НЕФТЬ-ГАЗ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
На главную >>


Теперь на нашем сайте можно за 5 минут создать свежий реферат или доклад

Скачать книгу целиком можно на сайте: www.nglib.ru.

Предложения в тексте с термином "Карбид"

Наиболее подробные исследования кинетики реакции взаимодействия были проведены на титановых композициях, армированных волокнами бора, карбида кремния, двуокиси алюминия.

Система титан — волокна карбида кремния.

В работе [207] изучена кинетика реакции взаимодействия между титаном промышленной степени чистоты и волокнами карбида кремния или волокнами бора с покрытием из SiC в интервале температур 650 — 1050° С.

Исследование кинетики взаимодействия волокон карбида кремния с титановым сплавом системы Ti — V — Al выполнено В.

ДЕФОРМАЦИЯ ДО РАЗРУШЕНИЯ МАССИВНЫХ КРИСТАЛЛОВ БОРА, КАРБИДА КРЕМНИЯ И ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ С ТИТАНОМ TiB2, TiSi2> TiC

В целях сравнения укажем, что волокна бора и карбида кремния разрушаются при деформациях 0,7—0,8%.

Среди композиционных материалов псевдопервой группы рассмотрим алюминий—борное волокно, алюминий—карбид кремния или волокна бора с покрытием карбида кремния, магний—борное волокно.

В композициях на основе титана и его сплавов, армированных волокнами бора, карбида кремния, двуокиси алюминия, отсутствует проблема физической совместимости, так как коэффициенты линейного расширения титана (аТ1 = 8,4-10~8 ''С"1) и указанных волокон (ав = 6,3- 1СГ60 С"1) различаются несущественно с точки зрения внутренних остаточных напряжений.

Главной реакцией, определяющей взаимодействие углеродного волокна с алюминием, является реакция образования карбида А14С3.

Некоторые исследователи считают, что низкая реализованная прочность связана с ориентировкой волокон относительно оси и с неравномерностью их укладки [158], другие предполагают существенное разупрочнение волокон в связи с образованием карбида алюминия.

Например, при использовании хрупких волокон (борных, углеродных, карбида кремния и др.

По данным [90] магний легко образует с углеродом карбиды MgC2 и Mg2C3.

Карбид MgC2 устойчив до 600° С; при более высоких температурах он разлагается с образованием карбида Mg2C3 и выделением графита.

При 660° С карбид Mg2C3 разлагается с выделением паров магния и углерода в виде графита.

Оба эти карбида легко разлагаются водой, образуя соответственно этилен и ацетилен.

В связи с этим в композициях, армированных борными волокнами диаметром 140 мкм и волокнами карбида кремния, доля расщепленных волокон значительно меньше и прочность в поперечном направлении выше.

Предел прочности композиций, армированных волокнами углерода и карбида кремния в зависимости от давления при пропитке, изменяется по кривой с максимумом.

Например, для композиционного материала с алюминиевой матрицей (силумин), армированной волокнами карбида кремния, экспериментально установлено оптимальное давление 5 кгс/см2 [8].

Разработан метод получения пропиткой композиционного материала на основе алюминия, упрочненного волокном из карбида кремния [113].

Такой износостойкий материал получали методом заливки алюминиевого сплава в форму с уложенной в ней тканью из карбидов тугоплавких металлов — тантала, титана или вольфрама [163, 164].

После затвердевания структура поверхности материала представляет собой две фазы: 75— 80% фазы с высокой твердостью, состоящей из карбидов и сплава матрицы.

Испытания на трение показали, что армированный с поверхности тугоплавкими карбидами алюминиевый сплав 6061 имеет значительно более высокую стойкость к истиранию по сравнению с неармированным сплавом 6061, заэвтектическим алюминиевым сплавом, содержащим 18% по массе кремния, и композиционным материалом алюминий—углерод.

На жгуты из углеродного волокна наносили покрытие из кремния, карбида кремния или никеля, улучшающее смачиваемость и уменьшающее взаимодействие волокна с расплавом.

Методы пропитки под давлением с предварительным вакууми-рованием и без него, описанные в работах [1, 202], применялись для получения композиционных материалов на основе алюминиевых и магниевых сплавов, армированных волокнами углерода, окиси алюминия, нитевидными кристаллами карбида кремния (патент США, № 3691623, 1970 г.

1,4% Mg, 0,6—1,6% Si, 0—1% Mn, 0—0,3% Cr, остальное Al), упрочненного нитевидными кристаллами карбида кремния и волокнами А12О3+Ю% SiO2.

