Механические свойства нитевидных кристаллов

Установившийся рост нитевидных кристаллов происходит путем периодического наслоения металла на растущую грань [183]. Механические свойства нитевидных кристаллов, выращенных методом электроосаждения, значительно ниже, чем у нитевидных кристаллов, выращенных методом восстановления, что, по-видимому, объясняется присутствием примесей в кристаллах, выращенных первым способом [184]. [c.105]

Механические свойства нитевидных кристаллов [c.105]

Испытаниями механических свойств нитевидных кристаллов обнаружены их выдающиеся качества. В табл. 2 приведены результаты испытания прочности при растяжении кристаллических усов железа, меди и серебра [36] и для сравнения представлены данные о свойствах обычных монокристаллов. [c.35]

Механические свойства нитевидных кристаллов и монокристаллов [c.35]

Один из основных в проблеме прочности композиционных материалов — это вопрос, в какой мере высокие механические свойства нитевидных кристаллов могут быть использованы в. композиции. [c.375]

Испытания механически свойств нитевидных кристаллов железа обнаруживают у них чрезвычайно высокий предел прочности — до 1300 кГ/мм (12750 Мн/м ) и необыкновенное упругое удлинение — до 5%. [c.62]

Материалы, армированные волокнами [12—15]. Идея об упрочнении металлов волокнами с целью получения конструкционных материалов с хорошими характеристиками возникла в связи с тем, что в 50-х годах нашего столетия были обнаружены уникальные механические свойства нитевидных кристаллов (усов), способных выдерживать напряжения, близкие к теоретическим значениям. Выяснилось, что упрочнение волокнами позволяет получать конструкционные материалы, сочетающие высокую прочность и тугоплавкость арматуры с хорошей пластичностью металлической или высокой жаростойкостью керамической матрицы. Армированные волокнами конструкционные материалы, получившие название композиционных, т. е. состоящих из разнородных компонентов, отличаются высоким сопротивлением пластической деформации и хрупкому разрушению в течение достаточно длительного времени, в том числе и при повышенных температурах. [c.461]

Механические свойства нитевидных и обычных кристаллов [165] [c.106]

В табл. 28.6 приведены механические свойства стальных, вольфрамовых и молибденовых проволок, а в табл. 28.7 — свойства нитевидных кристаллов. [c.872]

Таблица 3.32. Механические свойства волокон, проволоки и нитевидных кристаллов для армирования композиционных высокопрочных и высокомодульных материалов [14, 15, 24]

Рассмотрены также основные способы получения нитевидных кристаллов и их механические свойства, а также некоторые перспективы получения сверхпрочных материалов на базе усов. [c.2]

Известные методики и испытательные устройства позволяют достаточно надежно изучать прочность и деформа-тивность волокон сравнительно большого диаметра. В то же время представляется актуальным исследование механических свойств волокон и нитевидных кристаллов диаметром менее 10 мкм в широком температурном диапазоне [c.144]

Эта сложность требований, предъявляемых к современным материалам, вообще делает невозможной использование традиционных металлических сплавов, совершенствование которых неспособно обеспечить принципиальное и резкое повышение эксплуатационных характеристик при высоких и низких температурах, в условиях сильных ударных, знакопеременных нагрузок, тепловых ударов, действия облучения, высоких скоростей. Отсюда основным направлением современного материаловедения является создание композиционных, сложных материалов, компоненты которых вносят в них те или иные требуемые свойства. Типичным примером являются композиционные жаропрочные сплавы, состоящие из достаточно пластичной основы (матрицы), упрочненной непластичными тугоплавкими составляющими в форме волокон, нитевидных кристаллов, тонких включений либо поверхностно упрочненной покрытиями. Практическое создание таких сложных материалов обычно невозможно традиционными методами сплавления с последую-, щим литьем и механической обработкой, так как входящие в их состав компоненты плохо совместимы, имеют не только разные температуры плавления, но и вообще различную природу. Это вызывает необходимость использования методов порошковой металлургии, заключающейся в смешении разнородных и разнотипных материалов в форме порошков, прессовании из смесей заготовок нужных форм и спекания этих заготовок для их упрочнения и формирования требуемой структуры. [c.77]

