§32 Волокнистые эвтектические композиционные материалы.

Эти материалы отличаются от обычных волокнистых композиционных материалов тем, что волокнистая структура материала образуется не путем введения волокна определенного материала, а за счет формирования в процессе направленной кристаллизации расплава волокнистых кристаллов.

Технология формирования эвтектических композиционных материалов включает такие операции, которые содержат плоский фронт кристаллизации, то есть формирование плоской поверхности раздела между расплавом компонентов и кристаллизующим телом. Для этого расплав вытягивают из зоны нагрева с постоянной скоростью. В результате нерастворимая фаза армирующего материала вытягивается вдоль направления движения расплава и кристаллизуется в виде волокон.

Материал армирующего элемента является эвтектикой в материале матрицы, что обусловило название композита. Достоинством эвтектических композитов является высокая технологичность их изготовления, так как композит формируется всего лишь за одну операцию, однако имеются и недостатки: малая концентрация армирующей фазы, низкая скорость ее роста, необходимость высокой чистоты исходных материалов, точность соблюдения режима кристаллизации.

Эвтектические композиционные материалы используются как конструкционные, жаропрочные, полупроводниковые, ферромагнитные и так далее.

Прочность эвтектических композитов конструкционного назначения обеспечивается ориентацией армирующей фазы относительно действия нагрузки. Обычно эти материалы имеют матрицу на основе алюминия, никеля, иногда кобальта.

Композиты на основе алюминия используются как высокопрочные электропровода или контакты.

Композиты на основе никеля и кобальта помимо высокой прочности имеют значительную электропроводность. Из них изготавливают лопатки турбин, некоторые детали газотурбинных двигателей.

Композиционные материалы на основе тантала и ниобия используют для изготовления деталей ракет, самолетов. Они отличаются высокой прочностью и легкостью, высокой жаростойкостью.

К эвтектическим композиционным материалам с особыми физическими свойствами относят ферромагнитные, полупроводниковые и другие материалы.

К полупроводниковым композитам относят материалы на основе соединений индия с сурьмой. Этот материал армируется волокнами материалов проводников имеющих в своей формуле сурьму. Материалы обладают анизотропией электропроводности, у них электропроводность вдоль волокон на порядок выше чем по нормали к ним. Полупроводниковые композиционные материалы используются в электронной механике для изготовления различных переменных сопротивлений и других изделий этого типа.

Если материалы армировать ферромагнитными волокнами, то можно получить ферромагнит с высокими показателями магнитных свойств. Если матрица также будет ферромагнитной, то материал будет обладать высокой остаточной индукцией. Если использовать магнитную матрицу и неферромагнитный упрочнитель, то можно получить магнитомягкий материал, отличающийся высокой термостабильностью и жаропрочностью.

Не ферромагнитная фаза упрочнителя является причиной появления анизотропии магнитных свойств, то есть имеется возможность направленной регулировки магнитных полей. Магнитные эвтектические композиционные материалы используются для изготовления магнитопроводов, носителей информации.