Поверхность раздела волокна и матрицы

Рис. 4. Зависимость напряжения а гт от 0 на поверхности раздела волокна и матрицы при Y = 1 и различных значениях в случае одноосного поперечного растяжения.

Рис. 6. Зависимость напряжений от б на поверхности раздела волокна и матрицы при Y=1 и различных значений в случае одноосного поперечного растяжения.

Рис. И, а и 11, 6 превосходно иллюстрируют предсказанное влияние поля напряжений у конца трещины на вид роста трещины во время ее распространения из высокомодульного материала в низкомодульный в алюминиевом сплаве 1235, упрочненном бериллиевой проволокой. Усталостная трещина после пересечения поверхности раздела волокна и матрицы, как и предсказывалось, разветвилась и стала расти параллельно ей. Подобное разветвление трещин широко встречается в композиционных мате-

Поверхность раздела волокна и матрицы 118, 412 [c.479]

Рассмотрим модель, приведенную на рис. 5.14. В направлении волокон, т. е. в направлении оси х, действуют растягивающие силы, приложенные на бесконечности. При этом на поверхности волокон возникают касательные напряжения. Рассмотрим малую длину волокна dx. Изменение нагрузки dPf, растягивающей волокно, равно напряжению сдвига на поверхности раздела волокна и матрицы на участке dx. Если положить, что Тт — напряжение сдвига, то [c.125]

Известно, что обычно с увеличением скорости приложения нагрузки скорость деформации возрастает, что сопро вождается также изменением предела прочности. Это обстоятельство остается справедливым и для композитов. Однако при этом поведение композитов обладает специфическими особенностями. При больших скоростях деформаций поведение дисперсной и матричной фаз оказывается различным, а характер разрушения является многообразным, поэтому необходимо рассматривать разрушение матрицы, разрушение волокна, разрушение по поверхности раздела волокна и матрицы и т. д., т. е. разрушение не является таким простым, как в случае однофазного материала. [c.147]

С развитием диффузионных процессов связано и влияние предварительного отжига на поведение композиции при термоциклировании. С образованием хрупкой интерметаллидной зоны облегчались зарождение и рост трещин на границе волокна и матрицы. Так, в образцах композиции, отожженных 500 час при 1100° С, после 100 термоциклов по режиму 1100 20° С вольфрамовые и молибденовые волокна отделены от нихромовой матрицы глубокими трещинами [14]. С повышением коэффициента наполнения степень разделения волокон и матрицы увеличивалась. В исходных неотожженных образцах интерметаллидная зона была невелика и такая же циклическая термообработка вызывала лишь частичное разрушение вдоль поверхности раздела волокна и матрицы. По данным работы [125], трещины образуются на стыке волокна с матрицей и во время изотермического отжига при 1100° С. Предполагают, что причиной разрушения композиции служит появление хрупкой диффузионной зоны, не способной релаксировать термические напряжения. Вместе с тем величина этих напряжений не может быть большой, поскольку при 1100° С сопротивление пластическим деформациям никеля и его сплавов низкое. [c.187]

Критическая длина волокна (наименьшая длина, при которой волокно может действовать в композите), а также касательное напряжение на поверхности раздела волокна и пластической матрицы, характеризующее прочность связи волокна и матрицы, могут быть оценены по методике выдергивания одиночного волокна из материала матрицы. На рис, 68 показан образец, состоящий из диска матричного материала, в торец которого запрессовано одиночное волокно. Подрезая торец образца, можно создавать зоны сцепления волокна и матрицы различной длины h. Принципиальная схема испытательной установки показана на рис. 69. [c.160]

В реальных композитах редко выполняются все эти условия. Не всегда осуществляется жесткая связь по всей поверхности раздела включения и матрицы. Упругие характеристики включений, будь то частицы или волокна, отклоняются от своих средних значений. Может оказаться, что характеристики включений гранулированного композита существенно отличаются от средних значений, полученных для большого объема того же веще- [c.92]

Специалистам-технологам, имеющим дело с волокнистыми композитами, хорошо известно, что структурная целостность композитов определяется качеством поверхности раздела волокно — матрица. Поверхность раздела включает в себя поверхность контакта волокна и матрицы и область, непосредственно примыкающую к матрице (рис. 1). Однако для упрощения анализа принято считать, что толщина поверхности раздела равна нулю. Полагают, что природа адгезии компонентов на поверхности раздела определяется но крайней мере тремя типами связей химических, электрических и механических. Независимо от природы адгезии передача нагрузки происходит прежде всего под влиянием механических факторов. [c.43]

