Активирование процессов взаимодействия компонентов композита на границе раздела фаз

курсовая работа

2.2 Характеристика композиционного материала

Структура.

Поперечное сечение "Al2O3-Ni". В матрице анодированного алюминия (оксида алюминия) электрохимическим осаждением выращены нанонити металлического никеля, практически полностью заполнившие поры.

Вид "сверху" пленки мезопористого оксида алюминия с искусственно варьируемым диаметром пор, который определяется условиями анодного окисления (характером поверхности подложки, температурой, напряжением и током в цепи, концентрацией электролита и вспомогательных агентов, продолжительностью процесса, использованием процедуры химического травления и т.д.). В результате средний диаметр пор можно контролируемо варьировать с целью изменения характеристик конечного нанокомпозита.

Свойства. Кратковременная прочность КМ на основе никеля, армированных НК оксида алюминия, в значительной степени зависит от технологии изготовления КМ. Прочность КМ при комнатной температуре существенно превышает прочность матрицы. При высокой температуре наблюдается большой разброс данных. Разрушение КМ сопровождается вытягиванием НК из матрицы и ее расслоением из-за неудовлетворительной связи между компонентами. Высокая прочность никелевых КМ, армированных НК оксида алюминия, при низких температурах объясняется механической (фрикционной) связью между компонентами, возникающей из-за различия к. т. р. При охлаждении от температуры горячего прессования до комнатной матрица плотно обжимает волокна, однако при нагревах до температуры испытаний степень обжатия волокон матрицей снижается, вследствие чего уменьшается эффективность передачи напряжений от матрицы к волокнам. Разупрочняющими факторами являются также дробление НК или огрубление их структуры, зависящее от температуры и давления горячего прессования, и неравномерность армирования по объему образцов, обусловленная трудностями укладки армирующих волокон.

При высоких температурах эффект упрочнения никелевых матриц непрерывными поликристаллическими волокнами незначителен, а разброс экспериментальных значений предела прочности КМ велик. Главными разупрочняющими факторами в этих КМ являются слабая связь между волокнами и матрицей и повреждения поверхности волокон.

Термостойкость KM Ni - А1203 низка: после 20 циклов нагрева до температуры 1473 К и охлаждения обдувом воздухом с последующим погружением в воду волокна растрескиваются и полностью утрачивают связь с матрицей.

Жаростойкость KM Ni - Аl203 определяется способностью никеля окисляться диффузионно проникающим кислородом с образованием шпинели по реакции NiO + Аl203 = NiА1204. Эта реакция возможна при условии, что расходуемый на окисление никеля кислород возмещается непрерывным растворением кислорода в матрице. При температуре 1473 К и выдержке 50 ч толщина слоя шпинели составляет 3 мкм, а при более высоких температурах она увеличивается. Наиболее надежным способом повышения жаростойкости KM Ni - А1203 является защита поверхности изделий жаростойкими покрытиями, препятствующими проникновению кислорода к поверхности волокон и образованию шпинелей.

Делись добром ;)