Свойства керметов - Керметы: структура, свойства и применение
Керметы, композиционные материалы, содержащие металлы (или сплавы) и один или нескольких видов керамики. По сравнению с исходными компонентами обладают улучшенными свойствами. Композиции, в которых присутствие керамики улучшает свойства металла, называют дисперсно-упрочненными керметами или инфракерметами, композиции, в которых металл улучшает свойства керамики, - ультракерметами. В качестве керамической составляющей в керметах обычно используют оксиды Al, Be, Mg, Zr, Th, U, карбиды W, Ti, Та, Nb, Cr, бориды Zr, Ti, в качестве металлической - тугоплавкие металлы (W, Mo и др.), металлы группы Fe, легкоплавкие металлы (Си, Al, Mg). К керметам относят также твердые сплавы на основе Ni, Со и карбидов W, Ti, Та, Мо, характеризующиеся высокой твердостью, прочностью, жаростойкостью и жаропрочностью. При выборе исходных компонентов керметов руководствуются принципами их химические, физические и технологические согласования. Химическое согласование предполагает отсутствие химического взаимодействия между керамическими и металлическими составляющими, физическое - отсутствие взаимного растворения при нагревании и необходимое сочетание свойств компонентов (коэффициент теплового расширения, модуль упругости и др.), технологическое согласование-близость температур спекания керамических и металлических составляющих керметов, учет различия значений плотности компонентов, смачиваемость легкоплавким компонентом более тугоплавкого. Для керметов на основе оксидов чаще всего используют металлы, образующие оксиды, изоморфные основному оксидному компоненту керметов, и дающие взаимные твердые растворы. В керметах на основе карбидов используют металлы, не образующие карбидов или ограниченно растворяющие углерод; в керметах на основе нитридов - металлы, не образующие устойчивых нитридов или ограниченно растворяющие азот. Изделия из керметов получают главным образом спеканием, а также пропиткой керамической пористой заготовки расплавленным металлом, осаждением металлов из растворов на поверхности керамических частиц и др. Исходные порошки получают измельчением (иногда совместно) в шаровых, вибрационных и др. мельницах, используя в качестве среды органической жидкости. Для предупреждения расслоения порошков или суспензии вследствие различия плотностей металла и керамики в смесь вводят вязкие жидкости и различные добавки. После высушивания порошки формуют прессованием, шлинкерным литьем, выдавливанием, прокаткой и т. п. Спекание керметов в печах осуществляют в атмосфере инертного газа или в вакууме. На этой стадии стараются избегать окисления, азотирования или карбидизации металла и восстановления оксидов, а также диссоциации нитридов и карбидов. По свойствам и применению различают:
- 1) высокотемпературные керметы, используемые для изготовления деталей газовых турбин, арматуры электропечей, в ракетной и реактивной технике и т. д. К этой группе керметов относят, напр., материалы из Аl, О3-Сr, Al2O3-ThO2-Cr-Mo, Аl2О3-W-Cr, а также большую группу керметов на основе карбида Ti с Ni, Со, Сг, Mo, W, Al и их сплавами; 2) твердые износостойкие керметы, используемые для получения деталей, работающих на износ, а также в качестве режущих инструментов. К этой группе керметов относят материалы на основе карбидов и нитридов Ti, Те, Hf и др.; кермет металлический сплав резание 3) керметы, используемые в специальных областях техники:
- в атомных реакторах (тепловыделяющие элементы и др. детали из композиций UO2 Al, MgO-Ni, Аl2О3-Сr),
- - в электротехнике и электронной технике (С-Сu для электрощеток, ThO2-Mo или ThO2-W для усиления эмиссионной способности катодов и др.), -в тормозных устройствах (некоторые фрикционные материалы, содержащие металлические и неметаллические компоненты - Сu, Fe, Ni, Со, Аl2О3, SiO2 и др.).
Свойства керметов зависят от свойств наполнителя и матрицы, а также объемного соотношения и адгезии между ними. Неметаллические фазы в керметах придают им требуемые эксплуатационные характеристики, так как обладают ими в свободном состоянии. Содержание керамической фазы в керметах колеблется от 15 до 85% (по объему). Металлическая матрица в керметах объединяет твердые частицы в единый композиционный материал, обеспечивая изделиям необходимую прочность и пластичность. В качестве металлических компонентов используют -- Cr, Ni, Al, Fe, Со, Ti, Zr и сплавы на их основе.
