- •Глава 1. Основы теплообмена
- •1.1. Радиационное охлаждение
- •1.3. Перенос тепла в теплозащитном покрытии (тзп)
- •1.3.1. Пористое охлаждение
- •1.4. Физико-химические основы разрушения теплозащитных материалов
- •1.5. Немного о графите
- •1.6. Радиационный теплообмен
- •Глава 2. Особенности работы рдтт
- •Глава 3. Композиционные материалы
- •3.1 Межфазное взаимодействие
- •3.1.1 Армирующие волокна
- •3.1.2. Матричные материалы
- •3.2. Полимерные матрицы
- •3.3 Адгезия в твердых полимерах
- •3.4 Межфазовые взаимодействия в км
- •3.1 Смачивание
- •10. Схема смачивания:
- •Глава 4. Полимерные пластики
- •4.1. Стеклопластики
- •4.1.1 Методы изготовления стеклопластиковых изделий
- •4.1.2 Связующие
- •4.1.3. Стекловолокнистые
- •4.1.4. Свойства стеклопластиков
- •4.2. Органопластики
- •4.2.1. Синтетические волокна
- •4.2.2. Другие искусственные волокна
- •4.2.3. Высокопрочные органические волокна
- •4.3.1. Порядок изготовления корпуса
- •Глава 5
- •5.1. Армирующие волокна
- •Температурная зависимость модуля упругости и прочности волокон
- •Сравнительные характеристики волокон
- •Свойства борных волокон, произведенных в разных станах
- •5.2. Металлические матрицы
- •5.2.1. Матрицы на основе алюминия
- •5.2.2. Системы al—в и алюминий – борсик
- •Глава 6
- •6.1. Физические свойства
- •6.2. Изменение свойств
- •Основные свойства и реакции графита
- •6.4. Получение
- •Важнейшие исходные материалы:
- •6.4.1. Характеристика исходных материалов и
- •6.5. Углеродные волокна
- •6.5.1. Некоторые свойства углеродных волокон
- •Механические свойства некоторых углеродных волокон
- •Физические свойства углеродных волокон
- •Свойства некоторых пкм с волокнистыми наполнителями
- •6.6. Углепластики
- •6.6.1. Технология изготовления углепластиков
- •6.6.1.1. Метод прямого прессования
- •6.6.1.2. Метод намотки
- •Механические свойства вольфрамовой проволоки
- •Характеристики умп
- •6.7.1. Технология изготовления углеметаллопластиков
- •Режимы резания
- •Теплофзические свойства углеметалопластиков
- •Режимы резания
- •Теплофзические свойства углеметалопластиков
- •6.8. Углерод-углеродные композиционные материалы
- •6.8.1. Краткое описание технологии получения раструба из уукм
- •6.8.2. Пластинчатый пирографит
- •Глава 7: получение изделий методами порошковой металлургии
- •7.1.Методы получения и свойства металлических порошков
- •7.1.1. Свойства металлических порошков
- •7.1.1.1. Физические свойства
- •7.1.1.2. Методы исследования гранулометрического состава порошков.
- •7.1.1.3. Форма частиц
- •7.1.1.4. Микротвердость
- •7.1.1.5. Удельная поверхность
- •7.1.1.6. Состояние кристаллической структуры металлических порошков
- •7.2. Технологические свойства порошков
- •7.2.1. Насыпной вес
- •7.2.2. Текучесть порошков
- •7.2.3. Прессуемость
- •7.3. Производство порошков
- •7.3.1. Метод восстановления
- •7.3.1.1. Физико–химические
- •7.3.1.2. Восстановление газами и углеродом
- •7.3.2. Получение порошков электролизом
- •7.3.3. Методы механического дробления
- •7.3.4. Распыление расплавов металлов и сплавов
- •7.4. Прессование порошков
- •7.5. Спекание порошков.
- •7.6. Вольфрам
- •7.6.1. Химические свойства вольфрама
- •7.6.2. Разрушение вольфрама под действием
- •7.6.3. Действие горячих газов на вольфрам
- •7.7. Псевдосплавы на основе
- •7.7.1. Технология изготовления облицовки из псевдосплава авмг
- •7.7.1.1. Недостатки технологии
- •7.7.2. Псевдосплав вндс-1
- •7.7.2.1. Технология получения вндс
- •1. Как и в случае с авмг, производятся такой же химический и другие анализы порошков.
