Оглавление:
Получение композиционных материалов на металлической основе, армированных волокнами
- Получение композиционных материалов на волокнисто-армированной металлической основе Выбор способа получения композиции из различных комбинаций матрицы и армирующих волокон определяется следующими факторами: * * исходным составом матрицы и отвердителем.; 272 * получение равномерного распределения волокон в матрице* * возможность получения композиционного материала и совмещение процесса изготовления деталей; * экономичность процесса.
В производстве композиционных материалов с металлической матрицей наиболее распространенными являются твердофазные, жидкофазные, газофазные, химические и электрохимические процессы. Твердофазный способ объединения компонентов композиции включает использование
матричного материала в виде листа, фольги, проволоки или порошка. Людмила Фирмаль
Композиционный материал получают любым методом диффузионной сварки под давлением, сварки взрывом, деформационной обработки под давлением, прессования с последующим спеканием (порошковая металлургия). Жидкофазный процесс получения композиционного материала включает включение армирующих волокон или нитевидных кристаллов, расположенных в определенном порядке или хаотично, вместе с расплавом матричного материала.
Способы получения композиционных материалов различаются по условиям пропитки проплавляющих волокон:•при нормальном давлении*в условиях вакуума (вакуумного отсоса) * под давлением; * при вакуумной пропитке и литье под давлением элементов. Способ получения композиции путем кристаллизации ориентированной из расплава эвтектической композиции следует отнести к жидкофазному процессу.
- Наиболее важным моментом для получения высококачественного композиционного материала пропиткой является хорошая смачиваемость армирующих волокон расплавом матрицы. Возможности этого способа существенно ограничены высокой реакционной способностью волокнистого материала при контакте с металлическим расплавом. Парофазный метод применяется для армированных волокнистых барьеров или технических покрытий, обеспечивающих защиту от разрушения при взаимодействии с матричными материалами.
Их фазовый состав (чаще всего нитриды, бориды, оксиды, карбиды), покрытия на основе физико-химической и термомеханической совместимости армирующих волокон и матричных материалов получают в результате разложения летучих карбонильных соединений металлов или испарения металлов и сплавов под термическим воздействием электронных пучков, ионных пучков. Низкая производительность способа не позволяет
использовать их для прямого прессования композиционных материалов. Людмила Фирмаль
Для этих целей используется газотермический метод плазменного напыления, который обеспечивает получение полуфабрикатов из композиционных материалов.- 273 Лириальное плазменное напыление — это способ нанесения матричных материалов на армированные волокна без существенного повышения температуры. Прочность сцепления покрытия с подложкой определяется механической адгезией распыленных частиц металла или сплава к шероховатым поверхностям, адгезией и химическим взаимодействием.
Прочность связывания плазменного покрытия значительно ниже, чем у полученной краски при испарении и конденсации металла, помещенного в вакуум. Электролитический способ позволяет получить композиционный материал в результате осаждения матричного материала на нитевидные кристаллы и волокна, находящиеся в непрерывном контакте с катодом. Этот процесс протекает при низких температурах, когда отсутствует давление, и практически полностью исключает разрушение волокон и вредное воздействие температурных факторов. Покрытие плотное и непористое при равномерном покрытии поверхности волокон и пространства между ними. При использовании волокон бора, карбида бора или металлических волокон диаметром более 100 мкм наблюдается пористость.
Химическими методами на непроводящий отвердитель может быть нанесено не только углеродное волокно (лента, прядь), но и металлическое покрытие в виде нитевидного кристалла (сапфира), металлическая пленка точно воспроизводит профиль волокна, а толщина легко контролируется технологическими параметрами. Сущность химического способа нанесения покрытия заключается в восстановлении ионов металла на поверхности покрывающего вещества. Покрытия толщиной до 30 мкм получают химическим осаждением.
Наиболее широко применяется осаждение отвердителей никеля, меди, хрома, кобальта в меньшей степени. Свойства композиции наиболее полно реализуются в деталях и узлах с непрерывным расположением волокон. В процессе изготовления композиции рекомендуется изготавливать детали непосредственно из композиционного материала. Изготавливать детали и элементы конструкции из полуфабрикатов из композиционных материалов в виде брусков, листов, труб, лент и др. Сложно, в этом случае преимущества композитного материала по сравнению с обычным не реализуются до конца.
Смотрите также:
| Композиционные материалы на никелевой матрице | Композиционные материалы с никелевой матрицей |
| Эвтектические композиционные материалы | Упрочнение волокнами |
