Нийлмэл материал нь металл матрицаас бүрдэнэ(ихэвчлэн A1, Mg, Ni болон тэдгээрийн хайлшууд), өндөр бат бэх утас (ширхэг материал) эсвэл нарийн тархсан галд тэсвэртэй тоосонцороор хатуурсан, үндсэн металлд уусдаггүй (тархалтаар бэхжүүлсэн материал).Металл матриц нь утас (тархсан тоосонцор)-ыг нэг бүхэлд нь холбодог. Үүнийг бүрдүүлдэг эслэг (тархсан тоосонцор) ба нэг хэсэг (матриц).
Цагаан будаа. нэг
1 - мөхлөгт (тархалтаар бэхжүүлсэн) материал (л/д-Би): 2 - салангид фиброз нийлмэл материал; 3 - тасралтгүй фиброз нийлмэл материал; 4 - утас тасралтгүй тавих; 5 - хоёр хэмжээст шилэн овоолго; 6,7 - эслэгийг эзэлхүүнтэй тавих
эсвэл өөр найрлага, нэрийг хүлээн авсан нийлмэл материал(Зураг 196).
Шилэн нийлмэл материал.
Зураг дээр. 196 утаслаг нийлмэл материалыг бэхжүүлэх схемийг харуулав. Шилэн дүүргэгч (арматур) бүхий нийлмэл материалыг салангид материалд хуваадаг бөгөөд шилэн урт ба диаметрийн харьцаа нь l/d ≈ 10-tL03, тасралтгүй утастай, l/d = co. Салангид утаснууд нь матрицад санамсаргүй байдлаар байрладаг. Шилэн утаснуудын диаметр нь фракцаас хэдэн зуун микрометр хүртэл байдаг. Шилэн утаснуудын урт ба диаметрийн харьцаа их байх тусам бэхжилтийн зэрэг өндөр байна.
Ихэнхдээ нийлмэл материал нь давхарга бүрийг бэхжүүлсэн давхаргатай бүтэц юм их тоозэрэгцээ тасралтгүй утаснууд. Давхарга бүрийг даавуунд нэхсэн тасралтгүй утаснуудаар бэхжүүлж болох бөгөөд энэ нь эцсийн материалд өргөн, урттай тохирох анхны хэлбэр юм. Шилэн утас нь гурван хэмжээст бүтэцтэй сүлжмэл байх нь ердийн зүйл биш юм.
Нийлмэл материалууд нь ердийн хайлшаас суналтын бат бэх, тэсвэрлэх чадварын хязгаар (50-100%), уян хатан байдлын модуль, хөшүүн байдлын коэффициент зэргээрээ ялгаатай байдаг. (Эли)мөн хагаралд өртөмтгий байдал багасна. Нийлмэл материалыг ашиглах нь металлын хэрэглээг багасгахын зэрэгцээ бүтцийн хатуу байдлыг нэмэгдүүлдэг.
Хүснэгт 44
Нийлмэл материалын механик шинж чанар дээр металл суурь
Нийлмэл (ширхэг) материалын бат бөх чанарыг утаснуудын шинж чанараар тодорхойлно; матриц нь арматурын элементүүдийн хоорондох хүчдэлийг голчлон дахин хуваарилах ёстой. Тиймээс утаснуудын бат бэх ба уян хатан байдлын модуль нь матрицын уян хатан чанар ба модулиас хамаагүй их байх ёстой. Хатуу арматурын утаснууд нь ачааллын дор найрлагад үүсэх стрессийг мэдэрч, шилэн чиглэлийн чиглэлд хүч чадал, хатуу байдлыг өгдөг.
Хөнгөн цагаан, магни ба тэдгээрийн хайлшийг бэхжүүлэхийн тулд борыг ашигладаг (o in \u003d 2500 - * -3500 МПа, E = 38h-420 GPa) ба нүүрстөрөгч (st in = 1400-г-3500 МПа, Э 160-450 ГПа) утаснууд, түүнчлэн өндөр бат бэх, уян хатан модуль бүхий галд тэсвэртэй нэгдлүүдээс (карбид, нитрид, борид ба исэл) утаснууд. Тиймээс 100 мкм диаметртэй цахиур карбидын утаснууд нь st in = 2500-*m3500 МПа, Э= 450 GPa. Ихэнхдээ өндөр бат бэх ган утсыг утас болгон ашигладаг.
Титан ба түүний хайлшийг бэхжүүлэхийн тулд молибдений утас, индранил утас, цахиурын карбид, титан борид зэргийг ашигладаг.
Никелийн хайлшийн халуунд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэх нь тэдгээрийг вольфрам эсвэл молибдений утсаар бэхжүүлэх замаар хийгддэг. Металл утас нь өндөр дулаан, цахилгаан дамжуулалт шаардлагатай тохиолдолд ашиглагддаг. Өндөр бат бэх, өндөр модультай фиброз нийлмэл материалын ирээдүйтэй хатууруулагч нь b = 15000-g-28000 МПа, хөнгөн цагааны исэл ба нитрид, цахиурын карбид ба нитрид, борын карбид гэх мэтээр хийсэн сахал юм. Э= 400-*-600 GPa.
Хүснэгтэнд. 44-т зарим фиброз нийлмэл материалын шинж чанарыг харуулав.
