Керамические композиционные материалы

Керамические композиционные материалы [c.155]

Керамические композиционные материалы и керметы [c.237]

Так как составы, свойства и технологи композиционных материалов разнообразны, то предложить исчерпывающее определение композиционных материалов затруднительно. В общем виде к композиционным материалам относятся такие, которые образованы объемным сочетанием химически разнородных компонентов с границей раздела между ними и некоторые свойства которых, как правило, превосходят свойства изделий из составляющих компонентов. Однако и это определение не является исчерпывающим. Керамический композиционный материал должен обязательно содержать керамическую фазу. Именно такие материалы и будут здесь рассмотрены. Керамические композиционные материалы целесообразно классифицировать по структурным признакам на дисперсные, армированные волокнами или нитевидными кристаллами, слоистые. [c.238]

В зависимости от материала матрицы КМ можно разделить на следующие основные группы композиции с металлической матрицей - металлические композиционные материалы (МКМ), с полимерной - полимерные композиционные материалы (ПКМ), с резиновой - резиновые композиционные материалы (РКМ) и с керамической - керамические композиционные материалы (ККМ). [c.457]

КЕРАМИЧЕСКИЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ [c.243]

Композиционные материалы применяют на металлической, полимерной и керамической основе. [c.37]

Цель автора — обрисовать в общих чертах при помощи простых средств основные принципы, необходимые для понимания инженерами-проектировщиками сущности композиционных материалов. Можно полагать, что представленные концепции применимы к конструкциям или элементам конструкций из пластиков, армированных непрерывными или короткими стеклянными или угольными волокнами из бетона, армированного волокнами или стержнями из металлов, армированных керамическими волокнами или частицами, металлической проволокой или лентой. Схемы армирования композитов могут быть одно-, двух- или трехмерными некоторые из них уже применяются, другие находятся в стадии разработки. [c.9]

Композиционный материал с одномерными компонентами, один из размеров которых значительно превышает два других и соизмерим с характерным размером элементарного образца композиции. Примером этой группы материалов являются волокнистые композиционные материалы на основе полимеров, металлов и т. п., армированные стекловолокнами, борными, углеродными, керамическими и другими волокнами. [c.51]

Глава 13. Керамические и углерод-углеродные композиционные материалы. Основные свойства, методы получения и области применения [c.155]

Слоистые композиционные материалы представляют собой чередование слоев из тонких пластин или пленок, металлической или керамической фаз. Обязательное условие образования слоистого композиционного материала— согласование термического расширения компонентов и образование промежуточного слоя между металлической и керамической фазами. [c.248]

В качестве матриц в композиционных материалах могут быть использованы металлы и их сплавы, а также полимеры органические и неорганические, керамические, углеродные и другие материалы. Свойства матрицы определяют технологические параметры процесса получения композиции и ее эксплуатационные характеристики плотность, удельную прочность, рабочую температуру, сопротивление усталостному разрушению и воздействию агрессивных сред. [c.251]

К неметаллическим материалам относят усы, волокна (керамические, углеродные, борные), каучук, резину, целлюлозу, клеи, лакокрасочные материалы, древесину, графит, стекло, техническую керамику и различного рода композиционные материалы на неметаллической основе. [c.144]

В табл. 3.16 приведены свойства композиционных материалов, упрочненных керамическими волокнами [23]. [c.255]

Таблица 3.16. Свойства композиционных материалов с керамической матрицей, упрочненных керамическими волокнами

На современном этапе распространению порошковой технологии способствует постоянное повышение требований к материалам для газовых турбин. Новые порошковые материалы типа дисперсионно—упрочняемых сплавов или сплавов серии NiMoAl обладают большими потенциальными возможностями, расширяющими возможные области их применения, однако с развитием конкурирующих технологических процессов и таких материалов, как керамики и керамические композиционные материалы, все большее значение приобретает фактор экономической эффективности. [c.259]

Однако для реализации считавшихся ранее недопустимымр режимов работы необходимо за счет нетрадиционных решений конструкции механических узлов и разработки новых технологических процессов получения материалов нейтрализовать природную хрупкость керамик. Пока после более чем десятилетних интенсивных поисков адекватного решения для монолитных керамик не найдено. В связи с этим вырос интерес к керамическим композиционным материалам, обладающим более] высокой ударной вязкостью. По-видимому, такие композиты е конце концов найдут практическое применение в качестве] материалов для несущих конструкций. [c.324]

