Композиты из расплавов

Предварительно пропитанные связующим армирующие структуры широко используются как для получения армированных слоистых пластиков, так и при использовании техники получения композитов из расплавов. Свойства конечного продукта зависят как от свойств обоих исходных материалов, так и от тех- [c.453]

В программе Британского института тазовых турбин для получения композитов из никелевых сплавов, упрочненных вольфрамовой проволокой, была использована пропитка расплавленным металлом. Дин [9] сообщает, что проблему растворимости решает быстрая пропитка расплавом пучка проволоки с последующим [c.91]

Большой интерес представляет рассмотрение типичных методов испытаний для компонентов, композитов, получаемых из расплавов. Военный стандарт MIL-M-14 (Пластики из расплавов и компоненты пластиков из расплавов, термопласты) распро- [c.457]

Как с очевидностью следует из проведенного обсуждения, методу пропитки свойственны некоторые трудноразрешимые проблемы. При изготовлении композита пропиткой чрезвычайно важно обеспечить смачивание волокон расплавом. Существенное повышение температуры заливки (например, значительно выше 7пл алюминия) или использование поверхностно-активных веществ может привести к неполному смачиванию в практически важных системах. Вследствие применения указанных приемов происходит недопустимое ухудшение механических свойств волокна, а значит, и всего композита. Покрытия, в частности вольфрамовые, облегчают смачивание, однако при такой толщине, которая приемлема для тонких волокон, они не обладают достаточной долговечностью в контакте с жидким металлом. Волокна большого диаметра (>0,25 мм) в прочных матрицах, которые представляются практически интересными, механически повреждаются (двойникова-нием или скольжением) при охлаждении от температуры пропитки. [c.333]

Распространенные композиты с волокнами, например, из углерода, бора, глинозема, окиси циркония, с металлической матрицей получают методом пропитки, поэтому прочность соединения определяется условиями смачивания. Так, расплавы Си и Sn не реагируют и практически не смачивают углеродные волокна, а поэтому непригодны для пропитки. [c.102]

Рис. 14.2 иллюстрирует одно из таких явлений - возникновение диссипативных структур в полимерной матрице вокруг заключенных в ней волокон. При охлаждении расплава данного термопластичного полимера в зонах, удаленных от волокна, происходит кристаллообразование, причем морфология образующихся кристаллов (солнцеобразные сферолиты, растущие радиально из точек зародышеобразования) типична для многих полимеров. Кристаллообразование же вокруг волокна формирует оболочку нитевидных кристаллов. Такой частично кристаллический полимер можно рассматривать как композит, в котором упрочняющими элементами являются кристаллические области, а матрицей - области с меньшей упорядоченностью. Эти примеры показывают важность учета процессов самоорганизации и межфазных явлений при проектировании современных композитов. [c.169]

Методы пропитки применяются для изготовления полуфабрикатов ограниченных размеров и изделий различных конфигураций. Пропитку каркаса (или пучка) волокон осуществляют различными способами вакуумной заливкой матричного расплава в форму, в полости которой предварительно размещен каркас волокон вакуумным всасыванием расплава матрицы пропиткой под давлением центробежным литьем (эти процессы могут проводиться в обычной воздушной атмосфере или с применением защитных атмосфер). Кроме того, возможен вариант помещения в полость формы волокон с порошком матричного материала или фольгой, а также волокон, имеющих покрытие из материала матрицы, с последующим нагревом до температуры, превышающей температуру плавления матрицы композита, и опрессовкой формы. Процессы этой группы существенно отличаются от непрерывного литья большей длительностью. т. е., как правило, требуют специальных мер предупреждения де- [c.90]

Вид армирующего наполнителя во многом определяет выбор метода формования изделий. Так, например, элементарное стеклянное волокно, получаемое вытяжкой через фильеры из расплава, можно использовать для получения высокопрочных однонаправленных стеклопластиков — СВАМ нити, жгуты, ленты целесообразно использовать при намотке оболочек рубленое волокно более всего пригодно для метода напыления холсты и ткани используются в основном при контактном формовании, прессовании, прямой намотке труб композиты, в которых использованы хаотично ориентированные волокна, также удобно применять при контактном формовании и прессовании. [c.235]