Металл дээр суурилсан нийлмэл материалууд нь өндөр бат бэх (st in, a_ x) ба халуунд тэсвэртэй, үүнтэй зэрэгцэн уян хатан чанар багатай байдаг. Гэсэн хэдий ч нийлмэл материал дахь утаснууд нь матрицад үүссэн хагарлын тархалтын хурдыг бууруулж, гэнэтийн хагарлыг бараг бүрэн арилгадаг.
Цагаан будаа. 197. Уян хатан байдлын модулийн хамаарал E (a)ба (б) бор-хөнгөн цагааны нийлмэл материалд (/) ба хөндлөн огтлолын түр эсэргүүцэл (2) борын ширхэгийн эзэлхүүний агууламж дээр арматурын тэнхлэг
хэврэг хугарал. Анизотропи нь нэг тэнхлэгт фиброз нийлмэл материалын онцлог шинж юм. механик шинж чанарутаснуудын дагуу болон хөндлөн ба стресс баяжуулагчдад бага мэдрэмжтэй.
Зураг дээр. 197 нь хамаарлыг харуулсан ба in and Э(/) дагуу болон хөндлөн () борын шилэн агууламжаас бор-хөнгөн цагаан нийлмэл материал 2 ) арматурын тэнхлэг. Шилэн утаснуудын эзэлхүүний агууламж өндөр байх тусам a b, a_ t ба өндөр байна Эарматурын тэнхлэгийн дагуу. Гэсэн хэдий ч матриц нь арматурын утас ба матрицын хоорондох интерфэйс дээр хүчтэй холбоо байгаа тохиолдолд л утас руу стрессийг дамжуулж чадна гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. Шилэн утаснуудын хооронд холбоо барихаас сэргийлэхийн тулд матриц нь бүх ширхэгийг бүрэн хүрээлэх ёстой бөгөөд энэ нь түүний агууламж 15-20% -иас багагүй байх үед хүрдэг.
Үйлдвэрлэлийн болон ашиглалтын явцад матриц ба эслэг нь хоорондоо харилцан үйлчлэлцэх ёсгүй (харилцан тархалт байх ёсгүй), учир нь энэ нь нийлмэл материалын бат бөх чанар буурахад хүргэдэг.
Шилэн нийлмэл материалын шинж чанарын анизотропийг эсэргүүцлийн талбарыг стрессийн талбартай тохируулах замаар шинж чанарыг оновчтой болгохын тулд эд ангиудыг төлөвлөхдөө харгалзан үздэг.
Хөнгөн цагаан, магни, титан хайлшийг бор, цахиурын карбид, титан диборид, хөнгөн цагаан оксидын тасралтгүй галд тэсвэртэй утасаар бэхжүүлэх нь халуунд тэсвэртэй байдлыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Нийлмэл материалын онцлог нь цаг хугацааны явцад зөөлрөх хурд бага байдаг (Зураг 198, а)температурын өсөлттэй хамт.
Цагаан будаа. 198. 50%-ийн борын эслэг агуулсан бор-хөнгөн цагааны нийлмэл материалын урт хугацааны бат бэхийг титан хайлшийн бат бэх (a) ба никель нийлмэл материалын урт хугацааны бат бэхийг хур тунадасны хатууралтын хайлштай харьцуулахад ( б):
/ - бор-хөнгөн цагаан нийлмэл; 2 - титан хайлш; 3 - дисперсээр бэхжүүлсэн нийлмэл материал; 4 - хур тунадасны хатууруулах хайлш
Нэг ба хоёр хэмжээст арматуртай нийлмэл материалын гол сул тал нь давхаргын зүсэлт болон хөндлөн огтлолтод бага эсэргүүцэлтэй байдаг. Энэ дутагдал нь бөөнөөр арматурын материалаас хасагдсан.
- Полимер, керамик болон бусад матрицууд өргөн хэрэглэгддэг.
ЕРӨНХИЙ ОНЦЛОГ, АНГИЛАЛ
Уламжлалт металл болон металл бус материалууд нь бүтцийн бат бэхийн хязгаарт хүрсэн байна. Үүний зэрэгцээ орчин үеийн технологийн хөгжил нь түрэмгий орчин, цацраг туяа, гүн вакуум, өндөр даралтын нөлөөн дор хүч, температурын цогц хослолд найдвартай ажиллах материалыг бий болгохыг шаарддаг. Ихэнхдээ материалд тавигдах шаардлага нь хоорондоо зөрчилддөг. Энэ асуудлыг нийлмэл материал ашиглан шийдэж болно.
нийлмэл материал(CM) эсвэл нийлмэл нь шинж чанараараа ихээхэн ялгаатай харилцан уусдаггүй бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэх бөөнөөр нь гетероген систем гэж нэрлэгддэг бөгөөд бүтэц нь тус бүрийн давуу талыг ашиглах боломжийг олгодог.
CM барих зарчмыг хүн байгалиас зээлсэн. Ердийн нийлмэл материалууд нь модны их бие, ургамлын иш, хүн, амьтны яс юм.
CM-ууд нь нэг төрлийн бус шинж чанаруудын өгөгдсөн хослолтой байх боломжийг олгодог: өндөр өвөрмөц бат бэх ба хатуулаг, халуунд тэсвэртэй, элэгдэлд тэсвэртэй, дулаанаас хамгаалах шинж чанар гэх мэт. CM шинж чанаруудын спектрийг ердийн материалыг ашиглан олж авах боломжгүй. Тэдгээрийн хэрэглээ нь урьд өмнө боломжгүй, цоо шинэ загваруудыг бий болгох боломжийг олгодог.