Некоторые механические свойства хрупких и пластичных нитевидных кристаллов [c.356]

Механические свойства. Привлекательность аморфных сплавов для использования в технике, как уже отмечалось, определяется сочетанием особых физических свойств с высокой прочностью. Они обнаруживают экстремально высокую твердость, превышающую твердость материала в кристаллическом состоянии в 2—4 раза, а их прочность близка к прочности нитевидных кристаллов. Последняя, как известно, приближается к теоретической прочности. Предел текучести составляет 0,1—0,2 Е. [c.304]

Физические и механические свойства волокон и нитевидных кристаллов представлены в табл. 14.6. [c.450]

Нитевидные кристаллы отличаются высокой тугоплавкостью, механической прочностью, легкостью, а также химической инертностью, коррозионной стойкостью и удовлетворительными диэлектрическими свойствами. [c.209]

Развитием науки о физике твердого тела доказано, что можно резко улучшить механические свойства металлов и создать сверхпрочные металлы, в десятки раз превосходящие по прочности существующие, путем создания бездефектного, т. е. без-дислокационного, металла. Учеными получены такие идеальные-кристаллы — нитевидные, называемые усами . Они имеют в [c.12]

Особенно следует отметить возможность резкого повышения механических свойств пластмасс с волокнистыми наполнителями при применении в качестве наполнителей нитевидных кристаллов сверхчистых металлов (усов). Предварительные испытания показывают, что эти пластмассы по механическим свойствам значительно превосходят конструкционные металлы. [c.500]

Таблица 10.19. Фнзико-механические свойства нитевидных кристаллов

Начало изучения влияния инородных пленок на механические свойства металлов было положено в 1934 г. Роско [1], который показал, что окисная пленка увеличивает критическое приведенное напряжение монокристаллов. Эффект Роско был подтвержден результатами исследований по влиянию окисной пленки на механические свойства нитевидных кристаллов меди, цинка, серебра [2] и золота [3]. Аналогичные явления наблюдались и тогда, когда на поверхность металлических монокристаллов наносились инородные пленки [41. [c.7]

Большой вклад был внесен А. В. Степановым в развитие дислокационных представлений. Совместные работы с Э. М. Надгор-ным по динамике отдельных дислокаций позволили выяснить механизмы движения дислокаций в различных условиях. К этим же исследованиям примыкает серия работ по выращиванию и механическим свойствам нитевидных кристаллов, имеющих прочность, близкую к теоретической. [c.5]

Хорн с сотрудниками [7, 8] считают, что основной причиной невысоких свойств композиций служит механическое повреждение нитевидных кристаллов. В последующей работе Пун с сотрудни-1сами пониженные свойства объясняют взаимодействием матрицы с кристаллами, которое, ухудшая поверхность кристаллов, значительно снижает их прочность и тем самым делает их неэффективными упрочнителями. [c.216]

Вследствие процессов растворения одного из компонентов и повторного выделения его при изотермических или циклических отжигах, поверхности раздела в эвтектических композициях, упрочненных монокарбидами тантала, гафния или ниобия, утрачивают свою стабильность. На рис. 22 показана микрофотография боковой поверхности нитевидного кристалла ТаС после термоциклиро-вания эвтектики Со (Сг, Ni) — ТаС в интервале 1100° С 400° С в течение 2000 циклов. Первоначально гладкие боковые поверхности усов после термоциклирования превращаются в зазубренные. Естественно, такое изменение морфологии нитевидных кристаллов в первую очередь отражается на механических свойствах. [c.66]

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИИ С МАТРИЦЕЙ AIMgSM, УПРОЧНЕННОЙ НИТЕВИДНЫМИ КРИСТАЛЛАМИ Si И ВОЛОКНАМИ [c.114]

