Неметаллические материалы

Никелевые сплавы

Стандартные никелевые сплавы можно условно разделить на четыре группы: низколегированные для электротехнических целей, термоэлектродные (хромель, копель), коррозионностойкие (монель–металл)и жаростойкие (нихром и ферронихром). Легирующими элементами в этих сплавах являются алюминий, кремний, марганец, хром, медь и железо. В данном случае будут рассмотрены только первые две группы (монель-металл будет рассмотрен ниже). Марки, химический состав и назначение никелевых сплавов приведены в табл.

Никелевые сплавы при высоких температурах не стойки в серосодержащей атмосфере. При нагреве во время горячей и термической обработок нельзя пользоваться мазутом и другим топливом, содержащем более 0,5 % серы.

Никелевые сплавы хорошо свариваются и паяются. Горячую обработку давлением проводят при температурах 1100–850 ° С (НК0,2), 1200–900 ° С (НМц2,5, НМц5), 1250–1000 ° С (НМцАК2-2-1, НХ9,5). Применяется термическая обработка — отжиг, который проводят при температурах 800–900 ° С. В машиностроении применяют стандартные полуфабрикаты в виде плоского и круглого проката.

Сплавы меди с никелем отличаются хорошими механическими свойствами, коррозионной стойкостью, технологичностью и особыми электрическими свойствами, что обусловливает широкое применение их в технике.

Медь образует с никелем непрерывные твердые растворы. Никель существенно упрочняет медь, причем максимальную прочность и твердость имеют сплавы примерно эквиатомного состава. Важно отметить, что при этом характеристики пластичности и ударной вязкости практически не меняются. Никель повышает характеристики жаропрочности, модуль упругости и понижает температурный коэффициент электросопротивления меди.

По назначению медноникелевые сплавы делятся на две группы: конструкционные и электротехнические. К первой группе относятся высокопрочные и коррозионностойкие сплавы типа мельхиор, нейзильбер и куниаль, ко второй — константан, манганин и копель, обладающие высоким электрическим сопротивлением и определенными термоэлектрическими свойствами.

Лекция 16

Полимерами называются вещества, макромолекулы которых состоят из многочисленных звеньев мономеров одинаковой структуры. Это целлюлоза, каучуки. пластмассы, химические волокна, лаки, клеи, пленки, различные смолы и др.

По своему происхождению полимерные материалы делятся на природные и синтетические. Первые были известны очень давно. Это всевозможные природные смолы типа щелока и канифоли, крахмал, белки, натуральный каучук и др. Синтетические полимеры были впервые синтезированы в прошлом веке, но нашли широкое применение начиная с 30— 40-х годов нашего столетия.

Синтетические полимеры, получают по реакциям полимеризации и поликонденсации. В реакцию полимеризации вступают органические вещества, содержащие в молекуле двойные связи, например, этилен СН₂=СН₂. Под воздействием света, тепла, давления или в присутствии катализаторов молекулы веществ за счет раскрытия двойных связей соединяются друг с другом, образуя полимер, химический состав которого, в случае полимеризации этилена, может быть выражен формулой: (—СН₂—СН₂) п, где п — степень полимеризации, т.е. число, показывающее, сколько молекул мономера объединилось при полимеризации в молекулы полимера. Характерной особенностью реакций полимеризации является отсутствие побочных продуктов. В процессе реакций поликонденсации полимерные вещества образуются с выделением побочных продуктов. Например, при получении фенолформальдегидных смол в реакцию вступают два мономерных продукта — фенол и формальдегид, в результате образуется полимер и выделяется вода.

В зависимости от строения и внешних условий полимеры могут находиться в аморфном или кристаллическом состояниях.

· Аморфное состояние полимера характеризуется отсутствием упорядоченности в расположении макромолекул.

· Кристаллическое состояние возможно лишь для стереорегулярных полимеров. Причем оно значительно отличается от упорядоченного кристаллического состояния низкомолекулярных веществ. Для кристаллических полимеров характерна лишь частичная упорядоченность макромолекул, т.к. процессу кристаллизации препятствует длинноцепное строение макромолекул.

Под кристалличностью полимеров понимают упорядоченное расположение некоторых отдельных участков цепных макромолекул. Одна и та же макромолекула может проходить через кристаллические и аморфные участки.

Фибриллярная структура кристаллических областей характерна для жесткоцепных, а складчатая - для гибкоцепных полимеров.