Керамические композиционные материалы. В качестве матрицы этих [атериалов используются неорганические соединения оксидов, карбидов, (итридов и т. п. Это относительно новый класс композиционных мате-(иалов, который имеет перспективы, как класс супержаропрочных ма-ериалов [2]. [c.187]

Волокнистые керамические композиционные материалы. Наиболее эффективным способом повышения трещиностойкости керамики является ее армирование. Известны данные о повышении уровня трещиностойкости керамических композитов, например, материала в системе Si - французской фирмы SEP Sep arbonix до 30 МПа м / , т. е. до уровня ряда промышленных алюминиевых сплавов и чугуна. Армирование имеет ряд преимуществ и по сравнению с эффектами, достигаемыми в трансформационно-упрочненных керамических материалах, поскольку эффект армирования реализуется в широком диапазоне температур. [c.255]

Матрица связывает композицию в монолит, придает ей форму и служит для передачи внешних нагрузок арматуре из наполнителей. В зависимости от материала основы различают КМ с металлической матрицей, или металлические композиционные материалы (МКМ), с полимерной — полимерные композиционные материалы (ГЖМ) и с керамической — керамические композиционные материалы (I KM). [c.867]

Композиционные материалы состоят из сравнительно пластичного матричного материала и более твердых и прочных веществ, являющихся упрочняющими наполнителями. Матрица связывает композицию и придает ей нужную форму. В зависимости от материала матрицы различают композиционные материалы с металлической матрицей или металлические композиционные материалы (МКМ), с полимерной — полимерные композиционные материалы (ПКМ) и с керамической — керамические композиционные материалы (ККМ), По типу упрочняющих наполнителей композиционные материалы подразделяют на дисперсноупрочненные, армированные или волокнистые и слоистые (рис. 137). [c.231]

Внутри каждой in3 перечисленных груип композиционные материалы можно классифицировать различными способами по виду материала компонентов, их размерам, форме, ориентировке, а также по назначению или методу получения. Например, волокнистые материалы по виду матрицы делят на металлические, полимерные и керамические по виду волокон —на материалы, армированные проволокой, стеклянными, борными, углеродными, керамическими и другими волокнами или нитевидными кристаллами по размерам волокон — на материалы с непрерывными или короткими (дискретными) волокнами по ориентировке волокон — на материалы с однонаправленными или ориентированными в двух и более направлениях волокнами. [c.635]

Настоящая книга является одним из 8 томов энциклопедического издания Композиционные материалы . Она содержит обзорные статьи известных зарубежных ученых по проблемам разрушения при кратковременных и длительных нагрузках. В ней рассматриваются хрупкие композиты на основе керамических и полимерных матрдц, композиты с металлической матрицей, слоистые композиты. Показано влияние различных структурных и физических параметров материалов на прочность и характер разрушения. Подробно излагаются некоторые статистические теории разрушения. [c.4]

По всей видимости, неразумно проектировать композиционный материал с высокой прочностью на растяжение, обладающий одновременно малой пластичностью. В настоящее время мы еще не в состоянии спроектировать и создать керамический ротор, способный протавостоять удару и эрозии. Хрупкие композиционные материалы также обладают чувствительностью к отверстиям, царапинам и трещинам, особенно при действии ударных нагрузок. Условием создания надежной конструкции является обеспечение большей пластичности на мини- и микроуровне по сравнению с той, которую можно достичь в статистически однородной хрупкой керамике (без примесей) или в композиционном материале из хрупких прочных волокон в хрупкой матрице. Это значит, что обеспечение надежности конструкции за счет некоторого снижения ее прочности не только желательно, но и необходимо. [c.17]

Методы порошковой металлургии широко применяют о иромы/л-ленности для получения металлокерамическпх, металлических и керамических композиций. Достаточно отметить получаемые этим методом и широко используемые в технике металлорежуш,ие твердосплавные пластины, представляющие собой спеченную смесь порошков кобальта и карбидов вольфрама или титана. Однако для получения волокнистых композиционных материалов методы порошковой металлургии стали использовать относительно недавно, причем почти все эти методы — прессование с последующим спеканием, горячее прессование, экструзия, динамическое уплотнение и др. — оказались пригодными для указанных целей, разумеется, в зависимости от природы составляющих композиционных материалов — матрицы и упрочнителя. [c.150]

