ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Большое упрочнение достигается при размере частиц 0,01-0,1 мкм и
расстояния между ними 0,05-0,5 мкм. Объемное содержание частиц зависит от
схемы армирования.
Преимущество дисперсно-упрочненных КМ по сравнению с
волокнистыми - изотропность свойств.
К дисперсно-упрочненным КМ на алюминиевой основе, нашедшим
промышленное применение, относится материал из спеченной алюминиевой
пудры (САП). Материал САП характеризуется высокой прочностью,
жаростойкостью, коррозионной стойкостью и термической стабильностью
свойств.
САП состоит из алюминия и его оксида. Получают САП путем
последовательного брикетирования, спекания и прессования окисленных с
поверхности алюминиевой пудры. Исходным материалом при получении
пудры служит порошок - пульверизат, который изготавливают распылением
расплавленного алюминия А6 (ГОСТ 11069-74). Порошок размельчают в
шаровых мельницах в атмосфере азота с добавлением 2-3 % 0
2
и 0,25-1,2 %
стеариновой кислоты. Кислород используется для окисления вновь
образованных поверхностей пудры, стеарин - для облегчения скольжения и
препятствия свариванию частиц пудры. Частицы пудры имеют форму чешуек
толщиной менее 1 мкм. Длина и ширина частиц одного порядка, толщина
оксидной пленки составляет 0,01-0,1 мкм. Размер частиц зависит от
длительности разлома: чем продолжительнее время разлома, тем мельче
частицы пудры, больше их общая поверхность и, следовательно, выше
содержание оксида алюминия. Например, пудра марки АПС-1 с размером
частиц 30-50 мкм содержит 6—8 % А1
2
0
3
, а пудра АПС-2, имеющая размер
частиц 10-15 мкм, уже 9-12 % А1
2
О
г
. В настоящее время освоена технология
получения алюминиевой пудры четырех марок и соответствующих им марок
САП (табл. 2.1).
Таблица 2.1
Механические свойства САП
Структура САП представляет собой алюминиевую основу с
равномерными дисперсными включениями А1
2
О
г
. С увеличением содержания
А1
2
О
ъ
повышаются прочность (рис. 2.1). Высокая прочность САП объясняется
большой дисперсностью оксидной фазы, малым расстоянием между ее
частицами. Нерастворимость в алюминии и отсутствие склонности к
12
6. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА НЕМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
Цель работы: изучение структуры и механических свойств КМ на
неметаллической основе.
Задание: изучить влияние различных комбинаций упрочнителей и
неметаллических матриц на прочность КМ.
По сравнению с КМ на металлической основе эти материалы отличает
хорошая технологичность, низкая плотность и в ряде случаев более высокие
удельные прочность и жесткость. Кроме того, КМ на неметаллической основе
имеют высокую коррозионную стойкость, хорошие теплозащитные и
амортизационные свойства и т. д.
Для большинства КМ с неметаллической матрицей характерны
следующие недостатки: низкая прочность связи волокна с матрицей, резкая
потеря прочности при повышении температуры выше 100-200 °С, плохая
свариваемость.
Среди неметаллических КМ наибольшее распространение получили
композиции с полимерной матрицей: эпоксидной, феноло-формальдегидной и
полиамидной.
В настоящее время для КМ особо высокой теплостойкости используют
керамические и углеродные матрицы. В качестве упрочнителей применяют
высокопрочные и высокомодульные углеродные и борные, стеклянные и
органические волокна в виде нитей, жгутов, лент и нетканых материалов.
Группы КМ, армированные однотипными волокнами, имеют
специальные названия, данные им по названию волокна. Композиции с
углеродными волокнами называются углеволокнитами, с борными-
бороволокнитами, стеклянными-стекловолокнитами, органическими-
оргоноволокнитами. Для оргоноволокнитов используют эластичные (лавсан,
капрон, нитрон) и жесткие (ароматический полиамид, винол) синтетические
волокна.
Из-за быстрого отверждения и низкого коэффициента диффузии в
неметаллической матрице (исключение составляют оргоноволокниты) в КМ нет
переходного слоя между компонентами. Связь между волокнами и матрицей
носит адгезионный характер, т. е. осуществляется путем молекулярного
взаимодействия. Прочность связи, характеризуемая параметром г
0
£ (т
0
-
прочность сцепления, £, - коэффициент контакта), повышается с увеличением
критического поверхностного натяжения волокна (а
с
). Для обеспечения
высокой прочности связи между компонентами необходимо полное смачивание
волокон (которая достигается, например, растеканием жидкого связующего по
поверхности волокон); при этом поверхностная энергия волокон должна быть
больше поверхностного натяжения жидкой матрицы. Однако для жидких смол,
обладающих лучшей адгезией к наполнителям среди других полимеров,
33
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- …
- следующая ›
- последняя »
