Материаловедение в машиностроении

Прочность связи матрицы и наполнителя. Граница матрица- наполнитель в КМ часто рассматривается как третий компонент КМ, т.к. она оказывает существенное влияние на изменение свойств КМ в целом. Между матрицей и наполнителем в КМ возможны различные типы связи: - механическая связь, возникающая благодаря зацеплению неровностей поверхностей матрицы и наполнителя, а также действию трения между ними. КМ с механическим типом связи (например, Cu – W) имеют низкую прочность при поперечном растяжении и продольном сжатии; - связь, обеспечиваемая силами поверхностного натяжения при пропитке волокон жидкой матрицей вследствие смачивания и небольшого растворения компонентов (например, Mg – B до 400˚ С); - реакционная связь, обусловленная химическим взаимодействием компонентов (например, Ti и B) на границе раздела, в результате чего образуются новые химические соединения (TiB 2 ); - обменно-реакционная связь, возникающая при протекании двух и более стадийных химических реакций. Например, алюминий из твёрдого раствора матрицы титанового сплава образует с борным волокном соединение AlB 2 , которое затем вступает в реакцию с титаном, образуя TiB 2 и твёрдый раствор алюминия. - оксидная связь, возникающая на границе раздела металлической матрицы и оксидного наполнителя (Ni – Al 2 O 3 ), благодаря образованию сложных оксидов типа шпинели и др. - смешанная связь, реализуемая при разрушении оксидных плёнок и возникновении химического и диффузионного взаимодействий компонентов (Al – B, Al – сталь). Для металлических КМ прочная связь между волокном и матрицей осуществляется благодаря их взаимодействию и образованию очень тонкого слоя (1 – 2 мкм) интерметаллидных фаз. Если между волокнами и матрицей нет взаимодействия, то на волокна наносят специальные покрытия для его обеспечения, но прослойки образующейся при этом фазы должны быть очень 323