Композиций содержащих

При выполнении антикоррозийных работ используются силикатные кислотоупорные растворы и замазки, глето-глицериновые замазки, серный цемент, полимерные замазки. Выбор той или иной композиции определяется исходя из химической стойкости и физико-механических свойств используемых материалов. Наиболее широко в настоящее время используются силикатные и полимерные композиции. Ориентировочные составы этих композиций приведены в табл. 10 и 11.

Для устранения концентрационной неоднородности, снятия напряжений и дегазации проводили гомогенизационный отжиг. Температуру отжига выбирали на 400-500° С ниже расчетной температуры плавления, но она не превышала 2000° С из-за ограниченных возможностей термического оборудования. Отжиг проводили в вакууме 10~5 мм рт.ст.; продолжительность отжига 10 ч. Режимы отжига и твердость опытных композиций приведены в табл. 7.

Свойства полученных композиций приведены в табл. 24.

позиционного материала применяют пакеты, состоящие из чередующихся слоев бериллиевой проволоки, полученных методом намотки, и слоев алюминиевой фольги; уложенную в форму берил-лиевую проволоку с нанесенным на ее поверхность алюминием; пакеты, состоящие из слоев алюминиевой фольги с уложенной на ее поверхности методом намотки бериллиевой проволокой, закрепленной слоем алюминия, нанесенного методом плазменного напыления; чередующиеся слои, состоящие из бериллиевой и алюминиевой проволоки. Технологические параметры получения и некоторые свойства композиций приведены в табл. 28.

Титан — металлические волокна. В качестве упрочнйтелей титана и его сплавов применяют металлические волокна из молибдена [217], вольфрама [160], бериллия [210]. Технологические параметры получения и некоторые свойства и составы таких композиций приведены в табл. 31.

Предполагается использование композиционных материалов на никелевой основе для длительной работы при температурах выше 1000° С. Однако разработка таких материалов затруднена из-за отсутствия упрочнителей, которые могли бы без потери прочности длительно работать в контакте с никелевой матрицей. Из металлических упрочнителей с точки зрения совместимости с никелевой матрицей лучшей пока остается вольфрамовая проволока, обеспечивающая довольно высокие значения длительной прочности в композиционных материалах на основе никелевых сплавов. Характеристики прочности и длительной прочности некоторых композиций приведены в табл. 18—22 и 61. Из таблиц видно, что введение вольфрамовой проволоки в количестве 40— 70 об. % позволяет получить материал с длительной (100-часовой) прочностью при 1100° С, равной 13—25 кгс/мм2. Основными недостатками этих материалов является высокая плотность и необходимость защиты от окисления при высоких температурах. В этой же таблице приведены свойства композиции никель—углеродное волокно. Композиция привлекательна своей невысокой плотностью. Однако прочность ее невелика, и композиция не может работать длительно при температурах выше 1000° С из-за взаимодействия волокна с матрицей.

Повышенные значения твердости КЭП согласуются с известными результатами, полученными ранее для дис-персио-отвержденных сплавов (ДОС), классическим примером которых является спеченный алюминиевый порошок (САП). Указанные сплавы обладают высокотемпературной прочностью — сопротивлением к рекристаллизации и ползучести [1, с. 49]. ДОС, как и КЭП, являются псевдосплавами, так как вторая фаза (ВеО, АЦОз, SiO2, TiO2, FesOs, VaOa и др.) даже при высокой температуре совсем или почти не реагирует с матрицей. Данные о твердости композиций приведены на рис. 28 и 29.

Результаты испытаний на прочность при статическом изгибе фторопластовых композиций приведены на рис. 6. Из рис. 6 видно, что введение наполнителя значительно снижает предел прочности материала при статическом изгибе. Это особенно характерно для таких наполнителей, как коллоидный графит, сажа, нитрид бора и сернокислый барий.

Температуры начала реакций для исследованных композиций приведены в табл. I. 17—I. 20.