В волокнистых металлических композитах, за исключением композитов с направленной эвтектикой, волокно и матрица, как правило, не находятся в состоянии химического равновесия. Из всех факторов, воздействующих на усталостную прочность композита, вероятно, самым малопонятным является влияние прочности и микроструктуры на границе раздела волокна и матрицы. Увеличение прочности происходит в результате того, что посредством касательных напряжений усилия передаются через границу раздела волокна и матрицы, и высокомодульные волокна несут большую часть приложенных параллельно им нагрузок. Поверхности раздела играют и другую важную роль в сопротивлении разрушению, контролируя вид распространения трещин они могут отклонять распространяющиеся трещины и задерживать рост трещин. [c.396]

Усталостные трещины в металлах почти всегда возникают на свободных поверхностях, и поэтому усталостная прочность металлов очень чувствительна к поверхностным дефектам. В металлах, армированных волокнами, усталостные трещины могут зарождаться в двух основных местах на свободных поверхностях и на границах раздела волокна и матрицы. От свойств волокна и границы раздела волокна и матрицы зависит, будут ли последние служить местами зарождения усталостных трещин или нет. Высокопрочные хрупкие волокна, имеющие малую деформацию разрушения и большой статистический разброс прочности на разрыв (см., например, [50]), могут разрываться при растяжении в произвольных слабых точках по всему композиту. Каждый такой разрыв волокна является возможным местом зарождения усталостных трещин в металлической матрице. Затем там в результате локальной концентрации напряжений происходит классическое явление усталости. [c.406]

Армирование металлов прочными жесткими волокнами может значительно поднять предел усталости. При этом не только увеличивается несущая способность композита, но и усталостные трещины могут задерживаться, тормозиться и отклоняться волокнами. Усталостные процессы в металлах, армированных волокнами, можно охарактеризовать следующим образом в процессе одноосного циклического нагружения композиты имеют тенденцию к циклической устойчивости, к отсутствию значительного упрочнения или разупрочнения. Как и в металлах, усталостные трещины зарождаются на свободных поверхностях, но могут также возникать и внутри композита около оборванных волокон или у их концов. Поверхности раздела волокон и матрицы могут задерживать или тормозить усталостные трещины или же менять направление их роста таким образом, что распространение становится относительно безопасным. Поскольку мест для возможного зарождения трещин много и поверхности раздела способны изменять направление роста трещин, отличительной чертой поверхностей усталостного разрушения в волокнистых композитах в случае высокой усталостной прочности является их крайне неровный характер. [c.437]

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]

Прервем здесь обсуждение возможных свойств каждого класса композитных материалов, чтобы привести обобщенную схему классификации поверхностей раздела. Схема основана на типе химической реакции между волокном и матрицей. Термин реакционноспособный применяется здесь к материалам, которые взаимодействуют с образованием нового химического соединения (соединений). Можно выделить три следующих класса композитных материалов [c.14]

Ни один из упомянутых выше эффектов, связанных с наличием поперечных напряжений на поверхности раздела волокно — матрица, не следует из широко используемого правила смеси, которое предполагает отсутствие поперечных напряжений. Действительно, эта простая модель подразумевает, что матрица и волокно не связаны (наличие определенной связи привело бы к рассмотренному выше механическому взаимодействию и возникновению поперечных напряжений). Хилл [28] показал, что правило смеси дает нижние предельные значения свойств композитов в направлении [c.54]

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]

Во-вторых, условия нагружения, возникающие в образцах с вытягиваемыми волокнами, несмотря на кажущееся сходство с условиями, существующими в реальных композитах с короткими волокнами, не идентичны последним. Это вызвано тем обстоятельством, что при испытаниях нагрузка прилагается непосредственно к волокну, а в композитах нагрузка всегда прилагается через матрицу. Если в образце для вытягивания длина заделанной части волокна очень велика, то указанное различие не имеет решающего значения, поскольку длина заделанной части достаточна для адекватного распределения нагрузки между волокном и матрицей. Однако во многих системах с металлической матрицей это невозможно из-за высокой прочности поверхности раздела, так как уже при малой глубине заделки достигается критическая длина волокна /кр- [c.72]

