- •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 нитридов расплавленными металлами
Смачивающий металл |
Т, К |
Среда |
с, град |
AlN |
|||
Алюминий
Висмут Железо Кобальт Медь
Никель Олово Свинец Серебро |
1123 – 1273 1243 – 1403 523 1773 – 1873 1773 – 1873 1373 1453 1773 – 1873 523 673 – 823 1253 – 1353 |
Вакуум » » » » » » » » » » |
138 123 – 84 98 Не смачивает » » 100 155 Не смачивает 100 154 – 143 135 – 127 |
BN |
|||
Алюминий Висмут Железо Кадмий Кобальт Марганец Медь Никель Олово Свинец |
1123 – 1273 643 Тпл 723 Тпл Тпл 1273 1373 523 723 |
Вакуум » Аргон Вакуум Аргон » Вакуум Аргон Вакуум » |
142 134 112 130 118 119 146 134 150 145 |
Cr2N |
|||
Алюминий Железо Кобальт Медь Никель |
1173 1773 – 1873 1773 – 1873 1453 1773 - 1873 |
Вакуум » » » » |
Взаимодействует » » 36 Взаимодействует |
NbN |
|||
Алюминий Железо Кобальт Медь
Никель |
1173 1773 – 1873 1773 – 1873 1453 1773 1773 – 1873 |
Вакуум » » » Аммиак Вакуум |
156 Взаимодействует » 130 150 Взаимодействует |
Si3N4 |
|||
Висмут Железо Кадмий Кобальт Марганец Медь Никель
|
643 Тпл 723 Тпл Тпл 1373 Тпл 1823 |
Аргон » Вакуум Аргон » Вакуум Аргон Вакуум |
130 90 129 90 74 60 90 120 |
Продолжение таблицы 4.12
Смачивающий металл |
Т, К |
Среда |
с, град |
Олово
Свинец |
523 723 1473 723 |
Вакуум » » » |
135 126 29 105 |
TiN |
|||
Алюминий
Висмут Железо
Кадмий Кобальт
Марганец Медь
Никель
Олово Палладий |
1123 – 1273 1173 1253 – 1373 643 Тпл 1823 1823 723 Тпл 1823 Тпл 1373 1403 1453 1833 Тпл 1723 – 1773 1823 623 723 |
Вакуум Аргон Вакуум Аргон Аммиак Аргон Вакуум » Аргон Вакуум Аргон Вакуум Аргон Вакуум Аммиак Аргон Азот Вакуум » » |
147 135 84 – 45 147 91 132 100 139 84 104 74 180 136 126 148 113 110 70 140 102 |
ZrN |
|||
Алюминий
Висмут Железо
Золото Кадмий Кобальт Марганец Медь
Никель Олово Свинец |
1123 – 1273 1173 643 1823 1823 ... 723 1773 – 1873 Тпл 1453 1773 1823 623 723 |
Аргон Вакуум Аргон » Вакуум » » Вакуум Аргон Вакуум |
98 114 60 141 34 115 127
|
Таблица 4.13