Способ изготовления волокнистого композиционного материала

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И АВТОРСКОМУ Сев ИДЕТЕЛЬСТВУ 11 Ц 531645 Союз Советских Социалистических Республик,11 .Ч, Кл," В 22 ьт 19, 0 присоединением заявки ЛЪ арствеииыи комитет а Министров СССР Го(72) Авторыизобретен А. Г, Бакаев, А. С. Матусевич и В. П. Северден Физико-технический институт АН Белорусской С 71) Заявите(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЛОКНИСТО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛАИзобретение относится к литеиному производству, в частности к производству армированных материалов.Известен способ изготовления волокнистых композиционных материалов, заключающийся в том, что смесь коротких волокон и соли органической кислоты (мур авьинокислый свинец) перемешивают и подвергают нагреву, В результате соль разлагается с выделением металла матрицы. После этого полученную смесь подвергают нагреву и давлению и получают композит с дискретными волокнами (1.Недостатком известного способа является то, что получение композиционных материалов, армированных сплошными однонаправленными волокнами, затруднительно, так как по указанному способу необходимо применение перемешивания, чтобы добиться равномерного распределения волокон.Известен способ изготовления композиционного материала, заключающийся в том, что волокна помещают в ванну с расплавом матричного материала, прикладывают давление, осуществляя пропитку волокон матричным материалом, а затем охлаждают 21. Указанный способ не обеспечивает достаточной прочности и плотности композиционного материала.С целью повышения прочности и плотности волокнистого композиционного материала на волокна предварительно наносят покрытие из материала матрицы, затем осуществляют пропитку волокон материалом матрицы при одно.временном нагреве их до температуры, на 30 - 150 С превышающей температуру плавления 5 матсриала матрицы.На чертеже показана литейная форма 1,имеющая мембрану 2, индуктор 3 и поршень 4.Филаментные волокна 5 или усы помещаютв литейную форму и наносят на них покрытие 111 из материала матрицы следу 1 ощим образом.Волокна пропитывают под давлением металлоорг 1 н 11 ческим соединснем, содержащим мт 1- териал матрицы, например алюминпйтриалкилом. Затем производят нагрев волокон до тем пературы разложения металлоорганическогосоединения, при этом материал матрицы осаждается на волоки;1 х, Затем из формы удаляют остаток металлоорганического соединения, заливают в нее расплав 6 материала матрицы 20 при одновременном нагреве волокон до температуры, на 30 - 150 С превышающей точку плавления материала матрицы, и прикладывают давление к расплаву матрицы. Далее форму охлаждают водой илп друг 11 м охладителем, 25 не снимая давления на расплав матрицывплоть до затвердевания.Толщину покрытия металла матрицы на воЛОКНаХ РЕГУЛИРУ 1 От За Счет ИЗ.ЛЕЧЕНПЯ КОЛИЧЕ- ства профильтрованного металлоорганического 30 соединения, Волокна или усы можно предвари531645 Формула изобретснпя Составитель А. Кузнецова Текред В, РыбаковаКорректор О. Тюрина Редактор Т, 1 Орникова Заказ 225618 Изд. Ма 1638 Тираж 1003 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 415Типография, пр. Сапунова, 2 тельно покрыть различными металлами, например, титаном, танталом, никелем и др, Интервалы температур нагрева выбирают, исходя из анализа физических процессов, протекающих в период пропитн предварительно покрытых 5 ; рмпруощих волокон илп усов металлом, который обеспечивает смачивание поверхности волокон расплавом материала матрицы при определенной температуре, Режимы и скорость ОхлЯжДснпя Выбираот, исхОДЯ из сВойстВЯ 1 О сплава, применяемого в качестве матрицы.П р и м ер. Волокна графита помещают в форму, например кварцевую трубу, которую с одного конца закрывают мембраной, После этого волокна пропитывают под давлением га за в 1 - 1,5 атм, например аргона, раствором алюминийтриалкилов и нагревают индуктором до 250 в 3 С, В результате нагрева до такой температуры алюминий осаждается на волокнах в виде покрытия, толщину которого регу лируют количеством раствора аллюминийорганического соединения, прошедшего через волокна и мембрану, Затем из формы удаляют остаток алюминийорганического соединения, заливают расплав материала матрицы - 25 алюминиевый сплав В 95 при 690 - 720 С с одновременным нагревом волокон индуктором и прикладывают давление не более 20 атм к расплаву матрицы, например, поршнем. Далее форму выдерживают при температуре образо вяния твердых растворов в распляве матрицы и охлаждаю,т водой со скоростью более 427 гряу/с, пе с 11 мяя давления на расплав мятриИь.Способ позволяет получать омпозиционпыс ЗЯТЕРЯЛЫ НЯ ОСОВЕ ЛЕГКИХ МЕТЯС 1 ЛОВ С ФИЛЯ асит 1 ми Волокнами, прочностные хорактсристкп 1:оторых полностью р.ализуются в комПОЗИЦГ. Способ изготовления волокнистого Омпозиционного материала, включающий пропитку волокон под давлением материалом матрицы и последующее охлаждение, о т л и и а о щ и йся тем, что, с целью увеличения прочности и плотности композиционного материала, на волокна предварительно наносят промежуточное покрытие из материала матрицы, нагревают волокна до температуры, на 30 - 150 С превышающей температуру плавления материала матрицы, при одновременном заполнении их последним, а затем прикладывают давление.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США Мо 3787204, Кл. 164 - 93, 72 - 71, 1974 г.2. Патент США М 3547180, Кл, 164 - 61, 1970 г,