Способы получения и свойства волокон

Способы получения и свойства волокон [c.181]

Стеклянная вата в зависимости от способа ее получения и типа волокон разделяются на три вида, свойства которых приведены в табл. II. 29. [c.223]

Армированные композиты с металлической матрицей часто разрабатываются следующим образом сначала изготовляется новый композит, а затем испытывается образец полученного материала. Однако такой способ бывает чреват разочарованием, поскольку получаемые свойства редко соответствуют предсказанным теоретически. Затем появляются трудности, связанные с необходимостью оптимизации большого числа параметров технологии изготовления композитов. Именно в связи с этим представляется важным описанный в данной главе способ оценки совместимости отдельных волокон и усов, так как в этом случае роль всех важных факторов для любой заданной системы композита можно оценить непосредственно. На примерах композитов с никелевой матрицей, упрочненных усами сапфира, нитрида кремния и углеродными волокнами, показано, что оптимизация температур и выдержек может быть достигнута при условии контроля за содержанием примесей. Эти принципы будут положены в основу оценки и выбора технологического процесса, который обеспечит получение композитов с оптимальной совместимостью упрочнителя и матрицы для каждой системы. Эта технология, возможно, будет сложнее (и дороже) тех, которые обычно применяются, но если бы удалось существенно понизить склонность упрочнителя к разрушению и дроблению, то это могло бы стать важным достижением. Сюда же относятся некоторые интересные возмол ности улучшения связи в композите путем стимулирования роста боко- [c.427]

Выбор способов получения заготовки определяется технологическими свойствами металла, т. е. его литейными свойствами или способностью претерпевать пластические деформации при обработке давлением, а также структурными изменениями материала, получаемыми в результате применения того или другого метода выполнения заготовки (расположение волокон в поковках, величина зерна в отливках и т. д.), конструктивными формами и размерами заготовки, требуемой точностью выполнения заготовки и качеством поверхности, эксплуатационными [c.345]

Таким образом, измерение прочности стекла по методам растяжения и изгиба испытуемых образцов имеет ограниченное применение при изучении механических свойств стекла, так как получаемые значения прочности стекла и величина их разброса зависят от способа изготовления образцов, состояния их поверхностей и условий испытания, что не дает возможности установить связь прочности стекла с его химическим составом. Только в последнее время при получении бездефектных стеклянных волокон и при проведении испытаний в области низких температур (жидкого азота) удалось обнаружить различие в прочности стекол в зависимости от их химического состава. Однако эти методы позволяют изучать влияние различного рода технологических факторов изготовления образцов на их прочность и потому имеют большое значение для практических целей. [c.85]

Рассмотрены свойства и способы получения полимерных материалов, используемых для электрической изоляции проводов. — лаков, пленок, волокон. Большое внимание уделено описанию способов наложения изоляции на проволоку и способов пропитки обмоток электрических машин, а также методов испытаний лаков и покрытий. [c.2]

Свойства вискозного и медно-аммиачного волокон усаживаться при отделке и сушке на 5—8% и улучшение при этой усадке равномерности физико-механических показателей нити вызвали широкое применение в этих производствах центрифугального способа получения текстильной нити, тем более, что невысокие скорости формования волокна позволяют здесь получить текстильную нить сразу с товарной круткой от 80 до ПО витков/м. [c.177]

Выбор метода получения заготовки. Конструктор устанавливает материал заготовки и его марку по имеющимся стандартам. Он назначает также необходимую термическую обработку. Учитывая условия работы детали в машине, он может указать предпочтительный способ получения исходной заготовки (ковка вместо литья, ковка вместо проката). На основе этих данных технолог выбирает конкретный метод получения заготовки. Выбор метода определяется 1) технологической характеристикой материала заготовки, т. е. его литейными свойствами и способностью претерпевать пластические деформации при обработке давлением, а также структурными изменениями материала заготовки, получаемыми в результате применения того или иного метода выполнения заготовки (расположение волокон в поковках, величина зерна в отливках и пр.) 2) конструктивными формами и размерами заготовки 3) требуемой точностью выполнения заготовки, шероховатостью и качеством ее поверхностей 4) программой выпуска и заданными сроками выполнения этой программы. [c.233]