CM-ийн ачаар хөдөлгүүрийн хүчийг нэмэгдүүлэх, машин, байгууламжийн массыг багасгах, тээврийн хэрэгсэл, сансрын тээврийн хэрэгслийн жингийн үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд чанарын шинэ үсрэлт хийх боломжтой болсон.
Эдгээр нөхцөлд ажилладаг материалын чухал шинж чанарууд нь тодорхой хүч чадал σ /ρ ба тусгай хөшүүн чанар юм Э/ρ, энд σ in - түр зуурын эсэргүүцэл, Энь хэвийн уян хатан байдлын модуль, ρ нь материалын нягт юм.
Өндөр бат бэх хайлш нь дүрмээр бол уян хатан чанар багатай, стресс баяжуулалтын өндөр мэдрэмжтэй, ядаргааны хагарал үүсэхэд харьцангуй бага эсэргүүцэлтэй байдаг. Хэдийгээр нийлмэл материалууд нь уян хатан чанар багатай байж болох ч тэдгээр нь стресс баяжуулагчдад бага мэдрэмтгий бөгөөд ядаргааны эвдрэлийг илүү сайн эсэргүүцдэг. Энэ нь өндөр бат бэх ган, хайлш дахь хагарал үүсэх янз бүрийн механизмтай холбоотой юм. Өндөр бат бэх гангийн хувьд эгзэгтэй хэмжээнд хүрсэн хагарал аажмаар хурдацтай хөгждөг.
Нийлмэл материалд өөр механизм ажилладаг. Матриц дотор хөдөлж буй хагарал нь матрицын шилэн интерфэйс дээр саадтай тулгардаг. Шилэн утас нь хагарлын хөгжлийг саатуулдаг бөгөөд хуванцар матрицад байх нь хугарлын бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.
Иймээс нийлмэл систем нь бүтцийн материалд шаардагдах хоёр эсрэг шинж чанарыг хослуулсан - өндөр бат бэх утаснуудын ачаар өндөр бат бэх, хуванцар матриц болон хугарлын энергийг тараах механизмын улмаас хангалттай хугарлын хатуулаг.
CM-ууд нь харьцангуй хуванцар матрицын материалын суурь ба дүүргэгч болох илүү хатуу, бат бөх бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрддэг. CM-ийн шинж чанарууд нь суурийн шинж чанар, дүүргэгч, тэдгээрийн хоорондох холбоосын бат бөх чанараас хамаарна.
Матриц нь найрлагыг цул болгон холбож, хэлбэр дүрсийг өгч, гаднах ачааллыг дүүргэгчээс арматур руу шилжүүлэхэд үйлчилдэг. Суурь материалаас хамааран CMs нь металл матриц эсвэл металл нийлмэл материал (MCM), полимер полимер нийлмэл материал (PCM), керамик керамик нийлмэл материал (CMC) -ээр ялгагдана.
CM-ийг бэхжүүлэхэд тэргүүлэх үүрэг нь дүүргэгчийг ихэвчлэн нэрлэдэг хатууруулагч. Тэд өндөр хүч чадал, хатуулаг, уян хатан байдлын модультай байдаг. Арматурын дүүргэгчийн төрлөөс хамааран CM-ийг дараахь байдлаар хуваана тархалтаар бэхжүүлсэн,утаслагболон давхаргатай(Зураг 28.2).
Цагаан будаа. 28.2.Нийлмэл материалын бүтцийн схемүүд: а) тархалтыг бэхжүүлсэн; б) утаслаг; in) давхаргатай
Матрицтай харилцан үйлчлэлцдэггүй, фазуудын хайлах цэг хүртэл уусдаггүй карбид, исэл, нитрид гэх мэт нарийн, жигд тархсан галд тэсвэртэй хэсгүүдийг дисперсээр хатууруулсан CM-д зохиомлоор оруулдаг. Дүүргэгч хэсгүүд бага байх тусам тэдгээрийн хоорондох зай бага байх тусам CM илүү хүчтэй болно. Тархалтаар бэхжүүлсэн CM-д фиброзоос ялгаатай нь гол даацын элемент нь матриц юм. Тархсан дүүргэгч хэсгүүдийн чуулга нь ачааллын дор мултрах хөдөлгөөнийг эсэргүүцэх чадвартай тул материалыг бэхжүүлдэг бөгөөд энэ нь хуванцар деформацид саад болдог. Дислокацын хөдөлгөөнд үр дүнтэй эсэргүүцэл нь матрицын хайлах температур хүртэл үүсдэг бөгөөд үүний улмаас дисперсээр бэхжүүлсэн CM-ууд нь өндөр халуунд тэсвэртэй, мөлхөх эсэргүүцэлтэй байдаг.
Шилэн CM-ийн арматур нь янз бүрийн хэлбэрийн утас байж болно: утас, соронзон хальс, янз бүрийн сүлжмэлийн тор. Шилэн CM-ийн арматурыг нэг тэнхлэгт, хоёр тэнхлэгт, гурвалсан схемийн дагуу хийж болно (Зураг 28.3, а).