В кристаллическом полимере всегда имеются аморфные области и можно говорить лишь о степени его кристалличности. Степень кристалличности может меняться у одного и того же полимера в зависимости от внешних условий. Например, при растяжении полимерного образца происходит взаимная ориентация макромолекул, способствующая их упорядоченному параллельному расположению, и кристалличность полимера возрастает. Это свойство полимеров используется при вытяжке волокон для придания им повышенной прочности.

Для аморфных полимеров в зависимости от температуры (и величины механического напряжения) возможны три физических (деформационных) состояния: стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее. Практическое применение полимеров определяется тем, в каком из этих состояний находится данный полимер при температуре его использования.

· Для стеклообразных полимеров характерны относительно небольшие упругие (обратимые) деформации (1-10%). Причем полимерные стекла отличаются повышенной прочностью от низкомолекулярных стеклообразных тел, которые разрушаются при деформировании уже на 0,1-1%. Полимеры в стеклообразном состоянии применяются в производстве пластмасс.

· Высокоэластические полимеры способны обратимо деформироваться на сотни процентов. В высокоэластическом состоянии в условиях эксплуатации находятся все каучуки. Это состояние характерно лишь для полимеров.

В вязкотекучем состоянии полимер ведет себя как очень вязкая жидкость, которая под действием силы проявляет необратимую деформацию (деформацию течения). Это состояние реализуется обычно при повышенных температурах и используется для переработки полимеров в изделия.

Среди полимерных материалов особое место принадлежит пластмассам. Они представляют собой материал, в состав которого в качестве основного компонента входят высокомолекулярные смолы. При нагревании они способны переходить в пластическое состояние, формоваться под действием внешних сил и сохранять полученную форму при эксплуатации. За короткий срок они нашли широкое применение в таких ведущих отраслях промышленности, как машиностроение, электроника, радиотехника и др. Такое внедрение пластмасс в различные области обусловлено рядом причин.

По своему отношению к температуре пластмассы делятся на термопластичные и термореактивные. К термореактивным относятся пластмассы, которые при нагревании до определенной температуры размягчаются, а затем переходят необратимо в неплавкое и нерастворимое состояние. Этот переход обусловлен химическими превращениями, происходящими в пластмассе при нагревании. Термореактивные пластмассы после отвердевания не могут быть переработаны повторно и поэтому называются необратимыми.

Термопластичными называются пластмассы, которые могут при нагревании размягчаться, а при охлаждении затвердевать без изменения своих первоначальных свойств. Такие пластмассы могут перерабатываться многократно и поэтому называются обратимыми. Примером термопластичных пластмасс могут служить: полиэтилен, полистирол, органическое стекло, фторопласт, винипласт и др; термореактивных пластмасс — фенопласты.

Существуют различные способы переработки пластмасс, но все они основаны на способности этих материалов в определенных условиях приобретать пластичность и текучесть, формоваться и затем сохранять приданную им форму. Наиболее распространенными способами переработки пластмасс являются прессование, литье под давлением, экструзия и формование из листа.

Резины. Резинами называются эластичные многокомпонентные материалы на основе каучука. Эластичность резин, т.е. способность к очень большим (500 - 800 %) обратимым деформациям, является наиболее ценным их свойством. Резины имеют очень низкий модуль упругости (Е = 1... 10 МПа) и легко деформируются под действием относительно небольших напряжений; их коэффициент Пуассона близок к 0,5. Механические свойства резин определяют при испытаниях нарастяжение. Для резин характерно s_в = 10... 60 МПа и очень большое относительное удлинение в момент разрыва образцов — до 900 - 1000 %. Упрочнение резин при растяжении обусловлено выпрямлением молекул каучука, ограничением возможности дальнейшей высокоэластичной деформации, а также их кристаллизацией. Кристаллизация в резинах нежелательна, так как из-за нее уменьшается эластичность. После снятия нагрузки кристаллы «плавятся», и эластичность восстанавливается через некоторое время. Наиболее склонны к кристаллизации резины на основе натурального каучука, близкого к нему изопренового, а также хлоропренового каучуков. После разрыва образца имели остаточное относительное удлинение 20 - 30 %, т.е. менее 5 % максимального удлинения перед разрывом. Это остаточное удлинение в основном является необратимой деформацией из-за разрывов поперечных связей и проскальзывания макромолекул, чем меньше остаточное удлинение, тем выше качество резины.

