RU2374355C1 - Композиционный материал - Google Patents
Композиционный материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374355C1 RU2374355C1 RU2008144225/02A RU2008144225A RU2374355C1 RU 2374355 C1 RU2374355 C1 RU 2374355C1 RU 2008144225/02 A RU2008144225/02 A RU 2008144225/02A RU 2008144225 A RU2008144225 A RU 2008144225A RU 2374355 C1 RU2374355 C1 RU 2374355C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite material
- reinforcing
- magnesium
- matrix
- alloy
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к композиционным материалам на основе алюминиевых и магниевых сплавов, упрочненных высокомодульными нановолокнами. Может использоваться в судостроении, при создании конструкций и оборудования авиакосмических средств, железнодорожного и других видов транспорта в качестве конструкционных материалов. Композиционный материал содержит матрицу из металла, выбранного из группы, содержащей алюминий, магний или их сплавы и 20-80 об.% упрочнителя, выполненного в виде армирующих нановолокон оксида алюминия, покрытых пленкой аморфного углерода Материал обладает высоким уровнем прочностных свойств, а также пониженной массой. 4 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к металловедению в области композиционных материалов на основе алюминиевых и магниевых сплавов, упрочненных высокомодульными нановолокнами, предназначенных для широкого использования в различных областях техники в качестве конструкционных материалов, которые должны обладать повышенными прочностными свойствами, а также уменьшенной массой. К таким областям техники относятся: судостроение, создание конструкций и оборудования авиакосмических средств, железнодорожного и других видов транспорта.
Известен композиционный материал, который содержит матрицу из алюминиевого или магниевого сплава, армированного нановолокном, содержащим более 80% оксида алюминия (глинозема), остальное - диоксид кремния, причем (5-60)% глинозема составляет α-фаза, остальное - γ-фаза (заявка Японии №61-50131, кл. G22G 1/10, 1986).
Недостатком известного композиционного материала является то, что γ-фаза глинозема, вследствие малой термодинамической стабильности, в значительной мере взаимодействует с основой, в результате реакции происходит разрушение глинозема, снижение прочности межфазных границ, что приводит к снижению прочности получаемого композиционного материала.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является композиционный материал, включающий матрицу из металла, выбранного из группы, содержащей алюминий, магний или их сплавы и упрочнитель, выполненный в виде нановолокон карбида кремния с (0,01-40) вес.% свободного углерода при следующем соотношении, об.%: нановолокна карбида кремния - 20-80; металл, выбранный из группы, содержащей алюминий, магний или их сплавы - остальное.
Такой композиционный материал может содержать в качестве матрицы сплав на основе алюминия, включающий по крайней мере один компонент, выбранный из группы, содержащей титан, хром, кремний, марганец и кальций, или сплав на основе магния, включающий по крайней мере один компонент, выбранный из группы: алюминий, марганец, цирконий, кальций, кремний, иттрий (патент СССР № 643088, кл. C22C 1/09, 21/00, 23/00, опубл. 15.01.79. - прототип).
Недостатками известного композиционного материала являются недостаточно высокие прочностные свойства, а также величина его массы, что видно из приведенных ниже примеров.
Технической задачей изобретения является создание композиционного материала с использованием нановолокон, обладающего высоким уровнем прочностных свойств, а также пониженной массой.
Поставленная техническая задача решается при создании композиционного материала, включающего матрицу из металла, выбранного из группы, содержащей алюминий, магний или их сплавы и упрочнитель, выполненный в виде армирующих нановолокон, в котором, согласно изобретению, он содержит армирующие нановолокна оксида алюминия, покрытие пленкой аморфного углерода и составляющие (20-80) об.% композиционного материала.
Такой композиционный материал в качестве алюминиевого сплава матрицы может содержать сплав с содержанием литии более 1,5 мас.%.
Такой композиционный материал в качестве магниевого сплава матрицы может содержать сплав МА 2-1.
Поперечный размер армирующих волокон такого композиционного материала может составлять менее 10 мкм.
В таком композиционном материале пленка аморфного углерода, которой покрыты армирующие нановолокна оксида алюминия, может составлять до 40 мас.% нановолокон.
Армирующие нановолокна, покрытые пленкой аморфного углерода, имеют следующие характеристики, в зависимости от поперечного размера нановолокна:
предел прочности, МПа | 700-550 |
модуль упругости, МПа | 95-120 |
плотность, кг/м3 | 2260-3000 |
Покрытие пленкой аморфного углерода армирующих нановолокон оксида алюминия способствует повышению смачиваемости в системе матрица - нановолокно в результате реакции углерода с металлом матрицы, что приводит к значительному увеличению сил связи на поверхности раздела - матрица - нановолокно. Это обеспечивает повышение прочности композиционного материала.
Для подтверждения достижения технической задачи изобретение иллюстрируется примерами.
Таким образом, предложенный композиционный материал имеет более высокий предел прочности на растяжение, а также более низкую массу, что позволяет широко использовать такой материал для изготовления конструкций в различных областях техники.
Claims (5)
1. Композиционный материал, включающий матрицу из металла, выбранного из группы, содержащей алюминий, магний или их сплавы и упрочнитель, выполненный в виде армирующих нановолокон, отличающийся тем, что в качестве упрочнителя он содержит армирующие нановолокна оксида алюминия, покрытые пленкой аморфного углерода и составляющие 20-80 об.% композиционного материала.
2. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве алюминиевого сплава матрицы он содержит высокомодульный сплав пониженной плотности с содержанием лития более 1,5 мас.%.
3. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве магниевого сплава матрицы он содержит сплав МА 2-1.
4. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что поперечный размер армирующих нановолокон составляет менее 10 мкм.
5. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что пленка аморфного углерода, которой покрыты армирующие нановолокна оксида алюминия, составляет до 40 мас.% нановолокон.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008144225/02A RU2374355C1 (ru) | 2008-11-01 | 2008-11-01 | Композиционный материал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008144225/02A RU2374355C1 (ru) | 2008-11-01 | 2008-11-01 | Композиционный материал |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2374355C1 true RU2374355C1 (ru) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008144225/02A RU2374355C1 (ru) | 2008-11-01 | 2008-11-01 | Композиционный материал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2374355C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2510425C1 (ru) * | 2012-07-31 | 2014-03-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Волокнистый композиционный материал |
RU2538245C1 (ru) * | 2013-10-24 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "МАТИ -Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского" | Композиционный материал на основе алюминиевого сплава с армирующими волокнами |
RU2755353C1 (ru) * | 2020-10-20 | 2021-09-15 | Юлия Анатольевна Курганова | Композиционный материал на основе алюминия или алюминиевого сплава и способ его получения |
RU2793673C1 (ru) * | 2022-12-27 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет"(ВолгГТУ) | Композиционный материал |
-
2008
- 2008-11-01 RU RU2008144225/02A patent/RU2374355C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2510425C1 (ru) * | 2012-07-31 | 2014-03-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Волокнистый композиционный материал |
RU2538245C1 (ru) * | 2013-10-24 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "МАТИ -Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского" | Композиционный материал на основе алюминиевого сплава с армирующими волокнами |
RU2755353C1 (ru) * | 2020-10-20 | 2021-09-15 | Юлия Анатольевна Курганова | Композиционный материал на основе алюминия или алюминиевого сплава и способ его получения |
RU2793673C1 (ru) * | 2022-12-27 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет"(ВолгГТУ) | Композиционный материал |
RU2793674C1 (ru) * | 2022-12-27 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Композиционный материал |
RU2793675C1 (ru) * | 2022-12-27 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Композиционный материал |
RU2793676C1 (ru) * | 2022-12-27 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Композиционный материал |
RU2797414C1 (ru) * | 2022-12-27 | 2023-06-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Композиционный материал |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Raviraj et al. | Experimental analysis on processing and properties of Al-TiC metal matrix composites | |
RU2374355C1 (ru) | Композиционный материал | |
Ming et al. | Effects of Nd on microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-8Li-3Al alloy | |
Wang et al. | Microstructures and mechanical properties of as-cast Mg–5Y–3Nd–Zr–xGd (x= 0, 2 and 4 wt.%) alloys | |
Oakley et al. | Recent developments in magnesium matrix composites | |
Das et al. | Comparison of Mechanical properties of AA6061 reinforced with (SiC/B4C) micro/nano ceramic particle reinforcements | |
Bowles et al. | Investigations in the Magnesium-Tin system | |
Admile et al. | Review on mechanical & wear behavior of aluminum-fly ash metal matrix composite | |
Dalmis et al. | Effect of nano-sized B 4 C addition on the mechanical properties of ZA27 composites | |
Banoth et al. | Study of various types of aluminium alloy grade series and their effect on mechanical performance | |
CN104099508B (zh) | 一种含稀土元素的高强高阻尼镁合金 | |
US9109271B2 (en) | Nickel containing hypereutectic aluminum-silicon sand cast alloy | |
Kempaiah et al. | Characterization of High performance Al 5083/SiCP/Fly ash hybrid metal matrix composite for advanced Aerospace Applications | |
Senan et al. | Determination on the effect of al2o3/b4c on the mechanical behaviour of al-6.6 si-0.5 mg alloy cast in permanent mould | |
Saravanakumar et al. | Flexural behavior and microstructure of hybrid metal matrix composites | |
Seah et al. | Mechanical properties of cast aluminium alloy 6061-albite particulate composites | |
Rahmalina et al. | Development of Steel Wire Rope–Reinforced Aluminium Composite for Armour Material Using The Squeeze Casting Process | |
Kumar et al. | A review paper on stir casting of reinforced aluminum metal matrix composite | |
Ahmad et al. | Effect of praseodymium addition on microstructure and hardness of cast ZRE1 magnesium alloy | |
ES2642118T5 (es) | Aleación de Al-Cu-Mg-Li así como producto de aleación fabricado a partir de la misma | |
Ahmad et al. | The influence of holmium on the microstructure and hardness of Mg-Nd-Gd-Zn-Zr alloys | |
RU2510425C1 (ru) | Волокнистый композиционный материал | |
PENG et al. | Effect of rare earth Pr on microstructure and mechanical properties of Al2O3-SiO2 (sf)/Al-Si composites | |
RU2793620C1 (ru) | Металломатричный композит на основе высокоэнтропийного сплава | |
Sajadifar et al. | On the Monotonic and Cyclic Behavior of an Al‐Mg‐Zn‐Cu‐Si Compositionally Complex Alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111102 |