Из таблицы видно, что композиции, упрочненные нитевидными кристаллами карбида кремния, после старения имеют весьма высокие значения прочности.

Изготовление тканей и сеток из высокопрочных и высокомодульных волокон, обладающих повышенной хрупкостью, типа волокон бора или карбида кремния, если и возможно, то связано с большими трудностями.

Одна из таких установок, применявшаяся для изготовления композиционного материала на основе титанового сплава Ti—6% Al—4%V, упрочненного волокном карбида кремния, описана в работе [223].

Титан — волокна карбида кремния.

После отмывки этого волокна в течение 15 мин в 50%-ном растворе соляной кислоты на поверхности графитового волокна оставался слой покрытия карбида титана толщиной 0,5 мкм.

), нитевидными кристаллами карбида и нитрида кремния [198].

Горячим прессованием смеси, состоящей из порошка металла и нитевидных кристаллов, и последующей горячей прокаткой прессованных брикетов получали композиционные материалы на основе меди, упрочненной нитевидными кристаллами карбида кремния и окиси алюминия 1187].

Методом прессования изготовляли композиционный материал на основе алюминия, упрочненного нитевидными кристаллами карбида кремния [2021.

Достаточно отметить получаемые этим методом и широко используемые в технике металлорежущие твердосплавные пластины, представляющие собой спеченную смесь порошков кобальта и карбидов вольфрама или титана.

Обычно методом горячего прессования пользуются для получения материалов, содержащих порошки тугоплавких соединений (карбидов, нитридов и др.

Свинделс и Ларе [2081 использовали метод порошковой металлургии для получения композиционного материала на основе алюминиевого сплава, армированного одновременно двумя упроч-нителями — волокном типа борсик и нитевидными кристаллами карбида кремния.

ПРОЧНОСТЬ В ПОПЕРЕЧНОМ НАПРАВЛЕНИИ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА, УПРОЧНЕННОГО ВОЛОКНАМИ БОРСИК И НИТЕВИДНЫМИ КРИСТАЛЛАМИ КАРБИДА КРЕМНИЯ

При изготовлении композиционных матералиов с алюминиевой матрицей, упрочняемых волокнами бора, карбида кремния и др.

Исследовали борные волокна без покрытия, волокна с покрытием из карбида кремния и карбида бора и волокна карбида кремния.

77) свидетельствуют о том, что волокна карбида кремния и волокна борсик не только не теряют своей прочности в факеле плазмы, но даже несколько (приблизительно на 5—10%) повышают ее, что объясняется перераспределением и частичным снятием внутренних напряжений в волокнах.

Время воздействия струи 8—10 с: / — волокна карбида кремния; 2 — борные волокна с покрытием из карбида бора; 3 — волокна борсик; 4 — волокна бора без покрытия

При использовании же волокон бора, карбида бора или металлических волокон диаметром 100 мкм и более в процессе формирования композиции образуется пористость.

Никель, армированный волокнами бора, карбида бора, вольфрама, стальной проволокой.

По описанной выше технологической схеме с использованием электролита Уотса были получены композиционные материалы на основе никеля, армированные волокнами бора, карбида кремния и вольфрама [224].

По описанной выше технологии могут быть получены и композиционные материалы с алюминиевой матрицей, армированные волокнами карбида кремния, бериллиевой, стальной и вольфрамовой проволокой.

Опробуются также волокна из тугоплавких соединений, такие, как окись алюминия и карбид кремния.

Например, отжиг углеалюминия при температурах выше 400° С может привести к резкому снижению коррозионной стойкости в результате образования неустойчивого карбида алюминия.

В качестве таких покрытий рассматриваются, например, карбид титана, диборид титана, карбид кремния и др.

Исследование кинетики взаимодействия f волокон карбида кремния с титановой матрицей.

Совместимость волокон карбида кремния с вольфрамовой подложкой и титановой матрицей.

Карбиды и сплавы на их основе.

Перспективными высокотемпературными материалами являются композиционные материалы на основе карбида и нитрида кремния.

Эти соединения обладают существенными преимуществами: более высоким сопротивлением ползучести при температурах до 1600° С, малой плотностью (3 г/см3) и хорошим сопротивлением высокотемпературному окислению (это особенно относится к карбиду кремния).

Например, предел прочности карбида кремния равен 45 кгс/мм2 при 1500° С.

При температуре 1480° С и напряжении 35 кгс/мм2 ползучести карбида кремния не обнаружено [129].

