Материалы композиционные пористые

Двойственную вариационную формулировку стационарной задачи теплопроводности в некоторых случаях удается применить для оценки эффективной теплопроводности композиционных материалов и пористых термоизоляторов. Пусть композиционный материал состоит из наполнителя с теплопроводностью Я.1 и матрицы с теплопроводностью Х.2, причем объемное содержание матрицы составляет р. В случае пористого термоизолятора р будет соответствовать пористости, - теплопроводности скелета, а 2 - теплопроводности среды в порах. [c.58]

Наблюдается значительное расхождение в экспериментальных данных по k, приводимых в различных источниках для одних и тех же или подобных композиционных материалов. Нельзя с полной уверенностью объяснить причины такого разброса экспериментальных данных, но, вероятно, они связаны с отклонением технологических параметров от оптимальных в процессе изготовления образцов композиционных материалов. Композиционные материалы изготавливаются посредством формования и отверждения при тщательно контролируемом давлении и температуре. Заметные отклонения от установленного оптимального режима приводят не только к ухудшению механических свойств композиционных материалов, но и оказывают значительное влияние на их теплопроводность, особенно, когда одним из дефектов является повышенная пористость композиционного материала. [c.303]

В книге изложены методы расчета коэффициентов тепло- и электропроводности смесей и композиционных материалов. Рассмотрены модели структур основных групп смесей и композиционных материалов твердых пористых, спеченных, зернистых, волокнистых, металло- и минералокерамик, керметов, растворов, расплавов и газовых смесей в широком диапазоне изменения определяющих параметров. Результаты расчета сопоставлены с обширными экспериментальными данными, приведены таблицы, графики, формулы для практических расчетов. [c.2]

До сих пор рассматривались гетерогенные смеси, в которых не проявлялись эффекты прочности ни одной из фаз. Эти эффекты проявляются в композиционных твердых материалах и в насыщенных жидкостью или газом твердых пористых средах. Именно последний случай и будет здесь исследован. [c.228]

Размеры включений или неоднородностей в смеси (диаметры дисперсных частиц, капель, пузырьков в газовзвесях, аэрозолях, эмульсиях и суспензиях, диаметры волокон и зерен в композиционных и поликристаллических материалах, диаметры пор в пористых средах и грунтах, толщины пленок в газожидкостных смесях) во много раз больше молекулярно-кинетических (расстояний между молекулами, размеров кристаллической решетки, средних длин свободного пробега молекул). Таким образом, указанные неоднородности содержат большое количество молекул (см. рис. 0.1). Но тем не менее имеет место следующее. [c.17]

При оценке качества и надежности изделий и конструкций необходимо знание ряда физико-механических параметров материалов, из которых они изготовлены. Так, например, одной из основных физических характеристик материала является его плотность. Плотность используется при расчетах большинства других физических и механических характеристик материалов, в частности, динамического модуля упругости, коэффициента теплопроводности, коэффициента отражения и др. Кроме того, плотность является и важнейшей технологической характеристикой материалов, особенно Композиционных. От плотности материалов зависит количественное содержание отдельных компонентов, пористость, степень кристаллизации и отверждения, содержание летучих, неоднородности и т. п. [c.246]

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ И УПЛОТНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ [c.131]

За последние 20 лет создано много новых композиционных материалов разнообразного назначения [1—3]. Среди них особое место занимают облегченные теплозащитные материалы неметаллической природы. Наряду с комплексом ценных теплофизических и технических свойств для них характерна высокая пористость, относительно низкая эрозионная устойчивость, а для бескислородных материалов — недостаточная жаростойкость в окислительных условиях при высоких температурах. Этим обусловлена необходимость разработки для таких материалов защитных покрытий. [c.135]

Композиционные материалы, состоящие из тугоплавкого металла и серебра или меди, получают в основном тремя методами порошковой металлургии. Первый — спекание под давлением с пропиткой позволяет получать материал с наилучшими свойствами, наиболее стойкий к действию электрической дуги. Из этих материалов чаще всего производят электрические контакты. В этом методе порошок тугоплавкого металла смешивают со связующим веществом, которое может содержать пропитывающий металлический порошок, прессуют до достижения заданной пористости, спекают при высокой температуре для связывания частиц туго-14 [c.419]

