133163z-МУ. Методическое пособие по дисциплине Материаловедение для студентов заочного отделения специальности
 Скачать 7.23 Mb.
|
|
Ситаллы представляют собой материалы, полученные путём кристаллизации стёкол. Ситаллы изготовляют путём плавления стекольного материала с добавкой катализаторов кристаллизации. Далее расплав охлаждается до пластического состояния и из него, формуются изделия. Кристаллизация обычно происходит при повторном нагревании изделий. По структуре ситаллы занимают промежуточное место между стеклом и керамикой. Их структура состоит из зёрен кристаллической фазы, скрепленных стекловидной прослойкой. Содержание кристаллической фазы составляет 30 – 95%. Пористость отсутствует. Ситаллы характеризуются исключительной мелко зернистостью. По внешнему виду могут быть прозрачными и непрозрачными. Структура ситаллов определяет их свойства. Ситаллы имеют высокую твёрдость, высокую прочность при сжатии и низкую при растяжении, обладает жаропрочностью до 900 – 1200оС, жаростойкостью, износостойкостью. Они характеризуются высокой химической стойкостью и хорошими электроизоляционными свойствами. Ситаллы отличаются хрупкостью, однако меньшей, чем стекло. Применяются ситаллы для деталей, работающих при высоких температурах и в агрессивных средах, деталей радиоэлектроники, инструментов. Композиционные материалы Композиционными называют сложные материалы, в состав которых входят отличающиеся по свойствам нерастворимые друг в друге компоненты. Основой композиционных материалов является сравнительно пластичный материал, называемый матрицей. В матрице равномерно распределены более твёрдые и прочные вещества, называемые упрочнителями или наполнителями. Матрица может быть металлической, полимерной, углеродной, керамической. По типу упрочнителя композиционные материалы делятся на дисперсноупрочненные, в которых упрочнителем служат дисперсные частицы оксидов, карбидов, нитридов и др., волокнистые, в которых упрочнителем являются волокна различной формы и слоистые, состоящие из чередующихся слоёв волокон и листов матричного материала. Среди дисперсноупрочнённых материалов ведущее место занимает САП (спечённая алюминиевая пудра), представляющий собой алюминий, упрочнённый дисперсными частицами оксида алюминия. Получают САП из окисленной с поверхности алюминиевой пудры путём последовательного брикетирования, спекания и прессования. Структура САП состоит из алюминиевой основы с равномерно распределёнными частицами AI2O3. С увеличением содержания AI2O3 повышается прочность, твёрдость, жаропрочность САП, но снижается его пластичность. Марки САП-1, САП-2, САП-3, САП-4 содержат, соответственно, 6-8, 9-12, 13-17, 18-22% AI2O3. Высокая прочность САП объясняется большой дисперсностью упрочнителя и малым расстоянием между его частицами. По жаропрочности САП превосходит все алюминиевые сплавы. В волокнистых композиционных материалах упрочнителем служат углеродные, борные, синтетические, стеклянные и др. волокна, нитевидные кристаллы тугоплавких соединений (карбиды кремния, оксиды алюминия и др.). Свойства материала зависят от состава компонентов, количественного соотношения и прочности связи между ними. Для металлических композиционных материалов прочная связь между волокном и матрицей достигается благодаря их взаимодействию. Связь между компонентами в композиционных материалах на неметаллической основе осуществляется с помощью адгезии. Повышение адгезии волокон к матрице достигается их поверхностной обработкой. Производится осаждение нитевидных кристаллов на поверхность волокон. При этом получаются «мохнатые» волокна с улучшенной адгезией, благодаря чему улучшаются механические свойства композиционного материала. Среди волокнистых неметаллических композиционных материалов наибольшее распространение получили материалы с полимерной матрицей. Материалы, содержащие в качестве упрочнителя углеродные волокна, называются карбоволокнитами. Они обладают низкими теплопроводностью и электропроводностью, хорошей износостойкостью. Недостаток карбоволокнитов – низкая прочность при сжатии и сдвиге. Материалы с упрочнителем в виде волокон бора называют бороволокнитами. Они характеризуются высокой прочностью при растяжении, сжатии и сдвиге, высокими твёрдостью и модулем упругости, тепло- и электропроводностью. Материалы, содержащие в качестве упрочнителя синтетические волокна (капрон, лавсан и др.), называются органоволокнитами. Они обладают высокой удельной прочностью в сочетании с хорошей пластичностью и ударной вязкостью, электроизоляционными свойствами. Волокнистые композиционные материалы на металлической основе имеют более высокие характеристики, зависящие от свойств матрицы. В качестве матрицы используются металлы, имеющие небольшую плотность (алюминий, магний, титан), их сплавы, а также никель для создания жаропрочных материалов. В качестве упрочнителя используют стальную проволоку ( наиболее дешевый материал), борные и углеродные волокна. При создании жаропрочных композиционных материалов на основе никеля используется вольфрамовая проволока. Индивидуальные задания 1 Познакомится с пояснительной частью работы. 2 Ответить на вопросы. Вариант 1 Пластические массы. Форма молекул полимеров. Вариант 2 Резиновые материалы. Вариант 3 Древесные материалы. Вариант 4 Неорганические материалы. Стекло. Ситаллы. Вариант 5 Термопластичные полярные пластмассы. Поливинил-хлорид, полиамиды. Вариант 6 Резиновые материалы. Вариант 7 Древесные материалы. Вариант 8 Слоистые армированные термореактивные пластики. Вариант 9 Способы изготовления изделий из пластмасс. Вариант 10 Резиновые материалы. |