Способи одержання композиційних матеріалів

Технологія отримання металевих композиційних

У випадку отримання металевих композиційних матеріалів поділяється на дві стадії:

I. Первинне виробництво - застосовують для отримання композиційних матеріалів у вигляді напівфабрикатів простої конфігурації (багатошарові листи та стрічки, багатошарові плити та балки).

ІІ. Вторинне виробництво – виготовлення композиту.

Мета методів первинного виробництва – об'єднати волокна та матрицю таким чином, щоб забезпечити максимально можливе використання бажаних властивостей кожного компонента. Для досягнення поставленої мети процес виробництва композиційних матеріалів повинен забезпечувати виконання наступних вимог: відсутність механічного пошкодження армуючого матеріалу та падіння його міцності, відсутність крихкості матриці, створення міцного зв'язку на поверхнях розділу матриця-волокно та матриця-матриця та отримання дешевого матеріалу та напівфабрикатів з розмірами, придатними для механічного застосування.

I. Твердофазні процеси: гаряче пресування (багатошарові стрічки, листи, стрижні, лопатки турбін), прокатка (багатошарові стрічки, листи, балки), спільна екструзія, зварювання вибухом (багатошарові стрічки, листи),

ІІ. Рідкофазні процеси: просочення рідким металом (прутки, стрижні), безперервне лиття (прутки, труби, куточки, стрічки),

ІІІ. Процеси осадження: плазмове напилення (багатошарові стрічки), електролітичне осадження, осадження з парової фази.

Методи вторинного виробництва включають:

- Формування – для забезпечення конфігурації готового виробу. Зазвичай проводиться за підвищених температур;

- З'єднання: у разі з'єднання неармованих металів з композитами технологія з'єднання зазвичай складаєтьсяв контактному зварюванні, паянні, зварюванні плавленням. При з'єднанні двох композиційних матеріалів застосовують переважно дифузійне зварювання, а також високотемпературну пайку або склеювання;

- обробка різанням застосовується для отримання готового виробу та видалення дефектів обробки композитів;

- Термомеханічна обробка – для підвищення властивостей.

Технологія отримання виробів із полімерних

Більшість традиційних промислових сплавів випускають як напівфабрикатів (листи, стрічки, зливки тощо.), у тому числі потім виготовляють деталі. Вироби ж із полімерних композитів отримують одночасно з самим матеріалом. Це з технологічністю процесу дозволяє істотно знизити вартість виробів.

Оскільки процеси отримання полімерних композиційних матеріалів та способи виготовлення з них поєднані, розглянемо одразу методи виготовлення армованих виробів.

Технологія отримання виробів включає такі основні операції:

I. Підготовка арматури:

- Контроль вихідної арматури;

- Видалення замаслювача (розшихтування);

- обробка волокон апетируючими речовинами (нанесення на поверхню водовідштовхувальних покриттів, які підвищують міцність зв'язку волокон з матрицею та знижують водопоглинання композиційних матеріалів);

- снування (операція перемотування однієї чи кількох паралельних ниток, джгутів, стрічок чи тканин однією поковку з паралельним укладанням суворо встик);

II. Приготування сполучного:

- перевірка компонентів сполучного;

- Приготування суміші компонента;

III. Просочення - це операція суміщення наповнювача з сполучним шляхом нанесення його на поверхню арматури і заповнення ним обсягу між волокнами.

IV. Формування - це операція надання виробу заданої форми та розмірів. Формування здійснюється на пресах контактним, вакуумним, автоклавним методами та намотуванням;

V. Затвердіння. У процесі затвердіння сполучного створюється кінцева структура композиту, формуються його властивості та фіксується форма виробу;

VI. Видалення оправки. За конструкцією оправки ділять на цілісні, розбірні, надувні і руйнуються;

VII. Контроль якості виробів. Контроль якості армованих матеріалів проводять як після їх виготовлення, а й у його. Контролюють якість всіх вихідних компонентів, правильність проведення всіх технологічних операцій, відповідність складу та властивостей композиту заданим вимогам.

Контроль якості виробу з композиційного матеріалу включає зовнішній огляд виробу виявлення зовнішніх дефектів, перевірку розмірів вироби, визначення фізико-механічних характеристик і виявлення внутрішніх дефектів за допомогою контрольної апаратури;

VIII. Механічна доробка та з'єднання з іншими деталями. Якщо після видалення оправки розміри виробу не відповідають заданим, його механічно допрацьовують. Найчастіше підрізають торці та фланці, нарізають різьблення, свердлять отвори кріплення тощо.

Для монтажу та з'єднання з іншими деталями вироби з композиційних матеріалів часто монтують металеві фланці. З полімерними композитвами їх з'єднують клеєм або на різьбленні, іноді вставки закладають у процесі формування.

Способи отримання керамічних композиційних матеріалів.

Керамічні композиційні матеріали є матеріали, в яких матриця складається з кераміки, а арматура з металевих або неметалічних волокнистих наповнювачів.

Для виготовлення керамічних композитів застосовують такі методи: гаряче пресування, гідростатичне пресування, пресування з подальшим спіканням, відцентрове, вакуумне та шлікерне лиття. У кожному даному випадку необхідно оцінити придатність того чи іншого методу. Так, композиції, армовані металевим волокном, виготовляти способом пресування з подальшим спіканням не можна, оскільки волокна перешкоджають ущільненню порошку кераміки, а після зняття тиску пресування мають тенденцію до відновлення попередньої форми. Внаслідок цього з'являються дефекти.

---