Metodele de obținere a materialelor compozite (CM) există într-o mare varietate. Ele diferă în funcție de sarcinile și materialele selectate pentru producția de materiale compozite.
Care sunt metodele de obținere a materialelor compozite?
Obținerea materialelor compozite se realizează prin următoarele tehnici:
- faza solidă — matricea este utilizată în formă solidă. În majoritatea cazurilor, această componentă este sub formă de pulbere, folie sau metal compact;
- faza lichidă — materialele compozite metalice sunt obținute prin combinarea fibrelor de armare cu matricea topită;
- depunere — prin pulverizare, metalul matricei este aplicat pe fibre din soluții de săruri sau alți compuși chimici;
- combinată — presupune aplicarea paralelă sau secvențială a metodelor anterioare de producere a CM. Ce metode de obținere a materialelor vor fi alese în acest caz depinde de tipul de componente inițiale, precum și de posibilitatea de a introduce faza de armare fără deteriorare, asigurând o conexiune de înaltă rezistență a componentelor compozite și o dispunere uniformă a elementelor de armare în sistemul matricei.
Varietăți și particularități ale tehnologiei de producție a compozitelor
Una dintre cele mai comune este tehnologia materialelor compozite, care presupune presarea la cald a foilor de matrice cu fibre între ele. Aplicarea sa permite obținerea de produse cu orientare excelentă a componentelor de întărire. Pentru a accelera producția de materiale compozite folosind această tehnologie, este necesar să se utilizeze temperatura maximă, care nu va provoca o neîntărire a fibrelor.
Laminarea și presarea firelor încrucișate sunt utilizate pentru producția de compozite din aliaje de aluminiu, titan și nichel, care sunt întărite cu fibre din oțel inoxidabil, W și B. Această tehnologie permite producerea de materiale compozite caracterizate printr-o distribuție uniformă a fibrelor metalice și o rezistență ridicată.
Sudarea compozitelor este utilizată pentru îmbinarea componentelor laminate caracterizate prin eterogenitate, inclusiv a metalelor cu puncte de topire diferite de până la 1000 de grade Celsius. Tehnologia este favorabilă din punct de vedere economic și garantează o lipire fiabilă a componentelor care urmează să fie îmbinate.
Tehnica de sudare prin explozie produce CM fibroase pe bază de aliaje de Al și Cu. Principalul dezavantaj al acestei tehnologii este imposibilitatea de a forma compozite cu fibre fragile cu rezistență ridicată și modul ridicat.
Tehnologia de acțiune pe termen scurt a sarcinilor de șoc cu o rată de deformare mai mică în comparație cu sudarea prin explozie permite obținerea de CM-uri diferite cu o lipire satisfăcătoare a componentelor.
Tehnica presării dinamice la cald presupune încălzirea pachetului într-o atmosferă cu oxidare limitată, transferul acestuia pe o masă cu un mecanism de impact și comprimarea pachetului la dimensiunile necesare într-o singură cursă a sculei. De exemplu, pulberile de aluminiu, titan, nichel sau molibden au fost amestecate cu filamente de safir, carbură de siliciu, bor sau tungsten.
Apoi au fost încălzite într-un recipient cu vid și compactate prin forjare prin impact într-o matriță. Ca urmare, au fost obținute produse cu forme complexe, cum ar fi alveole, rotoare de compresor și palete de turbină.
Tehnologia compozitelor care implică depunerea matricei pe fibre poate fi produsă folosind tehnici chimice sau mecanice. Ca rezultat, se obțin compoziții multistrat de înaltă rezistență. De asemenea, este permisă opțiunea de pulverizare cu plasmă sau în vid.