В работе [17] приведены расчетные и экспериментальные значения теплопроводности для трех групп композиционных материалов, отличающихся как по типу структуры, так и по природе составляющих компонентов. Первая группа материалов имела плоскую плетеную структуру из молибденовых и вольфрамовых волокон диаметром 40—60 мкм. Пористость металлов составляла 0,12 и 0,16 (Мо) и 0,145, 0,195 и 0,250 (W). Материал был получен импульсным прессованием сеток, изготовленных из металлических волокон. Измерения теплопроводности проводили стационарным методом. [c.221]

ПОЛУЧЕНИЕ ПОРИСТЫХ И ФИЛЬТРУЮЩИХ композиционных МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ЧАСТИЦ [c.251]

В промышленности широко используются различные пористые и фильтрующие материалы чаще всего их получают методами порошковой металлургии с применением прессования и спекания [28]. Представляется возможным считать все композиционные материалы и покрытия пористыми, причем порами могут быть частицы второй фазы в любом агрегатном состоянии [28]. В случае необходимости твердые или жидкие поры могут быть превращены в газообразные селективным растворением или выжиганием включений. [c.251]

Особенностью композиционных материалов является переменная пористость по толщине прогретого слоя. Если определить пористость П как отношение свободного объема, занятого газом, к полному объему материала, а массовую пористость Пт как отношение массы образовавшегося газа к полной массе материала (стеклопластика), то эффективные значения теплопроводности и теплоемкости можно представить следующими приближенными соотношениями [c.246]

Композиционный материал. Для изготовления уплотнений высокотемпературных агрегатов применяют композиционные материалы, представляющие смесь твердых металлических элементов и мягких металлических или полимерных связующих наполнителей. Жесткую основу таких композиций составляют волокна (металлическая вата) из твердого металла (молибдена, нержавеющей стали и прочих), которым в результате спекания придается пористая структура с плотностью от 5 до 90% плотности соответствующего металла. Эти металлические элементы придают деталям уплотнения упругие свойства и предохраняют уплотнительный элемент от текучести при высокой температуре в результате размягчения мягких наполнителей, в качестве которых обычно применяют серебро или эластики мягкие же наполнители обеспечивают требуемое для герметизации изменение формы уплотняющего элемента. [c.570]

Электролитические методы позволяют получать композиционные материалы в результате осаждения матричного материала на нитевидные кристаллы и волокна, которые непрерывно находятся в контакте с катодом. Процесс протекает при низкой температуре и в отсутствие давления, что практически полностью исключает разрушение волокон и вредное влияние температурного фактора. Покрытие получается плотным, беспористым в том случае, если оно равномерно покрывает поверхность волокон и пространство между ними. Пористость наблюдается при использовании волокон бора, карбида бора или металлических волокон диаметром более 100 мкм. [c.274]

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ И ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.547]

Штерн М. Б. К теории пластичности пористых тел и уплотняемых порошков // Реологические модели и процессы деформирования пористых, порошковых и композиционных материалов. Киев. Наукова думка, 1985. С. 6-23. [c.128]

В настоящее время развиваются новые направления использования перспективных керамических материалов, в том числе высокотемпературные сверхпроводники, композиционные керамические материалы, специальные пористые материалы, а также биокерамические материалы для использования в медицине. [c.244]

ОлейникО А.ШамаевА С, Некоторые задачи усреднения в механике композиционных материалов и пористых сред//Механика неоднородных структур Киев Наукова думка, 1986 С 185—190 [c.308]

Порошковая металлургия позволяет получать композиционные материалы и детали, характеризующиеся высокой жаропрочностью, износостойкостью, стабильными магнитными и другими специаль-г(ыми свойствами. Возможность получения псевдосплавов из таких носплавляющихсл металлов, как медь—вольфрам, серебро—вольфрам и др., обладающих высокими электропроводимостью и стойкостью к злектроэроаиоиному изнашиванию, делает их незаменимыми для изготовления электроконтактных деталей. Пористые материалы в отдельных случаях становятся единственно приемлемыми для изго- [c.417]

Одну из наиболее сложных задач при изготовлении пространственно-армированных композиционных материалов представляет выбор связующего 31, 68], особенно при изготовлении материалов, образованных системой двух, трех и п нитей 59]. Материалы могут иметь как обычную, так и пиролизованную матрицу. Сложность подбора связующего обусловлена трудностью пропитки. При повышенных толщинах на обычных пропиточных машинах нельзя полностью удалить из материала воздух, который при формовании приводит к пористости, поэтому пропитку таких материалов осуществляют в вакууме и под давлением в специальных пресс-формах. Необходимое содержание связующего достигается изменением степени уплотнения материала чем толще материал, тем сложнее его пропитка. В качестве связующего используют ннзковязкие термореактивные смолы, которые при правильном выборе режимов и хорошо отлаженном технологическом процессе позволяют достигать плотности композиционных материалов на уровне теоретической. Так, для материалов, образованных системой двух нитей, при коэффициенте армирования 1 = 0,45 плотность р = = 1,80 г/см (теоретическая 1,80 г/см ), а при х = 0,50 р = 1,85 г/см (теоретическая 1,86 г/см ), [c.12]

