Бронированный композиционный материал Советский патент 1993 года по МПК C22C29/00 F41H1/02 F41H5/02 

Изобретение относится к области композиционных материалов, используемых в качестве брони.

Целью изобретения является повышение механических свойств.

Изобретение касается бронированного композиционного материала, содержащего основу из металлического связующего, в качестве которого используют, по крайней мере, одно вещество, выбранное из группы, содержащей алюминиевый сплав, медный сплав, чугун, титан , железо, никель, сталь и керамический наполнитель, в качестве которого используют, по крайней мере, одно вещество, выбранное из группы, содержащей глинозем, магнезию, оксид циркония, карбид кремния, диборид титана, нитрид

алюминия, додекаборид алюминия, карбид титана при содержании керамического наполнителя 36-72 об.%. Предпочтительным является содержание в качестве металлического связующего алюминиевого сплава, а в качестве керамического наполнителя - магнезии, оксида циркония, карбида кремния, диборида и нитрида алюминия, доде- карборида алюминия.

Бронированный композиционный материал, представляющий собой основу на металлическом связующем с керамическим наполнителем из вышеуказанных веществ, имеет высокие броневые характеристики. Он может разрушать ударяющиеся об него снаряды, обладает более высокой жесткостью и может быть использован в качестве противобаялистимеского средства.

00

CJ

Os

4 vj 00

GO

Для получения изделия из композиционного материала на металлическом связующем с относительно высоким содержанием наполнителя в объемных процентах можно использовать целый ряд известных 5 технологий: самовакуумирование, самопроизвольная пропитка и т.п.

Вещество наполнителя должно быть достаточно проницаемым для того, чтобы реакционная газовая среда могла проникать в 1Q наполнитель. В приведенном ниже примере применения технологии самовакуумирова- ния предусмотрено, что между неплотно упакованными частицами наполнителя с размерами 54-220 меш. имеется достаточ- 15 ное количество реакционной газовой среды. Благодаря такому наполнителю реакционная газовая среда может полностью или частично вступать в контакт и реагировать с расплавленным металлом связующего 20 и/или наполнителем и/или непроницаемым контейнером, что приводит к возникновению вакуума, засасывающего расплавленный металл связующего в наполнитель. Более того, распределение реакционной га- 25 зовой среды по наполнителю не обязательно должно быть абсолютно равномерным, однако почти равномерное распределение реакционной газовой среды способствует формированию искомого изделия из компо- 30 зита на металлическом связующем.

Выбор наполнителя зависит от таких факторов, как вид металла связующего, условия проведения процесса, способность расплавленного металла связующего реаги- 35 ровать с реакционной газовой средой, способность этого металла реагировать с веществом непроницаемого контейнера, а также заданные свойства готового композитного продукта. Например, если металл 40 связующего представляет собой алюминий, то подходящие наполнители включают: а) оксиды, например, глинозем; б) карбиды, например, карбид кремния: в) нитриды, например, нитрид титана. Если наполни- 45 тель проявляет заметную склонность к реагированию с расплавленным металлом связующего, то этот процесс можно компенсировать минимальной продолжительностью и температурой пропитывания 50 или же нанесением реакционно-пассивного покрытия на частицы наполнителя. Наполнитель может представлять собой носитель- подложку из углерода или другого некерамического материала, несущую кера- 55 мическое покрытие, защищающее эту подложку от агрессивного воздействия или повреждения. Подходящие керамические покрытия могут быть образованы оксидами, карбидами или нитридами. К керамике, которую предпочтительно используют согласно данному способу, относятся глинозем и карбид кремния в виде частиц, таблеток, усов и волокон. Волокна могут быть штам- пельными (рублеными) или же иметь вид непрерывных нитей, например, вид пакли из множества нитей. Кроме того, состав и/или конфигурация наполнителя либо пре- форма могут быть однородными или неоднородными.

Размеры и конфигурация частиц наполнителя могут быть любыми, лишь бы они отвечали требуемым свойствам композита. Таким образом, материал наполнителя может иметь вид частиц, усов, чешуек или волокон, если только они не препятствую пропитыванию Можно также использовать и другие конфигурации: сферические, трубчатые, пластинчатые, имеющие вид тканей из огнеупорных волокон и т.п. Кроме того, размеры частиц материала не ограничивают пропитывание, хотя для полного пропитывания вещества, состоящего из малых частиц, требуются более высокая температура и больше времени, чем для состоящего из более крупных частиц. Средние размеры частиц наполнителя укладываются в интервал от менее чем 24 меш до приблизительно 500 меш. Данный интервал предпочтителен для большинства технических рбластей применения. Более того, регулирование размеров (поперечника частиц и т.п.) частиц проницаемого вещества наполнителя позволяет запроектировать и обеспечить такие физические и/или механические свойства готового композита на металлическом связующем, которые перекрывают любые области технического применения. Далее, для обеспечения необходимых свойств композитного изделия можно использовать введение наполнителя, содержащего частицы различных размеров, а также более плотную упаковку частиц наполнителя. Можно также добиться более низкого относительного объемного содержания частиц в композите посредством приведения частиц наполнителя в движение (например, посредством встряхивания контейнера) в ходе пропитывания и/или вмешиванием порошка металла связующего с наполнителем до пропитывания.