Метод конечных элементов применял и Адамс [1] он использовал метод модуля сдвига для определения напряженного состояния композита при поперечном растяжении. Рассматривались напряжения, отвечающие интервалу от предела упругости до разрушения одной из составляющих композита, при квадратном и прямоугольном расположениях волокон предполагалось, что разрушение матрицы происходит тогда, когда напряжения в композите достигают предела прочности материала матрицы. По оценке Адамса, в композите А1—34% В с прямоугольным расположением волокон первой должна разрушаться матрица на участках минимального расстояния между волокнами. Разрушение по расчету должно происходить при поперечном нагружении композита напряжением 17,2 кГ/мм (что много меньше предела прочности материала матрицы, составляющего более 23,1 кГ/мм ). Однако в эксперименте композит разрушался путем расщепления волокон. Предсказать такой характер разрушения не представлялось возможным, так как, хотя напряжения на поверхности раздела и в волокнах были рассчитаны, прочность этих элементов при поперечном растяжении неизвестна. Автор совершенствует эту модель с целью описать процессы распространения трещины и полного разрушения композита. Вообще говоря, если известны механические свойства поверхности раздела матрицы и волокон, эта модель позволяет предсказать как разрушение по поверхности раздела, так и другие типы разрушения. [c.193]

Рис. 2 показывает, что между пределом усталости композита (определенным на базе 10 циклов) и объемным содержанием борных волокон в композите существует линейная зависимость. Материалы, пределы усталости которых обнаруживают данную линейную зависимость, изготовлены в четырех различных лабораториях, а усталостные испытания проведены в двух различных лабораториях, поэтому был сделан вывод о том, что отмеченное усталостное поведение является характерным для современных бороалюминиевых композитов. Это крайне важное заключение, так как мы увидим позже (разд. VI), что предел усталости бороалюминиевых композитов может быть повьппен по крайней мере на 20% по сравнению с тем, который дает линейная зависимость, показанная на рис. 2, за счет регулирования микроструктуры поверхности раздела волокна и матрицы [26]. [c.401]

Помимо изложенного для рассматриваемого случая известно упругопластическое решение Пиггота [5.20] и решение Хаяси [5.21], основанное на использовании анализа двумерного напряженного состояния. Исследованию упрочнения дискретными волокнами посвящено много работ, в которых определялись максимальные напряжения, действующие в волокне, касательные напряжения на поверхности раздела волокна и матрицы, критическая длина волокна, а также отношение [c.123]

Большое значение поверхностей раздела для усталостного разрушения стало очевидным еще в исследованиях [6, 4, 20, 39, 19]. С одной стороны, волокна отклоняли трещины и тормозили их рост, а с другой — усталостные трещины могли зарождаться внутри композита около разорванных волокон и у концов волокон. Бэйкер [3, 5] показал, что для композитов алюминия с нержавеющей сталью усталостная прочность при знакопеременном изгибе имеет максимум при некоторой средней температуре соединения (- 510 °С) и уменьшается у образцов, полученных при более высоких или низких температурах. Изменение усталостной прочности приписывалось тому, что затрудняется распространение трещин вдоль поверхностей раздела волокон и матрицы, где имеются различные количества продуктов реакции (интерметал-лидные соединения). Это в свою очередь связывали скорее с улучшением механической связи между волокнами и матрицей, чем с увеличением прочности сварки. [c.397]

Современное понимание зарождения усталостных трещин в армированных волокнами металлах можно резюмирова1ь следующим образом. Зарождение усталостных трещин в композитах отличается от зарождения усталостных трещин в металлах только тем, что, кроме свободных поверхностей, играющих роль мест зарождения трещин, новым источником усталостных трещин в композитах служат разорванные волокна. Эта проблема, естественно, является более острой для случая хрупких волокон, наличия хрупких покрытий на волокнах или хрупких продуктов реакций на поверхностях раздела. Важно, что зарождение трещин происходит во внутренних точках и не без труда поддается наблюдениям или контролю методами неразрушающих испытаний. Будут ли усталостные трещины зарождаться на самом деле у разорванных волокон или нет, зависит от величины соответствующего коэффициента интенсивности напряжений, который пропорционален диаметру волокна (длине начальной трещины) и амплитуде напряжений. Последующий рост трещин определяется упругими свойствами, пределом текучести и характеристиками механического упрочнения компонентов, а также прочностью границы раздела волокна и матрицы и ее микроструктурой. [c.410]

