- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Классификация композиционных материалов
- •1.1. Цели и задачи создания композиционных материалов (км)
- •1.2. Классификация композиционных материалов по виду материала матрицы, ориентации и типу арматуры, назначению
- •1.3. Требования, предъявляемые к армирующим волокнам и материалу матриц.
- •2. Теоретические основы конструирования композиционных материалов
- •2.1. Модули нормальной упругости в направлении оси волокна и в перпендикулярном направлении
- •2.2. Коэффициент Пуассона и модуль сдвига для однонаправленно армированных композиционных материалов
- •2.3. Прочность км, армированных непрерывными и дискретными волокнами
- •2.3.1. Композиционные материалы, армированные непрерывным волокном
- •Правило смесей
- •Оптимальная объемная доля волокон
- •Удельная прочность композиции
- •Влияние ориентации волокон на прочность км
- •2.3.2. Композиционные материалы, армированные дискретными волокнами Критическая длина волокон
- •Правило смесей
- •Распределение напряжений по длине волокон
- •Статистическая модель разрушения композиционных материалов
- •2.4. Статистическая прочность композиционных материалов
- •Прочность пучка волокон
- •Анализ применимости статистической теории для оценки прочности км
- •2.5. Формирование и развитие трещин в км
- •2.6. Прочность км на сжатие
- •3. Методы контроля свойств композиционных материалов
- •3.1. Методы определения механических свойств армированных км
- •3.1.1. Растяжение
- •3.1.2. Сжатие
- •3.1.3. Сдвиг
- •3.1.4. Изгиб
- •Трехточечный изгиб
- •Чистый изгиб
- •Четырехточечный изгиб
- •3.2. Испытания кольцевых образцов
- •3.2.1. Растяжение
- •3.2.2. Сжатие
- •3.3. Анализ структуры км и механизмов ее разрушения
- •3.3.1. Микроскопический анализ
- •3.3.2. Фрактографический анализ
- •4. Межфазное взаимодействие в композиционных материалах
- •4.1. Термодинамическая и кинетическая совместимость компонентов
- •4.2. Виды межфазного взаимодействия
- •Классификация км по видам межфазного взаимодействия
- •Влияние поверхности раздела на прочность и характер разрушения
- •Критическая толщина различных покрытий для волокон бора
- •4.4. Типы связей между компонентами
- •4.5. Процессы диффузии между компонентами км
- •4.5.1. Уравнения Фика
- •4.5.2. Диффузия через плоскую поверхность Диффузия из бесконечно тонкого слоя в неограниченный образец
- •Диффузия из слоя конечной толщины 2ас в неограниченный образец
- •Диффузия в полуограниченный образец
- •Функция ошибок Гаусса, ее производные и интегралы
- •Диффузия в образце конечных размеров
- •4.5.3. Диффузия в среде со сферической симметрией
- •4.5.4. Диффузия в среде с цилиндрической симметрией
- •Диффузия в цилиндре с постоянной концентрацией на поверхности
- •Диффузионное растворение цилиндрического включения в матрице
- •4.6. Смачивание и растекание
- •4.6.1. Поверхностное натяжение
- •Коэффициенты поверхностного натяжения расплавов чистых металлов при температуре плавления.
- •4.6.2. Поверхностная энергия твердых тел
- •Свободная поверхностная энергия тел
- •4.6.3. Свободная поверхностная энергия на границе твердое тело - жидкость
- •4.6.4. Смачивание в системах «твердые металлы - жидкие металлы»
- •Условия смачивания армко-железа расплавами металлов в водороде (точка росы 223 к)
- •Условия смачивания никеля расплавами металлов в водороде
- •Условия смачивания никеля расплавами металлов в водороде
- •4.6.5. Смачивание в системах «тугоплавкие соединения - жидкие металлы»