Полуфабрикаты (слойные заготовки) металлических композиционных материалов обычно получают намоткой волокон (борных) на алюминиевую фольгу, закрепленную на оправке, с использованием клея или методов плазменного напыления. Полученная заготовка снимается с оправки, раскатывается и используется как листовой полуфабрикат. В процессе вакуумного горячего прессования происходит диффузионная сварка алюминиевой матрицы. При этом, так же как при использовании полимерных матриц, трудно избея ать пористости, в связи с чем должен быть обеспечен строгий контроль параметров процесса. [c.63]

Самый простой вариант метода пропитки заключается в укладке волокон в литейную форму и заливке в нее под действием силы тяжести расплавленного или полурасплавленного металла матрицы [122, 130]. При этом могут быть применены литейные формы, используемые для изготовления изделий из обычных металлических сплавов, и стандартное литейное оборудование. Существенным недостатком такого метода является наличие после заливки в материале пустот, сильно снижающих прочность композиционного материала. Образование таких пустот связано с тем, что при большом (40—80 об. %) содержании упрочняющих волокон, уложенных в литейной форме, расстояния между ними чрезвычайно малы, и давления заливаемого металла, обусловленного только весом металла, оказывается недостаточно для полной пропитки волокон. Другая важная причина образования пористости в матрице — отсутствие питателя (выпоров) в такой литейном системе, какой является отдельный капилляр, и отсутствие в связи с этим компенсации литейной усадки в этом капилляре. По-видимому, это явля- [c.91]

Принципиальная схема изготовления композиционного материала электрохимическим методом с использованием непрерывных волокон показана на рис. 79. Волокно перематывается с катушки через натяжное приспособление на специальную металлическую оправку, служащую катодом. Оправка частично погружена в электролит и совершает вращательное движение с заданной скоростью. Анод, изготовляемый из осаждаемого металла высокой чистоты, помещается на определенном расстоянии. Частота вращения оправки определяется скоростьго осалодения покрытия н требуемым содержанием волокон в композиционном материале. Характер осаждения и формирования монослойного и многослойного материала в значительной степени зависит от диаметра волокон, расстояния между волокнами на оправке, электропроводности волокон и условий осаждения. Плотный, бесгюристый материал получается тогда, когда покрытие равномерно покрывает поверхность волокон и пространство между волокнами. При использовании в качестве упрочнителя тонких, непроводящих волокон, как правило, не наблюдается образования пористости, н композиционный материал фактически не требует дальнейшего уплотнения методом прессования, спекания или прокатки. При использовании же волокон бора, карбида бора или металлических волокон диаметром 100 мкм и более в процессе формирования композиции образуется пористость. [c.176]

К недостаткам газоплазменного способа получения КП следует отнести повышенную пористость покрытий, так же как это наблюдается при создании композиционных материалов методами порошковой металлургии. При температурах напыления 10 000—30 ООО°С частицы наносимого вещества перегреваются и при соударении могут разлагаться (например, бориды и карбиды). Недостаточно высокая скорость потока напыляемых частиц (50 м/с при газоплазменном и 100—300 м/с при плазменном напылении) является иногда причиной низкой прочности сцепления с основой. [c.248]

Теплоемкость неразлагающихся веществ очень слабо зависит от пористости, однако в случае композиционных теплозащитных материалов происходит не только увеличение пористости в зоне реакции, но и изменяется химический состав покрытий (в частности, могут улетучиваться высокомолекулярные компоненты, обладающие большой теплоемкостью). Это, конечно, в некоторой степени отражается на величине удельной теплоемкости. К тому же необходимо учитывать, что теплоемкость входит в уравнение теплопроводности в виде произведения (рс) ,. В результате у композиционных материалов оба теплофизических параметра А, и Сэкв образуют характерную гистерезисную петлю на графике зависимости их от температуры, ширина которой соответствует возможному сдвигу реакции при изменении темпа нагрева от О до нескольких сотен градусов в секунду (в последнем случае преобладающую роль уже начинает играть поверхностное разрушение). [c.90]

