Файл: Алюминиевые и магниевые сплавы, армированные волокнами..pdf

сятых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Метод высоко­ производителен и при скоростях фонтанирования 1 мкм/сек и 28 от­

рования.

Наконец, ультратонкие дискретные волокна могут быть полу­ чены волочением двухфазных сплавов. Суть этой технологии можно рассмотреть на примере изготовления волокон Fe с использованием сплава Си—Fe (25% Fe). Структура сплава в литом состоянии состоит из дендрнтов железа, расположенных в медной матрице. При ковке и волочении его дендриты вытягиваются. Тщательный отжиг и волочение по специальной технологии позволяет вытягивать железную фазу в тончайшие волокна, которые затем можно получить в свободном виде раствор й в медную матрицу. Диаметр волокон достигает 1 мкм [22].

Дискретные поликристаллические волокна могут быть получе­ ны химическим методом — методом водородного восстановления смеси галоидных солей [1,25]. Таким способом получены усы сме­

Диаметр усов смесей колебался от 10мкм до 1 лаг, длина достигала 10 и более сантиметров. Они имели специфическую слоистую струк­ туру, схема которой представлена на рис. 25, а некоторые — и высокую прочность, которая зависит от диаметра (рис. 26). Поликри­ сталлические волокна (усы смесей) растут быстро и достигают боль­ ших размеров. Потенциально — это один из высокопроизводитель­ ных методов получения волокон. Прочность усов смеси, по существу­ ющим данным, невелика — 400 кГІмм2, но метод их получения еще мало исследован.

Другим интересным способом получения поликристаллических дискретных волокон является метод разложения металлооргани­ ческих соединений (рис. 27) [26, 27].

Металлооргаиические соединения в виде газа попадают в реак­ ционный“сосуд через специальный, со множеством отверстий (для предотвращения турбулентности потока) источник 2 и с помощью направляющего устройства подходят к поверхности 4. В сосуде между нагретой поверхностью и источником идет разложение со­ единений. Оптимальная температура разложений для карбонила железа 60—200° С. Под действием магнитного поля формируются металлические цепочки, приводящие к созданию волокон.

Указанным методом можно получать металлические тонкие нити диаметром от 0,1 до 10—12 мкм и даже 30 мкм. Скорость роста волокон 10 ОООмкмІсек, что обусловливает большую производитель­ ность установки — 880 а в час с 1 л объема. Прочность волокон

Fe с 1,21% С — 800 кГІмм2.

29

прочность составляла примерно 500 кГІмм2.

Используя несколько видов карбонилов и меняя их последова­ тельность, можно получать сложные слоистые нити [27]. Струк­ тура этих тонких образований мало исследована: предположительно они состоят из цепочек соединенных вместе тонких волоконец. Этот метод получения волокон высокопроизводителен и пер­ спективен, особенно при создании армированных пластиков. Особое место по своим свойствам занимают волокна асбеста, которые встречаются в природе [1]. Асбестов несколько типов. Хризотиловый асбест имеет состав 3Mg0-2Si03-2H30 и харак­ теризуется наличием тонких нитей длиной до 5 см. Отдельные во­ локна очень тонки — их видно лишь при больших увеличениях (электронный микроскоп). Амфибольные асбесты (крокодолит, смозит, монтозит) состоят из волокон длиной 12—75 мм и обладают

30

высокой прочностью. При температурах выше 500° С асбесты те­ ряют кристаллизационную воду и их прочность падает.

На использовании асбестов основана целая область промышлен­ ности, изготовляющая асбестовые материалы.

3. НЕПРЕРЫВНЫЕ ВОЛОКНА

Непрерывные волокна получают следующими основными мето­ дами: 1) волочением, 2) вытягиванием из расплава, 3) осаждением из газовой фазы, 4) химико-термической обработкой исходных во­ локон, 5) экструзией суспензий.

А. Проволоки

Волочение является основным методом получения проволок и заключается в последовательном пластическом деформировании путем протягивания через очко цилиндрической заготовки. Этот процесс может происходить и вхолодную и с подогревом (теплое волочение) и в нагретом состоянии [28, 29].

Как правило, уменьшение диаметра протягиваемой проволоки происходит постепенно за много переходов. Сейчас разработаны многочисленные установки и технологии для производства тонких проволок диаметром до 10—20 мкм из многих материалов: W, Мо, Си, Ті, сплавов железа, латуни, бронзы, и т. д.

Производство супертонких проволок методом волочения затруд­ нительно, поэтому тончайшие проволоки диаметром в несколько микрон получают путем электрохимического стравливания тонких

щать проволоку. Электролитическим полированием удается полу­ чать металлическую проволоку диаметром 3—6 мкм.

31

■ Т а б л и ц а 6 [30]. Прочность проволок из различных тугоплавких металлов при комнатной температуре

32