Рабочие температуры

Рабочие температурыУпрочнители композиционных материалов — дисперсные частицы кислородных соединений в дисперсно-упрочненных материалах или нитевидные кристаллы и непрерывные волокна в волокнистых композиционных материалах — искусственно вводятся в матрицу в процессе изготовления и подбираются таким образом, чтобы они были инертными, слабо взаимодействовали с ней, не растворялись и не коагулировали при рабочих температурах. Дисперсно-упрочненные композиционные материалы, разработанные за последние годы за рубежом и у нас в стране представляют собой металлы или сплавы, упрочненные дисперсными частицами тугоплавких кислородных соединений (2-5 объем. Прочитать остальную часть записи »

Нежелательные процессы

Нежелательные процессыРассмотренные выше данные достаточно убедительно показывают, что легирование никеля медью, алюминием, марганцем и железом позволяет уменьшить (и в ряде случаев существенно) растворимость вольфрамового и молибденового волокна: в матрице, затрудняет образование соединений на границах раздела и замедляет рекристаллизацию волокна. Прочитать остальную часть записи »

Легирование никеля

Легирование никеляЛегирование никеля железом вплоть до 50 ат.% приводит только к уменьшению растворимости волокна в матрице. Исследование изменения растворимости в никеле вольфрама и молибдена при его легировании различными металлами, полностью подтвердило развитые выше представления о связи растворимости с плотностью состояний Nd(E-p). Связь этого явления с изменением состояния — электронов никеля особенно наглядно видна на примере систем (N-Cu) — W и (N-Mn) — W. Отсутствие взаимодействия меди и марганца, с вольфрамом позволяет проследить в этих сплавах только. а изменением взаимодействия никель — вольфрам, не искажал картину возникновения побочных связей между вольфрамом и легирующим элементом.

Представленное уменьшение растворимости вольфрама в никеле при легировании последнего медью и марганцем происходит в полном соответствии с изменением электронной структуры никеля и уменьшением акцепторной способности его полосы при легировании. Это еще раз свидетельствует о том, что растворимость вольфрама в никеле полностью определяется возможностью участия в межатомной связи c-электронов. Ослабление акцепторной способности никеля вследствие его легирования приводит не только к уменьшению растворимости в нем вольфрама и молибдена, но и к уменьшению скорости рекристаллизации последних.

Наблюдаемый эффект уменьшения-скорости рекристаллизации зависит от природы легирующего — элемента. Здесь имеет место четкая корреляция между характером влияния легирования никеля, с одной стороны, на активацию спекания вольфрама и молибдена, а с другой — на скорость — рекристаллизации волокон в композициях.

Легирование никеля железом лишь незначительно уменьшает его активирующую способность при спекании; скорость рекристаллизации практически тоже не изменяется. Такие же легирующие элементы, как медь и алюминий, которые сильно снижают активирующую способность никеля, резко уменьшают скорость рекристаллизации волокна.

Термостабильность композиции

Термостабильность композицииОднако в отличие от меди алюминий не изменяет характера распределения никеля у волокна, при больших концентрациях (CA10 ат.%) вызывает появление в матрице у границы раздела с волокном фазы N4(W+Al) и значительно сильнее влияет на скорость рекристаллизации. Так, уже добавка к никелю 3 ат.% А1 вызывает такое же замедление скорости рекристаллизации волокна, как и 65 ат.% Си. В матрице с 12 ат.% А1 даже после 50 ч отжига волокно не рекристаллизовано. Влияние концентрации меди и алюминия на термическую стабильность композиций никель — молибден систематически не было исследовано. Изучена термостабильность композиций лишь при одной концентрации легирующего элемента (9 ат.% А1 либо 50 ат.% Си). Оказалось, что медь и алюминий при исследованных концентрациях не вызывают качественных изменений в межфазном взаимодействии и не оказывают заметного влияния на развитие рекристаллизации волокна.

Наблюдается только значительное уменьшение концентрации молибдена в матрице за пределами интерметаллидной зоны. Следует отметить, что легирование никеля другими В-металлами-10 ат.% Qa либо 8% S — приводило качественно к таким же изменениям во взаимодействии молибденового волокна с матрицей, как и при введении в никель меди и алюминия.

Существенное влияние на термическую стабильность композиций оказывает легирование никеля переходными металлами. Первоначальное легирование никеля марганцем (до 15 ат.%) приводит к образованию по периферии волокна фазы, состав которой примерно соответствует соединению W3(N + Mn). При больших концентрациях марганца никаких фаз у границы раздела волокна с матрицей не образуется. Как и в случае В-металлов, марганец вытесняется из близлежащих к волокну областей матрицы; никель же распределяется около волокна таким же образом, что и в композиции никель — вольфрам.

Увеличение содержания марганца в сплаве вызывает уменьшение растворимости вольфрамового волокна и сильно замедляет его рекристаллизацию. Так, после 50 ч отжига ни в одной из исследованных композиций 5-25 ат.% Мп не наблюдалось полной рекристаллизации волокна; волокно ре-кристаллизовано лишь по периферии, причем ширина области, в которой прошла рекристаллизация, тем меньше, чем больше концентрация марганца.

Твердый раствор

Твердый растворВ пользу этого говорит тот факт, что рекристаллизация начинается от границы раздела волокна с матрицей и распространяется внутрь волокна. Прочитать остальную часть записи »