В работах [51, 58] подробно рассмотрено влияние отношения модулей упругости двух разнородных материалов на распределение упругих напряжений у конца трещины, когда она перпендикулярна плоской поверхности раздела двух материалов и конец трещины лежит на этой поверхности. Несколько позднее Леве-ренц [38] определил коэффициенты интенсивности напряжений для аналогичного случая, когда трещина располагалась вблизи поверхности раздела, но не доходила до нее. Результаты этих исследований помогают, в частности, понять механизмы усталостного разрушения армированных волокнами металлов они показывают, что поверхности раздела волокон и матрицы сильно влияют на вид распространения усталостных трещин и на механизмы усталостного разрушения композитов. Они также подсказывают, по-видимому, плодотворную область исследований по улучшению сопротивления композитов усталостному разрушению, а именно конструирование и управление структурой и прочностью границ раздела. [c.412]

Можно ожидать, что разрушение по поверхности раздела легче происходит при определенных условиях нагружения. Обычно механические испытания композитов начинают с продольного растяжения, но такие условия испытания могут не быть наиболее чувствительными к свойствам поверхности раздела. Под действием продольных напряжений передача нагрузок между волокном и матрицей может осуществляться на больших длинах, и поэтому напряжения сдвига на поверхности раздела могут быть невелики. С другой стороны, поперечное нагружение неблагоприятно для передачи нагрузки по длине волокна, и условия нагружения поверхности раздела в этом случае могут быть более жесткими. Приложение к композиту внеосных напряжений может создать еще более жесткое напряженное состояние на поверхности разде--ла оно зависит от относительной прочности поверхности раздела [c.24]

Потребность в композитных материалах, состоящих из термодинамически несовместимых компонентов, при искусственном объединении которых происходят диффузия через поверхность раздела и сопутствующие вредные эффекты, привела к интенсивной разработке барьерных слоев, предотвращающих диффузию между составляющими композита. Применение воло кон бора, покрытых карбидом кремния (борсик) и нитридом бора для упрочнения алюминиевых сплавов, заметно снизило скорость реакции между волокном и матрицей (гл. 3). Благодаря этому были созданы композиты, прочность которых в условиях повышенных температур сохранялась много дольше. Таким образом, дополнительная стоимость защиты волокон компенсируется улучшением свойств композитов. [c.48]

Эта модель не только точно описывает кривую напряжение — деформация при нагружении композита в направлении волокон,, но также демонстрирует рост напряжений на поверхности раздела вследствие пластического течения. Как уже отмечалось выше, напряжения на поверхности раздела существенно зависят от различия коэффициентов Пуассона. С началом пластического течения матрицы ее эффективный коэффициент Пуассона начинает увеличиваться от значений, присущих упругой области, до 0,5 — идеального значения коэффициента Пуассона в пластической области. В результате различие коэффициентов Пуассона волокна и матрицы возрастает, так как у материала волокна коэффициент Пуассона, как правило, меньше. Таким образом, величина напряжений на поверхности раздела растет довольно быстро с развитием лластического течения. [c.53]

Если волокна пластичны, то поперечные напряжения на поверхности раздела между волокном и матрицей могут даже более заметно влиять на разрушение композита, поскольку при напряжениях, соответствующих образованию шейки и разрушению изолированных волокон, шейкообразован ие в волокнах композита стеснено. Естественно, такое влияние уменьшается с увеличением содержания волокон, так как матрица, объемное содержание которой уменьшается, менее эффективно тормозит развитие шейки. Этот эффект, обнаруженный Пилером [48] в системе серебро— сталь, наблюдали также Милейко [45] при повышенных температурах в Ni — W и Келли и Тайсон [34] —в Си — Мо и Си — W. [c.54]

Простейший анализ таких композитов провели Келли и Тайсон [33], а также Кокс [13]. В обеих работах предполагалось, что передача напряжений от матрицы через волокно описывается простой моделью запаздывания сдвига. Согласно этой модели, нагрузка на волокно передается лишь за счет возникновения напряжений сдвига на поверхности раздела волокно — матрица. Влиянием соседних волокон, концов рассматриваемого и последующего волокон и влиянием сложного напряженного состояния пренебрегают. Этот простой подход (рис. 12) позволяет сделать элементарные механические расчеты ряда важных характеристик композитов с короткими волокнами. Авторы работ [13, 33], показали, что существует длина передачи нагрузки (минимальная длина короткого волокна, начиная с которой оно нагружается до того же уровня, что и бесконечно длинное волокно), и развили соответствующую концепцию критической длины волокна. Кроме того, они рассчитали распределение напряжений сдвига на поверхности раздела в окрестности конца волокна (рис. 13). [c.60]

