Композитные материалы

Введение 3
1 Об использовании композиционных материалов в подшипниках 4
Заключение 10
Список литературы 11

Композиционные материалы (композиты) представляют собой гетероген-ные системы, которые состоят из двух или более компонентов. Каждый из компонентов, входящий в композит, сохраняет свои свойства, придавая, в то же время, особые свойства системе в целом. Один из компонентов называется матрицей, остальные – армирующими компонентами. Матрица скрепляет армирующие элементы.
Существуют несколько классификаций композиционных материалов (КМ), например, классификация КМ по структуре и расположению компонентов; по схеме армирования. Для понимания информации, изложенной в основной части реферата, несколько подробнее остановимся на следующих классификациях.
1. Классификация по материалу матрицы:
металлические композиционные материалы (МКМ);
полимерные композиционные материалы (ПКМ);
керамические композиционные материалы (ККМ).
2. Классификация по геометрии армирующего элемента:
порошки – дисперсно-упрочненные КМ;
волокна – КМ, армированные непрерывными и дискретными волокнами;
пластины – слоистые КМ, состоящие из чередующихся непрерывных и дискретных пластин.
3. Классификация по методам получения:
жидкофазные методы (пропитка арматуры полимерами или расплавленными металлами и направленная кристаллизация сплавов);
твердофазные методы (прокатка, экструзия, ковка, штамповка, уплотнение взрывом, диффузионная сварка, волочение и др.);
методы осаждения – напыления (матрица наносится на волокна из растворов солей или других соединений, из парогазовой фазы, из плазмы и т. п.);
комбинированные методы.
4. Классификация КМ по назначению (поскольку КМ многофункциональны, данная классификация достаточно условна):
КМ общеконструкционного назначения (несущие конструкции судов, самолетов, автомобилей и др.);
жаропрочные материалы (лопатки турбин самолетов, камеры сгорания);
термостойкие материалы (изделия, работающие в условиях частых тепло-смен);
фрикционные материалы (тормозные колодки);
антифрикционные материалы (подшипники скольжения);
ударопрочные материалы (броня самолетов, танков, жилетов);
теплозащитные материалы;
материалы со специальными свойствами (магнитными, электрическими) и др.
Из последней классификации в рамках данного реферата рассматриваются только антифрикционные материалы.
1 Об использовании композиционных материалов в подшипниках
Одним из возможных направлений повышения надежности и наработки на отказ авиационных двигателей авторы статьи [2] считают применение в узлах трения таких КМ, как карбонитрид титана, карбид кремния и диборид титана, изготовленных из нанопорошков.
Карбид кремния изготавливается путем жидкофазного реакционного спекания с предварительной газофазной термохимической активацией. Такая технология позволяет осуществлять легирование карбида кремния бором, углеродом, алюминием или соединениями переходных металлов. Это дает возможность варьировать значением коэффициента трения, который в данной работе изменялся в пределах от 0,01 до 0,3 (см. таблицу 1).
Наноструктурированный дисперсно-упрочненный реакционно-спеченный карбид кремния был применен при изготовлении радиальных и торцевых под-шипников скольжения, рабочих колец торцовых уплотнений, в том числе и газодинамических (см. рисунок 1).

В рамках данного реферата рассмотрено использование различных композиционных материалов в подшипниках и его частях. В представленных работах показаны результаты сравнения показателей работы деталей, изготовленных из КМ, в сравнении с традиционными материалами. Так, например, замена материала вкладышей с бронзы на алюмоматричный композиционный сплав позволило увеличить в 45 раз межремонтные циклы профилактики оборудования за счет уменьшения износа. Износостойкость изделий из карбонитрида титана, карбида кремния и диборида титана о сравнению с закаленными сталями увеличилась от 10 до 20 раз.