канд. техн. наук, доцент кафедры материаловедения и технологии обработки материалов,
121552, г. Москва, ул. Оршанская, 3
Cand. Sci. (Eng.), associate prof., Department of materials science
канд. техн. наук, ст. науч. сотр. лаборатории новых технологий керамики № 27, 119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 49
Cand. Sci. (Eng.), senior researcher,
119991, Moscow, Leninsky pr., 49
инженер кафедры материаловедения и технологии обработки материалов,
121552, г. Москва, ул. Оршанская, 3
engineer of the Department of materials science
докт. техн. наук, профессор кафедры материаловедения и технологии обработки материалов,
121552, г. Москва, ул. Оршанская, 3
Dr. Sci. (Eng.), prof., Department of materials science
Показана возможность армирования слоистой керметной матрицы Al/Al2O3 металлическими ВЗР-волокнами (сталь, титан, алюминий), а также дискретной дюралевой стружкой. Максимальный эффект армирования достигался при использовании титановых и стальных волокон при их содержании соответственно 20 и 10 об.% благодаря реализации нескольких энергоемких механизмов разрушения. Полученные композиты характеризуются следующими свойствами: ρ = 2,30÷ ÷2,85 г/см3, σизг = 180÷250 МПа, K1с = 7,5÷15 МПа·м1/2 и KСU = (18÷35)·103 Дж/м2. Композит «Al/Al2O3 – Скокс. остаток» имеет ρ = 2,21÷2,23 г/см3 при весьма низком коэффициенте трения скольжения – 0,17 (контртело – шарик из стали ШХ- 15 под нагрузкой 1 Н). В композите «Al/Al2O3 – зерна электрокорунда» формируется оксидно-адгезионный тип связи, позволяющий удалять из рабочей шлифзоны отработанные зерна и реализовывать режим самозатачивания. Материал, содержащий каолиновые волокна, является ультралегковесной керамической теплоизоляцией (0,25–0,5 г/см3), λ = 0,07÷ ÷0,2 Вт/(м·К) в интервале 20–1000 °С. Материал, включающий алюмооксидные сферолиты, сочетает достаточно высокую прочность (σизг = 10÷50 МПа) и пористость (42–52 %), при этом отличается повышенной термостойкостью благодаря быстрому устранению температурного градиента на элементах структуры, имеющих микронное сечение.
This paper shows the possibility to reinforce the Al/Al2O3 laminated cermet matrix with metal fibres of rapidly solidified alloys (steel, titanium, and aluminium), as well as with discontinuous duralumin chips. Several energy-intensive destruction mechanisms resulted in the maximum reinforcement effect achieved by using titanium and steel fibres with their content of 20 and 10 vol.%, respectively. The resulting composites have the following properties: ρ = 2,30÷2,85 g/cm3; σbend = 180÷250 MPa; K1s = 7,5÷15 MPa·m1/2 and KSU = (18÷35)·103 J/m2. The composite «Al/Al2O3 – Ccoke residue» has ρ = 2,21÷2,23 g/cm3 with a very low sliding friction coefficient of 0,17 (the counter-face was a ball made of Steel ShKh-15 loaded by 1 N). The oxide-adhesive type of bonding is formed in the «Al/Al2O3 – alumina grains» composite which allows removing spent grains from the grinding work zone and achieving the self-sharpening mode. The material containing kaolin fibres is an ultra lightweight (0,25–0,5 g/cm3) ceramic insulation with λ = 0,07÷ ÷0,2 W/(m·К) in the 20–1000 °C range. The material comprising alumina spherulites combines both relatively high hardness (σbend = = 10÷50 MPa) and porosity (42–52 %) with high thermal stability which is the result of rapid elimination of the temperature gradient from micron-size structure elements.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.