Ийм материалын бат бөх, хөшүүн чанарыг үндсэн ачааллыг авдаг арматурын утаснуудын шинж чанараар тодорхойлно. Арматур нь хүч чадлыг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог боловч дисперсийн хатуурлыг хэрэгжүүлэхэд технологийн хувьд илүү хялбар байдаг.
Давхаргатай нийлмэл материал (Зураг 28.3, б) дүүргэгч болон матрицын материал (сэндвич төрлийн) ээлжлэн давхаргаас бүрддэг. Ийм CM-ийн дүүргэгч давхаргууд нь өөр өөр чиглэлтэй байж болно. Өөр өөр механик шинж чанартай янз бүрийн материалаас дүүргэгчийн давхаргыг ээлжлэн ашиглах боломжтой. Давхаргатай найрлагын хувьд ихэвчлэн металл бус материалыг ашигладаг.
Цагаан будаа. 28.3.Шилэн арматурын схемүүд ( а) ба давхаргатай ( б) нийлмэл материал
ТАРСАН ХАТУУ НИЙЛСЭН МАТЕРИАЛ
Тархалтыг бэхжүүлэх үед бөөмс нь матриц дахь гулсах процессыг хаадаг. Матрицтай хамгийн бага харилцан үйлчлэлийн нөхцөлд хатууруулах үр нөлөө нь бөөмсийн төрөл, тэдгээрийн эзлэхүүний концентраци, түүнчлэн матриц дахь тархалтын жигд байдлаас хамаарна. Al 2 O 3, SiO 2, BN, SiC зэрэг галд тэсвэртэй фазын тархсан тоосонцорыг бага нягтралтай, уян хатан байдлын өндөр модультай хэрэглэнэ. CM-ийг ихэвчлэн нунтаг металлургийн аргаар үйлдвэрлэдэг бөгөөд үүний чухал давуу тал нь янз бүрийн чиглэлд шинж чанаруудын изотропи юм.
Аж үйлдвэрт ихэвчлэн хөнгөн цагаан, никель суурь дээр тархсан CM-ийг ихэвчлэн ашигладаг. Энэ төрлийн нийлмэл материалын онцлог шинж чанарууд нь хөнгөн цагаан ислийн тархсан хэсгүүдээр бэхэлсэн хөнгөн цагаан матрицаас бүрдэх SAP төрлийн материал юм. Хөнгөн цагааны нунтаг нь хайлсан металлыг шүршиж, дараа нь хүчилтөрөгчийн оролцоотойгоор 1 микрон хэмжээтэй бөмбөлөгт тээрэмд нунтаглах замаар гаргаж авдаг. Нунтаглах хугацаа ихсэх тусам нунтаг нь нарийн ширхэгтэй болж, түүний доторх хөнгөн цагаан ислийн агууламж нэмэгддэг. SAP-аас бүтээгдэхүүн, хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх цаашдын технологид нэмэлт дулааны боловсруулалтанд өртөж болохуйц хөнгөн цагаан бэлдэцийг хүйтэн шахах, урьдчилан шингэлэх, халуун шахах, өнхрүүлэх, эсвэл эцсийн бүтээгдэхүүн болгон шахах зэрэг орно.
SAP төрлийн хайлш нь халуун төлөвт хангалттай гажигтай байдаг ба 6-9% Al 2 O 3 агуулсан хайлш нь өрөөний температурт мөн хэв гажилттай байдаг. Тэдгээрээс хүйтэн зургийг ашиглан 0.03 мм хүртэл зузаантай тугалган цаас авах боломжтой. Эдгээр материалууд нь сайн боловсруулагдсан бөгөөд зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг.
ОХУ-д ашигладаг SAP зэрэглэлд 6-23% Al 2 O 3 агуулагддаг. SAP-1 нь 6-9, SAP-2 - 9-13, SAP-3 - 13-18% Al 2 O 3-ийн агууламжаар ялгагдана. Хөнгөн цагааны ислийн эзэлхүүний концентраци нэмэгдэхийн хэрээр нийлмэл материалын бат бөх чанар нэмэгддэг. Өрөөний температурт SAP-1-ийн бат бэхийн үзүүлэлтүүд нь дараах байдалтай байна: σ in = 280 МПа, σ 0.2 = 220 МПа; SAP-3 нь дараах байдалтай байна: σ in \u003d 420 МПа, σ 0.2 \u003d 340 МПа.
SAP төрлийн материалууд нь өндөр халуунд тэсвэртэй бөгөөд бүх хөнгөн цагааны хайлшаас илүү сайн ажилладаг. 500 ° С-ийн температурт ч гэсэн тэдний σ нь 60-110 МПа-аас багагүй байна. Дулааны эсэргүүцлийг тархсан хэсгүүдийн дахин талстжих үйл явцыг удаашруулах нөлөөгөөр тайлбарладаг. SAP төрлийн хайлшийн бат бэхийн шинж чанар нь маш тогтвортой байдаг. 2 жилийн турш SAP-3 төрлийн хайлшийн бат бэхийн урт хугацааны туршилт нь өрөөний температур болон 500 ° C хүртэл халаахад шинж чанарын түвшинд бараг нөлөө үзүүлээгүй. 400 ° C-д SAP-ийн хүч нь хөгшрөлтөөс 5 дахин их байдаг хөнгөн цагааны хайлш.