Выводы, сделанные в [37], неприменимы, когда длина трещины или протяженность зоны разрушения а сравнима с шагом упаковки или диаметром волокон. В этих случаях единственный практический способ расчета длины трещины на основании реальных свойств материала, по-видимому, заключается в применении прямого численного подхода. Для выполнения подобных расчетов весьма полезным методом является алгоритм FFT. Решение контактной задачи в случае вязкоупругости требует анализа подобного типа. Этот вопрос изложен в [38], поэтому здесь подробно не рассматривается. Ограничимся лишь некоторыми результатами, полученными на упругих материалах, чтобы продемонстрировать возможную точность метода. Остальные результаты для упругих и вязкоупругих материалов и теоретическое обоснование их точности будут приведены в следующем сообщении. Рассмотрим частную задачу о вычислении коэффициента интенсивности напряжения для бесконечно длинного массива трещин, периодически расположенных вдоль оси х. [c.215]

Для композищюнных материалов с пироуглеродной матрицей (два последних типа) по представленным в табл. 6.6 данным трудно установи ь влияние структуры на их упругие свойства. Более четкое представление о зависимости упругих характеристик углерод-углеродных композиционных материалов от структуры армирования и свойств исходных компонентов можно получить сопоставлением расчетных и экспериментальных значений (табл. 6.8). Расчетные значения вычисляли по зависимостям, полученным для аналогичных структур в гл. 5. При расчете модуль упругости углеродной матрицы принят равным 6110 МПа (усредненные данные эксперимента), волокон — 2,2-10 МПа. Объемное содержание арматуры н материалах устанавливали двумя способами по плотностям исходного каркаса и волокон [см. (1.2)], а также по содержанию волокон в материалах [c.176]

Прессование полуфабрикатов проводилось при давлении (до 4—6 МПа), значительно превышающем давление прессования обычных угле-, боро- и стеклопластиков, что обусловлено необходимостью уплотнения материала и снижения пористости. Отклонения давления прессования от указанного значения могут быть причиной большой пористости или разрушения волокон нитевидными кристаллами. Температурный режим получения материалов на основе вискернзрванных волокон соответствовал температурному режиму, принятому для эпоксидного связующего. Технология получения рассматриваемого класса материалов в значительно большей степени, чем получение других материалов, определяет их структуру и свойства. Обусловлено это тем, что материалы, изготовленные на основе вискеризован-ных волокон или тканей, имеют основную арматуру — волокна или ткань и вспомогательную — кристаллы — предназначенную для улучшения сдвиговых свойств и прочности на отрыв в трансверсальном направлении. Указанные свойства определяются характером расположения нитевидных кристаллов. Последние могут распределяться хаотически во всем объеме материала или только в трансверсальных плоскостях, что определяется способом вискернзации и технологией получения материалов. Хаотическое распределение кристаллов во всел объеме является наиболее приемлемым способом одновременного повышения сдвиговых свойств материала во всех трех плоскостях. Модули сдвига в этом [c.202]

Углеродные волокна могут быть получены в различных текстильных формах от небольших крученых жгутов с числом элементарных филаментов около 1000 до жгутов, уложенных в широкую ленту с числом филаментов более 100 ООО. Марки, текстильные формы и механические характеристики углеродных волокон, выпускаемых различными фирмами, приведены в табл. 1. Следует, однако, заметить, что методы механических испытаний углеродных волокон еще не отработаны в достаточной степени, и по этой причине результаты испытаний таких тонких и хрупких волокон, каковыми являются углеродные волокна, существенно зависят от способа получения образцов и от квалификации испытателя. К тому же, как уже отмечалось, свойства волокон сильно зависят от колебаний параметров технологического процесса и могут различаться для различных партий волокон одной марки. В связи с этим целесообразно осуществлять контрольные испытания углеродных волокон у потребителя (табл. 2). [c.346]

Способ получения углеалюмипия пропиткой каркаса из армирующих волокон матричным расплавом позволяет использовать большую номенклатуру алюминиевых сплавов в качестве матричных. Как ун е отмечалось, эвтектический сплав А1—12% Si был выбран из-за своей низкой температуры плавления. Усовершенствование процесса изготовления углеродных волокон и их поверхностной обработки дает возможность применять сплавы с более высокой температурой плавления без заметного ухудшения механических характеристик углеродных волокон. В связи с этим последующие исследования были направлены на изучение влияния состава матрицы на свойства углеалюминия, в то же время был организован промышленный выпуск более качественных волокон Торнел-75 и эти волокна стали использоваться в качестве упроч-нителя. Исследовали матрицы следующего состава технический алюминий, сплав с 7% Mg, сплав с 7% Zn и сплав с 13% Si. [c.382]