Реакционная газовая среда может представлять собой любую газовую среду, способную реагировать полностью или хотя бы частично с расплавленным металлом связующего и/или наполнителем и/или непроницаемым контейнером с образованием продукта реакции, занимающего меньший объем по сравнению с объемом, занимаемым газовой средней и компонентами, участвующими в реакции, до начала последней. В частности, реакционная, газовая среда, соприкасаясь с расплавленным металлом связующего и/или наполнителем и/или непроницаемым контейнером, может реагировать с одним или более компонентами реакционной системы с образованием твердого, жидкого или газообразного продукта реакции, занимающего меньший объем по сравнению с комбинацией отдельно взятых исходных компонентов, что приводит к возникновению пустоты или вакуума и способствует всасыванию расплавленного металла связующего в наполнитель либо преформ. Реакция между реакционной газовой средой и одним или более компонентами системы: металлом связующего и/или наполнителем и/или непроницаемым контейнером, может продолжаться в течение времени, достаточного для того, чтобы металл связующего полностью или хотя бы частично пропитал наполнитель. Например, если реакционной газовой средой является воздух, то реакция между металлом связующего, например, алюминием, и воздухом может привести к образованию таких продуктов реакции, как глинозем и нитрид алюминия. В условиях проведения процесса продукт реакции стремится занять меньший объем по сравнению с общим объемом, первоначально занимаемым расплавленным алюминием и воздухом. В результате реакции возникает вакуум, заставляющий расплавленный металл связующего пропитывать наполнитель либо преформ. В зависимости от используемый системы наполнитель и/или непроницаемый контейнер могут сходным образом реагировать с реакционной газовой средой, образуя вакуум, способствующий пропитыванию наполнителя расплавленным металлом связующего. Такой процесс самовэкуумиро- вания может продолжаться в течение времени, достаточного для получения изделия из композита на металлическом связующем.

Было установлено, что для того, чтобы предотвратить или отсечь поток газа, который мог бы идти из окружающей газовой среды в наполнитель, то есть для предотвращения потока из окружающей газовой среды в реакционную, необходимо предусмотреть уплотнение или уплотняющее средство.

Подходящие уплотнения или уплотня-/ ющие средства можно классифицировать следующим образом: механические, физические и химические, причем каждый вид можно далее подразделить на внешние (наружные) и внутренние. Термин внешние

означает, что уплотняющие эффект возникает независимо от расплавленного металла связующего или же в дополнение к любому эффекту уплотнения, обусловленному расплавленным металлом связующего (например, эффект, вызванный добавлением агента к другим компонентам реакционной системы). Термин внутренние означает, что эффект уплотнения возникает исключи0 тельно благодаря одному или более свойствам металла связующего (например, эффект, обусловленный способностью металла связующего смачивать непроницаемый контейнер). Внутреннее механическое

5 уплотнение можно получить, просто предусмотрев порцию расплавленного металла связующего достаточной глубины, или же простым погружением наполнителя либо преформа в расплав, как например, в цити0 рованных выше патентах на имя Рединга, а также Рединга и др. и в патентах, ссылающихся на эти.

Тем не менее, установлено, что внутренние механические уплотнения, например,

5 те, которые придумал Рединг, оказываются неэффективными в широком спектре Областей применения, причём они требуют избыточно больших количеств расплавленного металла связующего. Согласно

0 настоящему изобретению установлено, что внешние уплотнения, а также внутренние уплотнения, относящиеся к классам физических и химических, позволяют преодолеть упомянутые недостатки внутреннего меха5 нического уплотнения. В предпочтительном техническом решении внешнего уплотнения уплотняющее средство можно наложить на поверхность металла связующего извне в виде твердого или жидкого матери0 ала, который в условиях проведения процесса может почти не реагировать с металлом связующего. Было установлено, что подобное внешнее уплотнение предотвращает или по крайней мере в достаточной степени

5 подавляет перемещение парофазных составляющих из окружающей газовой среды в реакционную.