SAP төрлийн хайлшийг ашигладаг нисэхийн технологи 300-500 ° C хүртэл температурт ажиллах өндөр бат бэх, зэврэлтэнд тэсвэртэй эд анги үйлдвэрлэхэд зориулагдсан. Поршений саваа, компрессорын ир, түлшний элементийн бүрхүүл, дулаан солилцооны хоолойг тэдгээрээс хийдэг.
Цахиурын карбидын SiC-ийн тархсан хэсгүүдийг ашиглан нунтаг металлургийн аргаар CM-ийг олж авдаг. Химийн нэгдэл SiC нь хэд хэдэн эерэг шинж чанартай байдаг: өндөр хайлах цэг (2650 ° C-аас дээш), өндөр бат бэх (ойролцоогоор 2000 МПа) ба уян хатан модуль (> 450 GPa), бага нягтрал (3200 кг / м 3), сайн зэврэлт. эсэргүүцэл. Зүлгүүрийн цахиурын нунтаг үйлдвэрлэлийг салбарынхан эзэмшсэн.
Хөнгөн цагааны хайлш ба SiC-ийн нунтаг холилдож, бага даралтын дор урьдчилан нягтруулж, дараа нь матрицын хайлш хайлах температурт, өөрөөр хэлбэл хатуу шингэн төлөвт вакуум дахь ган саванд халуун шахдаг. Үүссэн ажлын хэсэг нь шаардлагатай хэлбэр, хэмжээтэй хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүнийг авахын тулд хоёрдогч хэв гажилтанд өртдөг: хуудас, саваа, профиль гэх мэт.
Нийлмэл материалууд нь өндөр бат бэх утас (ширхэг материал) эсвэл үндсэн металлд уусдаггүй галд тэсвэртэй нарийн ширхэгтэй хэсгүүдээр бэхлэгдсэн металл матрицаас (ихэвчлэн Al, Mg, Ni болон тэдгээрийн хайлш) бүрдэнэ (тархалтаар бэхжүүлсэн материал). Металл матриц нь утас (тархсан тоосонцор)-ыг нэг бүхэлд нь холбодог. Тодорхой найрлагыг бүрдүүлдэг эслэг (тарсан тоосонцор) ба холбогч (матриц) -ийг нийлмэл материал гэж нэрлэдэг.
Металл бус матрицтай нийлмэл материал
Металл бус матрицтай нийлмэл материалууд өргөн хэрэглээг олж авсан. Металл бус матрицын хувьд полимер, нүүрстөрөгч болон керамик материал. Полимер матрицуудаас хамгийн өргөн хэрэглэгддэг нь эпокси, фенол формальдегид, полиамид юм.
Коксжсон нүүрстөрөгчийн матриц эсвэл пиролизийн нийлэг полимерээс гаргаж авсан пирокарбон. Матриц нь найрлагыг холбож, хэлбэрийг өгдөг. Бэхжүүлэх бодисууд нь шилэн, нүүрстөрөгч, бор, органик, сахал (оксид, карбид, борид, нитрид болон бусад), түүнчлэн өндөр бат бэх, хатуулагтай металл (утас) юм.
Нийлмэл материалын шинж чанар нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн найрлага, тэдгээрийн хослол, тоон харьцаа, тэдгээрийн хоорондох холболтын бат бөх чанараас хамаарна.
Арматурын материал нь утас, чиргүүл, утас, соронзон хальс, олон давхаргат даавуу хэлбэртэй байж болно.
Баримтлагдсан материалд хатууруулагчийн агууламж 60-80 боть%, чиглээгүй (дискрет утас, сахалтай) - 20-30 боть% байна. Шилэн утаснуудын бат бэх, уян хатан байдлын модуль өндөр байх тусам нийлмэл материалын бат бэх, хөшүүн чанар өндөр болно. Матрицын шинж чанар нь зүсэлт, шахалтын үед найрлагын бат бөх байдал, ядаргааны эвдрэлийн эсэргүүцлийг тодорхойлдог.
Хатууруулагчийн төрлөөс хамааран нийлмэл материалыг шилэн утас, нүүрстөрөгчийн утас бүхий нүүрстөрөгчийн утас, борын утас, эрхтэний утас гэж ангилдаг.
Хавтасласан материалд холбогчоор шингээсэн утас, утас, туузыг тавих хавтгайд бие биентэйгээ зэрэгцээ байрлуулна. Хавтгай давхаргууд нь ялтсуудыг угсардаг. Шинж чанарууд нь анизотроп шинж чанартай байдаг. Бүтээгдэхүүн дэх материалыг ажиллуулахын тулд ажиллаж буй ачааллын чиглэлийг харгалзан үзэх нь чухал юм. Та изотроп болон анизотроп шинж чанартай материалыг үүсгэж болно. Та нийлмэл материалын шинж чанарыг өөр өөр өнцгөөр өөр өөр өнцгөөр байрлуулж болно. Материалын гулзайлтын болон мушгирах хөшүүн чанар нь багцын зузаанын дагуу давхаргыг тавих дарааллаас хамаарна.
Гурав, дөрөв ба түүнээс дээш утас бүхий арматурын элементүүдийг тавихад ашигладаг.
Гурван харилцан перпендикуляр утаснуудын бүтэц нь хамгийн их хэрэглээтэй байдаг. Хатууруулагчийг тэнхлэгийн, радиаль болон тойргийн чиглэлд байрлуулж болно.