Композиционные материалы классифицируются по матрице и пО способу получения материала. Различают композиционные материалы с металлическими, полимерными, углеродными п керамическими матрицами. Известны также композиции с несколькими матрицами. По способу упрочнения композиционные материалы разделяют на слоистые, волокнистые, дисперсноупрочняемые, эвтектические с направленной кристаллизацией. [c.78]

Другим путем совершенствования перспективных двигателей является применение в конструкции силовой установки новых материалов, и в том числе композиционных. Первоначально такие композиционные материалы, как борные и углеродные волокна в полимерной или дуралюминовой матрице, будут, вероятно, применяться в относительно холодных узлах и элементах двигателя (например, лопатки вентилятора и компрессора низкого давления, панели мотогондолы и т. д.). Затем композиционные материалы с более высокими характеристиками (волокна бора и окиси алюминия в матрицах из титана, никеля и ниобия, а также эвтектические сверхсплавы с направленной кристаллизацией) станут использоваться в горячих узлах и элементах двигателя. Применение стальных сплавов в конструкции двигателей будет постепенно уменьшаться, а вместо них увеличится доля сплавов на основе титана и никеля [13]. Многие иностранные фирмы предполагают также использование теплозащитных покрытий, жаростойких и легких керамических материалов в конструкции турбины двигателя, в частности для сопловых лопаток. [c.219]

Композиционные материалы с неметаллической матрицей нашли широкое применение. В качестве неметаллических матриц используют полимерные, углеродные и керамические материалы. Из полимерных матриц наибольшее распространение получили эпоксидная, фенолоформальдегидная и полиимидная. Угольные матрицы коксованные или пироуглеродные получают из синтетических полимеров, подвергнутых пиролизу. Матрица связывает композицию, придавая ей форму. Упрочнителями служат волокна стеклянные, углеродные, борные, органические, на основе нитевидных кристаллов (оксидов, карбидов, боридов, нитридов и др.), а также металлические (проволоки), обладающие высокой прочностью и жесткостью. [c.475]

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]

Развитие техники требует механически прочных и термостойких материалов. Композиты с металлической матрицей в большинстве случаев не обладают достаточной удельной прочностью, а композиты с полимерной матрицей, имея высокие удельные механические характеристики, значительно разупрочняются при воздействии высоких температур. Поэтому особый интерес представляют керамические (ККМ) и углерод-углеродные (У У КМ) композиционные материалы, которые ю-гут стабильно работать даже при телгпературах, превышающих температуру плавления металлической матрицы. [c.155]

Через этот образовавшийся при обжиге промежуточный слой передаются возникающие при нагрузках на-пр.яження. Слоистые композиционные материалы обладают ярко выраженной анизотропией свойств. Прочность таких композиционных материалов велика (достигает 500 МПа при испытании на изгиб). Поскольку такие композиционные материалы в большой степени анизотропны, прочность в направлении силы, приложенной перпендикулярно, значительно меньше, чем в параллельном иаправлепии. Эта же закономерность наблюдается и в отношении теплопроводности таких композиционных материалов. Их изготовляют путем поочередного складывания стопкой металлической (толщиной 0,1—0,9 мм) и керамической пластин. Пленка готовится пленочным литьем пластифицированных керамических масс. Далее стопки уплотняют прессованием, затем удаляют времен- [c.248]

К группе слоистых материалов следует отнести гранулослоистые композиционные материалы. Они обладают высокими ударной вязкостью и прочностью, при изгибе и хорошей термостойкостью и стойкостью к окислению, некоторой пластичностью, чего нет у чистой керамики. Изготовляют гранулослоистые композиционные материалы прессованием изготовленных гранул, которые состоят из чередующихся слоев металлической и керамической фаз. Далее изделие обжигают при температуре, присущей данной паре компонентов. В некоторых случаях применяют горячее прессование. [c.249]

В настоящее время известен большой класс сиалоновых керамических и композиционных материалов, технологическое и коммерческое значение которых стремительно растет [1—5]. [c.93]

Потенциальные возможности керамики и керамически композитов оценить труднее всего. По прочности, плотное ти, поверхностной стабильности, доступности и стоимост они привлекают очень большой интерес. Более того, появление простых или композиционных высокопрочных и термостойких керамических конструкционных материалов позволило бы существенно повысить рабочую температуру устройств и агрегатов. [c.324]

