Керамической бакелитовой

Хотя исследования армированных окислами металлов, связанные с проблемой упрочнения металлов керамическими волокнами, начаты давно, технология получения материалов этого класса разработана очень слабо. Такие высокопрочные тугоплавкие материалы с высоким модулем предполагается использовать для работы при высоких температурах, например, для горячих деталей газотурбинного двигателя. Требование высокотемпературной стабильности материала в таких условиях сильно осложняет проблему изготовления этих композитов по сравнению с композитами, предназначенными для работы при более низких температурах, например А1 — В. Большое внимание, которое сейчас уделяется поверхностям раздела в этих материалах, связано с вопросами совместимости составляющих именно в процессе изготовления материала, когда вопросы взаимодействия наиболее актуальны. В равной степени важно, чтобы сплошность поверхности раздела сохранялась в процессе эксплуатации материала, особенно при температурах ниже температуры его изготовления. Этот вопрос лишь недавно был подробно изучен для металлов, армированных непрерывными волокнами сапфира.

Цель автора — обрисовать в общих чертах при помощи простых средств основные принципы, необходимые для понимания инженерами-проектировщиками сущности композиционных материалов. Можно полагать, что представленные концепции применимы к конструкциям или элементам конструкций из пластиков, армированных непрерывными или короткими стеклянными или угольными волокнами; из бетона, армированного волокнами или стержнями; из металлов, армированных керамическими волокнами или частицами, металлической проволокой или лентой. Схемы армирования композитов могут быть одно-, двух- или трехмерными; некоторые из них уже применяются, другие находятся в стадии разработки.

Мы привыкли к материалам однородным, имеющим постоянные свойства по всему своему объему и по всем направлениям. Сейчас наступает эра материалов анизотропных, многослойных, армированных. Самым привычным примером такого рода может служить железобетон. В последние годы появились пластмассы, армированные керамическими волокнами, картон и бумага, пронизанные стальными нитями, алюминиевые листы, покрытые жаропрочными пленками, и т. п.

Значительные усилия были потрачены на разработку суперсплавов, армированных керамическими или металлическими нитями. Армирующий материал должен быть жестким, прочным и стабильным. Керамические волокна обладают всеми этими свойствами и, кроме того, прекрасным сопротивлением окислению и коррозии и низкой плотностью. К сожалению, суперсплавы, армированные керамическими волокнами, подвержены разъеданию непосредственно в местах прямого контакта с поверхностью волокон, а вследствие несоответствия коэффициентов термического расширения керамических волокон и металлической матрицы их прочность не соответствует ожидаемой. Применение тугоплавких металлических волокон, главным образом на вольфрамовой основе, привело к лучшим результатам из-за их способности компенсировать термонапряжения, вызываемые различием коэффициентов термического расширения, за счет пластической деформации. Суперсплавы, армированные волокнами из вольфрамовых сплавов, на практике показали значительно более высокое термоусталостное сопротивление при быстром термоциклировании до 1100 °С, чем обычные суперсплавы [31]. 'Характеристики

Рассматриваются возможность использования пенообразного SiC, полученного химическим осаждением из паровой фазы, в качестве теплообменников и термоизоляционного материала. Этот материал легко формуется в виде труб, фасонных профилей и изделий сложной формы и может быть усилен за счет армирования керамическими волокнами. Армирование, как правило, производится непрерывными графитовыми или керамическими нитями, изготовленными из волокон SiC, A12OS и соединений оксида алюминия с боросиликатами. Достоинствами таких материалов считаются малая 'масса, эффективная теплопередача, высокая "температурная" стойкость, коррозионная стойкость, высокая стойкость к термоударам и хорошая ударная вязкость. Последнее (и жизненно необходимое

В табл. 3.16 приведены свойства композиционных материалов, упрочненных керамическими волокнами [23].

Таблица 3.16. Свойства композиционных материалов с керамической матрицей, упрочненных керамическими волокнами

тельно, что при работе с прочной матрицей возникают еще более сложные проблемы. То обстоятельство^ что обычные суперсплавы, подобные U-700, не особенно подходящи в качестве матрицы для композиций с керамическими волокнами, не представляет неожиданности. Факторы, которые диктуют принципы легирования суперсплавов, не всегда применимы и не являются оптимальными для подбора матрицы композиционного материала.

Из раздела IV следует, что поиски приемлемой композиции на основе никеля, армированного сапфировыми волокнами, не были особенно плодотворными. Хотя авторы не могут согласиться с тем, что эта система бесперспективна, путь к реализации свойств, предсказываемых правилом смеси, изобилует трудностями. Многие из них, безусловно, являются общими для всех композиций с металлической матрицей, армированной хрупкими керамическими волокнами и тем не менее несколько ( представляющих практический интерес материалов этого класса уже изготовляются и имеют свойства, которые внушают оптимизм в отношении перспектив использования и других систем, включая систему Ni—А12О3. Например, в настоящее время уже широко используются в аэрокосмических конструкциях боралюминиевые композиции, а композиции титан — бор и алюминий — углерод исследуются с точки зрения возможности применения в этих же областях.

Металлы и сплавы, армированные металлическими или керамическими волокнами, можно относить к той или иной расчетной схеме анизотропии в зависимости от расположения волокон — совершенно так же, как и стеклопластики.

Зерна абразивных инструментов представляют собой искусственные или природные минералы и кристаллы. Абразивные материалы отличаются высокой твердостью, которая определяется по минералогической шкале. Зерна абразивов разделяют по крупности на группы и номера. Основная характеристика номера зернистости — количество и крупность его основной фракции. При изготовлении инструмента зерна скрепляются друг с другом с помощью цементирующего вещества — связки. Наиболее широко применяют инструменты, изготовленные на керамической, бакелитовой или вулканитовой связке.

шлифовального круга мнн керамической бакелитовой вулканитовой

керамической бакелитовой вулканитовой

керамической бакелитовой вулканитовой

Связка. Абразивный инструмент изготовляют на керамической, бакелитовой, металлической, вулканитовой, магнезиальной и се-линитовой связках.

Связка. Абразивный инструмент изготовляют на керамической, бакелитовой, металлической, вулканитовой, магнезиальной и селинитовой связках.

керамической бакелитовой вулка-нито-вой

керамической бакелитовой вулка-нито-вой

керамической бакелитовой вулка-нито-вой

Плоское шлифование торцом круга (на бакелитовой связке) и периферией круга (на керамической связке). Заточка и доводка твердосплавного режущего инструмента. Шлифование труднообрабатываемых сплавов. Шлифование цветных металлов и сплавов (алюминий, бронза, латунь). Внутреннее шлифование закаленных сталей, суперфиниш

керамической бакелитовой вулкани-товой