Композиционные конструкционные материалы

Порошковые конструкционные материалы

Порошковые конструкционные материалы – это материалы, полученные методом порошковой металлургии. Схема получения изделия из порошков такова: получение порошка, формирование с применением давления и спекания отформованного изделия. Такая схема определяет практически безотходную технологию производства и возможность получения изделия с самыми разнообразными свойствами. Изделия могут быть мягкими итвердыми, с высокой электропроводимостью и высоким электросопротивлением, жаростойкие и холодостойкие. При обработке металлов традиционными способами отходы металлов составляют в среднем 50%, а нередко доходят и до 80%. Температура спекания изделий конструкционного назначения из порошков на основе Fe 1100 – 1200˚С, а на основе Сu 800 – 900˚С.

Детали из порошков на основе Fe является наиболее распространенным видом продукции порошковой металлургии во всех отраслях машиностроения и приборостроения.

Из порошков Fe, бронзы, стали, Ti изготавливают фильтры для очистки жидкостей от твердых частиц, воздуха и газов от пыли. Они могут задерживать частицы размером 10 – 1 мкм. Эти фильтры по сравнению с бумагой, фетрой, имеют большую прочность, стабильность формы и в процессе эксплуатации их можно потоками газов, жидкостей, химическими реактивами очищать. Из порошков Сu, Fe, Sn, графита, Si изготавливают фрикционные материалы, применяемые для прокладок в тормозных дисках машин, для колодок в самолетах, тракторах. А из порошков Sn, Pb, Sb получают антифрикционные материалы, которые не могут работать в условиях сухого трения, при большой скорости скольжения. Антифрикционным материалом является Fe-графит, Fe-Сu, они имеют малый коэффициент трения.

Композиционными материалами (композитами) называют искусственно создаваемые материалы, которые получаются объемным сочетанием химически разнородных компонентов, причем один из компонентов (наполнитель) обладает высокой прочностью и жесткостью, а другой (связующий или матрица) обладает высокой пластичностью. Композиты позволяют решить основную задачу материаловедения – создание материалов с заданными свойствами. Наглядным примером композита является железобетон (металлическая основа заполнена бетоном, цементом). Основой композита является пластическая матрица, она связывает наполнитель и определяет форму изделия, его монолитность, электротехнические и радиотехнические свойства, геометричность, химическую стойкость. В качестве матрицы применяют металлы (Al, Mg и их сплавы), полимеры (эпоксидные смолы, полиамиды, керамику). Наполнители играют роль упрочнителей, определяют модуль упругости, твердость композита, а иногда их тепловые, электрические и магнитные свойства. В качестве наполнителя может быть тонкая проволока (d = n мкм) из высокопрочной стали, W, Ti, и стеклянные, полиамидные волокна на основе оксидов, корбидов н т.д. Для композитов характерна высокая прочность, жесткость, коррозионная стойкость, жаропрочность, термическая стабильность.

Примеры композиционных материалов на неметаллической основе:

Наполнитель		Матрица		Композит
Бумага	+	Полимер	=	Гетинакс
Ткань	+	Полимер	=	Текстолит

Берется металлический лист толщиной 0,3 – 1,2 мм и с одной или двух сторон покрывается полимером толщиной 0,05 – 1 мм. Такой материал обладает электроизолирующими свойствами, не расслаивается, не коробится при штамповке, сварке, металлопластичен, применяется для изготовления кузовов автомобиля, корпусов холодильников, стиральных машин, телевизоров. Методы различного получения композитов:

- нанесение наполнителя матричным раствором;

- нанесение материала матрицы на волокна плазменным напылением, электрохимическим способом;

- прессование, спекание;

- введение тугоплавких наполнителей в расплавленный материал матрицы.

Дата добавления: 2015-05-26