется фиксированный слой жидкости, обладающей определенной прочностью на сдвиг, а живое сечение потока в щели уменьшается. Такое заращиваиие щели называется облитерацией. [c.75]

К аналогичным результатам приводят и результаты испытаний на растяжение [4, 34] или на ползучесть при постоянной нагрузке [8] стержневого композита А1 — Al Ni. Образующаяся в процессе направленной кристаллизации поверхность раздела упрочнитель — матрица обеспечивает в этом композите эффективную передачу нагрузки от матрицы к армирующей фазе. Как и для системы AI — СиАЬ, прочность здесь может быть рассчитана на основе [c.258]

Простейшие слоистые материалы состоят из связанных гомогенных изотропных пластин. При изготовлении этих материалов слабые плоскости можно располагать благоприятным образом — так, чтобы обеспечить высокую вязкость разрушения композита. Рассмотрим идеализированный слоистый материал, изображенный на рис. 25. Поле напряжений перед трещиной задается уравнением (2). На небольшом расстоянии перед вершиной трещины развиваются поперечные растягивающие напряжения 0 . Они, в сочетании со сдвиговыми напряжениями Хху (возникающими при любых зиачениях угла 0, кроме 0=0°), могут вызвать межслоевое разрушение. Маккартни и др. [24] изучали сопротивление развитию трещины слоистого материала из высокопрочной стали (203 кГ/мм ) для случаев низкой, средней и высокой прочности связи. Связь низкой прочности (3,5—7,0 кГ/мм ) обеспечивали с помощью эпоксидных смол, а также оловянного и свинцово-оловянного припоя, связь средней прочности (38—60 кГ/мм )—с помощью серебряного припоя, а высокопрочную связь (140 кГ/мм ) — путем диффузионной сварки слоев. Во всех случаях при испытании на ударную вязкость по Шарпи образцы разрушались лишь до первой плоскости соединения слоев. Остальная часть образца сильно деформировалась и расслаивалась по той же поверхности раздела, но не разрушалась. Сходные результаты получил и Эмбе-ри с сотр. [9]. Если прочность связи уступает прочности листов, то происходит торможение трещины. Ляйхтер [23], однако, установил, что охрупчивающая фаза, возникающая при использовании некоторых твердых припоев, может существенно снизить вязкость разрушения. [c.296]

В работе [59] было также исследовано влияние связи по поверхностям раздела композитной системы стекло — никелевые шарики. Показано влияние как неокисленных (нет связи), так и окисленных (хорошая связь) никелевых шариков на прочность трех различных стеклянных матриц с коэффициентами термического расширения, большими, меньшими и равными коэффициенту термического расширения металлических шариков. Во всех случаях прочность композитов с хорошо связанными предварительно окисленными шариками была выше прочности композита с плохо связанными (неокисленными шариками и стеклянной матрицы без второй дисперсной фазы. В этой работе также отмечено, что оптимальная прочность связи зависит от толщины окисной пленки. [c.52]

В заключение отметим, что прочность связи может существенно влиять на прочность композитов с частицами. В композитных системах с > р, к которым относятся все системы полимер — неорганические частицы, последние испытывают сжатие при охлаждении ниже температуры их изготовления, что помогает нести приложенную силу при низком уровне напряжений независимо от степени связи по поверхностям раздела. При более высоких уровнях напряжений у каждой частицы со слабыми связями но поверхностям раздела образуются псевдопоры, которые существенно уменьшают модуль упругости композита. Таким образом, оптимальная прочность композита может быть получена при достаточно прочной связи между поверхностями раздела двух фаз. Подход механики разрушения также подтверждает, что в тех случаях, когда не представляется возможным получить прочные связи по поверхностям раздела и а , > р, более высокая температура изготовления будет увеличивать уровень напряжений, при котором образуются псевдопоры, повышая таким образом прочность этих композитов. Как будет показано ниже, остаточные напряжения, возникающие вследствие различных термических расширений, могут быть также и вредными, особенно для композитов с дисперсными частицами большого размера. [c.52]

В основном наибольшее влияние дисперсной фазы состоит в увеличении размера трещины, который влияет на все пять параметров композитов, отмеченных выше. Это влияние обычно приводит к более низкой прочности по сравнению с прочностью матрицы без второй фазы. Экспериментальные и теоретические исследования показывают, что размер трещины можно довести до минимума и тем самым получить оптимальную прочность композита при применении дисперсных частиц малого размера. Для этого требуется также незначительный разброс размеров частиц, а скопления частиц (агломераты) должны быть сведены до минимума посредством соответствующего метода введения дисперсной фазы. Как отмечено, модуль упругости композитов с дисперсными частицами зависит не только от упругих свойств двух фаз. Трещины, которые могут развиться в процессе охлаждения композита ниже температуры его изготовления, и псевдопоры, образованные под напряжением вследствие слабой связи по поверхностям раздела, приводят к более низким модулям упругости по сравнению с обычно вычисляемыми. Так как для получения оптимальной прочности необходим наибольший модуль упругости, наличие трещин может быть сведено до минимума, несмотря на большие остаточные термические напряжения путем изготовления композита с дисперсными частицами малого размера. Подобным образом можно избежать образования псевдопор при низком уровне приложенных напряжений путем обеспечения хорошей связи по поверхностям раздела между соединяемыми фазами. Следует отметить, что, хотя большие остаточные напряжения обычно нежелательны, они могут быть полезны в полимерных композитах для увеличения уровня приложенных напряжений, приводящих к образованию псевдопор, в тех случаях, когда невозможно получить хорошую связь по поверхностям раздела. [c.55]