Аналогично образуется при нагреве и разрушении некоторых композиционных теплозащитных материалов пористый прококсованный слой (см. гл. 9). [c.93]

Технология изготовления ленточных материалов. Совершенствование технологии изготовления композиционных материалов привело к созданию многослойного материала, состоящего из стальной ленты, на одну из поверхностей которой наносят спеканием слои бронзового порошка, пропитанного составом на основе ПТФЭ (материал DU и МФЛ, группа 29). Поры ленточного материа.>1а на поточной линии заполняют суспензией ПТФЭ. Паста, предварительно нанесенная на поверхность пористого слоя, впрессовывается в поверхность ленты при протягивании ее между валками. При этом воздух из пор полностью удаляется через сообщающиеся поры. В целях предотвращения проскальзывания и выдавливания пасты применяют валки с шероховатой поверхностью. [c.44]

Третий способ характеризуется применением припоя, сохраняющего композиционную структуру в шве после пайки. Обычно методами волокнистой металлургии получают губчатообраз-пую сетку, состоящую из стальных волокон диаметром 13 мкм и более (длина волокна в 20 раз больше диаметра). Сетку спекают и пропитывают расплавом припоя и прокатывают до нужной толщины (0,05 мм и более). Объемная доля волокна 10—20%, Полученную ленту припоя укладывают на соединяемые поверхности, которые собираются с зазором или без зазора и производят пайку. В качестве припоя используют сплавы 70 % РЬ—30 % Sn и др. Сетку, волокна можно также размещать в зазор а 1 мм с последующей операцией частичного спекания или без нее. Припой (матрица) укладывается около зазора и в процессе пайки пропитывает пористый материал. Аналогично производят пайку с использованием смеси порошков. Применение смесей порошков позволяет паять материалы с большими зазорами и, что особенно важно, соединять разнородные материалы с резко различающимися значениями ТКЛР, снижать напряжения в шве при пайке инструмента, регулировать Teneiib растекания припоя, паять пористые материалы с компакт- [c.57]

Для пайки никелевых сплавов с зазорами 0,5—1,5 мм используют в виде пасты композиционный припой ВПр11-40Н наполнитель с более высокой, чем у прииоя ВПрИ, температурой плавления, помещенный в зазор, препятствует вытеканию припоя, повышает коррозионную стойкость паяемого металла. Па-йка пористых материалов требует напюлнителя в виде сетки, порошков, которые удерживали бы матрицу припоя, не позволяя ей растекаться по поверхности. [c.102]

Разнообразие композиционных материалов возрастает с каждым днем. Например, в медицине широко применяют биокомпозиты В настоящее время разработаны биоактивные керамические, жидкокристаллические и стеклокерамические материалы, поверхности которых образуют химические связи с окружающей костной тканью и способствуют этим ее росту. Разработан иск сственный заменитель человеческой кожи, основой которого является пористый полимер, полученный из бычьих коллагеновых волокон, скомбинированных с полисахаридом, покрытый силиконовым каз чуком. [c.55]

Покрытия представляют собой слой материала, нанесенный тем или иным способом на поверхность изделия или его часть и прочно сцепленный с ним. К керамическим покрытиям относятся такие, в которых покрывающим материалом является какая-либо фаза или комби/1ация фаз, относящихся к керамике. Покрытия могут быть тонкослойными (несколько мкм) и толстослойными (1 мм и более), однофазными или композиционными, плотными или пористыми. [c.249]

При сварке алюминиевых композиционных материалов, армированных борными и стальными волокнами, возникают две проблемы. Первая -это трудность образования сварного соединения без повреждения волокон и снижения их прочности при расплавлении алюминиевой матрицы. Прямое воздействие источника нагрева (дуги, луча при ЭЛС) приводит к разрушению и плавлению волокон. Второе - это то, что наличие волокон изменяет перемещение теплоты в сварочной ванне и затрудняет перемещение в ней расплавленного металла. Основными дефектами швов являются пористость, несплавление, повреждение волокон. Устранению дефектов при аргонодуговой и электронно-лучевой срарке способствует применение импульсных режимов и использование тавровых и двутавровых проставок из матричного алюминиевого сплава между свариваемыми кромками. Этим способом можно изготовлять элементы конструкций типа балок, труб и т.п. [c.550]

