Ориентации наполнителя

Рентгенографический метод, в частности, микроанализ с помощью электронного зонда1 пригоден для исследования продуктов, образующих пленку на металлах: определения размеров и ориентации кристаллов, а также измерения параметров кристаллической' решетки.

В сварных швах из аустенитной стали происходит упорядочение ориентации кристаллов. Особенности распространения акусти- _, ческих волн в таком материале рассмотрены в п. 3.1.4 (см. При-0 ложение). г

Как показали результаты рентгеноструктурного исследования, проведенные на дифрактометре УРС-5ИМ в Cu/sTa-излучении, с повышением температуры получения увеличивается степень преимущественной ориентации кристаллов.

Такая же тенденция в ориентации кристаллов с повышением температуры получения наблюдалась при силицировании в интервале 1250—1350° в порошке кремния [5].

Усиление преимущественной ориентации кристаллов с повышением температуры силицирования объясняется, по-видимому, уменьшением напряжений образования в слое.

С повышением температуры силицирования увеличивается размер зерен дисилицида молибдена, сильно повышается степень преимущественной ориентации кристаллов, уменьшается микротвердость, что объясняется уменьшением напряжений образования силицидов

Влияние условий получения силицидных слоев на молибдене на некоторые их свойства. Нечипоренко Е. П., Осипов А. Д., Змий В. И., Коржавый А. П., Полтавцев Н. С. В сб.: Температуроустойчи-вые защитные покрытия. Изд-во «Наука», Ленингр. отд., Л., 1968, 68—74. Исследованы некоторые свойства слоев, полученных при силицировании молибдена в паровой фазе кремния при высоких температурах. Показано, что с повышением температуры силицирования увеличивается размер зерен дисилицида молибдена, сильно повышается степень преимущественной ориентации кристаллов, что объясняется уменьшением напряжений образования. Жаростойкость полученных образцов не хуже, чем у силицировапных при 1250° С. Библ. — 9 назв., рис. — 4.

Статистические исследования показали, что величина этого коэффициента может существенно изменяться в зависимости от места и направления вырезки образца. Это связано с тем, что у титана, как и у других гексагональных металлов, тепловое расширение зависит от ориентации кристаллов. Определение анизотропии термического расширения по данным температурной зависимости параметров решетки показало большее удлинение по оси с, чем по оси а. Различие составляет 10 — 20 %. Например, увеличение степени обжатия при волочении от 0 до 40 % приводит к возрастанию а с 8,4 • 1СГ6 до 9,9 • КГ^СТ1. Дальнейшее увеличение степени обжатия не приводит к изменению текстурованности и не влияет на а. Отжиг при 400-900°С также не влияет на величину а и только отжиг при 1100- 1200°С, при

Реактив Лакомбе 36 выявляет периодическое отражение. В процессе травления на отдельных зернах образуется чешуйчатая поверхность (рельефное травление), которая позволяет четко установить определенные кристаллографические направления. После рельефного травления раствором 36 возможна и качественная оценка ориентации кристаллов.

Методика и аппаратура для получения никелевого композиционного материала, содержащего нитевидные кристаллы карбида кремния, описаны в работе [224 I. Отмечено, что большая степень реализации прочности нитевидных кристаллов в композиции может быть достигнута только при достаточной ориентации кристаллов в материале в заданном направлении. Получены образцы композиционных материалов, содержащих около 10 об. % кристаллов карбида кремния, достаточно хорошо ориентированных в одном направлении. Материал имел очень высокие прочностные свойства: предел прочности при растяжении — 227 кгс/мм2, модуль упругости 31 200 кгс/мм2. Эти результаты дают основание полагать, что метод электроосаждения является одним из наиболее перспективных, позволяющих реализовать уникальные свойства нитевидных кристаллов в металлических композиционных материалах.

В поликристаллической среде и металлах, обладающих упругой анизотропией, затухание определяется рассеянием энергии колебаний зернами металла. В отдельных кристаллах скорость ультразвука имеет разное значение в зависимости от направления его распространения относительно осей симметрии. Поэтому при переходе ультразвука из одного кристалла в другой вследствие различной ориентации кристаллов скорость ультразвука может существенно изменяться. В результате этого возникает частичное отражение, преломление и трансформация типов УЗВ. Ультразвуковые колебания постепенно рассеиваются во все стороны, причем степень рассеяния зависит главным образом от отношения длины К упругой волны к среднему диаметру d зерен-кристаллов, а также от степени анизотропии металла.