Материалы, подходящие для применения в качестве физического уплотняющего

0 средства, могут быть твердыми или жидкими. К ним относятся стекла, например, 5о- ратные или силикатные стекла, оксид бора, плавленые оксиды и т.п., или же любой другой материал (ы) достаточно эффективно по5 давляющие перенос вещества окружающей газовой среды в реакционную в условиях проведения процесса,

Внешнее механическое уплотнение можно получить предварительным сглаживанием или предполировкой или какой-пибо

иной отделкой внутренней поверхности непроницаемого контейнера, содержащего порцию металла связующего, таким образом, чтобы с достаточной степени подавать перенос газа между окружающей и реакционной газовыми средами. Подходящее уплотнение могут также обеспечить глазури и покрытия, например, из оксида бора, которые можно нанести на стенкм контейнера, чтобы сделать его непроницаемым.

Внешнее химическое уплотнение можно обеспечить, помещая соответствующий агент, способный, например, реагировать с материалом непроницаемого контейнера, на поверхность расплавленного металла связующего. Продукт реакции может представлять собой межметаллическое соединение, оксид, карбид и т.п.

В предпочтительном техническом решении внутреннего физического уплотнения металл связующего способен реагировать с окружающей газовой средой, образуя уплотнение или уплотняющее средство, отличающихся по составу от металла связующего. Например, по мере протекания реакции металла связующего с окружающей газовой средой может образоваться продукт реакции (в случае алюминий-магниевого сплава, реагирующего с воздухом - оксид магния и/или магний-алюминатная шпинель, а в случае бронзового сплава, реагирующего с воздухом - оксид меди), способный отделить реакционную газовую среду от окружающей. В другом техническом решении внутреннего физического уплотнения в металл связующего можно ввести стимулятор уплотнения, облегчающий формирование уплотнения по мере протекания реакции между металлом связующего и окружающей газовой средой. Например, в алюминиевое связующее можно добавить магний, висмут, свинец и т.п., а в металлическое связующее на основе меди или бронзы - селен, теллур, серу и т.п. При формировании внутреннего химического уплотняющего средства металл связующего может реагировать с веществом непроницаемого контейнера, например, посредством частичного растворения вещества контейнера или путем образования покрытия на внутренних стенках контейнера или же посредством формирования продукта реакции или межметаллических соединений, которые способны изолировать наполнитель от окружающей газовой среды.

Далее, следует учесть, что уплотнение должно быть способно к согласованию объемных (например, расширении или сжатии) или иных изменений в реакционной системе, не позволяя окружающей газовой среде

просачиваться в наполнитель и в частности, подмешиваться к реакционной газовой среде. Характерно, что по мере того как расплавленный металл связующего пропитывает проницаемое вещество наполнителя либо преформа, может обнаружиться тенденция уменьшения глубины расплавленного металла связующего в контейнере. Подходящее уплотняющее средство для по0 добной системы должно быть в достаточной степени пригодным для предотвращения переноса газа из окружающей газовой среды в наполнитель по мере понижения уровня расплавленного металла связующего в

5 контейнере.

Преграждающее средство также можно применять в комбинации с настоящим изобретением. В частности, в качестве преграждающего средства, пригодного для

0 применения согласно способу настоящего изобретения, можно взять любое подходящее средство, способное подавлять, предотвращать или ограничивать мигрированием перемещение и т.п. расплавленного

5 металла связующего за пределы установленной граничной поверхности наполнителя или же препятствовать такому движению. Подходящее преграждающее средство может представлять собой любой материал,

0 или соединение или химический элемент, состав и т.п., которые в условиях проведения процесса, отвечающего настоящему изобретению, сохраняют известную структурную целостность, не улетучиваются и об5 ладают локализованной способностью подавления, приостановки, воспрепятствования, предотвращения и т.п. продолжающегося пропитывания для движения другого рода за пределы установленной гра0 ничной поверхности наполнителя. Преграждающее средство можно использовать в ходе самовакуумирующего пропитывания или в любом непроницаемом контейнере, применение которого связано с техноло5 гией самовакуумирования, предназначенной для получения композитов на металлическом связующем, как это подробнее описано ниже.

К подходящим преграждающим средст0 вам относятся материалы, которые в условиях проведения процесса способны смачиваться мигрирующим расплавленным металлом связующего, либо не смачиваться им, пока смачивание не распространяется

5 далеко за пределы поверхности преграждающего средства (т.е. поверхностное смачивание). Преграда подобного типа проявляет незначительное средство к расплавленному сплаву связующего, так что преграждающее средство предотвращает или подавляет

движение сплава за пределы установленной граничной поверхности наполнителя либо преформа. Преграда снижает необходимость в какой-либо конечной механической обработке, включая шлифование, которые могут потребоваться для окончательной отделки композитного продукта на металлическом связующем.