Волокна, полученные любым из рассмотренных способов, вводят в матрицу. При изготовлении металлокерамических армированных композиций готовят шихту из смеси порошка матрицы и волокон, которую затем прессуют и спекают. В процессе приготовления шихты важно обеспечить равномерность распределения волокон в матрице, которое иногда нарушается из-за образования комков волокон в ходе перемешивания. Применяют механическое и химическое смешивание. Шихту можно прессовать любым известным способом. Следует указать, что при прессовании изделий в прессформах волокна ориентируются в плоскостях, расположенных нормально к сжимаюшим усилиям, в самих же плоскостях они ориентированы хаотично. Экструзией и прокаткой можно получить направленную структуру композиций, что является важным преимуществом этих методов формования. Спекание спрессованной смеси исходных материалов проводят при температуре 0,7—0,8 Гпл матрицы, чаще всего в атмосфере водорода, инертных газов или вакууме. При спекании композиций наряду с процессами сцепления, уплотнения и упрочнения может происходить и взаимное растворение компонентов. Для армированных систем важно ограничить спекание температурновременными пределами, при которых достигается достаточно прочное сцепление, а заметного растворения не наблюдается. После спекания изделия могут быть подвергнуты дополнительной обработке с целью повышения их физико-механических свойств или придания окончательных размеров и формы. Спекание сформованной смеси исходных материалов может быть заменено пропиткой спрессованных волокон расплавленным материалом матрицы. При этом отпадает необходимость в приготовлении шихты. Пропиткой можно получить практически беспористый материал, равномерно распределять компоненты, варьировать в широких пределах объемное содержание арматуры, диаметр и длину волокон, создавать нужную ориентацию, сохранять исходную форму и размеры волокон, использовать стандартное оборудование термических участков. Однако для получения хорошей композиции необходимо смачивание волокон жидкой матрицей. Кроме того, при пропитке жаропрочными ма- [c.465]

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]

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]

Для получения плотных алюминиевых покрытий на углеродных волокнах был с успехом опробован метод вакуумного напыления, однако при этом способе металлизации существует значительный экранный эффект, и для получения равномерных покрытий по всему сечению жгута необходимо перед напылением укладывать жгут в тонкую ленту. Из покрытых алюминием углеродных волокон методом горячего прессования получили компактные образцы композиционного материала. Распределение волокон в материале в целом оказалось достаточно равномерным, однако механические характеристики материала были невысокими, очевидно из-за недостаточной прочности связи матрицы и волокна (наблюдалось отслаивание алюминия от волокон). Более успешные эксперименты проведены по алюминированию волокон методом химического осаждения при термическом разложении триизобутила алюминия экранный эффект в этом случае не проявляется и покрытия получаются однородными по всему сечению углеродного жгута. Были сделаны также попытки изготовления углеалюминиевого материала из покрытых таким образом волокон методами горячего и холодного прессования, но из-за малого количества полученного материала его свойства не определялись. [c.369]

Первый способ состоит из пропитки графитовых волокон смолой или пеками, намотки заготовки, ее отверждения и механической обработки на заданный размер, карбонизации при 800 - 1500С в неокислительной (например, инертном газе) или нейтральной среде, уплотнении пиролитическим углеродом, графитизации при 2500-3000 °С и нанесении противооки-слительных покрытий из карбидов кремния и циркония. Для получения материала высокой плотности цикл пропитка — отверждение — карбонизация многократно повторяют. Всего процесс продолжается около 75 ч. В зависимости от режимов проведения плотность КМ, полученного этим методом, составляет 1,3-2 т/м . Свойства полученного при этом углерод-углеродного КМ зависят от многих факторов вида исходного волокна и связующего, условий пропитки, степени наполнения матрицы, свойств кокса и прочности его связи с волокном, режимов отверждения, карбонизации, графитизации, многократности цикла пропитка — отверждение — карбонизация. Так, при пропитке феноло-формальдегидной смолой плотность КМ не превышает 1,65 т/м , при пропитке фурановыми смолами она доходит до 1,85 т/м , а при использовании пеков составляет 2,1 т/м . Нагрев карбонизированного материала до 2500-3000 °С вызывает его гра-фитизацию. [c.463]