Резиновые изделия при эксплуатации испытывают напряжения, которые значительно меньше временного сопротивления. Под нагрузкой часть подводимой к изделию механической энергии тратится на преодоление межмолекулярного взаимодействия и преобразуется в тепловую. Гистерезисные потери возникают при однократном цикле нагружения. Особое значение они приобретают при многократном циклическом нагружении (рис.). В массивных изделиях, когда теплоотвод от внутренних участков затруднен из-за невысокой теплопроводности резины, ее температура повышается на 100° С и более. Гистерезисный разогрев резины сопровождается снижением ее прочности и усилением окислительного старения. Как следствие, сокращается срок эксплуатации изделий, а в некоторых случаях возможно и их разрушение.

Рис.1 Зависимость напряжения в резине от деформации при растяжении

Гистерезисные потери обеспечили использование резины в качестве основного материала для амортизаторов. Энергия вибраций, сотрясений или ударов поглощается при деформировании резиновых элементов амортизационных устройств.

Резины изготавливают на основе натуральных и синтетических каучуков с температурами стеклования ниже 0°С. Основной операцией превращения каучука в резину является вулканизация, когда линейные молекулы термопластичного каучука соединяются поперечными химическими связями. Молекулярная структура резины представляет собой объемную сетку, способную к высокоэластичным деформациям благодаря невысокой плотности поперечных связей. По сравнению с каучуком резина прочнее, не склонна к необратимым деформациям под нагрузкой и не растворяется, а лишь набухает в тех растворителях, в которых растворим каучук.

У резин общего назначения интервал рабочих температур составляет - 50... + 150 °С. При нагреве выше 150 °С резина быстро разрушается, а при охлаждении ниже —50° С теряет эластичность. Для более низких и более высоких температур разработаны специальные резины — морозостойкие и теплостойкие соответственно.

Особенностью строения большинства каучуков являются двойные связи между атомами углерода в главной цепи молекул —С = С —. В зависимости от расположения ближайших групп атомов по отношению к двойным связям возможны различные конфигурации молекул каучука.

Номенклатура резиновых изделий исключительно широка. Для машиностроения главное значение имеют шины для средств транспорта, амортизаторы, приводные ремни, рукава, различные прокладки и манжеты, подшипники скольжения. Резину используют как материал штампов для листовой штамповки. Для производства резиновых изделий применяют резины общего назначения и специальные. К первым относят натуральную резину и практически одинаковую с ней по свойствам изопреновую резину, бутадиен-стирольные резины, превосходящие по сопротивлению изнашивания натуральную резину. К специальным резинам относятся:

· морозостойкие резины, сохраняющие эластичность до -70...-100°С; это кремнийорганические резины и резины со специальными пластификаторами, например бутадиен-нитрильные, пластифицированные себацинатами;

· теплостойкие резины — этиленпропиленовые (до 200 — 300 °С), фторкаучуковые (до 300°С), кремнийорганические (до 250 °С);

· маслостойкие резины на основе хлоропреновых, бутадиен-нитрильных, фторкаучуков, а также полисульфидных (тиоколов) и полиуретановых каучуков;

· радиационно стойкие резины, наполненные соединениями свинца или бария для поглощения g-излучения.

Исключительная ценность уникальных свойств резины сделала необходимой комплексную проверку ее свойств по стандартным способам. Кроме испытаний на растяжение и раздир оценивают морозостойкость, сопротивление термическому старению, стойкость в жидких средах и другие свойства резины.

Керамика

Керамика — неорганические поликристаллические материалы, получаемые из сформованных минеральных масс (глины и их смеси с минеральными добавками) в процессе высокотемпературного (1200...2500°С)

спекания. В керамической технологии используют главным образом каолины и глины, а также и другие виды минерального сырья, например чистые оксиды. Под каолинами и глинами понимают природные водные алюмосиликаты с различными примесями, способные при замешивании с водой образовывать пластичное тесто, которое после обжига необратимо переходит в камневидное состояние.

Керамические изделия изготовляют способами пластического формования и полусухого прессования с последующей сушкой и спеканием. При нагреве глины во время спекания в ней начинают последовательно происходить химические и физико-химические процессы, приводящие к полному и необратимому изменению ее структуры:

1) удаление химически связанной воды (500...600°С);

2) разложение обезвоженной глины на оксиды (800...900°С);

3) образование новых водостойких и тугоплавких минералов (1000...1200°С);

4) образование некоторого количества расплава из легкоплавких компонентов глины (900...1200°С);

5) образование прочного камневидного материала за счет связывания

твердых частиц образовавшимся расплавом.

