Активирование процессов взаимодействия компонентов композита на границе раздела фаз - Курсовая работа

Технология изготовления композиционного материлаПри обычных условиях Никель существует в виде ?-модификации, имеющей гранецентрированную кубическую решетку. Основные физико-механические характеристики никеля приведены ниже. Никель входит в состав важнейших магнитных материалов и сплавов с минимальным значением коэффициента теплового расширения. Обычно Никель переводят в раствор, из которого выделяют его в виде богатого сульфидного концентрата или металлического порошка (восстановлением водородом под давлением). Повышенные длительная прочность, сопротивление ползучести и усталости достигаются в этих сплавах за счет введения титана и алюминия, образующих дисперсные упрочняющие фазы Ni3Ti и Ni3Al (?"-фаза), а также за счет легирования тугоплавкими элементами (вольфрамом, молибденом, ниобием), упрочняющими твердый никелевый раствор, и малыми добавками бора, церия и других элементов, увеличивающими стабильность межзеренных границ.Вид "сверху" пленки мезопористого оксида алюминия с искусственно варьируемым диаметром пор, который определяется условиями анодного окисления (характером поверхности подложки, температурой, напряжением и током в цепи, концентрацией электролита и вспомогательных агентов, продолжительностью процесса, использованием процедуры химического травления и т.д.). При охлаждении от температуры горячего прессования до комнатной матрица плотно обжимает волокна, однако при нагревах до температуры испытаний степень обжатия волокон матрицей снижается, вследствие чего уменьшается эффективность передачи напряжений от матрицы к волокнам. Термостойкость KM Ni - А1203 низка: после 20 циклов нагрева до температуры 1473 К и охлаждения обдувом воздухом с последующим погружением в воду волокна растрескиваются и полностью утрачивают связь с матрицей. Однако длительные нагревы при высоких температурах на воздухе приводят к насыщению никеля кислородом, образованию оксида никеля NIO и взаимодействию оксидов никеля и алюминия с образованием шпинели NIAL204 на границе волокно - матрица. Чтобы увеличить прочность связи между волокнами или НК оксида алюминия и никелевой матрицей при получении КМ горячим прессованием на волокна наносят тонкие покрытия из металлов или керамики.Мы выяснили, что основными преимуществами композиционных материалов с металлической матрицей, по сравнению с обычным металлом, являются: повышенная прочность, повышенная жесткость, повышенное сопротивление износу, повышенное сопротивление ползучести, сопротивлению образованию трещин усталости и ползучести, повышенным сопротивлением износу, а одним из главных недостатков является высокая стоимость. Межфазное взаимодействие оказывает влияние на прочность связи компонентов, возможность химических реакций на границе и образование новых фаз, формируя такие характеристики композита, как термостойкость, устойчивость к действию агрессивных сред, прочность и другие важные эксплуатационные характеристики нового материала.

Содержание

1. Введение

2. Композиционный материал (Ni - Al203)

2.1 Компоненты композита, матрица и армирующий элемент

В данной работе мы рассмотрели металлические композиционные материалы, способы их получения и сферы применения.

Мы выяснили, что основными преимуществами композиционных материалов с металлической матрицей, по сравнению с обычным металлом, являются: повышенная прочность, повышенная жесткость, повышенное сопротивление износу, повышенное сопротивление ползучести, сопротивлению образованию трещин усталости и ползучести, повышенным сопротивлением износу, а одним из главных недостатков является высокая стоимость.

Межфазное взаимодействие оказывает влияние на прочность связи компонентов, возможность химических реакций на границе и образование новых фаз, формируя такие характеристики композита, как термостойкость, устойчивость к действию агрессивных сред, прочность и другие важные эксплуатационные характеристики нового материала. Осуществление контроля не только за составом, но и за структурой требует развития теории, которая позволила бы предсказать, как будет влиять то или иное изменение на свойства композита.

Не смотря на важность вопросов технологии, наиболее актуальным в решении проблемы композиционных материалов является обеспечение химической стабильности армирующих компонентов в металлической матрице, как на стадии изготовления, так и в процессе эксплуатации композиционных материалов. Экспериментальные оценки совместимости компонентов композитов дали основания полагать, что без разработки теоретических основ, глубокого изучения процессов взаимодействия и механизма формирования связи между составляющими композита на фазовой границе их раздела невозможно создание композита с заданным уровнем свойств.

Но в тоже время прогресс не стоит на месте, с каждым годом разрабатывается все более совершенные композиты и новые технологии их получения. И нет сомнения, что и будущем процесс освоения и создания новых композиционных материалов не остановится.

1. Введение

Главная функция поверхности раздела - передача нагрузки между упрочнителем и матрицей, определяется механическими требованиями к стабильности поверхности раздела при всевозможных методах нагружения.

Выбранный КМ (Ni - Al203) по типу взаимодействия на границе раздела фаз относится к второй группе, т. е волокно и матрица взаимно не реакционно способны, но растворимы, то есть образуют друг с другом твердые растворы, но не образуют химические соединения. На границе раздела фаз возникает связь при смачивании и растворении которая реализуется благодаря силам поверхностного натяжения. Обычно смачивание сопровождается небольшим растворением компонентов, реализуется при пропитке волокон расплавленной матрицей в отсутствие химической реакции.

Создание КМ на основе никеля в первую очередь обусловлено необходимостью повышения жаропрочности существующих никелевых сплавов. Традиционные способы упрочнения - дисперсионное твердение, карбидное упрочнение, сложное легирование или термомеханическая обработка - позволяют сохранить работоспособность никелевых сплавов только до температур 1223-1323 К. Армирование сплавов на основе никеля высокопрочными проволоками тугоплавких металлов и сплавов, керамическими НК, керамическими волокнами и УВ обеспечивает более высокую жаропрочность, чем у современных суперсплавов. Свойства армированных КМ на основе никеля определяются в значительной мере способностью волокон и матрицы вступать во взаимодействие при изготовлении или эксплуатации КМ и степенью разупрочнения арматуры под действием высоких температур, напряжений и окружающей среды. [1] композиционный материал никелевый сплав

2. Композиционный материал (Ni - Al203)1. Справочник КМ., под. ред.Д.М. Карпиноса. Киев, Наука 1985г.592с.

2. "Структура и свойства КМ", Портной К. И, Салибеков С. Е, - М.: Машиностроение, 1979 г. - 255с.

3. Справочник по КМ: в 2-х книгах. Кн.1 под ред. Дж. Любина; пер. с англ.А.Б. Геллера. - М.: Машиностроение, 1988г. - 448с

4. Браутман Л.Н. Композиционные материалы с металлической матрицей , 1978 г.

5. Большая советская энциклопедия, 1973

Размещено на .ru