Композиционные материалы на основе борных волокон и металлической матрицы

Детали двигателя работают в более напряженных температурных режимах, чем элементы планера. Температура вентилятора и передних ступеней компрессора изменяется в пределах от окружающей температуры до 150° С, достигая в задней зоне компрессора 650° С. В указанном диапазоне температур возможно использование большого числа композиционных материалов как полимерных, так и металлических. По-видимому, наиболее эффективно применение композиционных материалов на основе металлических и термостойких полимерных (в частности, полиимидных) матриц, упрочняемых борными или углеродными волокнами. Было обнаружено, что наносимое на борные волокна покрытие карбида кремния исключает взаимодействие между наполнителем и алюминиевой или титановой матрицами в процессе изготовления материала. Рассматривается применение полимерных композиционных материалов (как полиимидных, так и эпоксидных) в корпусах двигателя и редуктора (коробки скоростей). [c.55]

Волокнистые композиционные материалы. В волокнистых композиционных материалах упрочнителем служат углеродные, борные, синтетические, стеклянные и др. волокна, нитевидные кристаллы тугоплавких соединений (карбида кремния, оксида алюминия и др.) или металлическая проволока (стальная, вольфрамовая и др.). Свойства материала зависят от состава компонентов, количественного соотношения и прочности связи между ними. Для металлических композиционных материалов прочная связь между волокном и матрицей достигается благодаря их взаимодействию. Связь между компонентами в композиционных материалах на неметаллической основе осуществляется с помощью адгезии. Повышение адгезии волокон к матрице достигается их поверхностной обработкой. Производится осаждение нитевидных кристаллов на поверхность волокон. При этом получаются [c.263]

Рассмотренные выше особенности борных волокон явились причиной того, что их применяют главным образом в сочетании с металлическими, в частности алюминиевыми, матрицами. Композиционный материал алюминий — борные волокна формуют прессованием листов пре-прега при температуре выше 500 °С, как при получении металлокомпо-зитов на основе углеродных волокон. Композиционный материал алюминий — борные волокна можно применять при значительно больших температурах, чем композиционные материалы на основе полимерной матрицы. На рис. 8.3 показана зависимость от температуры прочности при растяжении различных композиционных материалов на основе алюминия и борных волокон [8]. Как видно из рисунка, высокая прочность таких [c.269]

Первым композиционным материалом, широко вошедшим в практику, стали стеклопластики, что было обусловлено отличной технологией производства стекловолокон. Связующими для стеклопластиков служат полиэпоксидные, полиамидные и обеспечивающие максимальную рабочую температуру до 300... 320°С полиимидные смолы. Эффект тонкого волокна в данном случае дал возмол ность получить предел прочности композиции до 1000. .. 2000 МПа. Но эффект тонкого волокна сам по себе не влияет на удельную жесткость материала. Так, стеклопластики, обладая высокой удельной прочностью, имеют низкий модуль упругости, что сильно снижает их эффективность как конструкционных материалов. Дело в том, что модуль упругости зависит почти исключительно от химической природы твердого тела, возрастая с увеличением энергии связи и уменьшением межатомных расстояний. Технологическими средствами его практически невозможно изменить. Если нужен иной модуль, необходимо также брать другой материал. А материалы, имеющие высокий модуль, во многих случаях не могут быть использованы в конструкциях как гомогенные, т. е. в монолите, по разным причинам из-за низкой технической прочности, хрупкости, нетехнологичности и т. д. Решить это противоречие позволяет волокно. Взяв высокомодульный материал в виде нити, мы можем использовать его высокий модуль и одновременно приблизиться к его теоретической прочности. Самой высокой удельной жесткостью обладают композиционные материалы на основе угольных, борных или бериллиевых волокон. Удельный модуль /р в этих композициях примерно на порядок выше, чем у старых материалов. Соотношения прочностных и жесткостных характеристик различных материалов представлены в табл. 7.1, где — температура начала интенсивного ухудшения характеристик материала. Кроме полимерных применяются металлические матрицы. Первые более технологичны, но менее теплостойки. В настоящее время разработаны [c.221]

Следует отметить, что из всех металлических композиционных материалов наиболее разработан материал на основе алюминиевой матрицы, армированной борными волокнами диаметром 100— 140 мкм. Этот материал получают обычно методом диффузионной сварки пакета из полуфабрикатов, представляющих собой моно-слойную ленту из борных волокон, связанных между собой матричным металлом, нанесенным методом плазменного напыления. Для облегчения процесса диффузионного соединения часто применяют легкоплавкие прокладки между монослойными лентами, что позволяет резко снизить температуру и давление при диффузионной сварке и, следовательно , значительно увеличить размер [c.356]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...