Свойства керамзита и керамики

Поликристаллические волокна из карбидных соединений

Для предотвращения изменений структуры керамзита используют углеродные покрытия, наносимые методами осаждения, пропиткой растворами органических соединений и полимеров. Для предотвращения взаимодействия между компонентами фирма разработала процесс нанесения на волокна, предназначенные для упрочнения металлических сплавов, покрытий толщиной 1 мкм, обогащенных углеродом, либо покрытий сложного состава толщиной 3 мкм, состоящих из двух слоев углерода, между которыми располагается более тонкий слой.

Механизм действия углеродного покрытия

Разрушение композитов, в которых взаимодействие между компонентами обусловлено только смачиванием, носит особый характер: под воздействием напряжений, возникающих в матрице, в первую очередь разрушаются межфазные границы за счет развития трещин со скольжением по ним, после чего разрушение матрицы и волокнистого каркаса представляет собой два раздельных процесса, в результате испытаний таких материалов в зоне разрушения волокна вырываются из хрупкой матрицы и поверхность разрушения имеет вид щетки.

Взаимодействия компонентов композита

Керамика, армированная дискретными волокнами, более чувствительна к термической несовместимости волокна и матрицы, чем материалы с непрерывными упорядоченными волокнистыми составами. Это может быть объяснено тем фактом, что непрерывные волокнистые каркасы обладают большей способностью к перераспределению напряжений в материале, в том числе и возникающих как результат термических нагрузок.

Поликристаллические волокна из карбидных соединений

Поликристаллические волокна из карбидных соединений получают осаждением на подложки в виде металлических или углеродных волокон продуктов реакций, происходящих в газовых смесях, состоящих из соединения требуемого элемента, метана, водорода и инертного носителя. Существуют также способы восстановления оксидных волокон углеродом или азотом до образования соответствующих карбидов или нитридов.

Исследование свойств керамики

Несмотря на то, что химические методы синтеза тугоплавких керамических материалов уже внедрены в промышленную практику, продолжаются активная их разработка и модификация. Сотрудниками Университета «Монпелье» (Франция) разработан процесс производства порошков субмикронного размера и узкого фракционного состава посредством термического разложения ацетата алюминия.

Формование конструкционной керамики

Формованию керамических изделий предшествует стадия подготовки шихты, цель которой — получить пластичную, легко формуемую массу с гомогенным распределением основных компонентов и специальных добавок. Приемы приготовления формовочных масс заимствованы из классического керамического производства и заключаются в смешивании исходных компонентов одним из известных способов, отличие состоит в использовании связующих веществ, вид и состав которых зависят от назначения получаемых изделий.

Пластичность оксидной керамики

Если взаимодействие на границе матрица — волокнистый компонент достаточно слабое, включения изменяют свое исходное положение. Такое перемещение требует преодоления силы трения на контактной поверхности. Стенки трещины сжимаются под действием силы трения, т. е. концентрация напряжений у вершины трещины снижается, энергия рассеивается и материал становится более вязким.

Свойства керамических материалов

Свойства исходных керамических материалов оказывают значительное влияние на качество получаемых изделий. Для характеристики дисперсий необходимо иметь представление об их микроструктурных параметрах, таких, как химическая однородность, размер частиц, распределение дефектов структуры, состояние поверхности, наличие частичной стеклоподобной фазы.

Современные керамические материалы

Современные керамические материалы — это большой класс неметаллических материалов, включающий множество типов соединений, которым присущи различные специфические функции и свойства, причем последние чувствительны к микроструктуре, фазовому составу, степени чистоты материала и определяются технологией его изготовления.