Композиционные материалы с металлической матрицей

 

Текстолиты – слоистые пластики, армированные тканями из различных волокон. Связующими в текстолитах является широкий круг термореактивных и термопластичных полимеров, иногда применяются и неорганические связующие – на основе силикатов и фосфатов. В качестве наполнителя используются ткани из самых разнообразных волокон – хлопковых, синтетических, стеклянных, углеродных, асбестовых, базальтовых и т.д. Соответственно разнообразны свойства и применение текстолитов.

текстолиты

При создании композиционных материалов с металлической матрицей (МКМ) применяют алюминий, магний, никель, медь и т.д. Наполнителем служат или высокопрочные волокна, или тугоплавкие, не растворяющиеся в основном металле, частицы различной дисперсности.

Этапы получения композиционных материалов с металлической матрицей следующие: очистка поверхности волокон и матрицы, объединение волокон матрицы, получение МКМ методами пластической деформации, порошковой металлургии, литья или комбинированными методами.

Свойства дисперсно-упрочненных металлических композитов изотропны, т.е. одинаковы во всех направлениях. Добавление 5–10% армирующих наполнителей (тугоплавких оксидов, нитридов, боридов, карбидов) приводит к повышению сопротивляемости матрицы нагрузкам, увеличению жаропрочности композита по сравнению с исходной матрицей. Дисперсноупрочненные композиционные материалы с металлической матрицей получают, вводя порошок наполнителя в расплавленный металл, или методами порошковой металлургии.

Армирование металлов волокнами, нитевидными кристаллами, проволокой значительно повышает как прочность, так и жаростойкость металла. Например, сплавы алюминия, армированные волокнами бора, можно эксплуатировать при температурах до +450...500 °С вместо +250...300 °С.

Применяют оксидные, боридные, карбидные, нитридные металлические наполнители, углеродные волокна. Керамические и оксидные волокна из-за своей хрупкости не допускают пластическую деформацию материала, что создает значительные технологические трудности при изготовлении изделий, тогда как использование более пластичных металлических наполнителей позволяет переформование.

Получают такие композиты пропитыванием пучков волокон расплавами металлов, электроосаждением, смешиванием металла с порошком и последующим спеканием и т.д. Металлы, армированные волокнами, применяются в ракетной и авиационной технике и др.

<<< Читайте ранее