8.2 Волокнистые композиционные материалы

Матрица упрочняется волокнами или проволокой в количестве 15÷20%. Деформация матрицы используется для передачи напряжения высокопрочными волокнами, силами сцепления на границе раздела волокно-матрица. Волокна задерживают распространение трещины, повышая прочность и вязкость.

Армирующие материалы: волокна, усы или проволока Fe, W, Ni, Mo, Ti, Al₂O₃, стали.

Способы производства волокон:

1. Мех. метод – получение волокна из расплава, продавливанием расплава через отверстие диаметром 50-100 мкм.

2. Физико-химический – получают усы восстановлением соединения Мē. Можно получить усы испарением в вакууме с последующей конденсацией паров (получают усы Zn, Ag, Be, Si). Получают химическим травлением проволоки до нужного диаметра. Э/х осаждением (Fe, Ag, Cu).

3. Кермет – керамико-металлические материалы. Это композиция из керамической (более 50%) и металлической составляющих, получаемая методами порошковой металлургии. Пример керметов: Al2O3-Cr применяют в реактивных двигателях. Для него порошки размером до 40 мкм, смешивание всухую. Формование – в стальных прессформах давлением 70÷85 МПа., гидростатическое прессование при давлении до 700 МПа. Спекание в атмосфере высокочистого водорода при температурах 1450-1500 °С.

Условием образования прочной связи между цементирующим металлом и неметаллической фазы является взаимная полная или частичная растворимость. Связывание в керметах – это результат хим. взаимодействия атомов, располагающихся на поверхностях разнородных фаз. Спекание керметов ведут в присутствие жидкой фазы.

Методы формования:

1. Шликерное формование.

2. Пропитка.

3. Спекание под давлением эл. тока (разновидность горячего прессования).

4. Взрывное прессование.

Группы керметов:

• оксидные (оксид-металл);

• карбидные (карбид-металл);

• нитридные (нитрид-металл);

• боридные (борид-металл).

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Порошковая металлургия и напыленные покрытия. Учебник для вузов под ред. Б.С.Митина. М.: Металлургия, 1987, - 792 с.

2. Степанчук А.Н., Билык И.И., Бойко Л.А. Технология порошковой металлургии. – К. Высшая школа, 1989, - 416 с.

3. Либенсон Г.А. Производство спеченных изделий. – М.: Металлургия, 1982. – 256 с.

4. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения. Справочник / И.М. Федорченко, И.Н. Францевич, И.Д. Радомысельский и др. – Киев, Наукова думка, 1985. – 624 с.

5. В.И. Фистуль. Новые материалы. Состояние, проблемы, перспективы. М.:МИСиС, 1995, - С 126-137.