Борные волокна с покрытием из нитрида бора оказались весьма стабильными в контакте с расплавленным алюминием. Кэй-мехорт [8] показал, что до тех пор, пока сохраняется целостность этого покрытия, борное волокно остается неповрежденным в расплаве алюминия при 1073 К. На основании этих данных был разработан способ изготовления композитов А —В путем пропитки волокон расплавленным металлом. Форест и Кристиан [11] исследовали сдвиговую и поперечную прочности композита, состоящего из борных волокон с нитридным покрытием н матрицы из алюминиевого оплава 6061. Материал был изготовлен диффузионной сваркой. Прочность этого композита на сдвиг оказалась меньше, а поперечная прочность — существенно меньше, чем материалов, армированных волокнами бора и борсика. Такие низкие значения прочности, возможно, обусловлены слабой связью между нитридом бора и алюминием, хотя в работе отсутствуют данные о характере разрушения, которые могли бы подтвердить это предположение. Связь между алюминием и борным волокном с покрытием из карбида кремния в меньшей степени зависит от способа изготовления материала. По заключению авторов цитируемой работы, наиболее удачное сочетание механических свойств имеет композит алюминиевый сплав бОбГ —непокрытое борное волокно, закаленный с 800 К с последующим старением. [c.128]

Первые работы по упрочнению металлов окислами были сосредоточены, в основном, на технологии получения композитов методом пропитки расплавом и фундаментальных исследованиях процессов смачивания окисла жидким металлом и формирования связи с окислами. Исследования систем жидкий металл — твердый окисел стимулировались наличием исходных окисных материалов в виде матов из очень мелких усов AI2O3 и стеклянной пряжи. Для заполнения чрезвычайно тонких каналов между волокнами в этих материалах естественно было воспользоваться пропиткой жидким металлом. В результате этих исследований получено много практически важных данных, обзор которых и будет здесь приведен. Цель настоящего обзора — описать основы смачивания, пропитки расплавом и образования связи, а также проанализировать имеющиеся данные для отдельных систем металл — окисел. [c.314]

Способ пропитки пучка усов расплавом оказался очень полезным для понимания явлений на поверхности раздела жидкий металл — окисел, и с его помощью была установлена возможность упрочнения окислами низкотемпературных металлических матриц. Однако использование этого способа не позволило получить композиты с нужными свойствами, главным образом, из-за трудностей изготовления усов желаемой морфологии и их неоднородности. Проблемы получения требуемых композитов решаются путем использования непрерывных волокон AI2O3, и в настоящее время этот способ более перспективен для получения практически полезных высокотемпературных композитов с металлической матрицей. Как было показано в данной главе, достаточно хорошо разработаны научные основы явлений на поверхности раздела и стабильности армированных окислами композитов при изготовлении их в присутствии жидкой фазы и в твердом состоянии, а также при по- [c.350]

Волокнистые композиты получают разными методами. К ним относятся пропитка пучка волокон жидкими расплавами алюминия и магния с низкой температурой плавления, плазменное напыление, применение методов горячего прессования, иногда с последующей гидроэкструзией или прокаткой заготовок. При армировании непрерывными волокнами композиций типа сэндвич , состоящих из чередующихся слоев алюминиевой фольги и волокон, применяют прокатку, горячее прессование, сварку взрывом, диффузионную сварку. Отливка прутков и труб, армированных высокопрочными волокнами, производится из жидкометаллической фазы. Пучок волокон непре-рьгоно проходит через ванну с расплавом и пропитывается под давлением жидким алюминием, магнием или жидкой смолой в случае изготовления полимерного материала. При выходе из пропиточной ванны волокна соединяются и пропускаются через фильфу, формирующую пруток или трубу. Этот метод обеспечивает максимальное наполнение композита волокнами (до 85 %), их однородное распределение в поперечном сечении и непрерывность процесса. [c.872]

Вследствие выделения летучих соединений при термодеструкции смолы в карбокизованном пластике возникает значительная пористость, снижающая физико-механические свойства УУКМ. Поэтому стадией карбонизации углепластика завершается процесс получения лишь пористых материалов, для которых не требуется высокая прочность, например, низкоплотных УУКМ теплоизоляционного назначения. Обычно для устранения пористости и повышения плотности карбонизованный материал вновь пропитывается связующим и карбонизуется (этот цикл может повторяться неоднократно). Повторная пропитка производится в автоклавах в режиме вакуум—давление , т. е. сначала заготовка нагревается в вакууме, после чего подается связующее и создается избыточное давление до 0,6—1,0 МПа. При пропитке используются растворы и расплавы связующих, причем пористость композита с каждым циклом уменьшается, поэтому необходимо использовать связующие с пониженной вязкостью. Степень уплотнения при повторной пропитке зависит от типа связующего, коксового числа, пористости изделия и степени заполнения пор. С ростом плотности при повторной пропитке повышается и прочность материала. Этим методом можно получать УУКМ с плотностью до 1800 кг/м и выше. Метод карбонизации углепластика сравнительно прост, он не требует сложной аппаратуры, обеспечивает хорошую воспроизводимость свойств материала получаемых изделий. Однако необходимость многократного проведения операций уплотнения значительно удлиняет и удорожает процесс получения изделий из УУКМ, что является серьезным недостатком указанного метода. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...