В технике чаще используют химически неоднородные материалы. Эта неоднородность создается преднамеренно или непроизвольно во время изготовления деталей. Она может появляться в них и как результат взаимодействия с окружающей средой. С химической неоднородностью связано возникновение внутренних напряжений и деформаций, поскольку различаются удельные объемы и коэффициенты термического расширения. Химическая неоднородность может быть и причиной неодновременного развития фазовых превращений в различных участках детали. Происходящие при термоциклировании деформации искажают форму деталей или изменяют их объем. Влияние воздействия среды рассмотрено на примере окисления чугуна и развития водородной пористости в алюминии и его сплавах, роль химической неоднородности — на обезуглерожен-ных и поверхностно-легированных сталях и на композиционных материалах. [c.150]

Среди специальных кокилей перспек-тмны охлаждаемые (рис. 6), а также кокили из спеченных и композиционных материалов. Пример водоохлаждаемого кокиля приведен на рис. 6. Принудительное охлаждение стержня и боковых вставок позволяет устранить пористость в зоне стержня и повысить темп работы кокиля. Однако требуемый тепловой режим кокиля можно стабилизировать только при автоматическом регулировании про- [c.328]

Использование СВС подтвердило высокую эффективность новой технологии получения материалов на основе карбидов и интерметаллидов, твердых сплавов и др. В работе [349] показана возможность получения пористых СВС-материалов (на основе карбида титана), фильтров различного назначения, пористых абразивов, элементов конструкций и заготовок для получения беспористых композиционных материалов методом инфильтрации расплавами металлов. Были использованы карбид титана Ti o,99, Ti o,9, Ti o,s. 95% С + 5% Ni и 85% Ti + 15% Ni различной степени пористости. Полученные материалы имели общую пористость в интервале 45—70 абс. % при содержании открытых пор до 99,7%. Размер пор можно варьировать от 5 до 120 мкм. [c.228]

КМ с алюминиевой матрицей. Перспективы эффективного использования КМ с алюминиевой матрицей обусловлены достаточно высокими удельными прочностными характеристиками материала матрицы, например, применение волокнистых КМ с алюминиевой матрицей позволяет получить значительное преимущество в удельной жесткости и снизить массу конструкции на 30...40 %. К числу достоинств данных материалов следует относить и достаточно низкие технологические температурные параметры до 600 °С при получении КМ твердофазными методами и до 800 °С - жидкофазными. Алюминиевая матрица отличается высокими технологическими свойствами, обеспечивает достижение широкого спектра механических и эксплуатационных свойств. При дискретном армировании КМ с алюминиевой матрицей используют частицы из высокопрочных, высокомодульных тугоплавких веществ с высокой энергией межатомной связи - графита, бора, тугоплавких металлов, карбидов, нитридов, боридов, оксидов, а также нитевидные кристаллы и короткие волокна. Существуют различные способы совмещения алюминиевых матриц с дисперсной упрочняющей фазой твердофазное или жидкофазное компактирование порошковьгх смесей, в том числе приготовленных механическим легированием литейные технологии пропитки пористых каркасов из порошков или коротких волокон, или механического замешивания дисперсных наполнителей в металлические расплавы газотермическое напыление композиционных смесей. [c.195]

Пункты 2 и 3 в требованиях к материалам прокладок взаимоисключают друг друга, поэтому для аппаратов типа белт и многопуансон-ных необходимо использовать многослойные композиционные прокладки. Часть композиционной прокладки должна быть легко деформируемой, а часть — труднодеформируемой. В начальный период нагружения установки до момента соприкосновения твердосплавных пуансонов с контейнером, а также в процессе выбирания пористости контейнера прокладки должны легко деформироваться. В дальнейшем прокладки должны слабо деформироваться и препятствовать вытеканию материала контейнера в зазоры между пуансонами. Важную роль для предотвращения выстрелов играет величина силы трения материала прокладок по твердому сплаву и друг по другу. Далее представлены соответствующие значения коэффициентов трения покоя для различных пар материалов [c.464]

Основу разработанного комплекса материалов составляет влагоотверждаемый композиционный материал, представляющий собой ленту (полосу) пористой основы (пенополиуретана), на которую нанесено определенное количество влагоотверждаемого связующего, упакованную в герметичный пакет из ламинированной фольги. Для изготовления изделия ленту вынимают из пакета, выкраивают в соответствии с заданной формой и размерами, смачивают, обкладывают двумя слоями трикотажного полотна, накладывают на поверхность и закрепляют на время отверждения. Окончательное изготовление изделий осуществляют с использованием ниточных соединений. [c.716]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...