Гурван хэмжээст материал нь блок, цилиндр хэлбэрээр ямар ч зузаантай байж болно. Их хэмжээний даавуу нь давхаргатай даавуутай харьцуулахад хальслах бат бөх, зүсэх эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг. Арматурыг кубын диагональ дагуу өргөтгөх замаар дөрвөн судалтай системийг бүтээдэг. Дөрвөн утаснуудын бүтэц нь тэнцвэртэй, үндсэн хавтгайд зүсэх хөшүүн чанар нэмэгдсэн.
Гэсэн хэдий ч дөрвөн чиглэлтэй материалыг бүтээх нь гурван чиглэлтэй материалыг бүтээхээс илүү хэцүү байдаг.
Энэ төрлийн нийлмэл материалд хөнгөн цагаан ислийн тархсан тоосонцороор бэхэлсэн хөнгөн цагааны SAP (синтержүүлсэн хөнгөн цагаан нунтаг) зэрэг материалууд орно. Хөнгөн цагааны нунтаг нь хайлсан металлыг шүршиж, дараа нь хүчилтөрөгчийн оролцоотойгоор 1 микрон хэмжээтэй бөмбөлөгт тээрэмд нунтаглах замаар гаргаж авдаг. Нунтаглах хугацаа ихсэх тусам нунтаг нь нарийн ширхэгтэй болж, түүний доторх хөнгөн цагаан ислийн агууламж нэмэгддэг. SAP-аас бүтээгдэхүүн, хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх цаашдын технологид нэмэлт дулааны боловсруулалтанд өртөж болохуйц хөнгөн цагаан бэлдэцийг хүйтэн шахах, урьдчилан шингэлэх, халуун шахах, өнхрүүлэх, эсвэл эцсийн бүтээгдэхүүн болгон шахах зэрэг орно.
SAP төрлийн хайлшийг агаарын тээврийн технологид 300-500 ° C хүртэл температурт ажилладаг өндөр бат бэх, зэврэлтэнд тэсвэртэй эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Поршений саваа, компрессорын ир, түлшний элементийн бүрхүүл, дулаан солилцооны хоолойг тэдгээрээс хийдэг.
Хөнгөн цагаан ба түүний хайлшийг ган утсаар бэхжүүлэх нь тэдгээрийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, уян хатан чанар, ядаргаа эсэргүүцэх чадварыг нэмэгдүүлж, материалын температурын хүрээг нэмэгдүүлдэг.
Богино утастай арматурыг шахаж, дараа нь гидроэкструзия эсвэл өнхрөхөөс бүрдэх нунтаг металлургийн аргаар гүйцэтгэдэг. ээлжлэн давхаргаас бүрдэх сэндвич төрлийн найрлагатай тасралтгүй утаснуудаар бэхэлсэн үед хөнгөн цагаан тугалган цаасба утас, гулсмал, халуун шахалт, тэсрэлт гагнуур, диффузын гагнуурыг ашигладаг.
Маш ирээдүйтэй материал бол бериллийн арматурын физик-механик шинж чанар, юуны түрүүнд түүний бага нягтрал, өндөр өвөрмөц хатуулаг шинж чанарыг мэдэрдэг хөнгөн цагаан-бериллий утасны найрлага юм. Бериллий утас бүхий найрлагыг бериллийн утас ба матрицын хуудасны ээлжлэн давхаргаас багцыг диффузийн гагнуураар олж авдаг. Ган, бериллийн утсаар бэхэлсэн хөнгөн цагаан хайлшийг пуужингийн их биеийн эд анги, түлшний сав хийхэд ашигладаг.
"Хөнгөн цагаан - карбон файбер" найрлагад бага нягттай арматур ба матрицын хослол нь өндөр бат бэх, хатуулаг бүхий нийлмэл материалыг бий болгох боломжийг олгодог. Нүүрстөрөгчийн утаснуудын сул тал нь тэдний эмзэг байдал, өндөр урвал юм. Хөнгөн цагаан нүүрстөрөгчийн найрлагыг нүүрстөрөгчийн утасыг шингэн металлаар шингээх эсвэл нунтаг металлургийн аргаар олж авдаг. Технологийн хувьд нүүрстөрөгчийн утаснуудын багцыг хөнгөн цагааны хайлмалаар татах нь хамгийн хялбар арга юм.
Хөнгөн цагаан нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалыг орчин үеийн сөнөөгч онгоцны түлшний савны дизайнд ашигладаг. Материалын өндөр бат бэх, хатуулагтай тул түлшний савны масс 30% -иар буурдаг. Энэ материалыг мөн онгоцны хийн турбин хөдөлгүүрт турбин ир үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Металл бус матрицтай нийлмэл материал
Металл бус матрицтай нийлмэл материалыг үйлдвэрлэлд өргөн ашигладаг. Полимер, нүүрстөрөгч, керамик материалыг металл бус матриц болгон ашигладаг. Полимер матрицуудаас хамгийн өргөн хэрэглэгддэг нь эпокси, фенол формальдегид, полиамид юм. Нүүрстөрөгчийн матрицыг коксжсон эсвэл пиролиз (задрал, задрал) -д өртсөн синтетик полимерээс гаргаж авдаг. Матриц нь найрлагыг холбож, хэлбэрийг өгдөг. Бэхжүүлэгч нь шилэн, нүүрстөрөгч, бор, органик, сахал (оксид, карбид, борид, нитрид гэх мэт), түүнчлэн өндөр бат бэх, хатуулагтай металл (утас) юм.