Высокий уровень остаточных напряжений на поверхности раздела волокно — матрица может сильно влиять на по ведение поверхности раздела, а также и композита в целом. Выше было показано, что остаточные напряжения в композитах могут быть и растягивающими, и сжимающими поэтому связь на поверхности раздела может казаться более слабой (в случае растягивающих напряжений) или более прочной (в случае сжимающих напряжений), чем в действительности. Остаточные напряжения сдвига, возникающие у разры вов волокну, также могут осложнять проблему, что и наблюдалось в стеклопластиках [10]. [c.68]

В связи с нестабильностью этого типа возникает еще одна проблема, а именно, образование пор из-за неравенства диффузионных потоков (эффект Киркендалла). Пористость вокруг вольфрамовой проволоки шдна на рис. 5 и 6. В последнем случае показана структура образца, упрочненного 24 об.% проволоки из сплава W+3% Re, после испытаний под напряжением 14,7 кГ/мм при 1422 К в течение 689 ч без разрушения. По предположению Кляйна и др. [21], поры образуются потому, что поток материала из матрицы в проволоку не уравновешивается диффузией вольфрама в матрицу. Обнаружено также, что зарождение пор ускоряется, если на исходной поверхности раздела волокно/матрица есть остаточная пористость. Снижение остаточной пористости увеличивает время до образования пор Киркендалла на порядок. [c.94]

Реакция между матрицей и волокном может происходить либо на поверхности раздела матрица — продукт реакции, либо на поверхности раздела волокно — продукт реакции. В первом случае через образующееся соединение могут диффундировать атомы материала волокна, во втором — атомы материала матрицы. В некоторых случаях протекают оба эти процесса. Блэкбёрн с сотр. [6] и другие авторы показали, что реакция между титаном и бором идет по первому механизму. Уход атомов бора из волокон приводит к образованию пор в центре волокна, вокруг вольфрамовой сердцевины (рис. 7). Некоторые поры могут возникать на поверхности раздела волокно — продукт реакции, но причина их образования здесь, как полагают, иная. Действительно, образование дибор ида титана сопровождается уменьшением объема на 20%, и это обстоятельство может явиться причиной образования пор на внутренней границе межфазной прослойки. Каков бы ни был механизм возникновения пористости, нестабильность поверхности раздела приводит к разупрочнению композита. Так, в зависимости от характера реакции разрушение композита при поперечном нагружении может пройти либо по матрице, либо по поверхности раздела (гл. 5). [c.95]

ИТ в том, чтобы оценить величину указанного предела. В отсутствие матрицы эта характеристика представляет собой прочность пучка волокон она принимает те же значения и при наличии матрицы, если прочность поверхности раздела при двиге равна нулю. Влияние роста прочности поверхности раздела зависит от свойств упрочнителя. Композиты, армированные непрерыв 1ы ми Волокнами, дисперсия прочности которых равна нулю (т. е. средняя прочность волокна в композите равна прочности пучка воло- кон), нечувствительны к прочности поверхности раздела. С ростом дисперсии прочности волокон все большее число волокон будет разрушаться в слабых точках, расположенных вне плоскости излома. В этих случаях передача нагрузки на неразрушенные участки должна происходить, по механизму, предусматривающему передачу нагрузки через поверхность раздела в матрицу. Когда поверхность раздела становится прочнее матрицы, сдвиг матрицы происходит легче, чем разрушение поверхности раздела, и даль- нейшее увеличение прочности поверхности раздела уже не. влияет на тип разрушения. Такой случай разрушения, не зависящего от состояния поверхности раздела, рассматривается теориями прочных поверхностей раздела. Поскольку продольные свойства дан- ного типа композитов. не зави >сят от состояния поверхности раздела, теории, предсказывающие значения этих свойств, не относятся к предмету настоящей главы. Обзор указанных теорий имеется в гл. 2, посвященной механиче ским аспектам поверхности раздела. [c.140]

