Получение литых композиционных материалов с алюминиевой матрицей воздействием на расплавы низкочастотными колебаниями

• Автор: Киселев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Современное состояние проблем.

1.2. Основные понятия, определения и классификации, применяемые к композиционным материалам
1.3. Физикохимические основы создания дисперсНоупрочнснных композиционных материалов.

1.3.1. Основные принципы создания дисперсноупрочненных композиционных материалов.

1.3.2. Выбор матрицы и упрочнителя

1.3.3 Механизм упрочнения дисперсными частицами.

1.4. Жидкофазные технологии получения композиционных материалов .

1.5. Выводы. Постановка задачи

2. УСТАНОВКА НИЗКОЧАСТОТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАСПЛАВЫ, ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ
2.1. Конструкционные особенности установки
2.2. Моделирование движения жидкости в цилиндрическом сосуде, возбуждаемое поршнемизлучателем
2.3. Проведение эксперимента и методики исследования образцов
2.4. Выводы.
3. ВЛИЯНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЕСТЕСТВЕННЫХ КОМПОЗИТОВ
3.1. Воздействие упругими колебаниями на расплавы А1 заэвтектического состава
3.2. Воздействие упругими колебаниями на расплавы А1РЬ над и под куполом несмешиваемости.
3.3. Выводы.
4. ПОЛУЧЕНИЕ ЛИТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ЗАМЕШИВАНИЕМ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ФАЗЫ В АЛЮМИНИЕВУЮ МАТРИЦУ С ПОМОЩЬЮ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЧК НА РАСПЛАВЫ
4.1. Получение композита А1 А0з замешиванием упрочняющей фазы в матричный расплав
4.1.1. Физикохимические свойства А1, А0зИ их композиций.
4.1.2. Смачивание А0з расплавами на основе алюминия
4.1.3. Подготовка исходных материалов и проведение эксперимента
4.1.4. Структура полученных литых композиционных материалов
4.1.5.Химический и фазовый состав упрочняющей фазы.
4.2. Получение композита А1 БЮ замешиванием упрочняющей фазы в матричный расплав
4.2.1. Физикохимические свойства БЮ и его композиции с алюминиевыми расплавами
4.2.2. Проведение эксперимента и структура литых композиционных материалов.
4.3. Выводы.
5. ПОЛУЧЕНИЕ ЛИТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ СИНТЕЗОМ КАРБИДНОЙ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ФАЗЫ В АЛЮМИНИЕВОЙ МАТРИЦЕ С ПОМОЩЬЮ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЧК НА РАСПЛАВЫ
5.1. Углерод и его взаимодействие с металламиЮЗ
5.2. Смачивание графита сплавами на основе алюминия и процессы карбидообразования в системах А1С, А1Т1С и АЬБЬС.
5.3. Карбидообразование при воздействии НЧК на расплавы А1Л.
5.3.1. Взаимодействие и свойства фаз в системе А1П 1
5.3.2. Получение и микроструктура литых композиционных материалов А1 А1зТ1 ПС.
5.4. Механические свойства полученных композиционных материалов 1
5.4.1. Микротвердость полученных композиционных материалов 1
5.4.2. Испытания на разрыв
5.5 Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.
х
ВВЕДЕНИЕ


Композиционным материалом или композитом называют объемную гетерогенную систему, состоящую из сильно различающихся по свойствам и взаимно нерастворимых компонентов, в которой используются преимущества каждого из компонентов 6. КМ проектируются заранее. Чаще всего, композиционные материалы состоят из сравнительно пластичного матричного материалаосновы и более твердых и прочных компонентов, являющихся наполнителями. Матрица связывает композицию в монолит, придает ей форму и служит для передачи внешних нагрузок арматуре из наполнителей. В зависимости от материала основы различают композиционные материалы с полимерной полимерные композиционные материалы, с металлической, металлические композиционные материалы МКМ, со стеклянной, стеклокерамической и с керамической керамические композиционные материалы матрицей. Температура эксплуатации конструкций из КМ определяется в основном материалом матрицы. Интервал использования КМ с полимерной матрицей до 0С, металлические КМ применяются до 0С для металлических матриц с низкой точкой плавления например, из сплавов алюминия и магния, до С для металлических матриц с высокой точкой плавления например, из сплавов на основе никеля, хрома, титана, КМ со стеклянной и стеклокерамической матрицей используются до 0С в зависимости от типа армирующего наполнителя и для КМ с керамической матрицей известны примеры их использования при температурах до С. Первую группу обычно называют естественными композитами, т. Получение их является относительно простым и управляемым процессом, а важнейшее преимущество состоит в том, что фазовые составляющие материала близки к термодинамическому равновесию и на поверхности раздела фаз образуются прочные связи, т. В. Курц и П. Р.Зам в работе 8. При получении композитов типа металлнеметалл с высокими механическими свойствами необходимо обеспечить прочную связь разнородных материалов, а также равномерное распределение неметаллических частиц по объему. Ведущую роль в упрочнении композиционных материалов играют наполнители, часто называемые упрочнителями. Они имеют высокую прочность, твердость и модуль упругости. Упрочнители представляют собой
разделенный в объеме композиции компонент, который еще называют армирующим, и состоящий из высокопрочных стеклянных, кварцевых, углеродных, органических и др. КМ бывают изотропными и анизотропными. КМ. КМ материалы, в которых волокна ориентированы в
определенных направлениях. Хаотично армированные КМ упрочняются короткими дискретными частицами игольчатой формы, ориентированными в пространстве случайным образом. При этом КМ получаются квазиизотропными, т. По типу упрочняющих наполнителей композиционные материалы подразделяют на дисперсноупрочненные, волокнистые и слоистые рис. Рис. Схемы строения композиционных материалов а дисперсноупрочиениые б волокнистые в слоистые. В дисперсноупрочненные КМ искусственно вводят мелкие, равномерно распределенные тугоплавкие частицы карбидов, оксидов, нитридов и др. Чем мельче частицы наполнителя и меньше расстояние между ними, тем прочнее КМ. В отличие от волокнистых, в дисперсноупрочненных композиционных материалах основным несущим элементом является матрица. Равномерно распределенные дисперсные частицы наполнителя упрочняют материал за счет сопротивления движению дислокаций при нагрузке, что затрудняет пластическую деформацию. Эффективное сопротивление движению дислокаций создается вплоть до температуры плавления матрицы, благодаря чему дисперсноупрочненные КМ отличаются высокой жаропрочностью и сопротивлением ползучести. Арматурой в волокнистых композиционных материалах могут быть волокна различной формы нити, ленты, сетки разного плетения. Армирование волокнистых композиционных материалов может осуществляться по одноосной, двухосной и трехосной схеме рис. Прочность и жесткость таких материалов определяется свойствами армирующих волокон, воспринимающих основную нагрузку. Армирование волокнами дает больший прирост прочности, но дисперсное упрочнение технологически легче осуществимо. Слоистые композиционные материалы рис.