Нийлмэл материалын шинж чанар нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн найрлага, тэдгээрийн хослол, тоон харьцаа, тэдгээрийн хоорондох холболтын бат бөх чанараас хамаарна.
Баримтлагдсан материал дахь хатууруулагчийн агууламж 60-80 боть байна. %, чиг баримжаагүй (дискрет утас, сахалтай) - 20 - 30 боть. %. Шилэн утаснуудын бат бэх, уян хатан байдлын модуль өндөр байх тусам нийлмэл материалын бат бэх, хөшүүн чанар өндөр болно. Матрицын шинж чанар нь зүсэлт, шахалтын үед найрлагын бат бөх байдал, ядаргааны эвдрэлийн эсэргүүцлийг тодорхойлдог.
Хатууруулагчийн төрлөөс хамааран нийлмэл материалыг шилэн утас, нүүрстөрөгчийн утас бүхий нүүрстөрөгчийн утас, борын утас, эрхтэний утас гэж ангилдаг.
Хавтасласан материалд холбогчоор шингээсэн утас, утас, туузыг тавих хавтгайд бие биентэйгээ зэрэгцээ байрлуулна. Хавтгай давхаргууд нь ялтсуудыг угсардаг. Шинж чанарууд нь анизотроп шинж чанартай байдаг. Бүтээгдэхүүн дэх материалыг ажиллуулахын тулд ажиллаж буй ачааллын чиглэлийг харгалзан үзэх нь чухал юм. Та изотроп болон анизотроп шинж чанартай материалыг үүсгэж болно. Та нийлмэл материалын шинж чанарыг өөр өөр өнцгөөр өөр өөр өнцгөөр байрлуулж болно. Материалын гулзайлтын болон мушгирах хөшүүн чанар нь багцын зузаанын дагуу давхаргыг тавих дарааллаас хамаарна.
Гурав, дөрөв ба түүнээс дээш утас бүхий арматурын элементүүдийн овоолгыг ашигладаг (Зураг 7). Гурван харилцан перпендикуляр утаснуудын бүтэц нь хамгийн их хэрэглээтэй байдаг. Хатууруулагчийг тэнхлэгийн, радиаль болон тойргийн чиглэлд байрлуулж болно.
Гурван хэмжээст материал нь блок, цилиндр хэлбэрээр ямар ч зузаантай байж болно. Их хэмжээний даавуу нь давхаргатай даавуутай харьцуулахад хальслах бат бөх, зүсэх эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг. Арматурыг шоо дөрвөлжин диагональ дагуу байрлуулснаар дөрвөн судалтай системийг бүтээдэг. Дөрвөн утаснуудын бүтэц нь тэнцвэртэй, үндсэн хавтгайд зүсэх хөшүүн чанар нэмэгдсэн. Гэсэн хэдий ч дөрвөн чиглэлтэй материалыг бүтээх нь гурван чиглэлтэй материалыг бүтээхээс илүү хэцүү байдаг.
Цагаан будаа. 7. Нийлмэл материалын арматурын схем: 1 - тэгш өнцөгт, 2 - зургаан өнцөгт, 3 - ташуу, 4 - муруй утастай, 5 - n утастай систем
Хуурай үрэлтийн хамгийн хүнд нөхцөлд хэрэглээний хувьд хамгийн үр дүнтэй нь политетрафторэтилен (PTFE) дээр суурилсан үрэлтийн эсрэг материал юм.
PTFE нь нэлээд өндөр статик үрэлтийн коэффициентээр тодорхойлогддог боловч гулсах үрэлтийн үед PTFE-ийн гадаргуу дээр өндөр чиглэсэн полимерийн маш нимгэн давхарга үүсдэг бөгөөд энэ нь статик ба динамик үрэлтийн коэффициентийг тэнцүүлж, гулсах үед жигд хөдөлгөөн хийхэд тусалдаг. Гулсах чиглэлийг өөрчлөх үед чиглэсэн гадаргуутай хальс байгаа нь үрэлтийн коэффициентийн түр зуурын өсөлтийг үүсгэдэг бөгөөд гадаргуугийн давхаргыг дахин чиглүүлэх үед түүний утга дахин буурдаг. Үрэлтийн дор PTFE-ийн ийм үйлдэл нь түүнийг дүүргээгүй PTFE-ийг голчлон холхивч үйлдвэрлэхэд ашигладаг үйлдвэрлэлд өргөнөөр ашиглахад хүргэсэн. Ихэнх тохиолдолд тосолгооны бус холхивч нь илүү үрэлтийн хурдтай ажиллах ёстой. Үүний зэрэгцээ дүүргэгдээгүй PTFE нь үрэлтийн коэффициент ба элэгдлийн хурдны өндөр утгуудаар тодорхойлогддог. Ийм нөхцөлд ажилладаг тосолгооны бус холхивчийн материалын хувьд ихэвчлэн PTFE дээр суурилсан нийлмэл материалууд өргөн хэрэглээг олж авсан.
