1.1.3 Металлические матрицы и их свойства

Связующие из полимеров находят широкое применение при создании КМ, однако они имеют ряд недостатков, основными среди которых являются сле­дующие:

- низкое сопротивление матрицы сдвигу;

- невысокая прочность связи матрицы и армирующих воло­кон;

- невозможность использования в условиях действия температур, превы­шающих температуру термической деструкции полимера;

- низкое сопротивление эрозии при воздействии газовых потоков.

При выборе способа получения КМ на основе металлической матрицы и оптимизации технологических параметров такого процесса следует учитывать необходимость выполнения следующих условий:

- уплотнение КМ с равномерным распределением волокон в матри­це;

- образование прочной связи между компонентами;

- ограничение развития химического взаимодействия;

- предупреждение дробления волокон;

- простоту и технологичность конструкции и т. д.

Металлоком-позиты имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с КМ на основе матриц из полимеров:

- высокая удельная прочность, жесткость и вязкость разрушения;

- малая чувствительность к изменениям температуры, влажности и других параметров внешней среды;

- высокие демпфирующие свойства;

- высокие электро- и теплопроводность;

- высокая стойкость против эрозии и коррозии;

- высокая технологичность при обработке и соединении изделий;

- хорошая воспроизводимость свойств.

Некоторые свойства металлокомпозитов

Одним из наиболее распространенных конструкционных металлокомпозитов является бороалюминий. Объемное содержание волокон бора в таких материа­лах составляет около 50%. Материал такого состава способен выдерживать до­статочно высокие нагрузки в течение длительного времени (100 часов —500° C - 400 МПа или 100 часов - 300°C - 600 МПа).

Композиты магний—бор отличаются высокими удельными характеристика­ми прочности и жесткости за счет низкой плотности матрицы (магний). Модуль упругости таких материалов при содержании борных волокон 40-45% состав­ляет 220 ГПа.

Композиты алюминий—сталь являются наиболее экономичными, дешевыми и доступными материалами. К числу их достоинств относится высокая техно­логичность; в то же время эти материалы по своим удельным характеристикам уступают композитам, армированным борными волокнами. Модуль упругости таких материалов составляет примерно НО ГПа, плотность 4800 кг/м3. Стале-алюминий отличается высокой коррозийной стойкостью в различных средах.

Композиты с металлическими матрицами имеют повышенные по сравнению с традиционными металлическими материалами циклические характеристики как при растяжении—сжатии, так и при изгибе. В целом характеристики ме­таллокомпозитов в значительной степени определяются технологиями их про­изводства и переработки. Ввиду того, что металлокомпозиты в основном при­меняются для изготовления ответственных элементов конструкций, необходим тщательный контроль за параметрами технологических процессов при их про­изводстве, а также проведение контрольных экспериментальных исследований свойств полученных изделий.