Chernogolovka alimləri alüminium matrisi və karbon lifi arasındakı əlaqənin möhkəmliyinin karbon-alüminium kompozitlərinin gücünə necə təsir etdiyini öyrəndilər. Məlum oldu ki, onun zəifləməsi bütövlükdə materialın gücünü artırır və çatlaqların yayılmasına daha davamlı edir. İşin nəticələri aviasiya və kosmik sənayedə metal komponentləri əvəz edəcək yeni kompozitlərin hazırlanmasına kömək edəcək. Tədqiqat Rusiya Elm Fondunun qrantı ilə dəstəkləndi.
Karbon lifi və ya sadəcə olaraq karbon lifi amorf karbonun nazik tellərindən ibarətdir və gücü, yüngülliyi, istilik genişlənməsinin olmaması və kimyəvi müqaviməti ilə tanınır. Bu, onu aviasiya və kosmik materiallar üçün perspektivli əsas halına gətirir. Tipik olaraq, karbon lifli kompozitlərdə plastik matrisi gücləndirmək üçün istifadə olunur. Bununla belə, təyyarələrin bir çox güc blokları aşağı çatlaq müqavimətinə görə bu materialdan hazırlana bilməz. Kövrək plastik yüngül və çevik alüminium və ya onun ərintisi ilə əvəz edilə bilər.
“Lif və matrisə əlavə olaraq, onların interfeysi də kompozitin mexaniki xüsusiyyətlərinə kömək edir. Aralarındakı bağın gücü çox yüksək olarsa, belə bir materialda bir çatlaqın yayılmasına heç bir şey mane olmayacaq, nəticədə vaxtından əvvəl uğursuz olacaq. İşimizdə matris materialını seçməklə interfeysi zəiflətmək üçün yeni yanaşma təklif etdik. Bunun üçün istifadə edilən digər üsullarla müqayisədə bizim metodumuz daha səmərəli, daha sadə və daha ucuz oldu. Ümid edirəm ki, bu, bizə onu mümkün qədər tez hazır məhsulda tətbiq etməyə imkan verəcək”, - Rusiya Elm Fondunun layihə rəhbəri, texnika elmləri namizədi, Yu.A.Osipyan adına Bərk Cisimlər Fizika İnstitutunun baş elmi işçisi Sergey Qalışev deyir. Rusiya Elmlər Akademiyasının.
REA Bərk Cisimlər Fizikası İnstitutunun və A.Q.Merjanov adına RAS Struktur Makrokinetikası və Materialşünaslıq Problemləri İnstitutunun (Çernoqolovka) tədqiqatçıları alüminiuma hansı maddələri əlavə etmək olar ki, matrisa ilə lif arasındakı əlaqə daha az möhkəm olsun. təmiz alüminiumdan istifadə edildikdə. Seçim qalay üzərinə düşdü - maye fazada alüminiumla yaxşı qarışır, lakin onunla, eləcə də karbonla (hətta 600 ° C-dən yuxarı temperaturda kompozit istehsal prosesində) yeni birləşmələr əmələ gətirmir. Müəlliflər matrisdə müxtəlif məzmunlu qalay olan materialların mexaniki xüsusiyyətlərini ölçdülər, onun maksimal konsentrasiyası 50 atom faizi idi (onların hesablanması üçün kütlə deyil, atomların sayı istifadə olunur).
Məlum oldu ki, kompozitin xassələri qalay miqdarının artması ilə demək olar ki, xətti dəyişdi: matrisin və interfeysin gücü azaldı, lakin bütün materialın gücü 1450-dən 2365 MPa-a qədər artdı (müqayisə üçün, ən güclü alüminium ərintiləri 850 MPa-dan çox olmayan bir gücə malikdir). Bu asılılıq lif üzərində yükün daha vahid paylanması və mümkün çatlamanın sonunda daha az gərginlik konsentrasiyası ilə izah olunur. Başqa sözlə, bunu zəif sərhədin çatların yayılması üçün bir növ mexaniki qoruyucu olması ilə izah etmək olar. Sonuncu, kompozitin komponentləri arasında təmas nöqtəsinə çatır, lakin ilkin traektoriya boyunca deyil, sərhəd boyunca gedir. İstiqamətin dəyişdirilməsi enerji tələb edir və çatların daha da yayılması sistem üçün sərfəli deyil.
“Biz inanırıq ki, matrisi qalay və digər elementlərlə əritməklə qrupumuzun növbəti təcrübələrdə sınaqdan keçirəcəyi karbon-alüminium kompozitinin gücünü daha da artırmaq olar. Bunun üçün bir çox ilkin şərtlər var, məsələn, bu günə qədər əldə edə bildiyimiz ən güclü nümunənin gücü demək olar ki, 3000 MPa-dır”, - İSMAN RAS-ın elmi işçisi, texnika elmləri namizədi Oleq Averiçev yekunlaşdırır.
“Kalay Tərkibinin Karbon Fiber/Al-Sn-Matrix Kompozit Telin Gücünə Təsiri” məqaləsinin materiallarından istifadə edilmişdir; Sergey Qalışev, Valeri Orlov, Bulat Atanov, Evgeni Kolyvanov, Oleq Averiçev, Tiqran Akopdjanyan; Metals jurnalı, Xüsusi buraxılış alüminium və maqnezium ərintiləri və kompozitləri: formalaşdırılması, hazırlanması və emalı, dekabr 2021
bbabo.Net