Композит с -прочными поверхностями раздела и однородными свойствами волокон и матрицы будет разрушаться по плоскости, перпендикулярной направлению приложенных нап ряжений, и поверхность излома будет гладкой. Если волокна неоднородны по прочности из-за наличия слабых точек (дефектов) или разрывов, трещина будет распространяться так, чтобы связать слабые точки. Вследствие этого трещина либо пройдет лишний участок пути в матрице (п рочная поверхность раздела), либо будет распро-ст ранять ся по поверхности раздела. Как показано выше, максимальная длина вытягиваемой части волокна определяется критической длиной. С другой стороны, матрица разрушится в первую очередь, если деформация разрушения для нее меньше, чем для волокон. На рис. 1 схематически показаны некоторые из этих типов разрушения. На рис. 1, а показан характер разрушения композита с малой деформацией разрушения матрицы согласно работе Джонса и Олстера [14], такое разрушение наблюдается в композитах алюминий — нержавеющая сталь. Рис. 1, б отвечает случаю,, когда мала деформация разрушения волокон (например, волокна бора). В этом случае предполагается, что прочность поверхности раздела высока, поскольку трещины соединяются путем сдвига матрицы. В случае рис. 1, в деформация разрушения волокна мала, но из-за малой прочности поверхности раздела трещина в матрице отклоняется слабо, поскольку волокна легко вытягиваются из матрицы. Такое поведение может быть ирисуще композиту алюминий — бор со слабой связью. Для этого типа разрушения предполагается, что деформация разрушения [c.142]

Влияние состояния поверхности раздела мелгду волокном и матрицей на прочность композита при виеосном растяжении [c.185]

При анализе прочности композитов в условиях внеосного нагружения влияние поверхности раздела может быть учтено несколькими способами. Например, можно предположить, что прочность поверхности раздела достаточно велика для передачи вне-осных нагрузок между волокнами и матрицей вплоть до момента разрушения композита. Такое предположение означае т, что по-ве рхность раздела прочна и не разрушается. Таким образом, в соответствии с терминологией, использованной в гл. 4, посвященной прочности при продольном растяжении, теории этого типа могут быть названы теориями прочных поверхностей раздела . [c.186]

И композит титан — бор, и композит титан — борсик относятся к третьему классу, так как на поверхности раздела волокно — матрица образуется продукт реакции. Зависимость прочности этих композитов, армированных волокнами диаметром 100 мкм, от степени взаимодействия на поверхности раздела исследовали в Отделении солнечной энергии компании Интернэйшнл Харвестер [19]. В этом исследовании определяли прочность при внеосном нагружении композита до и после отжига и сопоставляли изменение прочности с типом разрушения. [c.210]

Ti — борсик он отсутствовал. Отжиг композитов в течение 1,5 ч при 1144 К приводил к взаимодействию на поверхности раздела (рис. 18). В композите Ti—В в результате такого отжига слой продукта реакции TiB2 увеличивался до 1,2 мкм, а у поверхиости раздела возникала пористость. В этой системе пористость обусловлена уменьшением объема при образовании ИВг и неравенством диффузионных потоков между волокном и матрицей. Между покрытием Si на волокнах бора и титаном в композите Ti—борсик также происходило взаимодействие, приводящее к образованию и росту слоя из нескольких промежуточных фаз, общая толщина которого достигала примерно 1,5 мкм. Однако в этом композите пористость не наблюдалась. [c.211]

Кляйн и Меткалф [10] изучали влияние поверхности разделана прочность композита А16061—В с волокнами диаметром 140 мкм при поперечном растяжении. Характеристики поверхности они изменяли путем предварительного отжига при 811 К, после чего матрицу подвергали термической обработке Т-6 (закалка образцов композита в воду и старение при 450 К). Поперечная прочность и тип разрушения характеризуются в табл. 2 (в основном, средними значениями для трех образцов). Авторы оценивали вклад трех типов разрушения расщепления волокна, разрушения по поверхности раздела волокно—матрица или в зоне взаимодействия и разрушения по матрице. Частичное разрушение по матрице должно наблюдаться во всех образцах композитов, так как матрица образует из волокон непрерывный каркас, вое- [c.217]

Как правило, прочность при поперечном растял<ении уменьшается с увеличением продолжительности предварительного отжига при 811 К, а дефо рмация разрушения обнаруживает тенденцию к некоторому росту. Прочность первого образца в табл. 2 (неотож-женного) низка, поскольку матрица не переведена в состояние твердого раствора. Во всех образцах имеет место разрушение смешанного типа. Значит, прочность поверхности раздела и сопротивление волокна расщеплению меняются в широких пределах, что, возможно, отчасти обусловлено постепенным разрушением окисной пленки между волокнами и матрицей. Хотя такая [c.218]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...