матвед ответы

82. В дисперсно-упрочненных материалах, матрица является основным элементом, несущим нагрузку, а дисперсные частицы тормозят в ней движение дислокации, то есть являющиеся ее упрочняющей фазой. Высокая прочность достигается при размере частиц 10…500 нм при среднем расстоянии между частицами 100…500 нм и равномерном их распределении в матрице. Оптимальное содержание 2 фазы для различных материалов неодинаково, но обычно не превышает 5…10 % (об.).Использование в качестве упрочняющих фаз стабильных тугоплавких соединений (оксиды тория, гафния, индия) сложные соединения оксидов и РЗМ), не растворяющихся в матричном металле, позволяет сохранить высокую прочность материала до 0.9…0.95 Тпх. Поэтому такие материалы применяют как жаропрочные. Дисперсно-упрочненные композиты могут быть получены на основе большинства применяемых в технике металлов и сплавов. Наиболее широко используют сплавы на основе Al – САП (спеченный алюминиевый порошок). САП состоит из Al и дисперсных чешуек Al2O3, тормозящих движение дислокации, повышающих прочность сплава. Содержание Al2O3 в САП колеблется от 6…9% (САП-1), до 13…18% (САП-3). Плотность этих материалов равна плотности Al; они не уступают ему по коррозийной стойкости; по длительности прочности они превосходят деформированные алюминиевые сплавы. САП-1: σв= 300 Мпа, δ= 8%. САП-3: σв= 400 Мпа, δ=3%. Большие перспективы у никелевых дисперсно-упрочненных материалов. Наиболее высокую жаропрочность имеют сплавы на основе Ni с 2…3% (об.), диоксида тория (ThO2) или диоксида гафния (HfO2). Матрица этих сплавов ― γ- твёрдый раствор (Ni + 20% Cr), (Ni + 15% Mo), или (Ni + 20% Cr и Mo). Широкое распространение получили сплавы: ВДУ-1 (Ni, упрочнённый диоксидом тория), ВДУ-2 (Ni, упрочнённый диоксидом гафния) и ВДУ-3 (Ni + 20% Cr, упрочнённый оксидом тория). Эти сплавы обладают высокой жаропрочностью: при температуре 1200˚С сплав ВДУ-1 имеет σ100≈ 75 Мпа (σ100 – длительная прочность (характеризует склонность металла к разупрочнению при температуре = const. за длительное время испытания)) и σ1000≈65Мпа, а ВДУ-3 имеет σ100≈ 65 Мпа. Области применения композитов не ограничены. Они применяются в авиации для высоконагруженных деталей самолетов (обшивки, лонжеронов, нервюр, панелей и т.д.) и двигателей (лопаток компрессора и турбины и т.д.); в космической технике для узлов силовых конструкций аппаратоов, подвергающисхя нагреву, для элементов жесткости, панелей; в авто - для облегчения кузовов, рессор, рам, бамперов и т.д.; в горнодобывающей промышленности ― буровой инструмент, детали комбайнов и т.д.; в строительстве ─ пролеты мостов, элементы сборных конструкций высотных сооружений и так далее.Применение композитов ─ новый качественный скачок в увеличении мощности двигателей, энерго - и транспортных установок, уменьшении массы машин и приборов.

83. В волокнистых композиционных материалах волокна воспринимают основные напряжения, возникающие в композите при действии внешних нагрузок, и обеспечивают прочность и жесткость композиции в направлении ориентации волокон. Матрица, заполняющая межволокнистое пространство, обеспечивает совместную работу отдельных волокон за счет собственной жесткости и взаимодействия, существующего на границе раздела матрица - волокно. Механические свойства волокнистого композиционного материала определяются тремя основными параметрами: высокой прочностью армирующих волокон, жесткостью матрицы и прочностью связи на границе матрица-волокно. К волокнистым композиционным материалам, наиболее широко применяемым в технике, можно отнести: полимерные композиционные материалы на основе термореактивных (эпоксидных, полиэфирных, феноло-формальдегидных, полиимидных и др.) и термопластичных связующих, армированных стеклянными (стеклопластики), углеродными (углепластики), органическими (органопластики), борными (боропластики) и др. волокнами; металлические композиционные материалы на основе сплавов Al, Mg, Cu, Ti, Ni, Сг, армированных борными, углеродными или карбидкремниевыми волокнами, а также стальной, молибденовой или вольфрамовой проволокой; композиционные материалы на основе углерода, армированного углеродными волокнами (углерод-углеродные материалы); композиционные материалы на основе керамики, армированной углеродными, карбидкремниевыми и др. жаростойкими волокнами.

85. Наноструктурные материалы — материалы, созданные с использованием наночастиц или посредством нанотехнологий, обладающие какими-либо уникальными свойствами, обусловленными присутствием этих частиц в материале. К наноматериалам относят объекты, один из характерных размеров которых лежит в интервале от 1 до 100 нм. Способы получения наноматериалов можно разделить на две группы: «сборка из атомов», «диспергирование макроскопических материалов». Наноматериалы делят по назначению на: Функциональные, Композиционные, Конструкционные.