По природе керамической составляющей керметы делят на:
- -оксидные (Al2O3, Cr2O3, SiO2, ZrO2), -карбидные (SiC, Cr3C2, TiC) -нитридные (TiN), -боридные(Cr2B2, TiB2, ZrB2), -керметы на основе силицидов (MoSi) и других тугоплавких соединений и др.
По применению -- жаропрочные, износостойкие, высокоогнеупорные, коррозионно-стойкие и др.
Микроструктура керметов может представлять собой:
- -керамическую матрицу, внутри которой расположены металлические включения; -металлическую матрицу с изолированными между собой керамическими частицами; -два равноправных каркаса из металла и керамики; -статистическую смесь керамических и металлических частиц.
Похожие статьи
-
Керметы, получаемые методом пропитки - Керметы: структура, свойства и применение
Метод пропитки позволяет изготавливать композиции из различных веществ, сочетая в одном материале металл с керамикой, полимерами, графитом и другими...
-
Свойства и применение керамических материалов - Новые материалы в металлургии
Принципиальными недостатками керамики являются ее хрупкость и сложность обработки. Керамические материалы плохо работают в условиях механических или...
-
Ведение - Керметы: структура, свойства и применение
Кермет - это новый гибридный материал, обладающий твердостью керамики и прочностью металла. Область применения керметов пока что еще не так широка, как...
-
Наиболее распространенными керметами являются сплавы системы WC-Co. При нагреве прессовки из карбида вольфрама, на которую сверху положен чистый кобальт,...
-
Свойства и применение композиционных материалов - Новые материалы в металлургии
Физико-механические свойства основных компонентов КМ на основе алюминиевой матрицы приведены. Хорошая совместимость матрицы с армирующим элементом,...
-
Понятие "керметы" - Керметы: структура, свойства и применение
Кермет - керамико-металлические материалы, металлокерамика. Конструкционный материал, состоящий из соединения керамических и металлических материалов....
-
Введение - Свойства и применение углепластиков
Композиционные материалы - это искусственные материалы, полу-чаемые сочетанием компонентов с различными свойствами. Одним из компонентов является матрица...
-
Применение цинка в промышленности - Свойства цинка
Чистый металлический цинк используется для восстановления благородных металлов, добываемых подземным выщелачиванием (золото, серебро). Кроме того, цинк...
-
Магний - металл серебристо-белого цвета с плотностью 1,74 Мг/м3 и температурой плавления 651 С; имеет гексагональную плотноупакованную кристаллическую...
-
Физико-механические свойства углепластиков - Свойства и применение углепластиков
Уровень свойств углепластиков зависит от характеристик применяемых углеродных волокон, вида и текстурной формы армирующего наполнителя, упругопрочностных...
-
В фрикционных узлах с небольшой тормозной мощностью используются пластмассы с асбестовым наполнителем. Температура нагрева для этих материалов не должна...
-
Пластмассовые антифрикционные материалы - Пластмассы. Их свойства и области применения
Из-за малого сходства с металлами и из-за больших упругих деформаций пластмассы в узлах трения менее чувствительны к схватыванию и задиранию, что резко...
-
Введение, Структура и свойства бумаги - Выбор и свойства бумаги
В данной контрольной работе мной предложена следующая классификация бумаги. Классификация по применению отвечает особенности целлюлозно-бумажной...
-
Результирующая вольт-амперная характеристика туннельного диода определяется комбинацией туннельных и тепловых свойств и имеет довольно необычный вид. В...
-
Серый чугун. Свойства, марки и области применения - Технологии машиностроения
Наиболее широкое распространение в литейном производстве получил сплав железа с углеродом и кремнием, известный под названием серого чугуна. Этот чугун...
-
Свойства титана Титан - металл серого цвета. Он имеет две полиморфные модификации. Отличительными особенностями являются хорошие механические свойства,...
-
Выводы - Свойства и применение углепластиков
Углепластики - композиты, содержащие в качестве наполнителя углеродные волокна. Популярность углепластика объясняется его уникальными эксплуатационными...
-
Применение углепластиков - Свойства и применение углепластиков
Углепластик (карбон) имеет невероятно широкую сферу применения. Углеродные материалы и изделия из них можно встретить в самых разнообразных отраслях...