Во многих технологических процессах современного машиностроения встречаются твердые деформируемые тела, масса и конфигурация которых изменяются вследствие непрерьшного или дискретного присоединения или удаления частиц материала. При этом рассматриваемое тело находится, как правило, под действием определенных объемных и поверхностных термо механических нагрузок. В качестве наиболее распространенных процессов, в которых приходится иметь дело с телами, подвергающимися термомеханическому нагружению одновременно с присоединением материала извне, можно указать, например, намотку изделий из полимерных и композиционных материалов, напьшение разного рода деталей и покрытий из керамических и других тугоплавких материалов, кристаллизацию слитков в технологических линиях непрерывной разливки, выращивание кристаллов, различные варианты технологий изготовления сплавов способом быстрого отверждения и др. Имеется также широкий круг процессов, в которых деформируемое тело, подвергающееся термомеханическому нагружению, теряет свои материальные частицы вследствие плавления, испарения, изнашивания, распада и т.д. В качестве примеров таких процессов можно упомянуть вьпюрание твердьк топлив, абляцию при обдуве, коррозионные повреждения и др. [c.190]

Композиционные материалы обладают, как правило, низкой теплопроводностью и часто используются в конструкциях, подвергающихся кратковременЬму поверхностному нагреву, без специального теплозащитного покрытия. Одни композиты (на основе углеродной и керамической матриц) предназначены для работы в условиях иьггенсивного нагрева, другие (на основе минеральных волокон) используются для образования теплозащитных слоев. Температурное воздействие часто является расчетным для оболочек из композиционных материалов и должно быть отражено в описывающих эти оболочки уравнениях. [c.227]

Для повышения прочности керамико-полимерных композиционных материалов осуществляют модифицирование структуры полимера за счет введения нанодисперсных керамических частиц (2...3 мае. %) либо путем упрочнения полимерной матрицы стеклотканью или стекловолокнами. Тег( 1офизические характеристики керамико-полимер-ного материала повышают за счет введения специальных наполнителей (керамических и металлических порошков, порошков искусственного алмаза или графита), которые изменяют химический состав и повышают физико-механические свойства материала. [c.142]

Нормативная база испытаний на трегциностойкость, созданная с участием авторов монографии в 1980-1990-е годы, обеспечила проведение массовых исследований малоуглеродистых и низколегированных сталей, сталей специального назначения, сплавов на основе алюминия, титана, плакированных сталей и композиционных материалов. Полученные результаты по-прежнему будут использоваться в качестве основных при изготовлении несугцих конструкций большинства потенциально опасных объектов. В то же время широкое применение должны получить материалы на основе нанопорошков химических соединений, биметаллические и слоистые материалы, керамические конструкционные материалы. [c.6]

Общая характеристика и классификация композиционных материалов. Композиционными называют сложные материалы, в состав которых входят отличающиеся по свойствам нерастворимые друг в друге компоненты. Основой композиционных материалов является сравнительно пластичный материал, называемый матрицей. В матрице равномерно распределены более твердые и прочные ве1цества, называемые ирочнмшеляд/w или наполнителями. Матрица может быть металлической, полимерной, углеродной, керамической. По форме упрочнителя композиционные материалы делятся на дисперсно-упрочненные (с нуль-мерными упрочнителями), волокнистые (с одномерными упрочните-лями), слоистые (с двумерными упрочнителями). [c.260]

Возможности повышения рабочих температур современных жаропрочных и жаростойких сплавов на основе титана, никеля и тугоплавких металлов за счет их твердораствор-ного упрочнения или создания гетерофазных структур практически исчерпаны. Поэтому большое внимание исследователей привлекают композиционные материалы на основе интерметаллидов, тугоплавких металлов и направленно закристаллизованных эвтектик, упрочненные дисперсными включениями, дискретными или непрерывными волокнами олее тугоплавких, прочных и жестких, чем матрица, фаз, в том числе керамических. [c.213]

Стальные формы с керамическими вставками и без них наиболее широко применяются в производстве высококачественных композиционных материалов. Благодаря низкому коэффициенту теплового расширения керамические вставки обеспечивают высокую точность укладки в форме компонентов слоистого пластика. Такие формы очень удобны для производства больших партий соотверждаемых конструкций, в которых клеевой шов отверждается одновременно со стеклопластиком. Однако такая оснастка дорогая, а объем производства изделий часто оказывается недостаточным для амортизации ее стоимости при конкурентоспособных ценах на выпускаемую продукцию. В этих условиях для изготовления форм желательно использовать менее дорогие материалы. [c.86]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...