Получение покрытий карбида циркония как диффузионного барьера в композициях металлическая матрица — волокна тугоплавких металлов.

Создание композиционных материалов нового класса стало возможным благодаря разработке и применению высокопрочных и высокомодульных борных и углеродных волокон, соединений ковалент-ного типа в виде нитевидных кристаллов и волокон карбидов, нитридов и других соединений, а также армирующих материалов на основе металлов, сталей и сплавов, обладающих высокой прочностью и высоким модулем упругости.

К неметаллическим относятся волокна: борные, углеродные, карбида кремния, окиси алюминия, окиси циркония, нитевидные кристаллы карбида и нитрида кремния, окиси и нитрида алюминия и др.

Волокно: борное 2040 2,63 6,3 250—350 38 000— 95—133 14 445— 42000 15969 углеродное 3000 * 1,70 -1,0 200—300 20 000— 117—176 11 764— 30000 17410 карбида 2827 * 3,21 4,7 200—400 46 000 62-124 14330 кремния окиси алю- 2054 3,96 8,0 210—260 50000 52—65 12626 миния окиси цир- 2677 6,27 7,7 240—270 47000 39-43 7496 кония

Проволока: бериллиевая 1284 1,84 10,0 100—130 29000 55—65 15760 вольфрамо- 3400 19,3 4,98 420 40000 21 2070 вая стальная 1300 7,80 11,0 360—400 20000 45-51 2564 титановая Нитевидные 1668 4,50 9,2 150—200 12 000 33—41 2665 кристаллы: окиси алю- 2054 3,96 6—9 2800 50000 710 12600 миния нитрида 2400 3,30 4—6 1500 38000 455 11 500 алюминия карбида 2650 3,21 5,9 3700 58000 1150 18000 кремния нитрида 1900 3,18 2,75 1500 49500 472 15600 кремния * Разлагается.

Волокна бора и карбида кремния получают осаждением из газовой фазы на нагретую (до 1100 — 1200° С) поверхность вольфрамовой нити диаметром 12,5 мкм.

Оптимальным составом газовой смеси для получения волокон карбида кремния [120 ] является смесь 9 об.

8 показана структура поверхности волокон бора и волокон карбида кремния, полученная в сканирующем микроскопе.

Поверхности раздела 58, 66, 72 Покрытия: барьерные 71 карбида бора 72 нитрида''бора 71 плазменные 170, 174 Правило смеси 107 Прессование: горячее 155, 178, 182 динамическое 132 изостатическое 129 ступенчатое 128

Титан —карбид кремния 69, 141

Структура поверхности борного волокна (а) и волокна карбида кремния (б); X 1200 кукурузы.

Указанная структура более характерна для волокон бора, чем для волокон карбида кремния.

Взаимодействие в системе алюминий—бор протекает более активно, чем в системе алюминий—карбид кремния; этим можно объяснить более высокие внутренние напряжения сжатия на поверхности волокон бора.

Рентгеноструктурные исследования волокон карбида кремния показали [120], что они состоят главным образом из (3—SiC.

При изучении температурной зависимости прочности и модуля упругости волокон карбида кремния установлена потеря прочности при температурах выше 1000° С, что является следствием р —>а перехода в небольших объемах и взаимодействия между вольфрамом и карбидом кремния, приводящего к образованию соединений a—W2C и W6Si3 [120].

Разрушение волокон карбида кремния происходит главным образом вследствие появления дефектов на поверхности волокна.

Волокна бора и карбида кремния применяют в качестве армирующих компонентов композиционных материалов с алюминиевой, магниевой и титановой матрицами.

Такими покрытиями, защищающими волокна от взаимодействия с матрицей, являются карбиды кремния и бора, нитриды титана, бора и кремния и др.

10 приведена температурная зависимость прочности волокон карбида кремния, из которой видно, что предел прочности 36

Прочность волокон карбида кремния в зависимости от температуры:

Свойства волокон бора и карбида кремния приведены ниже (по данным различных источников).

Упрочняющей фазой в волокнах из вольфрамового сплава является карбид гафния.

Возможны случаи, когда композиция содержит два или три армирующих компонента различной геометрии: например, пластик на основе эпоксидной или полиимиднои смолы, армированный углеродными волокнами (одномерный компонент) и короткими нитевидными кристаллами карбида кремния (нуль-мерный компонент), или композиция на основе алюминия, армированного борными волокнами (одномерный компонент) и слоями титановой фольги (двухмерный компонент).




Главный редактор проекта: Мавлютов Р.Р.
oglib@mail.ru