известны размеры начальных дефектов материала, то по /Си-диаграмме можно рассчитать время, в течение которого дефект достигнет критических размеров для данного действующего напряжения. Предположим, что материал содержит начальные дефекты, максимальный размер которых с\. Это могут быть поверхностные царапины и трещины или внутренние дефекты, обусловленные введением наполнителя, например трещины в его частицах, области отслоения частиц наполнителя от матрицы или трещины в матрице, переходящие в наполнитель. При кратковременных испытаниях, таких как определение разрушающего напряжения при возрастании нагрузки, разрушение наступает по достижении критического значения напряжения, описываемого уравнением Гриффита oi~ (Еугс^)11*, где Y^— поверхностная энергия разрушения" при быстром нестабильном росте трещины. Если материал нагружен при (72-

Свойства и применение. Термореактивные пластики характеризуются высокими твердостью, жесткостью, тепло- и термостойкостью. В то же время, несмотря на модифицирование наполнителями, они остаются сравнительно хрупкими материалами. Их ударная вязкость обычно значительно ниже, чем термопластов. С точки зрения окраски материалов более широкий выбор цветов возможен для материалов на основе МФ и МЛФ. ФФ смолы дают обычно материалы темного цвета. Основные показатели свойств наполненных реактопластов (пресс-композиций) приведены в табл. 12.1.

Изделия, работающие при более высоких температурах, изготовляют на основе боролитов — сложных композиций, содержащих до 75% карбида В, а также борид Сг или борид Ti.

КЛЕЙ — природные или синтетич. вещества, применяемые для соединения различных материалов за счёт образования адгезионной связи (см. Адгезия) клеевой плёнки с поверхностями склеиваемых материалов. По физ. состоянию К. представляют собой жидкости различной вязкости (жидкие мономеры, р-ры, суспензии, эмульсии), плёнки, порошки или прутки, расплавляемые перед употреблением и наносимые на горячие поверхности. По природе осн. компонента различают К. неорганич., органич. или элементоорганические. К неорганич. К. относятся жидкие стёкла (водные р-ры силиката натрия и калия) и клеи-фритты (водные суспензии композиций, содержащих окислы щелочных и щёлочноземельных металлов). Жидкие стёкла применяют для склеивания целлюлозных материалов, клеи-фритты — для склеивания металлов и керамики. К органич. К. относят композиции на основе природных и синтетич. полимеров. В произ-ве К. на основе природных полимеров используют вещества животного происхождения — продукты переработки мездры, костей и чешуи (коллаген), крови (альбумин) и молока (казеин), растит, происхождения — камеди, смолы, крахмал, декстрин, натур, каучук, гуттаперчу, зеин и соевый казеин. К. на основе природных полимеров применяют для склеивания древесины, бумаги, кожи, текст, материалов и т. д. Группа синтетич. К. включает композиции на основе полиакрилатов, полиимидов, полиэфиров, полиуретанов, синтетич. каучуков, феноло-формалъдегидных смол, карб-амидных смол, эпоксидных смол и др. Синтетич. К. обеспечивают высокую прочность склеивания различных материалов, обладают устойчивостью к факторам внеш. воздействия и находят применение при склеивании металлов, стекла, керамики, пластмасс, древесины, текст., целлюлозных и др. материалов. Элементоорганич. К. содержат в своём составе кремнийорганич., борорганич., металлоор-ганич. и др. полимеры, обладают очень высокими термостойкостью и термостабильностью (обеспечивают высокую прочность соединения различных материалов при кратковрем. нагревании до темп-р порядка 1000 °С и выше и выдерживают длит. нагревание при 400—600 °С). Элементоорганич. К. используют для склеивания металлов, керамики, графита, термостойких пластмасс и др.

В настоящее время известны сотни композиций, содержащих биоцидные полимерные соединения, включая оловоорганические полимеры (ООП) на основе эпоксидных, полиэфирных, полибутадиеновых, трибутил- и трипропилоловометакрильных соединений. Установлено, что ООП стойки к обрастанию в морской воде в течение 5 лет, а скорость вымывания функциональных групп из

Была исследована при различных температурах кратковременная прочность полученных композиций, содержащих 40 об. % упрочнителя. Результаты испытаний приведены в табл. 18. Для сравнения в этой же таблице даны свойства матрицы без упрочнителя.

ности, рассчитанный по правилу смеси, хорошо совпадает с экспериментальными данными только для композиций, содержащих волокна с очень стабильными значениями прочности, такими как волокна вольфрама или высокопрочные стальные волокна. Для большинства же композиционных материалов и особенно для композиций, упрочненных борными волокнами, экспериментальные значения прочности плохо совпадают с данными, полученными расчетом по правилу смеси. Разница в свойствах обусловлена главным образом неоднородностью прочности борных волокон, а также некоторыми другими факторами, не учитываемыми моделью правила смеси. Неоднородность прочности борных волокон, являющаяся следствием наличия локальных дефектов в волокне, приводит к тому, что прочность пучка волокон ав оказывается существенно ниже средних значений прочности моноволокон.