- •7.7.2.2. Пропитка пористой
- •Глава 8
- •8.1. Карбиды
- •8.1.1. Карбид кремния
- •8.1.2. Силицированныи графит
- •8.1.3. Карбид титана
- •8.1.4. Карбид бора
- •8.2. Нитриды
- •8.2.1. Получение нитридов
- •8.2.2. Нитриды бора и кремния
- •8.2.3. Нитриды бериллия и алюминия
- •8.2.4. Нитриды скандия, иттрия,лантана и редкоземельных элементов
- •8.2.5. Нитриды титана,циркония и гафния
- •8.2.6. Физико-механическиеи химические свойства нитридов
- •8.2.7. Области применениябескислородной керамики
- •Глава 9
- •9.1. Сплавы на основе алюминия
- •9.1.1 Деформируемые алюминиевые сплавы
- •9.1.1.2. Конструкционные свариваемые сплавы
- •9.1.1.3. Сплавы, упрочняемыетермической обработкой
- •9.1.1.4. Высокопрочные сплавы
- •9.1.1.5. Жаропрочные сплавы
- •9.1.1.6. Ковочные сплавы
- •9.1.1.7. Литейные сплавы
- •9.1.2. Композиционные сплавы
- •9.2. Бериллии и его сплавы
- •9.2.1. Минералы бериллия
- •9.2.2. Свойства бериллия
- •9.2.3. Сплавы бериллия
- •9.3.1. Краткие исторические сведения
- •9.3.2. Получение титана. Его свойства
- •9.3.3. Промышленные титановые сплавы
- •9.3.3.1. Деформируемые сплавы
- •Свойства жаропрочных сплавов
- •9.3.3.2. Литейные сплавы
- •9.4. Ниобии и его сплавы
- •9.4.1. Краткие исторические сведения
- •9.4.2. Сырьевые источники
- •9. 4. 3. Физические свойства ниобия
- •9.4.4. Химические свойства ниобия
- •9.4.5 Коррозионные свойства
- •9.4.6 Сплавы ниобия и их свойства
- •9.4.7 Конструкционные сплавы
- •9.4.7.1. Сплавы низкой прочности
- •9.4.7.2. Сплавы средней прочности
- •9.4.7.3. Сплавы высокой прочности
- •9.4 7.4. Прецизионные сплавы
- •9.4.8. Применение ниобия и его сплавов
- •9.5. Молибден
- •9.5.1. Краткие исторические сведения
- •9.5.2. Свойства молибдена
- •Физико-механические свойства молибдена
- •9.5.3. Минералы, руды и рудные концентраты
- •9.5.4. Способы переработки
- •9.6 Тантал и его сплавы
- •9.6.1 Краткие исторические сведения
- •9.6.2 Физико-механические свойства
- •9.6.3 Минералы, руды и рудные концентраты
- •9.6.4 Получение тантала
- •9.6.5 Сплавы тантала
- •Химический состав и механические свойства жаропрочных танталовых сплавов
- •9.6.6. Области применения
- •9.7. Ванадий и его сплавы
- •9.7.1. История открытия ванадия
- •9.7.2. Определение ванадия
- •9.7.3. Свойства ванадия
- •Химический состав металлического ванадия
- •Механические свойства ванадия
- •9.7.4. Сплавы ванадия
- •9.7.5. Применение ванадия и его сплавов
- •9.8. Цирконий
- •9.8.1. Свойства циркония
- •Физические свойства циркония
- •9.8.2. Области применения циркония
- •9.8.2.1. Атомная энергетика
- •9.8.2.2. Пиротехника и производство боеприпасов
- •9.8.2.3. Машиностроение
- •9.8.3. Производство сталей и сплавов
- •9.8.4. Производство огнеупоров, фарфора,
- •9.8.5. Прочие области применения
- •9.8.6. Минералы, руды и рудные концентраты
- •9.8.7. Способы получения циркония
- •Глава 1. Основы теплообмена
5.2.2. Системы al—в и алюминий – борсик
Композиционные материалы А1 - В и алюминий - борсик сочетают в себе высокие прочность и жесткость, а также малую плотность с хорошей технологичностью и конструкционной надежностью матрицы из алюминиевых сплавов. Системы А1 - В по сравнению с полимерными КМ более прочны в направлениях, отличных от направления укладки волокон. Они имеют высокие электро- и теплопроводность, пластичность, ударную вязкость и абразивную стойкость. На них легче наносятся покрытия, они поддаются термической обработке, влагоустойчивы, не возгораются. Конструкции из этих КМ способны работать при высоких температурах.
Алюминий и его сплавы при повышенных температурах химически активны и склонны к взаимодействию с волокнами бора в условиях получения КМ и эксплуатации. Взаимодействие приводит к образованию хрупких реакционных зон и снижению прочности волокон и КМ.