Подходящие преграды, в частности, используемые в случае металлического связу- ющего на основе алюминия, содержат углерод, в особенности его кристаллическую аллотропную разновидность, известную как графит. В описанных выше условиях проведения процесса графит почти не смачивает- ся расплавленным алюминиевым сплавом. В частности, предпочтителен графит в виде продукта Графойл, представляющий собой графитовую ленту, проявляющую свойство предотвращать мигрирование расплавленного алюминиевого сплава за пределы установленной граничной поверхности наполнителя. Кроме того,упомянутая графитовая лента устойчива против нагревания и химически инертна. Графитовая лента марки Графойл является гибкой, легко подгоняемой, податливой и эластичной. С ее помощью можно образовать множество конфигураций, отвечающих большинству требований, предъявляемых к преградам в процессе их применения. Графитовые преграждающие средства бывают также в виде шликера или пасты и даже окрашивающего пленочного слоя, наносимых на граничную область наполнителя ли- бо преформа. Лента Графойл в особенности предпочтительна, так как она представляет собой гибкий графитовый лист. Один из приемов использования такого листового графита, похожего на бумагу, состоит в обертывании наполнителя либо преформа, подлежащих пропитыванию, слоем Графойла. Другое прием состоит в том, что листовой графит можно отформовать и получить контррельефную форму, конфигурация которой отвечает желательной конфигурации изделия на металлическом связующем. Полученную контррельефную форму можно затем заполнить материалом наполнителя.

Кроме того, в качестве преграды могут служить и другие материалы, состоящие из тонкодисперсных микрочастиц, например, глинозем зернистостью 500 меш (размер зе- рен 30 мкм), хорошо работающие в некоторых ситуациях до тех пор, пока скорость пропитывания металлом микрочастиц преграды будет ниже скорости пропитывания наполнителя.

Преграждающее средство можно применять любым подходящим образом, например, нанесением на установленную граничную поверхность слоя данного преграждающего средства. Подобный слой преграждающего средства можно нанести кистевым окрашиванием, окунанием, шел- котрафаретной печатью, испарением или иным приемом с использованием преграждающего средства в виде жидкости, шликера или пасты или же набрызгиванием преграждающего средства, способного к улетучиванию; наконец, простым осаждением слоя твердых микрочастиц, а также наложением твердого тонкого листового материала или же пленки преграждающего средства на установленную граничную поверхность. При установленной преграде самовакуумирующее пропитывание оказывается существенно ограниченным, когда пропитывающий металл связующего достигает заданной граничной поверхнот сти и контактирует с преграждающим средством.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Данный пример показывает, что для получения изделий из композита на металлическом связующем с использованием технологии самопроизвольного пропитывания можно с успехом применять наполнители самых разнообразных геометрических конфигураций. В табл.1 дана сводка условий эксперимента, которые были приняты при получении множества изделий из композита на металлическом связующем, причем к этим условиям относятся различные металлы связующего, геометрические конфигурации наполнителя, рабочие температуры и продолжительность обработки.

Образец А. Готовили форму из кремнезема с внутренней полостью дл.;юй 5 (127 мм), шириной 5 (127 мм) и глубиной 3,25 (83 мм). Днище формы из кремнезема имело пять отверстий диаметром 0,75 (19 мм) и глубиной 0,75 (19 мм). Перед изготовлением.формы сначала смешивали компоненты шликера, представляющие собой 2,5-3 мае.ч. порошкового кремнезема (марка Рэнко. -сил, фирма Рэнсом и Рэндолф, г. Мони, шт. Огайо, США), 1 масс.ч. коллоидного кремнезема (марка Ниэкол 830, фирма . Ниэкол продактс, г. Эшленд, шт. Миннесб- та, США), а также 1-1,5 мае.ч. кварцевого песка (марка Рзнко-сил А, поставляемый фирмой Рэнсом и Рэндолф, г. Мони. шт. Огайо, США). Шликерную смесь заливали в каучуковую форму с полостью обратной конфигурации по сравнению с желаемой

конфигурацией полости формы из кремнезема и оставляли на ночь (около 14 ч) в морозильнике. Затем форму из кремнезема . извлекали из каучуковой формы, обжигали в печи с воздушной газовой средой при 800° С в течение 1 ч, после чего охлаждали при комнатной температуре.

