Смачивание композиционных материалов

Смачивание композиционных материалов [c.95]

Если краевой угол на поверхности раздела волокно—матрица 0 < 90°, то расплавленная матрица смачивает волокно. При этом, как правило, происходит незначительное растворение волокна без образования каких-либо соединений. В таких композиционных материалах возникает связь путем растворения и смачивания. Предполагается, что такая связь образуется в композициях на алюминиевой и никелевой основах, армированных углеродными волокнами. Расплавленный алюминий не смачивает углеродные волокна до тех пор, пока поверхность их не будет обработана специальным составом. [c.59]

Покрытия из карбида титана применяются и при изготовлении композиционного материала углеалюминия [234, 235]. Так как для хорошего смачивания расплавом алюминия углеродных волокон требуются температуры, приводящие к образованию карбида алюминия и разупрочнению углеродных волокон, барьерные покрытия из карбида титана на углеалюминии во многих случаях являются необходимым компонентом композиционных материалов. Покрытия из Ti не только способствуют улучшению совместимости графитовых волокон с алюминиевой матрицей, но и повышают термическую стабильность материала (рис. 91) [235]. [c.179]

Кроме метода порошковой металлургии существуют и другие технологии получения дисперсионно-упрочненных композиционных материалов. Например, вводят частицы армирующего порошка в жидкий расплав металла или сплава. Улучшения смачивания частиц жидким металлом и равномерного распределения их в матрице достигают в этом случае ультразвуковой обработкой расплава или другими способами. Равномерное распределение упрочняющей фазы по объему композиции чаще все же достигается применением твердофазных методов. [c.254]

Волокнистые наполнители находят более широкое применение в производстве композиционных материалов вследствие их высокой прочности и жесткости и способности предотвращать прорастание треш,ин в хрупкой полимерной матрице. В зависимости от метода получения волокна обычно имеют цилиндрическую или неправильную форму. Волокна с гладкой поверхностью образуют менее прочное механическое сцепление с матрицей. Однако волокна с гладкой поверхностью легче смачиваются, чем с шероховатой, хотя полного смачивания волокон полимерами, так чтобы вообще не было пустот на поверхности, практически достигнуть не удается. Волокна могут адсорбировать различные вещества, способные влиять на их адгезионные свойства. Следует отметить, что прочное сцепление волокон с полимерной матрицей не всегда желательно, так как оно уменьшает поглощение механической энергии при разрушении композиционного материала. [c.371]

Пайка композиционными припоями — пайка припоями, имеющими гетерофазную структуру псевдосплава. Наполнитель композиционного припоя в виде порошка, сетки, волокон образует разветвленный капилляр, удерживающий большую часть жидкого припоя (матрицы), излишками которого осуществляется смачивание поверхностей паяемых материалов. [c.55]

Первый способ включает в себя пайку припоями, обеспечивающими возможность получения в шве структуры твердых растворов, оптимальной при работе изделий в условиях воздействия агрессивных сред, циклических нагрузок и сверхнизких температур. В этом случае композиционные припои используются в виде многослойных фольг, покрытий, послойного нанесения порошков, сеток в сочетании с ленточным или порошковым припоями. Для снижения температуры пайки компоненты слоев подбирают таким образом, чтобы в процессе контактного плавления происходило образование жидкой фазы, обеспечивающей смачивание и растворение паяемых материалов, покрытий, буферных прослоек и легирование шва, что придает соединению высокие механические и коррозионные свойства. Так, для получения прочных паяных соединении из титановых сплавов применяют покрытия систем Си—Zr (0в 540- -640 МПа), сложные покрытия Си - (Со—Ni)-Си (0в Я [c.56]

Реакционная способность при взаимодействии с металлами низка, но смачивание поверхности волокон расш]авами металлов довольно хорошее, поэтому производство композиционных материалов на основе металлической матрицы и волокон из карбида кремния с точки зрения технологии проще, чем производство металлокомпозитов на основе углеродных волокон. [c.273]