Волокна бора с алюминиевой матрицей начинают реагировать уже на стадии получения КМ жидко- и твердофазными методами. Особенно интенсивно эта реакция протекает при температурах выше 833 К. В интервале температур прессования 753...833 К понижение прочности волокон бора незначительно. После прессования при температуре 753 К лишь в отдельных местах на поверхности вытравленных волокон видны следы взаимодействия. В основном поверхность сохраняет характерную для исходных волокон структуру «кукурузного початка».
Для уменьшения взаимодействия применяют волокна борсика. Использование волокон борсика и волокон бора, покрытия нитридом бора позволяют значительно повысить температуру прессования и сократить время процесса, а также обеспечивает получение беспо- ристого монолитного материала с высокой прочностью связи.
Основным методом производства КМ на основе алюминия и его сплавов, армированных волокнами бора, является диффузионная сварка, даже применяются пропитка в вакууме и заливка. Матрица для диффузионной сварки должна быть в виде фольги или порошка. Осуществляется сварка в две стадии: при повышенной и пониженной температурах в вакууме при разрежении до 6,7-10"3 Па, либо в контролируемой атмосфере.
Основные параметры процесса следующие: температура - 853 К, давление - 30 МПа, выдержка - 120 с (высокотемпературная стадия); температура 727...773 К, давление 35...50 МПа, выдержка - 1 800...5 400 с (низкотемпературная стадия). Уплотнение производится в пресс-форме и в камере с контролируемой атмосферой, в газостате или автоклавах. Прочность КМ зависит от режима изготовления. Так, при прессовании на воздухе прочность волокон снижается примерно на 15 %, а при прессовании в аргоне - на 13 %.
Диффузионной сваркой изготавливаются многослойные листы, плиты, трубы, уголки и другие профили. Прокатку для получения композиционных материалов алюминий - бор применяют очень редко и проводят чаще всего с небольшими степенями деформации за несколько проходов. Прочность КМ алюминий - бор зависит от метода получения и режимов технологического процесса, свойств упрочнителя и матрицы, содержания армирующих элементов в КМ, направления их укладки, а также от марки сплава матрицы, диаметра упрочняющих волокон и температуры испытаний.
Композиционные материалы на основе алюминия соединяются с помощью пайки, диффузионной, дуговой и точечной сварки, болтовых, заклепочных, клеевых, клеесварных и клееболтовых соединений.
Способность к формообразованию металлических КМ, в основном, определяется природой упрочняющих волокон.
Материалы, упрочненные металлическими волокнами, способны к значительным формоизменениям. Металлы, армированные хрупкими неметаллическими волокнами, либо совершенно не способны к формоизменениям, например А1 - С, либо способны к деформации в ограниченных пределах, например А1 - В.
Большинство металлических КМ, армированных металлическими волокнами, удовлетворительно ведет себя при механической обработке.
Композиционные материалы, легированные волокнами бора и борсика, из-за высокой твердости волокон практически не по для - ются механической обработке. Обычными методами эти материалы не обрабатываются. Для прямолинейных резов применяется абразивная резка. Отверстия в КМ А1 - В образуют ультразвуковой и электроэрозионной прошивкой. Для резки листов на детали сложного профиля используются электроискровые станки с движущимися проволочками, являющимися режущим инструментом.
Композиционные материалы на основе алюминия предназначены, главным образом, для авиационной и космической техники, где высокая стоимость первоначальных разработок может окупиться за счет достижения лучших эксплуатационных характеристик. КМ на основе алюминия могут использоваться при температурах до 725 К. Из них изготавливаются детали газотурбинных двигателей самолетов и других летательных аппаратов.
В литературе сообщается о новых разработках КМ с металлической матрицей. Много внимания, конечно, уделяется материалам из алюминия и его сплавов. Это - наиболее распространенный металл с низкой плотностью и наиболее дешевый, хотя в технологическом отношении, из-за своей активности, не очень удобен.
Кроме борных волокон и коротких волокон карбида кремния в настоящее время для металлических матриц начали применять и другие волокна, например, углеродные, А1203, нитриды, стальную и вольфрамовую проволоку.
Много внимания уделяется также КМ с керамической матрицей, в том числе и бескислородной. Применяются матрицы из нитридов, например, Si3N4, A1N, оксидов (ZrO2,), а в качестве наполнителя чаще всего - волокна SiC, А1203 , зерна технических алмазов и т. п.
Материалы с керамической матрицей широко применяются как инструментальные, а также в авиастроении, автомобильной промышленности - для подшипников, турбинных лопаток и многих других изделий.
Большой интерес к композиционным материалам вызван тем, что их можно создавать со многими наперед заданными свойствами, при этом экономить также исходные ресурсы для их получения и снижать энергетические затраты [9, 18 - 24].