Сложность введения ориентированных нитевидных кристаллов в металлическую матрицу с целью максимально возможной реализации их высоких механических свойств не позволяет пока рассматривать композиционные материалы, упрочненные нитевидными кристаллами, как материалы, широко изученные и готовые к практическому применению. Однако работы по исследованию возможности создания материалов с алюминиевой матрицей показывают, что введение нитевидных кристаллов позволяет существенно повысить прочность, особенно при высоких температурах. Композиционный материал, содержаш ий 20 об. % нитевидных кристаллов AI2O3 (имеющих среднюю прочность 560 кгс/мм ), имеет при 500° С предел прочности 21 кгс/мм и 100-часовую длительную прочность 8,4 кгс/мм . Модуль упругости этого материала равен 12 700 кгс/мм [187]. Материал с 30 об. % нитевидных кристаллов AI2O3 имеет при 500° С предел прочности 38 кгс/мм [174]. [c.211]

Теоретическая прочность твердых тел Прочность реальных кристаллов Сопротивление кристаллической решетки движению дислокаций ф Упрочнение за счет препятствий Термическая стабильность барьеров Мартенсит-ная структура стали и прочность Химическая и структурная неоднородность и механические свойства титановых сплавов Высокая прочность и композиционные материалы Нитевидные кристаллы Механизм упрочнения композиций, армированных непрерывными и короткими волокнами % Материаль , получаемые однонаправленной кристаллизацией [c.279]

Под нитевидными кристаллами или усами ( whiskers )-понимают кристаллы, которые обладают некоторыми особенностями структуры и геометрии, а также необычными механическими и физическими свойствами. Усы имеют большое отношение [c.353]

Карбидные материалы обладают совокупностью механических и физико-химических свойств, которая позволяет широко использовать их в технике. Особое место среди карбидных материалов занимают карбидокремниевые керамики, как спеченные (Si ), так и реакци-онно-связанные (Si/Si ), обладающие низкой плотностью, высокими прочностью при повышенных температурах, твердостью и износостойкостью, низким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), химической стойкостью к агрессивным средам, устойчивостью на воздухе при высоких температурах. Такое сочетание свойств карбидокремниевых керамик обеспечивает им заметное улучшение удельных механических характеристик. Дальнейшее улучшение свойств Si -Kepa iHK идет по пути их армирования, например, нитевидными кристаллами, волокнами и алмазными частицами (табл. 8.1). Низкие технологические свойства Si -керамик (плохая прессуемость, спекание при температуре свыше 2000 °С) требуют применения технологий, в которых предусматривается активация поверхности порошка термомеханической обработкой или объемная активация взрывной обработкой, введение в шихту активирующих процесс спекания добавок (2...8 мае. %), в том числе активных наноструктурных по- [c.138]

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]

В США изучение упрочнения металлов нитевидными кристаллами проводится на очень низком уровне. Стоимость нитевидных кристаллов а — AlgOg, имеющих требуемые для армирования качества, остается крайне высокой не разработаны воспроизводимые и экономичные методы переработки их в ориентированные маты с одновременным удалением дефектных кристаллов и других ростовых дефектных форм. Эти факторы в совокупности с описанными выше проблемами покрытия, взаимодействия и разрушения кристаллов создают существенные трудности для использования сапфировых, а, по-видимому, и других нитевидных кристаллов, для упрочнения металлов при высоких температурах. Возможно, методы будут усовершенствованы так, что позволят вводить нитевидные кристаллы в металлические матрицы, сохраняя химическую и механическую стабильность кристаллов, тогда их основным назначением может быть вторичное упрочнение. Это значит, что нитевидные кристаллы будут вводиться в наиболее ответственные места, такие, как стыки, фланцы, и в специальные детали для обеспечения локального повышения свойств. [c.172]

Вот уже много лет углеродные волокна так же, как и нитевидные кристаллы, привлекают внимание разработчиков композиционных материалов с металлической матрицей. Однако оптимальные механические свойства, близкие к теоретическим, были получены лишь несколькими исследователями, что, по-видимому, объясняется чрезвычайно высоким темпом разупрочнения углеродных волокон вследствие их взаимодействия с матричными металлами. Для изготовления углеметаллических композиционных материалов используют различные технологические процессы [17, 45, 55] (табл. 3). [c.356]