Донную поверхность изготовленной формы из кремнезема перекрывали куском графитовой фольги (марка Перма-фойл, фирма ТТ Америка, г. Портленд, шт. Орегон, США) размерами: длина - 5 (127 мм}, ширина - 5 (127 мм) и толщина 0,010 (0,25 мм). В графитовой фольге были вырезаны отверстия диаметром 0,75 (19 мм),.располо- жение которых соответствовало отверстиям s днище формы из кремнезема. В имеющиеся в днище формы из кремнезема отверстия были вставлены цилиндры из металла связующего диаметром 0.75 (19 мм) и высо- той 0,75 (19 мм), идентичные по составу металлу связующего, описанному ниже. В четырехлитровую пластмассовую банку насыпали около 826 г наполнителя, представляющего собой смесь 95% (масс.доли) глинозема зернистостью 220 меш. (размер зерен 65 .мкм) (марка 38 Алундум, фирма Нортон, г.Уорчестер, шт. Миннесота, США) и 5% порошка магния зернистостью 325 меш, (размер зерен 44 мкм) (марка Эвар, фирма Джонсон Мэтти, г. Сибрук, шт, Нью-Гемпшир, США). Смесь встряхивали в течение 15 мин. Шихту наполнителя высыпали затем а форму из кремнезема с образованием на ее дне слоя . лубиной 0,75 (19 мм) прм легком последующем постукиванием для выравнивания поверхности этого слоя наполнителя. Сверху на поверхность слоя шихты наполнителя помещали около 1220 г металла связующего приблизительно следующего процентного (масс.доли) состава: 0,25 кремния, 0,30 железа, 0,25 меди, 0,15 марганца, 9,5-10,6 магния, 0,15 цинка, 0,25 титана, остальное - алюминий, заполнив тем самым форму из кремнезема. Далее форму из кремнезема вместе с содержимым помещали в контейнер из нержавеющей стали, ширина 10 (254 мм) и высота 8 (203 мм). Форму мз кремнезема, помещаемую в контейнер из нержавеющей стали, предва- рительно опрыскивали с использованием для этой цели губчатого титан-содержащего вещества (фирма Кемэллой, г. Брин Моур, шт. Пенсильвания, США), азятого в количестве около 15 г, Отверстие контейнера из нержавеющей стали закрывали куском медной фольги, образуя таким образом закрытую камеру. Сквозь упомянутую медную фольгу была продета трубка, предназначенная для продувки азотом. После этого контейнер из нержавеющей стали вместе с содержимым устанавливали в камерную печь сопротивления с воздушной газовой средой.

Температуру в печи поднимали от комнатной до приблизительно 600° С со скоростью 400° С. при расходе вдуваемого азота 10 л.. Следует отметить, что закрытая камера не была газонепроницаемой, так что азот в некотором количестве выходил наружу, Далее температуру повышали от 600° С до 750° С со скоростью 400°.С. при расходе вдуваемого азота около 3 л.. После выдерживания системы при 775° С в течение 1,5 ч при расходе азота около 2 л.мин.1 контейнер из нержавеющей стали вместе с его содержимым извлекали из печи. Форму из кремнезема вынимали из контейнера, материалом которого служила нержавеющая сталь, и сливали из этой формы остаток металла связующего. В форму из кремнезема вставляли медную охлаждающую плиту длиной 5 (127 мм), шириной 5 (127 мм) и толщиной 1 (25 мм), имеющую комнатную температуру, так чтобы эта плита контактировала с верхней порцией остаточного металла связующего, непосредственно охлаждая готовое изделие из композита на металлическом связующем.

Образец В. Делали стальной ящик из стального каркаса, ограничивающего объем 5 (127 мм) в длину, 5 (127 мм) в ширину и 2,75 (70 мм) в глубину и обшитого стенками толщиной 0,3 (7,9 мм). Ящик был установлен на стальной плите, имеющей 7 (178 мм) в длину, 7 (178 мм) в ширину и толщиной 0,25 (6,4 мм). Изнутри стальной ящик был облицован сплошь графитовой фольгой, так что внутренний графитовый ящик составлял 5 (127 мм) в длину, 5 (127 мм) в ширину и 3 (76 мм) в высоту. Ящик из графитовой фольги был выполнен с использованием куска графитовой фольги (марка Перма- Фойл, фирма ТТ Америка, г. Портленд, шт. Орегон, США), имеющей 11 (279 мм) в длину, 11 (279 мм) в ширину и толщиной 0,010 (0,25 мм). В графитовой фольге были выполнены четыре параллельных выреза, имеющие 3 (76 мм) по ширине и 3 (76 мм) в длину. Графитовая фольга с вырезами была сложена и закреплена скобками, так чтобы получился графитовый ящичек.

Далее готовили 782 г шихты наполнителя, смешивая в пластмассовой банке и встряхивая вручную в течение 15 мин следующие компоненты: 95% (масс.доли) глинозема (марка С-75 PC, фирма Эдкен кемикалз, г. Монреаль, Канада) и 5% порошка магния зернистостью 325 меш. (размер зерен 44 мкм) (марка Эзар, фирма ДжонСон Мэтти, г. Сибрук, шт. Нью-Гемпшир, США). Шихту Заполнителя высыпали, затем в ящичек из графитовой фольги с образованием слоя глубиной 0,75 (19 мм), поверхность шихты выравнивали легким постукиванием. На поверхность шихты наполнителя насыпали в виде покрытия 4 г порошкового магния зернистостью 50 меш (размер зерен 0,3 мм) (фирма-поставщик Элфа продактс, а также (Мрртон тиокал, г. Денвере, шт. Миннесота, США). Поверх шихты наполнителя с покрытием из магниевого порошка помещали 1268 г металла связующего следующего процентного (масс.доли) состава: 0.25 кремния, 0,30 железа, 0,25 меди, 0,15 марганца, 0,5- 10,6 магния, 0,15 цинка, 0,25 титана, остальное - алюминий.

