Способ изготовления волокнистого композиционного материала

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!!!! 531645

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополн!Пельное к авт. свпд-ву (22) Зыявлено 07.03.75 (21) 2113276 02,51) Ц, 1,! - В 22D 19 09 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.76. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 25.10.76 (53) У;л!,К 621,74.046 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Г. Бакаев, А. С. Матусевич и В. П. Северденко

Физико-технический институт АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО

КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству армировынных материалов.

Известен способ изготовления волокнистых композиционных материалов, заключающийся в том, что смесь коротких волокон и соли органической кислоты (муравьинокислый 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 материалы, 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 мытрнцы при одновременном нагреве их до температуры, на 30—

150 С превышающей температуру плывления мытсриыла матрицы.

На чертеже показыны литейная формы 1, имеющая х!ех!бранч 2, инд;ктор 3 и поршень 4.

Филыментные волокна 5 или усы помещают в литейную форму и наносят на них покрытие из материала матрицы следующим образом.

Волокна пропитывают под давлением метылл001)гы!!и !ес! па! соединс!!!!ех!, содержащих! ма териал матрицы, например ылюминпйтриылкилом. Затем производят нагрев волокон до температуры разложения металлоорганического соединения, при этом мытериал матрицы осаждается на волоки;!х. Затем из формы удаляют остаток металлооргянического соединения, заливают в нее расплав 6 материалы матрицы

2О при одновременном нагреве волокон до температуры, на 30 — 150 С превышающей точку плавления материалы матрицы, и прикладывают давление к рысплыву матрицы. Далее форму охлаждают водой плп другим охладителем, Л не снимая давления ны рысплыв матрицы вплоть до затвердеванпя.

Толщину покрытия металла а!!!тр!ц,ы ны воЛОКНаХ РЕГУ»IPyIO ЗЫ Счет ПЗ;!ЕЧЕНПЯ КОЛИЧЕства профильтрованного метыллооргынического

30 соединения. Волокна или усы можно предвыри531645

Формула изобретснпя

Составитель А. Кузнецова

Текре;.g В. Рыбакова

Корректор О. Тюрина

Редактор Т. 1Орникова

Заказ 2256 8 Изд. № 1638 Тираж 1003 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415

Типография, 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 пропит«н предварительно покрытых

; рмпру1ощих волокон илп усов металлом, который обеспечивает смачивание поверхности волокон расплавом материала матрицы при определенной температуре. Режимы и скорость

Охл ажДсппЯ выо IpIIIoT> исхОДЯ из свойства 10 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 ra- 15 за в 1 — 1,5 атм, например аргона, раствором алюминийтриалкилов и нагревают индуктором до 250 — 300 С. B результате нагрева до такой температуры алюминий осаждается на волокнах в виде покрытия, толщину которого регу- 20 лируют количеством раствора аллюминийорганического соединения, прошедшего через волокна и мембрану. Затем из формы удаляют остаток алюминийорганического соединения, заливают расплав материала матрицы — 25 алюминиевый сплав В95 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- 30 ьания твердых D. ñòâoðîâ в расплаве матрицы и охлажд;1>от Lîëîé со скорость«1 более 427 град/с, пе спим lя даDëeïèÿ на распл;>в матриЦ1>(.

Способ позволяет получать композиционные материалы Ilail основе легких металлов с филамент1111ми волокнами, прочностные хорактсристш<п которых полностью р ализуются в комПОЗИЦ1Ц1.

Способ изготовления волокнистого «омпозиционного материала, включающий пропитк, волокон под давлением материалом матрицы и последующее охлаждение, о т л и и а 1о щ и йся тем, что, с целью увеличения прочности и плотности композиционного материала, на волокна предварительно наносят промежуточное покрытие из материа Id 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 № 3787204, Кл. 164 — 93, 72 — 71, 1974 г.

2. Патент CILIA № 3547180, Кл. 164 — 61, 1970 г,