При спекании происходят такие процессы, как дегидратация компонентов, деструкция органических технологических примесей (полимеры, поверхностно-активные вещества), диссоциация нестойких неорганических соединений, процессы окисления и восстановления, плавление некоторых компонентов, полиморфные превращения и т.д. В итоге после охлаждения стекловидный, может быть, частично закристаллизованный расплав связывает зерна более тугоплавкого компонента, образуя прочный монолит.

Состав керамики образован многокомпонентной системой, включающей:

• кристаллическую фазу (более 50%) — химические соединения и (или) твердые растворы;

• стекловидную (или аморфную) фазу (1...40%) — прослойки стекла, химический состав которого отличается от химического состава кристаллической фазы;

• газовую фазу — газы, находящиеся в порах.

Кристаллическая фаза является основой керамики и определяет значения механической прочности, термостойкости и других основных свойств. Стекловидная фаза ухудшает механическую прочность и тепловые показатели, однако стеклообразующие компоненты (глинистые вещества) облегчают технологию изготовления изделий. По структуре перового пространства различают керамику с открытыми, т.е. сообщающимися с внешней средой, и закрытыми порами. Наличие даже закрытых пор ведет к снижению механической и электрической прочности, росту электрических потерь.

Керамика — изотропный материал, так как представляет собой поликристаллическое вещество с мелкими беспорядочно расположенными кристаллами. Керамику с анизотропией свойств получают на основе монокристаллов. Сегнето- и пьезокерамику получают при сохранении остаточной поляризации.

Свойства керамики определяются ее составом, структурой и пористостью. К основным свойствам керамических Материалов относятся: плотность - 1800...3900 кг/м³ и более;

• водопоглощение — для пористой керамики 6...20% по массе (12...40% по объему), а для плотной — 1...5% по массе (2...10% по объему);

• теплопроводность в зависимости от пористости и химического состава - 0,8... 1,16 Вт/(м-К). Сравнительно высокая теплопроводность у керамики на основе Al₂O₃ и особенно на основе ВеО;

• твердость, близкая к твердости алмаза;

•хрупкость;

• высокое электрическое сопротивление, отличные диэлектрические свойства;

• дугостойкость;

• водо-, химическая, коррозионная и жаростойкость.

Недостатком керамики является высокая усадка при спекании - 20...25% и выше, что создает трудности с обеспечением точных размеров изделия. Обработка готовых изделий затруднена, так как спеченная керамика обладает высокой твердостью, режется с трудом и только абразивами.

По назначению керамику делят на конструкционную, инструментальную, техническую и бытовую.

Конструкционная керамика

Конструкционная керамика производится как строительная и машиностроительная.

В строительстве конструкционную керамику используют как долговечный материал, стойкий против износа, нагрева и агрессивных сред.

Инструментальная керамика

Как инструментальный материал используется корундовая и сверхтвердая керамика.

Корунд известен в технике природными и синтетическими разновидностями. Природные разновидности корунда - рубин, сапфир, топаз, аквамарин, синтетические — корундовая керамика, среди изделий которой - микролит и электрокорунд.

Наиболее распространенное корундовое изделие — микролит (марка ЦМ-332) — получают спеканием при 1710...1750°С смеси тонкомолотого технического глинозема и оксида магния. Микролит по свойствам превосходит другие инструментальные материалы: плотность - до 3960 кг/м³; scж=5000 МПа, твердость — 92...93 НRА. Он обладает значительно большей красностойкостью (до 1200°С), твердостью и режущей способностью, чем быстрорежущие стали и твердые сплавы.

Резцы с пластинками из микролита используют для обработки сталей, чугунов, цветных металлов, неметаллов (графита, дерева, пластмасс и др.). Из микролита изготавливают также фильеры, сопла песко- и дробеструйных аппаратов, волоки и другие детали, работающие на истирание при наиболее высоких температурах. Недостатки микролита - высокая хрупкость и затрудненность крепления пластинок к державкам.

Электрокорунд (корракс) — корундовая керамика из спеченного оксида алюминия с добавками Сг³⁺, Fе³⁺ получаемая плавкой в электрических печах глиноземсодержащего сырья, имеющего не более 2% примесей. Электрокорунд по твердости уступает лишь алмазу и имеет температуры плавления 1750...2050°С. Электрокорунд широко используют в светотехнике (вместо нитей накаливания), в приборостроении (часовые камни и др.), в лазерах как излучающий элемент, в теплотехнике как огнеупорный материал и для изготовления литейных форм и стержней.

