Жаропрочные композиционные материалы

План

Вступ.

1. СПОСОБИ ВИГОТОВЛЕННЯ МЕТАЛОКОМПОЗИТІВ.

2. КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ НА ОСНОВІ ЖАРОМІЦНИХ СПЛАВІВ ТА МЕТАЛЕВИХ ДРОТІВ.

3. КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ ІЗ ЖАРОМІЦНИХ СПЛАВІВ ТА ВУГЛЕЦЕВИХ ВОЛОКОН. .

4. КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ З ТИТАНОВОЮ МАТРИЦЕЮ. . .

5. ЕВТЕКТИЧНІ КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ. .

5. 1. Фізхімія фаз евтектичного KM. .

5. 2. Поверхнева енергія в евтектичних композиційних матеріалах.

Література.  


Вступ

Конструкційна ефективність матеріалу дуже важлива для великогабаритних конструкцій, таких як авіалайнери, пілотовані космічні станції, обладнання для виробництва паперу чи текстилю, обладнання турбінних заводів тощо.

Ключовою проблемою при проектуванні конструкції є квадратно-кубова залежність: зі збільшенням радіуса R і довжини L циліндра, наприклад, його маса наростає пропорційно R2L, а навантаження, яке він може витримати, збільшується пропорційно R2. Коли циліндр працює як балка, оперта кінцями на дві опори, то він втрачає форму при збільшенні довжини L. Тому потрібні матеріали з великою питомою жорсткістю, яка рівна відношенню модуля Юнга до густини.

Пластмаси мають у 50-100 разів менший модуль Юнга в порівнянні з металами

Тому КМ на основі пластиків за жорсткістю значно поступаються КМ на основі металевої матриці, малопридатні для виготовлення великогабаритних конструкцій. Важливою перевагою металокомпозитів є їхня здатність працювати за температури понад 1273 К. Смоли мають тенденцію втрачати міцність при 473-573 К. їхній опір окисленню, корозії, ерозії різко падає за цих температур. Вони мають малу теплопровідність, тому тріскаються при частому нагріві, охолодженні. Вони в 100-1000 разів менш тверді, ніж метали, тому легко зтираються.

У зв'язку зі сказаним КМ на базі металевої матриці інтенсивно досліджуються. Розглянемо кілька прикладів перспективних металокомпозитів.

1. СПОСОБИ ВИГОТОВЛЕННЯ МЕТАЛОКОМПОЗИТІВ

На рис. 1. наведено схему просочування волокон розплавом. Найшвидшим є метод із використанням вакууму. Ним послуговуються, коли є значна дифузійна взаємодія волокон із розплавом, внаслідок чого волокна втрачають міцність. Тому важливим є зменшення часу виготовлення. Найповільнішим є капілярний метод. Ним користуються, коли потрібно створити достатній зв'язок між волокном та матрицею, забезпечити достатню напругу зсуву на границях волокно-матриця.

Рис. 1. Схема просочування волокон розплавом:

а - капілярні сили втягують розплав 2 в трубку з волокнами 1;

б- просочування підтиском; в - вакуумне втягування розплаву; 3 - підігрівник;

4 - стальна труба; 5 - діафрагма

На рис. 2 показано, як виготовляють армовану композиційну штабу. На центральній металевій фользі 1 є прокатані канавки. У ці канавки з обох боків лягають волокна 2, що змотуються з катушок. Потім на волокна з обох боків накладається фольга 3. П'ятишарова заготовка проходить через прокатний стан 4, валки якого розігріті. Тут здійснюється дифузійне зварювання. Якщо волокна борні, а фольга титанова, то швидкість руху заготовки становить 15 см/хв, а температура - 1255 К. Дифузійний шар з дибориду титану має товщину 25-50 нм.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Похожие работы