45. Химическая стойкость стекол.

Щелочные стекла упрочняют путем высокотемпературной химической обработки в расплаве калийсодержащей соли. При этом ионы натрия в поверхностном слое замещаются ионами калия. Поскольку геометрические размеры иона калия больше ионов натрия в поверхностном слое возникают напряжения сжатия с соответствующим увеличением прочности стекла. Прочность повышается также при травлении стекла плавиковой кислотой, так как в процессе травления удаляются или сглаживаются поверхностные дефекты (как концентраторы напряжения). Разрушение стекла сопровождается образованием большого числа острых осколков произвольной формы. Этого можно избежать при использовании триплекса.

Триплекс – это два листа закаленного стекла, склеенного прозрачной эластичной полимерной пленкой. При разрушении триплекса образующиеся осколки не разлетаются, а удерживаются пленкой.

Свойством стекла является его высокая химическая стойкость к воздействию большинства химических реагентов, способствующая широкому практическому применению изделий из стекла. Стекла обладают высокой химической стойкостью к кислым средам: из кислот на стекло воздействуют только фосфорная (Н3РO4) и плавиковая (HF) кислоты. Щелочи и растворы щелочного характера воздействуют на стекло значительно агрессивнее. Наиболее устойчиво к воздействию химических реагентов кварцевое стекло. Увеличение содержания в составе стекла оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов снижает его химическую стойкость.

46. Применение стекол.

Стекла используют преимущественно в бытовых условиях. Замена оксидов натрия оксидами калия способствует усилению блеска и прозрачности стекол, уменьшает склонность стекол к расстекловыванию. Эти свойства находят применение в оптической промышленности, из калиевого стекла изготовляют химическую посуду и хрусталь. к повышению электроизоляционных свойств стекла. Они используются в электротехнической промышленности.

47. Композиционными называют однородные в макрообъеме материалы, получаемые путем искусственного объединения микроскопических объемов разнородных веществ.

Макрообъем КМ определяется габаритными размерами изготовленной из него детали. Например, размеры некоторых деталей химической аппаратуры из КМ достигают 10 м и более. Дискретные элементы структуры КМ в большинстве случаев имеют размеры до 10 мкм.

Композиционные материалы состоят из непрерывной матрицы, в которой равномерно распределены дискретные или непрерывные микрообъемы наполнителя зернистой или волокнистой формы.

48. Классификация композиционных материалов (км) по виду матрицы.

49. Металлические матрицы км.

Создание КМ на металлической матрице преследует цель устранить такие основные недостатки металлов, как большая плотность, низкая рабочая температура эксплуатации и низкая вязкость разрушения. В качестве матрицы КМ наиболее широкое применение получили легкие и жаропрочные металлы и сплавы. Легкие металлы и сплавы позволяют получать максимальное значение удельной прочности КМ на их основе, особенно в сочетании с низкоплотными волокнами.

Это обеспечивает максимальное уменьшение материалоемкости деталей машин, что приобретает особую важность применительно к транспортным средствам.

Их легких металлов алюминий получил наиболее широкое применение, что обусловлено наряду с ценным комплексом свойств его большими природными ресурсами. Достоинства алюминия- низкая плотность,высокая коррозионная стойкость, низкая температура плавления и высокая пластичность. Недостатком алюминия- его низкая прочность. Поэтому при использовании в качестве матрицы КМ алюминий применяют преимущественно в виде сплавов с другими элементами.

Титановые сплавы обладают максимальной удельной прочностью по сравнению со сплавами на основе других металлов.

Титана и его сплавы армируют волокнами тугоплавких соединений. Однако широкому использованию титановой матрицы препятствуют технологические трудности введения наполнителя в матрицу.

Жаропрочные сплавы используют для изготовления ответственных деталей, работающих под нагрузкой при рабочих температурах выше 700 °С. Наибольшее развитие получили жаропрочные сплавы на основе никеля. Путем сложного легирования никелевых жаропрочных сплавов удается повысить их рабочие температуры до 1100 °С. Армирование их углеродным волокном позволяет повысить жаропрочность материала еще на 150...200°С.

Пластичность жаропрочных сплавов вполне достаточна для передачи нагрузки на армирующую матрицу волокна, но недостаточна для проведения процессов совместной пластической деформации с волокном. Поэтому КМ на их основе изготовляют преимущественно жидкофазными методами, т.е. процессами литья, пропитки и др.

Наряду с легкими и жаропрочными металлами и сплавами для создания КМ используют металлы и другого назначения.