Метод производства оказывает большое влияние на прочность стеклянных волокон высокой прочностью обладают волокна, вытянртые с большой скоростью из расплавленного стекла (вытягивание из фильер), наименьшей прочностью— волокна, полученные штабиковым способом и раздувом. При формовании волокна из фильер образуется меньше поверхностных дефектов и трещин, чем обусловливаются их лучшие механические свойства, главным образом прочность. [c.410]

Горячекатаная сталь имела осевое направление волокон и неметаллических включений. Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии влияния неметаллических включений на измеряемые характеристики, хотя можно предположить, что при направлении ттах вдоль границ раздела включений и матрицы (уголф=0) возможно понижение сопротивления малым пластическим деформациям. В литературе [16, 83] имеются данные, показывающие, что включения, являющиеся концентраторами напряжения, могут служить и источником дислокации и инициатором скольжения. По-видимому, макроскопически усредненный характер измеряемых величин (то,о75 и то,з) не позволяет уловить роль включений из-за статистической незначительности их влияния на фоне проходящей пластической деформации. Термомеханическая обработка трубок с преобладающей составляющей кручения в общей деформации усиливает анизотропию свойств (большая разница то,о75 и то,з для разных направлений действия максимальных касательных напряжений). Для всех способов выплавки максимальные значения сопротивления пластической деформации наблюдаются при угле ф, равном О—15° и 75—90°, минимальные — при ф, равном 45°. Относительная разница в напряжениях (ттах—тт1п)/тщ1п после ВТМО увеличивается в 2 раза (до 19—21%). Испытания подтвердили и наличие анизотропии упрочнения при ВТМО — прирост свойств зависит от угла испытания, при этом максимально свойства возрастают при ф = 0 и 90°, а минимально— при ф = 45° (см. табл. 2.17). Разница свойств в направлениях, соответствующих ф, равному О и 90°, незначительна (см. табл. 2.16). Малое упрочнение при Ф = 45°, по-вядимому, не связано с исходной анизотропией. [c.82]

II. К. протравными красителями растительных волокнистых материалов. Протр. красители не окрашивают растительных волокон (хлопка, льна, пеньки и др.), состоящих из целлюлозы, вещества нейтрального или слабокислого характера, т. к. не имеют (в большинстве случаев) к ним никакого сродства. Для получения окраски необходимо участие протрав, к-рые, фиксируясь на волокне в виде окислов соответствующих металлов (А1, Сг, Ре, Са и др.), сообщают целлюлозным волокнам основные свойства и тем самым делают возможным взаимодействие с анионами протравных красителей и образование лаков. В зависимости от последовательности протравления и собственно К. здесь тоже различают три способа. [c.255]

По внешнему виду В. ш. различают блестящее, полуматовое и матовое. М а т о в о е в о л о I н о имеет более приятный потухший блеск, близкий к блеску натуральных волокон. Придание волокну матового блеска достигается многочисленными способами и осуществляется в процессе либо отделки волокна либо получения волоташ путем введения добавок в вискозу или изменения условий прядения. Матовость, приданная волокну в процессе отделки осаждением на поверхности волокна солей в мелкодисперсном виде, является нестойкой. Для получения эффекта матовости в вискозу вводят минеральные, растительные или животные масла, жиры, воск, кирные к-ты, неорганич. соли, смеси летучих и нелетучих веществ и т. д. Эти вещества не должны образовать молекулярного раствора, а находиться в мелкодисперсном виде или в виде эмульсии. Однако наилучшие результаты получаются при введении в вискозу пигментируюпщх веществ, напр, двуокиси титана в количестве 2% от веса а-целлюлоаы. Ткань, полученная из пряжи, содержащей 50% мериносовой шерсти и 50% матированного В. ш., по своим свойствам и внешнему виду значительно превосходит таковую с примесью обычного блестящего В. ш. [c.212]

Разработан ряд способов и установок для получения композиционных металлов. Например, при жидкофазном способе совмещения волокон с матрицей используют давление, вакуум и протяжку пучка волокон через расплав. Термоосмос, ультразвук и электрическое поле используют для пропитки. Создана теория разрушения композиционного материала. Однако все эти способы широко не используют в литье из-за дороговизны и отсутствия в достаточном количестве арматуры нестабильности свойств арматуры не-технологичности армирования при получении фасонных изделий почти полного отсутствия исследований применительно к железоуглеродистым [c.692]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...