-
Достоинства и недостатки карбона - Свойства и применение углепластиков
Более высокая цена карбона по сравнению со стеклопластиком и стекловолокном объясняется более сложной, энергоемкоймногоэтапной технологией, дорогими...
-
Пластмассы. Основные характеристики пластмасс - Пластмассы. Их свойства и области применения
Пластические массы (пластмассы, пластики) -- материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под влиянием нагревания и давления...
-
Технологические свойства, Список используемой литературы - Область применения цементуемых сталей
Температура ковки, 0 С: начала 1250, конца 780 - 760. Охлаждение заготовок сечением до 100 мм производится на воздухе, сечения 101 - 300 мм - в мульде....
-
Понятие о сплавах - Металлы и их свойства
Характерной особенностью металлов является их способность образовывать друг с другом или с неметаллами сплавы. Чтобы получить сплав, смесь металлов...
-
Основой большинства современных легированных сталей является феррит, легированный одним или несколькими элементами. Легирование феррита сопровождается...
-
Структура и свойства биологической костной ткани Знание физических, химических, и механических свойств твердых тканей весьма важно, так как определяет...
-
Истинная плотность полуводного гипса 2,65-2,75 г/см3. По срокам схватывания гипс делят на 3 группы (А, Б, В) Вид гипса Начало схватывания Конец...
-
Связующие - Свойства и применение углепластиков
В качестве матриц (связующих) при изготовлении судовых конструкций используются преимущественно эпоксидные н полиэфирные синтетические смолы [6]....
-
Виды волокон карбона. Полотно - Свойства и применение углепластиков
Волокна могут быть короткими, резаными, их называют "штапелированными", а могут быть непрерывные нити на бобинах. Это могут быть жгуты, пряжа, ровинг,...
-
Основные сведения - Свойства и применение углепластиков
Углепластики - композиты, содержащие в качестве наполнителя углеродные волокна. Этот сравнительно новый класс ПКМ получил в последние годы наиболее...
-
Сталь 65Г. Состав, свойства, область применения - Область применения цементуемых сталей
Таблица 1 - Состав, свойства, область применения стали 65Г Сталь марка Температура испытания, ОС 20- 100 20- 200 20- 300 20- 400 20- 500 20- 600 20- 700...
-
В настоящее время абразивный инструмент применяется в любой области машиностроения. С появлением точного литья, снижением припусков на обработку, в общем...
-
Литье под давлением, Экструзия - Пластмассы. Их свойства и области применения
Литье под давлением применяют для формования термопластов. Исходный материал (гранулы, таблетки) подвергают нагреву до полного размягчения. Литьевая...
-
Исследование радиофизических свойств ненаполненных полимерных пленок В настоящее время существует потребность в создании радиопоглощающих материалов для...
-
Авиационная промышленность была первым потребителем титана. Создание летательных аппаратов со скоростями близкими к скорости звука и превосходящими ее,...
-
Пластическими массами (пластмассами) называются материалы, получаемые на основе природных или синтетических полимеров. Они обладают рядом ценных свойств:...
-
Предварительно нами выполнены физико-химические исследования свойств основных ферросплавов Аксуйского ферросплавного завода. Использовались: -...
-
Анализ первичного производства - Свойства цинка
Положение цинка в таблице электрохимических потенциалов металлических элементов указывает, что он способен защитить железо, сталь и медные сплавы от...
-
Слюда. Химический состав, свойства и области применения - Диэлектрические материалы для изоляции
Слюда является обычным породообразующим минералом многих изверженных, метаморфических и некоторых осадочных горных пород. Это один из наиболее...
-
Пшеничная мука, химический состав и свойства При выработке мучных кондитерских изделий в основном используется пшеничная мука высшего и I сорта и в...
-
Технология изготовления углепластика - Свойства и применение углепластиков
Углероное волокно является основой для производства Углепластиков (или Карбона , карбонопластиков) [3]. Существуют следующие основные методы изготовления...
-
Пластмассовые уплотнители и амортизаторы. - Пластмассы. Их свойства и области применения
Детали уплотнений из пластмасс находят очень широкое применение. Это объясняется тем, что пластмассы обеспечивают не только высокую герметичность...
Свойства керметов - Керметы: структура, свойства и применение