Порошковых наполнителей

Добавляя связующие вещества, из волокнистых и порошковых материалов получают теплоизоляционные плиты, блоки, кирпичи. В последнее время широкое распространение получили искусственно вспученные материалы из застывшей пены (пенопласты, вермикулит, пенобетоны и т.д.), обладающие хорошими теплоизоляционными свойствами из-за их большой пористости.

ГЛАВА I. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Прокатка — один из наиболее производительных и перспективных способов переработки порошковых материалов. Порошок (рис. 8.3, а) непрерывно поступает из бункера / в зазор между валками. При вращении валков 3 происходит обжатие и вытяжка порошка 2 в ленту или полосу 4 определенной толщины. Процесс прокатки может быть совмещен со спеканием и окончательной обработкой получаемых заготовок. В этом случае лента проходит через печь для спекания, а затем снова подвергается прокатке с целью придания ей заданных размеров. Ленты, идущие для приготовления фильтров и антифрикционных изделий не подвергают дополнительной прокатке. Число обжатий, необходимое для получения беспористой

В деталях из композиций на основе пластмасс литьем под давлением и прессованием получают наружные и внутренние резьбы, не требующие дальнейшей обработки. Минимально допустимый диаметр резьбы для деталей из термопластов и пресс-порошков равен 2,5 мм, для волокнистых материалов — 4 мм. Резьбу на деталях из спеченных порошковых материалов получают обработкой резанием.

Глава I. Изготовление деталей из композиционных порошковых материалов 418

2. Краткая характеристика композиционных порошковых материалов ..........,............. 419

Производство конструкций из порошковых материалов связано с известными трудностями: прессование заготовок соответствующих форм, прокат смесей порошков с пластификаторами и др. Возможно применение этих материалов в виде обмазок с последующим диффузионным нагревом. Для снижения хрупкости этих материалов иногда изготовляют их сплавы с вязкими кор-розионностойкими металлами.

Технология изготовления ферритов во многом сходна с технологией производства порошковых материалов, за исключением спекания фер-

фрактальную размерность спеченных порошковых материалов.

ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

Композиционный материал получают путем введения в основной материал определенного количества другого материала, который добавляется в целях получения специальных свойств. Композиционный материал может состоять из двух, трех и более компонентов. Размеры частиц входящих компонентов могут колебаться в широких пределах •—от сотых долей микрометров (для порошковых наполнителей) до нескольких миллиметров (при использовании волокнистых наполнителей). Например, автомобильную шину изготовляют из композиционного материала, основой которого является резина. Для повышения механических свойств в нее добавляют порошковые и волокнистые наполнители (в том числе металлическую проволоку), а также вещества для повышения морозостойкости, износостойкости и т. д.

Демпфер служит для ослабления свободных колебаний пьезопластины, управления добротностью преобразователя и защиты пьезопластины от механических повреждений. Состав и форма демпфера должны обеспечивать полноз затухание и отвод колебаний, излученных пьезопластиной в материал демпфера без многократных отражений. Ослабление колебаний пьезопластины тем сильнее, чем лучше согласованы характеристические им-педансы материалов пьезопластины и демпфера. Демпферы обычно изготавливают из искусственных смол (эпоксидных) с добавками порошковых наполнителей с высокой насыпной плотностью, необходимой для получения требуемого характеристического импеданса. Для уменьшения многократных отражений демпфер выполняют в виде конуса, либо тыльную поверх-" и ость демпфера выполняют непараллельной пьезопластине, либо в материал демпфера вводят рассеиватели. Протектор служит для защиты пьезопластины от механических повреждений и воздействия иммерсионной или

Кроме обработанного силановыми аппретами волокна, обеспечивающего значительное упрочнение материала, для изготовления композитов пригодно довольно -большое количество порошковых наполнителей, которые, однако, не обеспечивают эффективного упрочнения пластиков. Более того, применение таких наполнителей обычно приводит к ухудшению физических свойств матричного ;ма-териала, а часто —• и к увеличению влагопоглощения. Основная цель введения максимального количества недорогого наполнителя состоит в удешевлении композита. Все большее распространение находит точка зрения, согласно которой между многими наполнителями и полимерами существует взаимодействие, особенно если полимеры содержат активные функциональные группы. Суммарный эффект такого взаимодействия проявляется в изменении температуры стеклования, модуля упругости и твердости композита. Известно, что такие наполнители, как волластонит и глины, обычно добавляются к термореактивным композитам, армированным стекловолокном. Другой, не менее важной областью их применения является упрочнение термопластов и эластомеров. Многие исследовательские лаборатории сосредоточили свое внимание именно на разра;ботке композитов, а не на изучении отдельных полимеров или наполнителей. В табл. 29 приведен перечень фирм, выпускающих наполнители различных марок.

