Армирующее волокно для получения композиционного материала с металлической матрицей

 

Использование: для получения металлических армированных композиционных материалов. Сущность изобретения: на поверхности армирующего волокна из сплава на основе никеля или железа имеется пленка из аморфного оксида церия толщиной 0,5 - 10 мкм, которая выполняет роль диффузионного барьера и препятствует образованию интерметаллидных соединений как при изготовлении композиционного материала, так и при эксплуатации готовых изделий из него. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к металлическим армированным композиционным материалам (МКМ) на основе алюминия и его сплавов.

Целью изобретения является повышение технологичности волокна и механических свойств при повышенных температурах композиционных материалов с матрицей из алюминия или алюминиевого сплава.

Поставленная цель достигается тем, что на поверхности армирующего волокна из сплава на основе никеля или железа имеется пленка из оксида церия толщиной 0,5-10 мкм.

Сущность изобретения основана на том, что пленка из оксида церия толщиной 0,5-10 мкм выполняет роль диффузионного барьера с высокими адгезионными свойствами как к алюминию и его сплавам, так и к сплавам на основе железа и никеля. Этот диффузионный барьер препятствует образованию интерметаллидных соединений как при изготовлении МКМ, так и при эксплуатации готовых изделий. Пленка из оксида церия на армирующем волокне позволяет повысить механические свойства МКМ и его работоспособность при повышенных температурах, а также расширить технологические возможности при изготовлении изделий из МКМ, применяя методы литья и пропитки жидким расплавом для получения изделий сложной формы.

Положительные эффекты использования предлагаемого армирующего волокна, устраняющие недостатки известных МКМ системы алюминий-нержавеющая сталь, иллюстрируют данные табл. 1, а системы алюминий-нихром табл. 2.

Как видно из таблиц, применение пленки из оксида церия позволяет увеличить предел прочности МКМ от 1,5 до 3 раз, а максимальную деформацию до разрушения в 20 раз. Положительный эффект достигается при использовании пленки толщиной от 0,5 до 10 мкм. Пленка толщиной менее 0,5 мкм не является надежной защитой от образования интерметаллидных соединений, а при толщине более 10 мкм не вызывает улучшения своих функциональных обязанностей и, кроме того, может привести к негативным физико-механическим изменениям в МКМ.

Формула изобретения

АРМИРУЮЩЕЕ ВОЛОКНО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ, содержащее металлическую основу и покрытие, отличающееся тем, что, с целью повышения технологичности волокна и повышения механических свойств при повышенных температурах композиционных материалов с матрицей из алюминия или алюминиевого сплава, покрытие выполнено из аморфного оксида церия толщиной 0,5 10 мкм, а металлическая основа волокна выполнена из сплава на основе никеля или железа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2