Сверхтвердые керамические материалы — композиционные керамические материалы, получаемые введением различных легирующих добавок и наполнителей в исходный нитрид бора. Структура таких материалов образована прочно связанными мельчайшими кристаллитамии, следовательно, они являются синтетическими поликристаллическими материалами. Нитрид бора (боразан), имеющий алмазоподобное строение, является заменителем алмаза, стоек к окислению до 2000°С (алмаз начинает окисляться при 800°С).

К группе сверхтвердых керамических материалов относятся композит 01 (эльбор-Р), композит 02 (белбор), композит 10 (гексанит-Р), а также поликристаллический нитрид бора.

Сверхтвердые керамические материалы используются для изготовления режущих пластин к инструментам для чистовой обработки трудно обрабатываемых материалов и закаленной стали (более 55 НRС).

Техническая керамика

К технической керамике относятся электро- и радиотехническая керамика, керметы, абразивные керамические материалы, пенокерамика и др. По электрическим свойствам керамику подразделяют на собственно электротехническую, применяемую при частотах до 20 тыс. Гц, и радиотехническую, используемую преимущественно при высоких (более 20 тыс. Гц) частотах.

Композиционные материалы – искусственно созданные материалы, которые состоят из двух или более компонентов, различающихся по составу и разделенных выраженной границей, и которые имеют новые свойства, запроектированные заранее.

Компоненты композиционного материала различны по геометрическому признаку.

Компонент, непрерывный во всем объеме композиционного материала, называется матрицей.

Компонент прерывистый, разделенный в объеме композиционного материала, называется арматурой.

Матрица придает требуемую форму изделию, влияет на создание свойств композиционного материала, защищает арматуру от механических повреждений и других воздействий среды.

В качестве матриц в композиционных материалах могут быть использованы металлы и их сплавы, полимеры органические и неорганические, керамические, углеродные и другие материалы. Свойства матрицы определяют технологические параметры процесса получения композиции и ее эксплуатационные свойства: плотность, удельную прочность, рабочую температуру, сопротивление усталостному разрушению и воздействию агрессивных сред.

Армирующие или упрочняющие компоненты равномерно распределены в матрице. Они, как правило, обладают высокой прочностью, твердостью и модулем упругости и по этим показателям значительно превосходят матрицу. Вместо термина армирующий компонент можно использовать термин наполнитель.

Композиционные материалы классифицируют по геометрии наполнителя, расположению его в матрице, природе компонентов.

По геометрии наполнителя композиционные материалы подразделяются на три группы:

· с нуль-мерными наполнителями, размеры которых в трех измерениях имеют один и тот же порядок;

· с одномерными наполнителями, один из размеров которых значительно превышает два других;

· с двухмерными наполнителями, два размера которых значительно превышают третий.

По схеме расположения наполнителей выделяют три группы композиционных материалов:

· с одноосным (линейным) расположением наполнителя в виде волокон, нитей, нитевидных кристаллов в матрице параллельно друг другу;

· с двухосным (плоскостным) расположением армирующего наполнителя, матов из нитевидных кристаллов, фольги в матрице в параллельных плоскостях;

· с трехосным (объемным) расположением армирующего наполнителя и отсутствием преимущественного направления в его расположении.

По природе компонентов композиционные материалы разделяются на четыре группы:

· композиционные материалы, содержащие компонент из металлов или сплавов;

· композиционные материалы, содержащие компонент из неорганических соединений оксидов, карбидов, нитридов и др.;

· композиционные материалы, содержащие компонент из неметаллических элементов, углерода, бора и др.;

· композиционные материалы, содержащие компонент из органических соединений эпоксидных, полиэфирных, фенольных и др.

Свойства композиционных материалов зависят не только от физико-химических свойств компонентов, но и от прочности связи между ними. Максимальная прочность достигается, если между матрицей и арматурой происходит образование твердых растворов или химических соединений.

В композиционных материалах с нуль-мерным наполнителем наибольшее распространение получила металлическая матрица. Композиции на металлической основе упрочняются равномерно распределенными дисперсными частицами различной дисперсности. Такие материалы отличаются изотропностью свойств.

В таких материалах матрица воспринимает всю нагрузку, а дисперсные частицы наполнителя препятствуют развитию пластической деформации. Эффективное упрочнение достигается при содержании 5…10 % частиц наполнителя.

Армирующими наполнителями служат частицы тугоплавких оксидов, нитридов, боридов, карбидов.

Дисперсионно упрочненные композиционные материалы получают методами порошковой металлургии или вводят частицы армирующего порошка в жидкий расплав металла или сплава.