Средний уровень прочности композиций, содержащих 30— 40 об. % волокон и полученных по разным режимам, составляет 40—60 кгс/мм2, При низких и умеренных температурах

Получение композиционного материала методом горячего прессования в вакууме также описано в работе [178]. Для улучшения прочности связи матрицы с волокном и с целью исключения возможности образования на поверхности раздела углеродное волокно—алюминий карбида алюминия на поверхность углеродных волокон наносили слой меди толщиной 0,2—0,4 мкм. Исходные волокна имели предел прочности 200 кгс/мм2, плотность 1,73 г/см3; средний диаметр отдельных волокон был равен 8 мкм. Материал получали в вакууме 2—5-Ю"5 мм рт. ст. при температуре 620—650° С и времени выдержки 30—120 мин прессованием пакетов из чередующихся слоев алюминиевой фольги и однонаправленного углеродного волокна с медным покрытием. Предел прочности композиций, содержащих 10—15 об. % волокон, был равен 23—32 кгс/мм2, а композиций с 20—40 об. % волокон — 35—48 кгс/мм2. Микрорентгеноспектральное, электронно-микроскопическое исследования композиций, а также исследсвание в растровом электронном микроскопе не обнаружили повреждений углеродных волокон.

комнатной и повышенных температурах приведены в табл. 54— 56. Композиционные материалы с 25—40 об. % высокопрочной стальной проволоки по большинству механических свойств значительно превосходят алюминиевые сплавы, достигая по пределу прочности и модулю упругости уровня аналогичных свойств высокопрочных титановых сплавов. Плотность композиций, содержащих 25—40 об. % стальной проволоки, изменяется от 3,9 до 4,8 г/см3 [10].

Выбор метода анализа зависит от изучаемого объекта. Большую часть композиций, содержащих инертные к кислотам и щелочам частицы, целесообразно анализировать химическим путем. При этом покрытие (допустимо и совместно с металлом подложки) известной массы (взвешивание до и после осаждения) растворяют лучше всего IB 15—25%-ном растворе НМОз- Т аким образом обрабатывают КЭП на основе Си, Ag, Zn, Cd, Sn, Pb, Fe, Ni, Co, Pd. КЭП на основе золота и платины растворяют в царской водке, на основе хрома — в соляной кислоте. При растворении ряда платиновых металлов необходим специальный подбор электролита или даже использование электрохимического метода. Такие инертные частицы, как А12Оз, TiC^, ZrO2, SIC, тальк, муллит и многие другие оксиды, практически нерастворимы в азотной кислоте. Различные бориды, карбиды, нитриды, силициды, сульфиды растворяются в большей или меньшей степени в кислотах [75, 77], и при анализе КЭП, содержащих эти вещества, необходимо предупреждать разогревание раствора кислоты или учитывать вещества, перешедшие в раствор, проводя качественное или количественное определение НзВОз, SiOa, H2S, TiO2+, ZrO^ и др.

При исследовании композиций, содержащих карбиды и оксиды, установлено, что содержание карбида титана в покрытии достигает 8—10% (масс.) и практически не зависит от концентрации частиц и плотности тока (исследование проводилось при концентрациях от 30 до 100 кг/м3 и плотности тока от 0,1 до 1 кА/м2). Количест-. во ZrO2 достигает 5% (масс.) и пропорционально концентрации его в суспензии. При рН электролита 1—1,5 частицы карбидов в покрытии распределены равномерно, при рН>2 заметны скопления частиц, причем тем большие, чем выше рН. В случае увеличения концентрации TiC до 50 кг/м3 в 2—3 раза уменьшаются внутренние напряжения, наличие частиц ZrO2 почти не сказывается на них, особенно в тонких слоях. Эти факты объясняются различной степенью наводороживания покрытий в зависимости от природы частиц.

Композиции из никеля ПНК-1 и частиц Gd2O3, Ву2Оз, Ег2О3, Tu2O3, Lu203 (no 10%) при 800—1000°С и давлении 25—30 МПа имеют ту же скорость окисления, что и покрытия никелем. При 900—1200 °С в связи с разрушением плотной оксидной пленки на поверхности образцов, содержащих оксиды лантана и лантаноидов Nd2O3, Sra2O3, Eu2O3, скорость окисления композиций значительно выше, чем у никеля.