Соотношение между упрочняющим и связующим компонентами меняется в зависимости от природы и текстуры наполнителя, смачивающей способности и монолитности матрицы, а также от назначения материала. Содержание наполнителя в композициях конструкционного назначения с ориентированными непрерывными волокнами составляет 60—80% (объемных), а с хаотическим расположением дискретных волокон и нитевидных кристаллов не превышает 20—30% (объемных), что связано с технологическими трудностями плотной уТтаковки дискретных наполнителей, характеризующихся широким диапазоном длины и диаметра монокристаллов полигональной формы. На рис. 1 показана зависимость характеристик механических свойств эпоксибороволокнита КМБ-1, упрочненного непрерывными ориентированными борными волокнами, от их содержания. [c.587]

При получении промышленных карбоволокнитов используют высокомодульные волокна в виде крученых жгутов, состоящих из различного числа элементарных волокон диаметром 5—10 мкм и тканой ленты кордной текстуры с редким утком. Наполнитель в виде тканой ленты более технологичен при переработке, однвко наличие слабых уточных нитей уменьшает степень наполнения карбоволокнитов до 45—50% (об.) по сравнению с 55—62% (об.), характерными для материалов на основе жгутов, и, как следствие этого, некоторые прочностные И упругие характеристики карбоволокнитов уменьшаются. В табл. 3 приведены основные характеристики механических свойств различных эпоксифеноль-ных карбоволокнитов КМУ-1л на основе углеродной ленты КМУ-1у на основе углеродного жгута КМУ-1в—-на основе того же жгута, вискеризованного нитевидными кристаллами. Использование ленты и жгутов, состоящих из более прочных моноволокон, обеспечивает повышение прочности карбоволокнитов при растяжении и-изгибе. [c.592]

Таким образом, анализируя механизм формирования структурных зон в слитке и причины появления наиболее распространенных дефектов, можно наметить пути получения качественного слитка. Чем больше загрязнен металл, тем в большей степени свойства его зависят от величины зерна. Наилучшие свойства обеспечивает слиток с однородной плотной мелкозернистой структурой и равномерным распределением примесей и дислокаций по объему. В этом плане идеальной была бы равноосная мелкозернистая структура, при которой однородность рассредоточения примесей максимальна, а вероятность возникновения напряжений, связанных с различной ориентацией и зачастую превышающих силы сцепления [85], минимальна. Но практически получить слиток с подобной структурой удается в очень редких случаях. Легче регулировать соотношение структурных зон и величину зерна в каждой из них. Наружная зона замороженных кристаллов (если она образуется) из-за наличия поверхностных дефектов часто удаляется либо механическим путем, либо окислением в нагревательных колодцах. Центральная равноосная зона во многих случаях разнозерниста, загрязнена примесями и поражена пористостью. Для ее улучшения пытаются использовать различные методы воздействия на процесс кристаллизации слитка. Столбчатая зона более однородна, если границы кристаллов не обогащены хрупкими фазами. При направленной кристаллизации непрерывного плоского слитка можно получить однородную плотную столбчатую структуру. Желательно иметь тонкие кристаллы, приближающиеся к нитевидным (Е. И. Гиваргазов, Ю. Г. Костюк [84, с. 242—249]), с малой плотностью дислокаций, и чтобы границы их не были обогащены хрупкой составляющей. Чем тоньше столбчатые кристаллы, тем более равномерно распределены примеси в слитке. При помощи модификаторов можно получать слитки, состоящие из тонких столбчатых кристаллов, регулировать соотношение зон и величину зерна в них. Модифицирование, кроме того, оказывает влияние на дегазацию и повышение механических свойств, что приводит к уменьшению пористости и трещин в слитке. [c.106]