Хуурай үрэлтийн үед PTFE-ийн харьцангуй өндөр элэгдлийг багасгах хамгийн энгийн арга бол нунтаг дүүргэгчийг нэвтрүүлэх явдал юм. Энэ тохиолдолд шахалтын үед мөлхөх эсэргүүцэл нэмэгдэж, хуурай үрэлтийн үед элэгдэлд тэсвэртэй байдал мэдэгдэхүйц нэмэгдэж байна. Хамгийн оновчтой дүүргэгчийг нэвтрүүлэх нь элэгдлийн эсэргүүцлийг 10 4 дахин нэмэгдүүлэх боломжтой болгодог.
Полимерууд болон тэдгээрт суурилсан нийлмэл материалууд нь өвөрмөц физик, механик шинж чанартай байдаг тул уламжлалт бүтцийн ган, хайлштай амжилттай өрсөлддөг бөгөөд зарим тохиолдолд тусгай бүтээгдэхүүн, машинуудын шаардлагатай функциональ шинж чанар, гүйцэтгэлийг хангах боломжгүй байдаг. полимер материал ашиглахгүйгээр. Хуванцарыг бүтээгдэхүүн болгон боловсруулах технологийн өндөр бүтээмж, бага эрчим хүч зарцуулалт нь PCM-ийн дээр дурдсан давуу талуудтай хослуулан тэдгээрийг янз бүрийн зориулалттай машины эд ангиудад маш ирээдүйтэй материал болгодог.
Энэ төрлийн нийлмэл материалд хөнгөн цагаан ислийн тархсан тоосонцороор бэхэлсэн хөнгөн цагааны SAP (синтержүүлсэн хөнгөн цагаан нунтаг) зэрэг материалууд орно. Хөнгөн цагааны нунтаг нь хайлсан металлыг шүршиж, дараа нь хүчилтөрөгчийн оролцоотойгоор 1 микрон хэмжээтэй бөмбөлөгт тээрэмд нунтаглах замаар гаргаж авдаг. Нунтаглах хугацаа ихсэх тусам нунтаг нь нарийн ширхэгтэй болж, түүний доторх хөнгөн цагаан ислийн агууламж нэмэгддэг. SAP-аас бүтээгдэхүүн, хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх цаашдын технологид нэмэлт дулааны боловсруулалтанд өртөж болохуйц хөнгөн цагаан бэлдэцийг хүйтэн шахах, урьдчилан шингэлэх, халуун шахах, өнхрүүлэх, эсвэл эцсийн бүтээгдэхүүн болгон шахах зэрэг орно.
SAP төрлийн хайлшийг агаарын тээврийн технологид 300-500 ° C хүртэл температурт ажилладаг өндөр бат бэх, зэврэлтэнд тэсвэртэй эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Поршений саваа, компрессорын ир, түлшний элементийн бүрхүүл, дулаан солилцооны хоолойг тэдгээрээс хийдэг.
Хөнгөн цагаан ба түүний хайлшийг ган утсаар бэхжүүлэх нь тэдгээрийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, уян хатан чанар, ядаргаа эсэргүүцэх чадварыг нэмэгдүүлж, материалын температурын хүрээг нэмэгдүүлдэг.
Богино утастай арматурыг шахаж, дараа нь гидроэкструзия эсвэл өнхрөхөөс бүрдэх нунтаг металлургийн аргаар гүйцэтгэдэг. Хөнгөн цагаан тугалган цаас ба утаснуудын ээлжлэн давхаргаас бүрдэх сэндвич хэлбэрийн найрлагыг тасралтгүй утасаар бэхжүүлэхдээ гулсмал, халуун шахалт, тэсрэлт гагнуур, диффузын гагнуурыг ашигладаг.
Маш ирээдүйтэй материал бол бериллийн арматурын физик-механик шинж чанар, юуны түрүүнд бага нягтрал, өндөр өвөрмөц хатуу байдлыг хангадаг "хөнгөн цагаан - бериллийн утас" найрлага юм. Бериллий утас бүхий найрлагыг бериллийн утас ба матрицын хуудасны ээлжлэн давхаргаас багцыг диффузийн гагнуураар олж авдаг. Ган, бериллийн утсаар бэхэлсэн хөнгөн цагаан хайлшийг пуужингийн их биеийн эд анги, түлшний сав хийхэд ашигладаг.
"Хөнгөн цагаан - нүүрстөрөгчийн утас" найрлагад бага нягтралтай арматур ба матрицын хослол нь өндөр бат бэх, хатуулаг бүхий нийлмэл материалыг бий болгох боломжийг олгодог. Нүүрстөрөгчийн утаснуудын сул тал нь тэдний эмзэг байдал, өндөр урвал юм. "Хөнгөн цагаан - нүүрстөрөгч" найрлагыг нүүрстөрөгчийн утаснуудыг шингэн металлаар шингээх эсвэл нунтаг металлургийн аргаар олж авдаг. Технологийн хувьд нүүрстөрөгчийн утаснуудын багцыг хөнгөн цагааны хайлмалаар татах нь хамгийн хялбар арга юм.
Нийлмэл "хөнгөн цагаан нүүрстөрөгч" нь орчин үеийн сөнөөгч онгоцны түлшний савны дизайнд ашиглагддаг. Материалын өндөр бат бэх, хатуулагтай тул түлшний савны масс багасдаг
гучин %. Энэ материалыг мөн онгоцны хийн турбин хөдөлгүүрт турбин ир үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