К проблеме выявления роли границы раздела в композиционных материалах подходили с различных сторон [29] и часто получали противоречивые результаты. Так, из работ Цисмана [32, 33], в которых показано, что хорошее смачивание, например стеклянных волокон полимерной матрицей, является необходимым условием получения прочных композиционных материалов, логически следует необходимость стремления к тому, чтобы критическая поверхностная энергия наполнителя была значительно выше поверхностного натяжения жидкого связующего. Микроскопическими исследованиями [34] было показано, что монослой аппрета достаточен для достижения прочной адгезионной связи. [c.44]

Очевидно, что процессы, протекающие на границе раздела полимерной матрицы и упрочняющего ее наполнителя и их механизмы очень сложны и обусловлены различными и часто противоположно действующими факторами. Поэтому весьма полезно кратко проанализировать теории, пытающиеся выявить эти основные факторы. Полный их обзор дан в работе Эриксона и Плюдемана [29]. Все теории основаны на предположении о том, что для обеспечения высокой прочности композиционных материалов необходима эффективная передача усилий на все части материала от волокна к волокну через границу раздела матрица — наполнитель. Предполагается, что при этом решающую роль играет один из следующих факторов — образование химических связей между наполнителем и матрицей, смачивание поверхности наполнителя полимерной матрицей, образование на поверхности наполнителя пластически деформируемых слоев или слоев с промежуточным значением модуля или все эти факторы действуют одновременно [29]. [c.45]

Распределение волокон в композиционных материалах может быть параллельным, хаотическим или слоистым. Волокна могут применяться в виде тканей, лент, матов. Отверждающиеся связующие наносят на волокнистые наполнители или волокна и напыляют на форму. В первом случае труднее обеспечить равномерное распределение связующего и его полное смачивание поверхности наполнителя. С термопластами стеклянные волокна обычно совмещаются механическим смешением с последующей переработкой наполненных композиций, что сопровождается разрушением значительной части волокон. [c.371]

Вопрос о смачивании углерода жидким алюминием является осноиным при разработке углеалюминиевых композиционных материалов. [c.362]

Листы и пластины из комиозиционного материала с матрицей из чистого алюминия целесообразно соединять между собой с помощью модифицированного припоя, состав которого является промежуточным между составами сплавов 718 и 6061. Оптимальный состав припоя для соединения между собой листов из композиционного материала с матрицей из сплава А1 — 7% Zn не был подобран, но было установлено, что в состав припоя на основе алюминия должны входить магний и кремний. Жидкофазная сварка давлением в печи позволяет получить равномерное распределение волокон в зоне соединения, однако при осуществлении этого способа трудно обеспечить хорошее взаимное смачивание соединяемых деталей по всей поверхности контакта. Эксперименты продемонстрировали также возмогкность соединения листов из углеалюминия и стандартного сплава 2219 (А1 — 6% Си) между собой контактной точечной электросваркой основной трудностью при осуществлении этого процесса является локализация тепловыделения в композиционном материале. Возможна аргонодуговая сварка углеалюминия, однако в этом случае необходимо особенно четко контролировать условия сварки, так как наличие значительного перегрева может привести к интенсивному взаимодействию матрицы и армирующих волокон и к формированию в зоне сварки большого количества карбида алюминия, в результате чего может резко ухудшиться коррозионная стойкость сварного соединения. [c.393]

II Нанесение барьерных покрытий на армирующие наполнители, например покрытий нз тугоплавких металлов, карбидов титана, гафния, бора, нитридов титана, бора, окислов иттрия на волокна углерода, бора, карбида кремния. Некоторые барьерные покрытия на волокнах, пренмуществеино металлические, служат средством улучшения смачивания волокон матричными расплавами, что особенно важно прн получении композиционных материалов жидкофазнымн методами [5]. Такие покрытия часто называют технологическими [c.493]

УЗ применяется также для получения плавильно-литейными методами композиционных материалов из несплавляемых в обычных условиях компонентов (металлов, окислов и др.). В этом случае УЗ используется для введения частиц порошка упрочняющей фазы в расплав металла-матрицы, их смачивания и равномерного распределения по объёму слитка. Существенную роль в этих процессах также играют кавитация и перемешивание расплава. Кроме того, УЗ является эффективным средством интенсификации процессов зонной очистки металлов. [c.349]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...