Стальной ящик вместе с его содержимым помещали в контейнер из нержавеющей стали, имеющей 10 (254 мм) в длину, 10 дюймов (254 мм) в ширину и 8 (202 мм) в высоту. Дно контейнера из нержавеющей стали было подготовлено таким образом, что днище ящика было прикрыто куском графитовой фольги, имеющей 10 (254 мм) в длину, 10 (254 мм) в ширину и толщиной 0,010 (0,26 мм), причем на графитовую фольгу был помещен обожженный кирпич, на который опирался стальной ящик, находящийся в контейнере из нержавеющей стали. Графитовую фольгу в донной части контейнера из нержавеющей стали, обертывающую обожженный кирпич, который поддерживал стальной ящик, обрызгивали губчатым титан-содержащим веществом (фирма Кэмэллой, г. Брин Моур, шт. Пенсильвания, США), взятым в количестве 20 г.. Отверстие контейнера из нержавеющей стали накрывали листом медной фольги, образуя закрытую камеру. Через лист медной фольги была пропущена трубка для продувки азотом. Контейнер из нержавеющей стали вместе с его содержимым устанавливали в камерную печь сопротивления с воздушной газовой средой.

Далее печь нагревали от комнатной температуры до приблизительно 600° С со скоростью 400° С. при расходе подаваемого по трубке азота около 10л.мин , Затем осуществляли нагревание от 500° С до 800° С со скоростью 400° С.ч при расходе азота около 2 л.. Затем контейнер из нержавеющей стали вместе с его содержимым извлекали из печи. Стальной ящик вынимали из этого контейнера и помещали на имеющую комнатную температуру водоохлэжда- емую медную плиту, предназначенную для охлаждения и имеющую следующие размеры: 8 (203 мм) в длину, 8 (203 мм) в ширину

при толщине 0,5 (13 мм), с целью прямого отверждения композита на металлическом связующем.

Образец С. Из графита марки AT (поставщик - фирма Юнион карбайд) выполняли графитовую лодочку с полостью следующих размеров: 12 (305 мм) в длину, 8 (203 мм) в ширину и 5,25 (13,4 мм) в высоту. На дно графитовой лодочки устанав0 ливали три графитовых ящичка, имеющих следующие размеры: 8 (203 мм), в длину 4 (102 мм) в ширину и 5 (127 мм) в высоту. Ящички из графитовой фольги были выполнены с использованием графитовой фольги

5 Графойл (фирма Юнион карбайд) в виде куска размерами 14 (356 мм) в длину, 12,5 (318 мм) в ширину при толщине 0,015 (0,38 мм). В графитовой фольге были выполнены четыре параллельных выреза 5 (127 мм)

0 по ширине и 5 (127 мм) в длину. Ящички из графитовой фольги были сделаны посредством сгибания графитовой фольги с вырезами и с последующим ее склеива- . нием смесью, содержащей 1 масс.ч, порош5 кового графита (марка KS-44, фирма Лонза, г. Фэйр Лоун, шт, Нью-Джерси, США) и 3 масс.ч. коллоидного кремнезема (марка Дудокс, фирма Дюпон де Немур, г. Уилмингтон, шт. Делавер, США) и за0 креплением скобками, чтобы ящичек не разваливался. Дно ящичка из графитовой 50 меш. (размер зерен 0,30 мм) (фирма-поставщик Элфа продлактс, а также Мортон тиокрл, г. Денвер, , шт. Миннесота, США).

5 Этот магниевый порошок был наклеен на два ящичка из графитовой фольги смесью, содержащей 25-50% (об.доли) графитового связующего (марка Ригидлок, фирма Поликарбон, г.Валенсия, шт, Калифорния,

0 США), остальное - этиловый спирт.