В работе ;[26] экспериментально исследовалось влияние уровня напряжений IB композите и ориентации наполнителя на неэффективную длину волокна с использованием модели с единичным волокном. Установлено, что неэффективная длина волокна почти не зависит от этих факторов (рис. 30 и 31). При действии оста-

в указанных направлениях выкладки. Такая схема ориентации наполнителя была выбрана в связи с меняющимися по крылу условиями нагружения и включением нагрузок, действующих по передней и задней кромкам в направлении хорды, и обеспечивала пониженную чувствительность к ползучести при повышенных температурах. Характер разрушения при всех условиях нагружения определялся волокном. Выбор титана для изготовления наконечников лонжеронов объяснялся стремлением получить лучшую совместимость с боропластиком по температурным коэффициентам линейного расширения и деформациям. Боропластики испытывали путем предварительного нагружения всех образцов до величины, составляющей 80% максимальной нагрузки, и затем повторного нагружения до разрушения. Была предложена гипотеза, согласно которой трансверсалъные разрушения в каждом слое пластика не влияют на способность связующего передавать сдвиговые нагрузки от слоя к слою, и поэтому композиционный материал сохраняет конструкционную целостность. Усталостные испытания, проведенные при нагрузке, составляющей 75% максимальной, по-видимому, подтверждают эту гипотезу.

Крепление его к обшивкам и заполнителю производится с помощью клея. Типовая схема ориентации наполнителя в обшивках (Oj/±452)r. В обшивках, работающих на сжатие, число слоев, ориентированных в направлении 0°, изменяется от одного у закон-цовки до девяти в корневой части. В обшивках, работающих на растяжение, число указанных слоев составляет один и семь соответственно вследствие лучшего сопротивления материала разрыву. В связи с отрицательным коэффициентом линейного расширения, необходимо принять меры предосторожности при оформлении клеевого соединения корневой части и в процессе отверждения обшивок.

Одним из наиболее распространенных дефектов материала и изделий, изготовленных этим методом, является существенная неоднородность структуры, обусловленная неравномерностью распределения армирующих волокон и связующего, неупорядоченностью ориентации наполнителя и неоднородностями режима формования как при холодном, так и при горячем отверждении.

Значительный интерес представляют вопросы неразрушающего контроля упругих характеристик, содержания и ориентации наполнителя, плотности.

Значительное внимание в последнее время уделяется вопросам контроля состава и структуры композиционных материалов и стеклопластиков, так как дефекты структуры (нарушение ориентации наполнителя, несоответствия содержания компонент среды и т. д.) являются основными источниками изменения физико-механических характеристик материалов. В этом отношении интерес представляют зависимости, устанавливающие взаимосвязь между скоростью упругих волн и параметрами структуры материала. Так, в работе [24] показано, что по аналогии с железобетоном для стеклопластика может быть использована следующая зависимость:

Следует отметить, что данные формулы слишком сложны при проведении контроля и не учитывают анизотропии свойств и ориентации наполнителя, что несомненно должно сказаться на точности и надежности измерений.

Учитывая, что композиционные материалы, особенно такие как стеклопластики, даже на основе рубленого волокна, хаотически расположенного в матрице, обладают существенной анизотропией, формулы для определения содержания компонент и их ориентации в массиве изделия должны быть чувствительны к изменению содержания компонент и степени ориентации наполнителя.

Кроме оценки структуры и ориентации наполнителя, не менее важным является контроль его содержания непосредственно в изделиях без их разрушения. Существующие методы оценки стекло-содержания, основанные на выжигании стеклонаполнителя, весьма трудоемки и неэффективны и не позволяют производить контроль в изделии.

стиц наполнителя представляют собой стержни эквивалентного диаметра Я. Рассмотрим распределение температуры неоднородного тела горя постоянном среднем продольном тепловом потоке. Поскольку теплопроводность составляющих компонентов различна, температурное поле в ячейке будет двоякопериодической функцией переменных. Так как сложность реализации решения такой задачи очевидна, то рационально допустить, что имеем выравненное температурное поле с изотермическими поверхностями, перпендикулярными направлению ориентации наполнителя. Отсюда при постоянном продольном тепловом потоке функция температуры линейно зависит от координаты х, т. е.

Обычно композиты представляют собой основу (матрицу) из одного материала, армированную наполнителями из волокон, слоев, диспергированных частиц другого материала. При этом сочетаются прочностные свойства обоих компонентов. Путем подбора состава и свойств наполнителя и матрицы, их соотношения, ориентации наполнителя, можно получить материал с требуемым сочетанием эксплутационных и технологических характеристик.