На приведенных выше диаграммах состояния показаны различные возможные случаи образования сплавов. Если сплав представляет собой твердый раствор, то упрочнение происходит за счет искажения решетки вблизи мест расположения атомов растворимого вещества (легирующей добавки) это относится как к растворам внедрения, так и замещения, если размеры атома легирующего элемента достаточно сильно отличаются от размеров атомов основного металла. Если сплав представляет собой механическую смесь различных фаз, то включения легирующего элемента с поверхностью раздела также повышают прочность, являясь препятствиями для движущейся дислокации. Комбинация обеих форм упрочнения имеет место в сплавах, представляющих собой механическую смесь фаз в виде растворов с ограниченным растворением. Повышение прочности посредством одного лишь легирования достигаетпорядка 10-30%. [c.266]

Таким образом, проведенные исследования показали, что при внедрении детали из стали Х18Н9Т в алюминиевые сплавы АД1 и АМгЗ при температуре 400° С пластическая деформация стали на глубину порядка 500 А в первом случае и 10 ООО А во втором случае обеспечивает схватывание металлов по всей поверхности контакта с образованием соединения, равнопрочного алюминиевому сплаву (разрушение сварных соединений происходит по основному материалу с меньшим пределом прочности). При снижении температуры или изменении других параметров процесса сварки прочность соединения уменьшается. Анализ дислокационной структуры поверхностного слоя показал, что декорирование наблюдается не только в макроскопическом масштабе, но и в микроскопическом на отдельных единичных дислокациях (рис, 3). При этом на электронно-микрогжопических картинах наблюдаются мельчайшие клубки второй фазы, которые светятся при темнопольном изображении и декорируют дислокацию лишь с одного конца, а именно с того, который выходит на свободную контактную поверхность раздела материалов. Второй же конец дислокаций, выходящий на другую поверхность, образовавтнуюся в результате приготовления пленки и утонения образна, не декорирован фазой. [c.102]

Облитерация капиллярных щелей. На течение жидкости по каналам (щелям) малого размера существенное влияние оказывают граничные условия, обусловленные силами молекулярного взаимодействия, действующими на границе раздела жидкой и твердой фаз. Под действием этих сил на поверхностях щели происходит адсорбция полярноактивных молекул жидкости с образованием через некоторое время фиксированных на них граничных слоев, имеющих аномальную вязкость, отличающуюся по величине и свойствам от объемной вязкости. В частности, при известной толщине слоя жидкость, образующая этот слой, приобретает свойства упругой прочности на сдвиг. [c.87]

И ориентировки деформировать при 100 то при одинаковых напряжениях образцы находятся в упругом состоянии и мартенсит под действием напряжений не образуется. При этом образцы не разрушаются [591, даже если осуществить 4600 циклов деформации. Исходя из этих результатов можно считать, что причиной усталостного разрушения монокристаллических образцов является образование и движение поверхности раздела исходной и мартенситной фаз. Как показывает кривая напряжение — деформация на этом рисунке, наблюдается полный кажущийся возврат деформации. Даже если прямое и обратное превращение полностью обратимы, в микромасштабе существуют необратимые процессы, в результате накопления которых происходит усталостное разрушение. На рис. 2.63 приведены [63] данные, характеризующие усталостную прочность монокристаллических образцов из сплава Си — А1 — Ni, полученные Брауном /) и Самаматой (2). В общем, нельзя утверждать, что усталостная долговечность монокристаллических образцов значительно выше усталостной долговечности поликристаллических образцов. [c.118]

Введение эластичного подслоя на границу раздела фаз может улучшать свойства композиций по следующим механизмам 1) предохранение поверхности волокон в процессе получения композиций и формирования изделий и увеличение реализации их прочности 2) снижение термических напряжений в результате сближения коэффициентов термического расширения фаз 3) релаксация напряжения на границе раздела в результате деформирования подслоя без разрушения адгезионной связи и предотвра--Щения отслаивания полимера от наполнителя и его растрескивания 4) снижение концентрации напряжений из-за предотвращения контактов частиц наполнителя друг с другом, являющихся очень сильными концентраторами напряжений [38]. [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...