Далее насыпали в пластмассовый бочонок и перемешивали в течение по крайней мере к 2 ч на шаровой мельнице приблизительно 1000 г шихты наполнителя, содержа5 щей 98% (масс, доли) чешуйчатого глинозема зернистостью 60 меш. (размер чешуек 0.25 мм) (марка Т-64, фирма Элкоа индастриэл кемикалз дивижа, г. Боксит, шт., Арканзас, США) и 2% порошкового маг0 ния зернистостью 325 меш (размер частиц 44 мкм) (марка Эзар, фирма Джонсон Мэтти, г. Сибрук, шт Нью-Гемпшир, США). Затем шихту наполнителя насыпали на дно ящичка из графитовой фольги, находящего5 ся в графитовой лодочке, уплотняли слой шихты вручную и наносили в виде покрытия слой магниевого порошка зернистостью 50 меш (размер зерен 0,30 мм) (фирмы Элфа продактс, vi Мортон тиокол, г, Денвере, шт. Миннесота. США), взятого в количестве

6 г. После этого поверх слоя шихты наполнителя помещали 1239 г. металла связующего следующего процентного (масс, доли) состава: 0,35 кремния, 0,40 железа, 1,6-2,6 меди, 0,20 марганца, 2,6-3,4 маг- ния, 0,18-0,35 хрома, 6.8-8,0 цинка, 0,20 титана, остальное - алюминий. Таким образом, в ящичке из графитовой фольги находились шихта и металл.

Графитовую лодочку вместе с ее содер- жимым устанавливали при комнатной температуре в ретортную печь сопротивления.

Дверцу реторты закрывали и в реторте создавали вакуум, составляющий по крайней мере 30 (762 мм) рт.ст, По достижении вакуума в реторную камеру подавали азот при расходе около 2,5 л.мин . Далее ретортную печь разогревали приблизительно до 700° С со скоростью 120° С. и осуществляли выдерживание при 700° С в течение 10 ч при этом же расходе подаваемого азота: 2,5 л.мин . Затем ретортную печь охлаждали от 700° С приблизительно 675° С со скоростью 150° С.ч 1. При температуре около 675° С графитовую лодочку вместе с ее содержимым извлекали из реторты и подвергали прямому отверждению. В частности, графитовую лодочку помещали на графитовую плиту, имеющую комнатную температуру, и насыпали поверх расплав- ленного металла связующего, находящегося в ящичке из графитовой фольги, внешний утеплитель в количестве приблизительно 500 мл. Применяли утеплитель верха марки Фидол (фирма Фозекс, г. ирук Парк, шт, Огайо, США). Затем графитовую лодочку завертывали в одеяло толщиной 2 (51 мм) из керамического волокна (марка Сироблан- кет, фирма Мэвиниль рефрэктори про- дактс). По достижении комнатной температуры ящички из графитовой фольги демонтировали и высвобождали из них готовые изделия из композита на металлическом связующем.

Образец . Из графита марки ATJ, по- ставляемого фирмой Юнион карбайд, выполняли графитовую лодочку с полостью имеющей следующие размеры: 8 (203 мм) в длину, 4 (102 мм) в ширину и 2,5 (63 мм) в глубину. В графитовую лодочку устанавли- вали ящичек из графитовой фольги, имеющий следующие размеры: 8 (208 мм) в длину, 1,5 (36 мм) в ширину и 3 (76 мм) в высоту. Указанный ящичек был выполнен из куска графитовой фольги Графойл )фирма Юнион карбайд) размерами: 14 (365 мм) в длину, 7,5 (191 мм) в ширину и при толщине 0,015 (0,38 мм). В графитовой фольги были выполнены четыре параллельных выреза: 3 (76 мм) по ширине и 3 (76 мм) в

длину. Графитовый ящичек изготовили сгибанием графитовой фольги с последующим склеиванием графитовым связующим (марка Ригидлок, фирма Поликарбон, г. Валенсия, шт. Калифорния, США) и укреплением скобками. После достаточного высушивания ящичек из графитовой фольги помещали в графитовую лодочку.

В четырехлитровую пластмассовую банку насыпали около 1000 г шихты наполнителя, содержащей 96% (масс.доли) глинозема в виде чешуек, имеющих 10 мкм в диаметре и толщину около 2 мкм (чешуйчатый альфа- глинозем зернистости F, фирма Дюпон де Немур, г. Уилмингтон, шт. Делавер, США), и приблизительно 4% магнивеого порошка зернистостью 325 меш (размер зерен 44 мкм) марка Эзар, фирма Джонсон Мэтти, г. Сибрук, шт. Нью-Гемпшир, США). Для получения из шихты шликера остальной .объем пластмассовой банки заполняли этиловым спиртом. Далее пластмассовую банке вместе с ее содержимым помещали по крайней мере на 3 ч на шаровую мельницу. Для отделения шихты наполнителя от этилового спирта шликерную смесь, затем подвергали вакуумному фильтрованию. По удалении большей части этилового спирта шихту наполнителя помещали на ночь в воздушную сушилку с температурой около 110и С для окончательного высушивания. Завершающая операция подготовки шихты наполнителя заключалась в просеивании через сито 40 меш. (просвет ячеек 0,42 мм). Ниже технология жидкостного диспергирования обозначаются для кратности как технология ЖД.