Промышленное применение нашли композиционные материалы на основе алюминия, упрочненные частицами оксида алюминия (Al₂O₃). Их получают прессованием алюминиевой пудры с последующим спеканием (САП). Преимущества САП проявляются при температурах выше 300^oС, когда алюминиевые сплавы разупрочняются. Дисперсионно упрочненные сплавы сохраняют эффект упрочнения до температуры 0,8 Т _пл.

Сплавы САП удовлетворительно деформируются, легко обрабатываются резанием, свариваются аргонодуговой и контактной сваркой. Из САП выпускают полуфабрикаты в виде листов, профилей, труб, фольги. Из них изготавливают лопатки компрессоров, вентиляторов и турбин, поршневые штоки.

В композиционных материалах с одномерными наполнителями упрочнителями являются одномерные элементы в форме нитевидных кристаллов, волокон, проволоки, которые скрепляются матрицей в единый монолит. Важно, чтобы прочные волокна были равномерно распределены в пластичной матрице. Для армирования композиционных материалов используют непрерывные дискретные волокна с размерами в поперечном сечении от долей до сотен микрометров.

Материалы, армированные нитевидными монокристаллами, были созданы в начале семидесятых годов для авиационных и космических конструкций. Основным способом выращивания нитевидных кристаллов является выращивание их из перенасыщенного пара (ПК-процесс). Для производства особо высокопрочных нитевидных кристаллов оксидов и других соединений осуществляется рост по П-Ж-К – механизму: направленный рост кристаллов происходит из парообразного состояния через промежуточную жидкую фазу.

Осуществляется создание нитевидных кристаллов вытягиванием жидкости через фильеры. Прочность кристаллов зависит от сечения и гладкости поверхности.

Композиционные материалы этого типа перспективны как высокожаропрочные материалы. Для увеличения к.п.д. тепловых машин лопатки газовых турбин изготавливают из никелевых сплавов, армированных нитями сапфира (Al₂O₃), это позволяет значительно повысить температуру на входе в турбину (предел прочности сапфировых кристаллов при температуре 1680^oС выше 700 МПа).

Армирование сопл ракет из порошков вольфрама и молибдена производят кристаллами сапфира как в виде войлока, так и отдельных волокон, в результате этого удалось удвоить прочность материала при температуре 1650^oС. Армирование пропиточного полимера стеклотекстолитов нитевидными волокнами увеличивает их прочность. Армирование литого металла снижает его хрупкость в конструкциях. Перспективно упрочнение стекла неориентированными нитевидными кристаллами.

Для армирования композиционных материалов применяют металлическую проволоку из разных металлов: стали разного состава, вольфрама, ниобия, титана, магния – в зависимости от условий работы. Стальная проволока перерабатывается в тканые сетки, которые используются для получения композиционных материалов с ориентацией арматуры в двух направлениях.

Для армирования легких металлов применяются волокна бора, карбида кремния. Особенно ценными свойствами обладают углеродистые волокна, их применяют для армирования металлических, керамических и полимерных композиционных материалов.

Эвтектические композиционные материалы – сплавы эвтектического или близкого к эвтектическому состава, в которых упрочняющей фазой выступают ориентированные кристаллы, образующиеся в процессе направленной кристаллизации. В отличие от обычных композиционных материалов, эвтектические получают за одну операцию. Направленная ориентированная структура может быть получена на уже готовых изделиях. Форма образующихся кристаллов может быть в виде волокон или пластин. Способами направленной кристаллизации получают композиционные материалы на основе алюминия, магния, меди, кобальта, титана, ниобия и других элементов, поэтому они используются в широком интервале температур.

Полимерные композиционные материалы. Особенностью является то, что матрицу образуют различные полимеры, служащие связующими для арматуры, которая может быть в виде волокон, ткани, пленок, стеклотекстолита.

Формирование полимерных композиционных материалов осуществляется прессованием, литьем под давлением, экструзией, напылением.

Широкое применение находят смешанные полимерные композиционные материалы, куда входят металлические и полимерные составляющие, которые дополняют друг друга по свойствам. Например, подшипники, работающие в условиях сухого трения, изготовляют из комбинации фторопласта и бронзы, что обеспечивает самосмазываемость и отсутствие ползучести.

Созданы материалы на основе полиэтилена, полистирола с наполнителями в виде асбеста и других волокон, обладающие высокими прочностью и жесткостью.

Дата добавления: 2014-10-31