Порошковые и композиционные материалы

инистерство образования РФ

Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет

Кафедра ВлМатериаловеденияВ»

РЕФЕРАТ

По дисциплине: ВлМатериаловедениеВ»

На тему:

Порошковые и композиционные материалы

Выполнил:

студент группы ___________

Relax

Проверил:

Тюмень 2001

Содержание

I. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ		3
Композиционные материалы		3
Карбоволокниты		3
Бороволокниты		4
Органоволокниты		4
Металлы, армированные волокнами		4
II. ПОРОШКОВЫЕ СПЛАВЫ		4
III. ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПОРОШКОВЫХ СПЛАВОВ		5
Производство порошков		5
Испытание порошков		6
Прессование		6
Спекание		7
IV. ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ		8
Микроструктура		8
Область применения		10
Схема производства		11
VI. ПРОЧИЕ ПОРОШКОВЫЕ СПЛАВЫ		12
Антифрикционные сплавы		12
Фрикционные материалы		13 14
Пористые фильтры
Керметы СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ		15
		17

I. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Композиционные материалы тАФ это искусственные материалы, получаемые сочетанием компонентов с различными свойствами. Одним из компоненВнтов является матрица (основа), другим - упрочнители (волокна, частицы). В качестве матриц используют полимерные, металлические, керамические и углеродные материалы. Упрочнителями служат волокна - стеклянные, борные, углеродные, органические, нитевидные кристаллы (карбидов, берилов, нитридов и др.) и металлические проволоки, обладающие высокой прочностью и жесткостью. При составлении композиции эффективно используются индивидуальные свойства составляющих композиций. Свойства композиционных материалов зависят от состава компонентов, количестВнвенного соотношения и прочности связи между ними. Комбинируя объемВнное содержание компонентов, можно, в зависимости от назначения, полуВнчать материалы с требуемым и значениями прочности, жаропрочности, моВндуля упругости или получать композиции с необходимыми специальными свойствами, например магнитными и т. п.

Содержание упрочнителя в композиционных материалах составляет 20-80 % по объему. Свойства матрицы определяют прочность композиВнционного материала при сжатии и сдвиге. Свойства упрочнителя опреВнделяют прочность.

Композиционные материалы имеют высокую прочность, жесткость, жаропрочность и термическую стабильность. Так, для карбоволокнитов d=650-1700 МПа, а для бороволокнитов d=900-1750 МПа. Плотность композиционных материалов 1,35- 1,8 г/см^3 Композиционные материВналы являются весьма перспективными конструкционными материалаВнми для многих отраслей машиностроения.

Карбоволокниты (углепласты) - это композиции из полимерной матВнрицы и упрочнителей в виде углеродных волокон. Для полимерной матВнрицы используются полиимиды, эпоксидные и фенол формальдегидные смолы. Карбоволокниты КМУ-2 и КМУ-2л на основе полиимидов можно применять при температуре до 300В°С Они водо- и химостойки. Карбоволокниты содержат, наряду с угольными, стеклянные волокна, что удешевляет материал. Карбоволокниты используют в химической, судоВнстроительной и авиационной промышленности.

При обработке обычных полимерных карбоволокнитов в инертной или восстановительной атмосфере получают графитированные карбоволокниты или Карбоволокниты на углеродной матрице. Так, карбоволокнит на углеродной матрице типа КУП-ВМ по прочности и ударной вязкости в 5тАФ10 раз превосходит специальные графиты: При нагреве в инертной атмосфере он сохраняет прочность до 2200*C. Карбоволокниты с углеВнродной матрицей широко применяют при изготовлении химической аппаратуры.

Бороволокниты тАФ это композиции из полимерного связующего и упрочнителя - борных волокон. Для получения бороволокнитов применяВнют модифицированные эпоксидные и полиимидные связующие. Бороволокниты имеют высокую прочность при сжатии, сдвиге, высокую твердость, тепло- и электропроводность. Бороволокниты водо- и химостойки. Изделия из бороволокнитов применяют в космической и авиационВнной технике (лопатки и роторы компрессоров, лопасти винтов вертолеВнтов и т. д.).

Органоволокниты - это композиции из полимерного связующего и упрочнителей из синтетических волокон. Упрочнителями служат эласВнтичные волокна, лавсан, капрон, нитрон и др. Связующими служат полиимиды, эпоксидные и фенолформальдегидные смолы. Органоволокниты имеют малую плотность, сравнительно высокую ударную вязкость. Органоволокниты применяют в авиационной технике, электропромыВншленности, химическом машиностроении и др.

