Характеристики керамзита и керамики

Три стадии спекания керамзита

Ранее было показано, что пористые волокна оксидов керамзита, алюминия и циркония активно взаимодействуют с различными связующими и в результате спекания таких систем формируются термически стойкие керамические соединения. Выбор способа формования позволяет рационально организовать структуру волокнистого композита с точки зрения пористых характеристик материалов.

Классы высокотемпературных композиционных материалов

В работе предложено разделить класс высокотемпературных композиционных материалов с учетом свойств матрицы и армирующих волокон на четыре группы: I группа — композиционные материалы с пластичной (металлической) матрицей, армированной волокнами, не подвергающимися пластической деформации (борными, углеродными, карбида кремния, оксида алюминия, диоксида циркония, нитевидными кристаллами тугоплавких соединений и др.)

Исследование композиционных материалов

Основное внимание ученых, работающих в области создания композиционных материалов, сконцентрировано на рациональном формировании структуры и более полном понимании механизмов взаимодействия ее компонентов в условиях экстремальных воздействий, что позволит создавать композиционные системы с оптимальными свойствами для различных областей применения.

Деградация керамических волокон

Деградация керамических волокон в процессе эксплуатации композиционных материалов обусловлена двумя основными факторами: взаимодействием с материалом матрицы, а также окислением продуктов реакции. При этом может сформироваться переходный слой, удельный объем которого отличен от материала матрицы. Тогда переходный слой будет находиться в состоянии сжатия или растяжения, что может вызвать растрескивание хрупкой матрицы вблизи межфазной границы.

Композиционное монокристальное волокно

Поиски путей создания композиционных материалов с высокими механическими характеристиками и термической стойкостью вызвали интенсивное развитие исследований и разработку технологии неорганических волокон и материалов. Особенно успешно решены задачи производства углеродных волокон. Этому вопросу посвящены монографии, обзоры, многочисленные статьи и патенты. Изучено также получение углеродных волокон, содержащих различные химические элементы и соединения — оксиды, карбиды и другие соединения.

Керамические волокна из расплавов оксидов

Прядение волокон из вязких растворов может осуществляться центробежным способом при продавливании раствора через фильеры, расположенные по окружности вращающегося диска. Таким способом получают штапельные и длинные волокна из оксидов алюминия, алюминия с кремнием, циркония, титана. Если же нити из раствора или расплава формуют раздувом воздушной или паровой струей, то получают короткие (штапельные) волокна.

Жесткость металлических и керамических композиционных материалов

Для получения керамических волокнистых материалов был применен метод пропитки исходных полимерных волокон и тканей в растворах различных солей с их последующей термической обработкой в окислительной или инертной атмосфере. Наибольший эффект в повышении характеристик композитов с керамической матрицей достигается при реализации обоих механизмов упрочнения — введении волокон типа «вискерс» и трансформационного упрочнения.

Увеличение плотности керамических волокнистых структур

Сложная взаимосвязь существует в композитах между прочностными свойствами и параметрами структуры матрицы: размером зерна и пористостью. Экспериментальные данные показывают, что прочность мелкозернистых и микропористых материалов выше, чем крупнозернистых. Однако в результате эксплуатации при высоких температурах снижение уровня прочности мелкозернистых композитов происходит скорее, чем крупнозернистых структур, что обусловлено кристаллизационными процессами в керамической матрице.

Дискретные керамические волокна

Разнообразие подходов к получению как монокристаллических усов, так и поликристаллических керамических волокон определяет различия в составе и механических характеристиках волокнистых материалов, поскольку они зависят от степени чистоты материала, его пористости, кристаллической структуры, размера зерен, наличия дефектов.

Электротехническая керамика

Электронная и электротехническая керамика сегодня и в будущем будет доминировать на мировом рынке керамики, уже сейчас ее удельный вес в общей стоимости керамических изделий достигает 80%. Это объясняется физической и химической совместимостью керамики с основными электронными материалами в сочетании с ее высокой теплопроводностью, обеспечивающей рассеяние тепла, низкой электропроводностью, позволяющей снизить электрические потери, высокой термостойкостью и химической инертностью.