Большое значение для получения различных электроизоляционных материалов, способных длительно работать при температуре 1000 °С и выше, приобретают нитевидные мо-нокрисгаллы тугоплавких соединений. Нитевидные кристаллы отличаются высокой механической прочностью, тугоплавкостью, химической инертностью и коррозионной стойкостью, малой плотностью, отсутствием фазовых превращений вплоть до температуры плавления и удовлетворительными диэлектрическими свойствами. [c.264]

Развитием науки о физике увердого тела доказано, что можно резко улучшить механические свойства металлов и создать сверхпрочные металлы, в десятки раз превосходящие по прочности существующие, путем создания бездефектного, т. е. бездислокационного, металла. Учеными получены такие идеальные кристаллы — нитевидные, называемые усами . Они имеют в поперечнике 2—4 л/сив длину 10—15 мк и обладают прочностью, близкой к прочности идеальных кристаллов. Так, например, получены кристаллы железа, которые имеют прочность в 50—60 раз больше реальных, а также кристаллы меди, имеющие прочность выше реальных в 15—16 раз. [c.13]

Различные армирующие волокна сами имеют различные свойства в продольном и поперечном направлениях. Так, например, некоторые органические волокна из линейных полимеров имеют высокую анизотропию механических свойств. Это приводит в случае однонаправленных и двунаправленных КВМ к их высокой анизотропии и соответственно к более низким свойствам на сжатие и сдвиг в определенных направлениях. Для выравнивания механических свойств в таких случаях используются гибридные армирующие структуры, состоящие из различных видов волокон или нитей. Кроме того, в состав КВМ могут вводиться, также в межволоконное пространство, короткие волокна или нитевидные кристаллы, повышающие поперечные механические свойства. [c.771]

КРИСТАЛЛЫ валентные (атомные) содержат в узлах кристаллической решетки нейтральные атомы (С, Ge, Те и др.), между которыми осуществляется гомеополярная связь, обусловленная квантово-механическим взаимодействием глобулярные представляют собой частный случай молекулярных кристаллов и имеют вид клубка полимеров жидкие обладают свойствами как жидкости (текучестью), так и твердого кристалла (анизотропией свойств) внутри малых объемов идеальные не имеют дефектов структуры иопные обладают гетерополярной связью между правильно чередующимися в узлах кристаллической решетки положительными и отрицательными ионами квантовые характеризуются большой амплитудой нулевых колебаний атомов, сравнимой с межатомным расстоянием металлические образуются благодаря специфической химической связи, возникающей между ионами кристаллической решетки и электронным газом (Си, А1 и др.) молекулярные (Лг, СН , парафин и др.) формируются силами Ван-дер-Вальса, главным образом дисперсионными нитевидные вытянуты в одном направлении во много раз больше, чем в остальных оптические [активные поворачивают плоскость поляризации света вокруг падающего линейно поляризованного луча анизотропные обладают двойным лучепреломлением, состоящим в том, что луч света, падающий на поверхность кристалла, раздваивается в нем на два преломленных луча двуосные имеют две оптические оси, вдоль которых свет не испытывает двойного лучепреломления одноосные (имеющие одну оптическую ось отрицательные, в которых скорость обыкновенного светового луча меньше, чем скорость распространения необыкновенного луча положительные, в которых скорость распространения обьпсновенного светового луча больше, чем скорость распространения необыкновенного луча))] КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ— образование кристаллов из паров, растворов, расплавов веществ, находящихся в твердом состоянии в процессе электролиза и при химических реакциях [c.244]

Морфологические особенности и физичес кие свойства природных асбестов выражаются в нитевидной форме агрегатов — кристаллов, состоящих из кремнекислородных тетраэдров, в способности их расщепляться на тончайшие волоконца, обладающие высокой механической прочностью и эластичностью. Ценными качествами асбестов являются также высокая нагрево-стойкость, стойкость при воздействии агрессивных сред (кислот и щелочей), адсорбционная способность, электро- и звукоизоляционные свойства, прядильная способность. [c.265]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...