Министер
 Скачать 1.4 Mb.
|
|
матрицы В настоящее время металломатричные композитные материалы на основе алюминиевой матрицы находят широкое применения во многих областях науки и техники, таких как автомобиле- и кораблестроение, электротехническая и аэрокосмическая промышленность. Из них изготавливают детали двигателей внутреннего сгорания, тормозных систем, элементы транспортных авиационных и космических конструкций, тепловые части управления силовой электроники и многое другое. Металломатричные композиты являются одними из самых востребованных в современной технике, используемых в качестве конструкционных и функциональных материалов. Такое применения металломатричных композитов обусловлено тем, что они обладают улучшенным свойствами по сравнению с неармированными монолитными металлическими аналогами, они обладают высокой жесткостью, прочностью трещиностойкостью износостойкостью, электро- и теплопроводностью. Имеют высокую технологичность и широкий температурный интервал работы (до 0,8-0,9 от температуры плавления матриц) [9]. Алюминий и его сплавы широко используются в транспортной промышленности. Большой интерес представляет создание композитов, обладающих более высокими свойствами, чем у исходных алюминиевых сплавов. В силу высокой стоимости металлов, армированных непрерывными волокнами, многие компании разрабатывают композиты, усиленные вискерами, дисперсными частицами или короткими волокнами. В последние десятилетия наиболее интенсивно разрабатываются наполненные композиты на основе алюминиевых сплавов и частиц карбида бора. Эти композиты делают различными технологическими методами, включая литье, порошковую металлургию и другие методы [10]. Такие материалы перспективны для использования в качестве термобарьерных покрытий лопаток газотурбинных двигателей, криогенных фланцев и других элементов высокого давления жидкостных ракетных двигателей, облегченных трубопроводов в авиационной и космической технике, корпусов электронной техники, статических и движущихся деталей электронной техники [9]. Кроме того, в настоящее время, металломатричные алюминиевые композиты используются в качестве радиационно-защитных материалов, разработка и применение которых ведется в двух направлениях. Первое – защита оборудования и техники, работающих в условиях радиационного поражения. Второе – биологическая защита персонала, обслуживающего это оборудование и технику на объектах использования атомной энергии, а также персонала медицинских и аварийно-спасательных служб с повышенными требованиями к биологически-инертным и рентгено-защитным свойствам материалов. Проводится разработка нового класса облегченных радиационно- защитных материалов на основе алюминиевых композитов с различными керамическими наполнителями, в зависимости от типа ионизирующего излучения. Конструкционные металлические материалы обладают высокими механическими свойствами, но при эксплуатации в режиме повышенного ионизирующего излучения подвержены значительному разбуханию, в том числе за счет структурных изменений. Эти структурные изменения могут быть предотвращены путем использования металлов, мало подверженных разбуханию и модифицированием различными наноструктурными наполнителями [11]. Замена монолитных традиционных материалов на композиционные материалы позволяет повысить надежность и весовую эффективность различных конструкций. Композиционные материалы на базе легких сплавов, в том числе алюминия, являются весьма перспективными материалами для пар трения судовых конструкций, вертолетов, нефтедобывающего оборудования, прокатных станов и текстильных станков [12]. При высокой объемной доле армирующих частиц композиционные материалы с алюминиевой матрицей показывают высокую контактную прочность, благодаря которой из них могут быть созданы опорные элементы грузовых рольгангов, подложки зеркал систем наведения, детали гидроаппаратов [12,13]. В настоящее время, металломатричные композитные материалы на основе теплопроводных матриц на базе алюминия и его сплавов, и керамических наполнителей, в том числе стойких к воздействию нейтронного и γ-излучения, представляют особый интерес, вызванный способностью таких композитов проявлять стабильность по основным физико-механическим и эксплуатационным свойствам при облучении их потоками быстрых нейтронов и электронов, а так же сочетанием высоких прочностных, эксплуатационных и радиационно-защитных свойств металломатричных композитов с алюминиевой матрицей. Применение таких композитов наиболее перспективно в направлениях атомной и авиакосмической промышленности.
При производстве композиционного материала конструкционного назначения основной целью является получение армированного материала, т.е. получение материала с улучшенными физико-механическими свойствами. Получение определенных свойств достигается введением тонкодисперсных наполнителей, аэросила, волокнистых армирующих наполнителей и др. Наполнители вводят для того, чтобы придать материалу, не только механические, но и другие свойства, например, электрофизические.
Дисперсные наполнители используются для придания материалу специальных электрофизических свойств. К типу дисперсных наполнителей относятся: порошки металлов и ферриты для магнитных композиционных материалов, сажа, порошки сегнетоэлектриков для сегнетоэлектрических композиционных материалов, графит. А так же к группе дисперсных наполнителей относятся полимеры с формой дисперсионных частиц. |