Dispersionshærdede materialer

Dispersionsforstærkede materialer er kompositmaterialer , hvis bindingskomponent (matrix) omfatter forstærkende elementer i form af specielt indførte partikler (urenhed eller dispergerede faser ) . En optimalt valgt fordeling af indeslutninger opnår en betydelig forøgelse af styrken af et sådant materiale sammenlignet med matrixmaterialet.

Beskrivelse

Dispersionshærdede materialer er materialer, hvis modstandsdygtighed over for plastisk deformation bestemmes af decelerationen af dislokationer på forhindringer i form, som regel, af partikler i nanostørrelse. Sådanne strukturer opnås på forskellige måder - ved at adskille nanopartikler fra en overmættet fast opløsning (præcisionshærdende legeringer), ved pulvermetallurgi, herunder mekanisk legering, ved interne oxidations- og nitreringsmetoder osv. Partikelmaterialet er udvalgt blandt en række af de mest stabile forbindelser - oxider , carbider , nitrider mv.

Sorter

Oxid-dispersion-forstærkede legeringer

Oxid-dispersion-forstærket legering ( ODS ) bruges til fremstilling af højtemperatur-turbinevinger, varmevekslerrør, rumfartøjer mv. Oftest bruges ODS nikkellegeringer til dette [1] . I atomkraftindustrien anvendes ODS- stål , da de er mindre tilbøjelige til at svulme op under påvirkning af radioaktivitet [2] . ODS-legeringer baseret på platin anvendes i glasindustrien.

Fordele og ulemper ved ODS-legeringer

Fordele:

Kan bearbejdes og trykbehandles.
De danner et beskyttende oxidlag, som har egenskaberne "selvhelbredende".
Dette oxidlag er stabilt og har en høj emissivitet.
Kan anvendes i tyndvæggede strukturer (sandwichpaneler).
Lave driftsomkostninger.
Lavpris.

Fejl:

Højere termisk udvidelseskoefficient end andre materialer.
Højere tæthed.
Lav maksimal tilladt temperatur.

Dispersionsforstærkede polymerkompositter

Dispersionsforstærkede polymerkompositter består af en polymermatrix, hvori fyldstofpartikler i størrelsesordenen 0,01 til 0,1 µm er fordelt. Som polymermatrix bruger de epoxyharpikser , polymethylmethacrylat , polyethylenglycol , polyvinylidenfluorid , polyurethan , polystyren , polycarbonat , polycaprolacton , polyacrylonitril , polybutadien , copolymerer og andre flydende krystalpolymerer [3] .

Følgende bruges som nanofyldstoffer til dispersionsforstærkede polymerkompositter [3] :

nanorør ;
fibriller (flervæggede nanorør med lukkede ender);
fullerener ;
nanoplader (flager mindre end 5 nm tykke). Nanoplader omfatter især nanoler - aluminosilikatmaterialer med en lamelstruktur mindre end 1 nm tyk og med en relativ længde på 300 til 1500 nm;
nanopartikler og nanopulvere af metaller og metaloxider.

Dispersionsforstærkede polymerkompositter har et væsentligt højere elasticitetsmodul og styrke sammenlignet med de originale polymermaterialer, samtidig med at duktiliteten og fraværet af skørhed bevares [3] .

Se også

Udfældningshærdende legeringer

Noter

↑ Optimering af højtemperatur bøjlekrybningsrespons i ODS-Fe 3 Al-rør
↑ Voevodin V.N., Shilyaev B.A., Kupriyanova Yu.E. Analyse af strålingsopløsning af duopartikler af ferrit-martensitisk stål Voprosy atomic nauki i tekhniki. Serie: Vakuum, rene materialer, superledere. - 2009 (18). - S. 202-207.
↑ 1 2 3 A.S. Kononenko. Fyldstoffer til polymere materialer // Network Agricultural Journal of the Moscow State Agroengineering University, 2012

Litteratur

Moderne kompositmaterialer , red. L. Brautman og R. Krok, overs. fra engelsk, M., 1970
Portnoy K. I., Tumanov A. T., Komposit- og dispersionsforstærkede varmebestandige nikkellegeringer , i bogen: Samling af videnskabelige rapporter på et møde om problemet: "Struktur og egenskaber af varmebestandige metalliske materialer", M., 1970
Tumanov A. T., Portnoy K. I., Nye måder at øge varmebestandigheden af nikkellegeringer , "Reports of the Academy of Sciences of the USSR", 1971, v. 197, nr. 1.

Ved skrivning af denne artikel blev der brugt materiale fra artiklen distribueret under Creative Commons BY-SA 3.0 Unported-licensen :
Mileiko Sergey Tikhonovich. spredningsforstærkede materialer // Ordbog over nanoteknologiske termer .