Презентация - Материаловедение и технология композиционных материалов

Подождите немного. Документ загружается.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего и профессионального образования

Сибирский федеральный университет

Институт цветных металлов и золота

Технологический факультет

Кафедра композиционных материалов

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего и профессионального образования

Сибирский федеральный университет

Институт цветных металлов и золота

Кафедра композиционных материалов

Леонов В.В.,

Артемьева О.А.,

Кравцова Е.Д.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Межфазное взаимодействие в композиционных

материалах

Технологический факультет

Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия

Красноярск 2007

МЕЖФАЗНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ

Совместимость компонентов композита

Классификация композитов на основе межфазного

взаимодействия

Типы связей и стабильность границы раздела

композита

Типы связей на границе раздела между компонентами

композита

Термическая и механическая стабильность поверхности

раздела композита

Прочность границы и характер разрушения композита

Совместимость компонентов

композита

Различают:

 Химическую совместимость

 Термодинамическую совместимость

 Кинетическую совместимость

 Механическую совместимость

Межфазное взаимодействие в КМ

Классификация композитов на основе

межфазного взаимодействия

 волокно и матрица взаимно не

реакционноспособны и не растворимы, т.е. не

образуют между собой твердых растворов и

химических соединений;

 волокно и матрица взаимно не

реакционноспособны, но растворимы, т.е.

образуют друг с другом твердые растворы, но не

образуют химические соединения;

 волокно и матрица реагируют с образованием

химического соединения на поверхности раздела.

Межфазное взаимодействие в КМ

Примеры классификаций

 1класс - Cu- W, Cu- Al2O3, Ag- Al2O3, Аl- В, Mg-B,

Al-SiC .

 2класс - Cu(Cr) -W, эвтектики, Nb-W, Ni-C, Ni-W.

 3класс - Cu(Ti)-W, Al-C (>970C), Ti-B, Ti-SiC, Al-

SiO2.

Межфазное взаимодействие в КМ

Типы связей и стабильность

границы раздела композита

Поверхность раздела представляет собой область

значительного изменения химического состава.

Она обеспечивает связь матрицы и упрочнителя,

необходимую для передачи нагрузок между

составляющими композита.

Главная функция поверхности раздела - передача

нагрузки между упрочнителем и матрицей.

Межфазное взаимодействие в КМ

Типы связей на границе раздела

между компонентами композита

 механическая связь осуществляется за счет сил

трения (характерна для первого класса

композитов);

 связь при смачивании и растворении реализуется

благодаря силам поверхностного натяжения

(характерна для первого и второго классов

композитов);

 реакционная связь осуществляется при

протекании химической реакции на границе

раздела компонентов с образованием новых

химических соединений (характерна для

композитов третьего класса);

Межфазное взаимодействие в КМ

Типы связей на границе раздела

между компонентами композита

 обменно-реакционная связь - разновидность

реакционной связи, когда общая химическая реакция

происходит в несколько стадий. Реализуется,

например, для системы Ti(Al) - В.

Ti(Al)+ B2 = (ТiА1)В2

Ti+ (TiAl)B2 = TiB2+ TiAl

 оксидная связь - разновидность реакционной связи,

характерна для композитов, упрочненных волокнами

или частицами из окислов,

 смешанный тип связи возникает в композитах

псевдопервого класса после разрушения оксидных

пленок и начала химического или диффузионного

взаимодействия.

Межфазное взаимодействие в КМ

Типы связи на границе раздела

между компонентами композита

а - механическая связь;

б - связь путем смачивания и растворения, например, Nb-W;

в - реакционная связь, например, Ti-C;

г -обменно-реакционная связь, например, Ti(Al)-B;

д - оксидная связь в системе псевдопервого класса, где ΔFMOx <

ΔFFOy, например, Аl - В

М F

МM F

МM

МF

MМ(A,B)

М(A,B) M

а) б) в) г) д)

Межфазное взаимодействие в КМ