- •Смачиваемость оксидов расплавленными металлами
- •Смачиваемость карбидов расплавленными металлами
- •Смачиваемость боридов расплавленными металлами
- •Смачиваемость нитридов расплавленными металлами
- •Смачивание графита расплавленными металлами
Смачиваемость боридов расплавленными металлами
Смачивающий металл |
Т, К |
Среда |
с, град |
CrB2 |
|||
Алюминий
Висмут Галлий Германий
Железо |
1173 – 1373 1373 1473 643 673 1273 1373 Тпл |
Гелий Вакуум Гелий Вакуум Аргон » » » |
96 58 36 135 128 126 77 25 |
Продолжение таблицы 4.11
Смачивающий металл |
Т, К |
Среда |
с, град |
Железо Индий Кадмий Кобальт
Марганец Медь
Никель
Олово
Свинец
|
1723 – 1823 773 723 Тпл 1773 – 1873 Тпл 1373 1473 1753 Тпл 1753 – 1873 523 – 873 623 623 – 1073 723 |
Аргон » Вакуум » Аргон » » » Гелий Аргон » » Вакуум Аргон Вакуум |
0 78 112 76 28 – 0 0 26 15 50 40 31 – 23 100 147 124 135 |
HfB2 |
|||
Алюминий
Германий Железо Индий Кобальт Никель |
1173 – 1373 1473 1273 1723 – 1823 773 1773 – 1873 1753 – 1873 |
Аргон » » » Вакуум Аргон » |
134 119 141 100 114 54 – 10 102 – 99 |
Mo2B5 |
|||
Алюминий
Висмут Германий Железо Кадмий Кобальт
Марганец Медь
Никель
Олово
Свинец |
1173 – 1373 1273 1473 643 1273 1723 – 1823 723 Тпл 1773 – 1873 Тпл 1373 1373 Тпл 1753 – 1873 1753 523 – 873 623 723 |
Аргон Вакуум Аргон Вакуум Аргон » Вакуум » » Аргон » Вакуум Аргон » Гелий Аргон Вакуум » |
134 Взаимодействуют 88 133 28 0 140 85 46 – 22 0 104 127 75 0 8 100 135 120 |
NbB2 |
|||
Алюминий
Висмут Галлий Германий Железо |
1173 – 1373 1473 593 673 1273 1723 – 1823 |
Аргон » » » » » |
125 25 110 103 66 30 – 0 |
Продолжение таблицы 4.11
Смачивающий металл |
Т, К |
Среда |
с, град |
Индий Кобальт Медь
Никель Олово Свинец |
773 1773 – 1873 1373 1473 1753 – 1873 523 – 873 623 – 1073 |
Вакуум Аргон » » » » » |
133 46 – 22 109 107 24 102 125 |
TaB2 |
|||
Алюминий
Железо Индий Кобальт Медь Никель Серебро |
1173 – 1373 1473 1723 – 1823 773 1773 – 1873 1373 – 1673 1773 1773 |
Аргон » » » » » » » |
138 73 0 117 26 – 0 77 – 47 43 118 |
TiB2 |
|||
Алюминий
Висмут
Галлий Германий
Железо
Индий Кадмий Кобальт
Марганец Медь
Никель
Олово
Свинец
|
1173 – 1373 1273 1473 593 643 1073 1273 1373 Тпл 1723 – 1823 773 723 Тпл 1773 – 1873 Тпл 1373 1393 1473 Тпл 1753 – 1873 1753 1773 523 – 873 623 623 – 1073 723 |
Аргон Вакуум Аргон » Вакуум » » Аргон » » » Вакуум Аргон » » Аргон Вакуум Аргон » » Гелий Вакуум Аргон Вакуум Аргон Вакуум |
98 114 60 141 34 115 127 70 118 100 124 122 25 100 – 64 75 143 142 137 64 83 – 72 39 0 114 132 106 130 |
VB2 |
|||
Германий Кобальт Медь |
1273 1773 – 1873 1373 – 1673 |
Аргон » » |
60 54 – 10 150 – 114 |
Продолжение таблицы 4.11
Смачивающий металл |
Т, К |
Среда |
с, град |
W2B5 |
|||
Алюминий Висмут
Германий Железо
Индий Кадмий Кобальт
Марганец Медь
Никель Олово
Свинец |
1273 593 643 1273 Тпл 1723 – 1823 773 723 Тпл 1773 – 1873 Тпл 1373 1373 1473 Тпл 523 – 873 623 723 |
Вакуум Аргон Вакуум Аргон » » » Вакуум Аргон » » » Вакуум Аргон » » Вакуум » |
Взаимодействуют 128 115 128 Взаимодействуют 40 – 0 130 138 97 128 – 94 22 101 60 93 84 100 105 102 |
ZrB2 |
|||
Алюминий
Висмут Галлий Германий Железо
Индий Кадмий Кобальт
Марганец Медь
Никель
Олово
Свинец |
1173 – 1373 1273 1473 643 1073 1273 Тпл 1723 – 1823 773 723 1773 – 1873 1773 Тпл 1373 1673 1753 – 1873 1773 523 – 873 523 623 |
Аргон Вакуум Аргон Вакуум » Аргон » » Аргон Вакуум Аргон Вакуум Аргон » » » Вакуум Аргон Вакуум » |
106 107 103 127 117 102 122 105 114 136 88 – 81 39 56 135 36 89 – 78 55 110 127 110 |
Таблица 4.12