Свойства и применение композитов

Физико-механические свойства основных компонентов композитов на основе алюминиевой матрицы приведены в табл. 2.16.

Хорошая совместимость матрицы с армирующим элементом, высокие прочностные свойства борного волокна и удовлетворительная пластичность материала матрицы определяют высокие удельные значения прочности и жесткости композита (отношение временного сопротивления и модуля упругости к плотности) в сочетании с хорошей технологичностью и конструкционной надежностью изделий из этого материала.

Для создания металлических композитов с еще более малой плотностью применяют магний. Композиты на основе магния на 30% легче сплавов алюминия. У металлических композитов на основе магния хорошие удельные свойства, стабильный ТКЛР в широком диапазоне температур, что достигают за счет комбинирования свойств матрицы и волокна и регулируют в зависимости от конкретных условий использования. Такие материалы можно получать в форме отливок, включая плоские плиты, трубы, прутки и изделия специальной формы.

Магний — один из легких металлов, который хорошо взаимодействует с углеродными, борными волокнами и волокнами из карбида кремния. Перспективная система углеродные волокна — магний обладает самыми высокими удельными характеристиками: Еуд" 23,5 • 10³ км, о_уд" 115 км.

Для наиболее высоких рабочих температур в качестве матричных материалов применяют керамические материалы. Их основной недостаток — отсутствие пластичности — в некоторой степени компенсируют армирующие волокна, тормозящие распространение трещин в керамическом материале.

Некоторые свойства металлических композитов на основе магниевой матрицы приведены в табл. 2.17.

Системы углеродные волокна — алюминий и углеродные волокна — магний перспективны для использования в авиационной и космической технике, благодаря высоким значениям удельной прочности и жесткости, малому ТКЛР и сравнительно высокой теплопроводности.

Металлы с высокой пластичностью и прочностью хорошо совмещаются с высокопрочными и жесткими волокнами с низкой плотностью и пластичностью, образуя композиты с повышенной жесткостью и малой массой. Примером такой комбинации может быть титан, армированный волокнами бора или карбида кремния.

Однако такие системы имеют пониженную усталостную прочность из-за остаточных напряжений и химического взаимодействия между волокнами и матрицей при высоких температурах изготовления. Кроме того, механическая обработка композитов.