Металлы, армированные волокнами - композиционные материалы с металлической матрицей и упрочнителями в виде волокон. Упрочнителями служат волокна бора, углеродные волокна, нитевидные крисВнталлы тугоплавких соединений, вольфрамовая или стальная проволока. Матричный материал выбирают из учета назначения композиционноВнго материала (коррозионная стойкость, сопротивление окислению и др.). В качестве матриц используют легкие и пластичные металлы, алюВнминий, магний и их сплавы. Количество упрочнителя составляет по объему 30-50%. Металлы, армированные волокнами, применяются в авиационной и ракетной технике.

Использование композиционных материалов требует в ряде случаев создания новых методов изготовления деталей и изменения принципов конструирования деталей и узлов машин.

II. ПОРОШКОВЫЕ СПЛАВЫ

Сплавы, изготовляемые из металлических порошков путем пресВнсования и спекания без расплавления или с частичным расплавлением наиболее легкоплавкой составляющей их, называются порошВнковыми.

Несмотря на то, что объем производства порошковых сплавов невелик и составляет всего 0,1% от общего объема производства металлов, они имеют очень большое значение в народном хозяйстве и область их применения чрезвычайно широка. При этом изготовВнление многих сплавов практически возможно только из порошка, например, изготовление твердых металлокерамических сплавов, керметов, сплавов из тугоплавких металлов тАФ вольфрам, молибВнден, тантал, ниобий тАФ или композиций этих металлов с легкоплавВнкими металлами, или из металлов с неметаллическими материалами. Многие детали из порошковых сплавов отличаются лучшими каВнчествами и дешевле, чем из обычных металлов.

Области применения и составы порошковых сплавов приведены в табл. 1.

Особенно велико значение порошковой металлургии в новых отраслях техники: атомной и химической промышленности, ракетВнной технике, реактивных двигателях, радио- и электротехнике, энергетической промышленности и в производстве особо жаропрочВнных сплавов.

III. ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПОРОШКОВЫХ СПЛАВОВ

Процесс производства порошковых сплавов заключается в получении порошка, составлении шихты, прессовании и спекании.

Производство порошков. Важнейшими методами производства порошков являются:

1) восстановление металлов из окислов;

2) механическое измельчеВнние;

3) электролитическое осаждение;

4) распыление жидкого металла;

5) наВнгрев и разложение карбонилов.

Наибольшим распространением пользуются первые два метода.

Восстановление металлов из окислов широко применяется в производстве порошков тугоплавких редких металлов, вольфрама и молибдена, а также кобальта, никеля и железа. Руды редких металлов подвергаются сложной переВнработке и размолу для получения порошков окислов, которые восстанавлиВнваются затем путем нагрева в газовой среде водородом, генераторным газом или твердыми восстановителямитАФсажей, коксом, графитом. Иногда примеВнняется комбинированное восстановлена путем нагрева вместе с твердым и газовым восстановителем. Восстановление из окислов позволяет получить очень мелкие и чистые порошки.

Таблица 1. Применение и состав порошковых сплавов

Тип порошковых сплавов	Назначение	Исходные материалы
Антифрикционные	Для подшипников скольжеВнния	Порошки железа и графита Порошки меди, олова и граВнфита
Фрикционные	Для тормозных дисков	Порошки меди, олова, свинВнца, графита, асбеста и пр. Порошки железа, свинца, графита и асбеста
Пористые	Для фильтров	Бронзовая дробь
Плотные	Для деталей машин из стали и жаропрочных и окалино-стойких сплавов	Порошки железа и различВнных металлов
Тугоплавкие	ДЛЯ проволоки ДЛЯ ламп контактов и деталей приВнборов	Порошки вольфрама, моВнлибдена и других туго-плавких металлов
ЭлектротехВннические	Для контактов н постоянных магнитов	Порошки меди, вольфрама и др. Порошки железа, алюминия, никеля и кобальта.
Твердые сплавы	Для режущего инструмента. Волок, буры	Порошки карбида вольВнфрама, карбида титана, кобальта

Вместе с этим смотрят:

11-этажный жилой дом с мансардой

14-этажный 84-квартирный жилой дом

16-этажный жилой дом с монолитным каркасом в г. Краснодаре

180-квартирный жилой дом в г. Тихорецке

2-этажный 3-секционный 18-квартирный жилой дом в г. Мирном