Поскольку широкое применение порошковых наполнителей ограничивалось снижением механической прочности и ухудшением диэлектрических свойств композитов, исследования ученых были направлены на использойание силановых аппретов в таких композитах. В табл. 1 приведен перечень основных порошковых наполнителей пластмасс. Почти все эти наполнители перед введением в композиты были аппретированы. Отдельные результаты таких исследований опубликованы в работах [36, 46, 43], а обобщение — в обзоре Зиманского {46]. Следует отметить, что большую часть

В производстве эластомеров используется около 1 млн, т сажи и 800 тыс. т несажевых порошковых наполнителей. К 1975 г. объем потребления несажевых наполнителей, главным образом глин, карбонатов, окислов титана, кремния и цинка, достиг 1,3 млн. т [44]. Эффект упрочнения многими из указанных наполнителей довольно значителен, но все же рабочие характеристики композитов с такими наполнителями в общем ограничены и существенно ниже, чем при использовании сажи. В связи с увеличением потребности в высококачественных окрашенных эластомерных материалах значительно возрос интерес к применению силановых аппретов, имеющих химическое сродство к каучукам. Можно предположить, что благодаря сцеплению с поверхностью несажевого наполнителя аппреты должны способствовать равномерному распределению напряжений на границе раздела в жестких эксплуатационных условиях.

Плюдеман [37] более тщательно исследовал композиты на основе термообработанной стеклоткани типа 7781Е или обычных порошковых наполнителей и различных смол. Силаны, характеристики которых приведены в табл. 1, наносились на стеклоткань и стеклянные микросферы из водных растворов. Опытные образцы аппретированных силанами глин были получены фирмой J. M. Hu-ber, обработанные силанами кремнеземы (новасит 1250) —фирмой Malvern Minerals. Состав полимерных связующих приведен в табл. 5.

целях получения специальных свойств. КМ может состоять из двух, трех и более компонентов. Размеры частиц входящих компонентов могут колебаться в широких пределах - от сотых долей микрометра (для порошковых наполнителей) до нескольких миллиметров (при использовании волокнистых наполнителей).

композиционные — в них сочетаются разнородные материалы, причем свойства наполнителей резко отличаются от свойств композиционного материала. Размеры частиц входящих компонентов колеблются в широких пределах — от нескольких долей микрометров (для порошковых наполнителей) до нескольких миллиметров (при использовании волокнистых наполнителей).

Демпферы обычно изготавливают из искусственных смол (эпоксидных) с добавками порошковых наполнителей с высокой насыпной плотностью, необходимой для получения требуемого характеристического импеданса. Для уменьшения многократных отражений демпфер выполняют в виде конуса, либо тыльную поверхность демпфера выполняют непараллельной пьезопластине, либо в материал демпфера вводят рассеиватели.

Прочность. Повышение энергии разрушения хрупких полимеров при введении порошковых наполнителей непосредственно влияет на их прочность и другие свойства, связанные с прочностью, такие как ударная вязкость по Изоду или Шарли. Введение дисперсных частиц наполнителей обычно снижает прочность хрупких полимеров, хотя теоретически этого не должно происходить.

Промышленные материалы. С разработкой методов получения очень тонких порошков ПТФЭ смешение порошковых наполнителей с ПТФЭ стали производить в сухом виде. В настоящее время наиболее широко используются композиции на основе ПТФЭ, наполненные стеклянными волокнами, асбестом, слюдой, графитом, бронзой или бронзой в сочетании с MoS2 или графитом. Среди них следует особенно выделить композиции, содержащие около 20% (об.) стеклянных волокон, обладающие наиболее высокими механическими показателями по сравнению с характеристиками других материалов на основе наполненного ПТФЭ. Они обладают высокой износостойкостью за исключением износостойкости при очень высоких нагрузках, когда трение стеклянного наполнителя о вал из мягкой стали приводит к увеличению шероховатости его поверхности, способствуя увеличению износа. Композиции, содержащие асбестовые волокна, лишены этого недостатка, однако их из-