На дно ящичка из графитовой фольги насыпали в виде покрытия приблизительно 1,5 г магниевого порошка зернистостью 50 меш. (размер зерен 0,30 мм) фирмы Элфа лродактс и Мортон тиокол, г, Денвере, шт. Миннесота, США), слой которого приклеивали ко дну ящичка из графитовой фольги графитовым связующим (марка Ригидлок, фирма Поликарбон, г. Валенсия, шт. Калифорния, США). Далее в ящичек из графитовой фольги, а именно, на его дно, насыпали шихту наполнителя, которую уплотняли вручную, а поверх нее наносили в виде покрытия магниевый порошок зернистостью 50 меш (размер зерен 0,30 мм) (фирмы Элфа продактс и Мортон тиокол, г. Денвер, шт. Миннесота, США)в количестве 1,5 г. Поверх шихты наполнителя, находящейся в ящичке из графитовой фольги, помещали приблизительно 644 г связующего следующего процентного (масс.доли) состава: 0,25 кремния,- 0,30 железа,

0,25 меди, 0,15 марганца, 9,5-10,6 магния, 0,15 цинка, 0,25 титана, остальное - алюминий. Как показано на рис.12, вдоль наружных боковых сторон ящичка из графитовой фольги были помещены две.опорные пластинки из графита длиной 8 (203 мм), шириной 3 (76 мм) и толщиной 0,5 (13 мм). В графитовую лодочку вокруг графитовых пластинок был насыпан глинозем зернистостью 220 меш (размер зерен 65 мкм)(марка 38 Алун- дум, фирма Нортон, г. Уорчерстер, шт. Миннесота, США).

Систему, состоящую из графитовой лодочки и ее содержимого, устанавливали при комнатной температуре в ретортную печь сопротивления. Дверцу реторты закрывали и в реторте создавали вакуум порядка 20 (508 мм) рт.ст. Далее ретортную печь нагревали приблизительно до 775° С со скоростью 100° С. при расходе потока азота около 4 л.мин . После выдерживания при 775° С в течение 10 ч при том же расходе азота: 4 л., графитовую лодочку и ее содержимое извлекали из ретортной печи и подвергали прямому отверждению. В частности, графитовую лодочку помещали на имеющую комнатную температуру водоох- лаждаемую закалочную плиту из алюминия и насыпали на поверхность находящегося в ящичке из графитовой фольги расплава металла связующего около 500 л верхнего уплотнителя (марка Фидол-9, фирма-поставщик Фозека, г. Брук Парк, шт. Огайо, США). Затем графитовую лодочку завертывали в одеяло толщиной 2 (51 мм) из керамического волокна (марка Сирэбланкет, фирма Мэнвиль рефрактори продактс). По, достижении комнатной температуры ящичек из графитовой фольги разбирали и высвобождали из него готовое изделие из композита на металлическом связую- . щем.

Далее полученный композит на металлическом связующем подвергали термообработке. В частности, композит помещали в проволочную корзину из нержавеющей стали. Эту корзину устанавливали, в печь сопротивление с воздушной газовой средой. Печь нагревали до 435° С приблизительно за 40 мин, затем осуществляли выдерживание в течение 18ч, после чего композит извлекали из печи и закаливали в водяной ванне, имеющей комнатную температуру.

Образец Е. Посредством сваривания друг с другом листов нержавеющей стали марки 300, из нержавеющей стали изготовили ящик размерами 6 (152 мм) в длину, 3

(76 мм) в ширину и 5 (127 мм) в высоту. В ящик из нержавеющей стали был вставлен ящичек из графитовой фольги размерами 6 (152 мм) в длину, 3 (76 мм) в ширину и 5

(127 мм) в высоту. Ящичек из графитовой фольги был выполнен с использованием куска графитовой фольги Граойл (фирма Юнион карбайд) размерами 16 (406 мм) в длину, 13 (330 мм) в ширину при толщине

0,015 (0,38 мм). В графитовой фольге были выполнены четыре параллельных выреза: 5 (127 мм) по ширине и 5 (127 мм) в длину. Ящичек из графитовой фольги изготовили, сгибая графитовую фольгу и закрепляя ее

скобками. Затем ящичек помещали в ящик из нержавеющей стзли.

Шихту наполнителя готовили перемешиванием в четырехлитровой пластмассовой банке 600 г смеси, содержащей 73%

(масс.доли) карбида кремния зернистостью 1000 меш. (размер зерен 8 мкм) (марка 39 Кристален, фирма Нортон, г., Уорче- стер. шт. Миннесота,,. США), 24% усов из карбида кремния (фирма Никкэй текноризерч, Япония) и около 3% магниевого порошка зернистостью 325 меш (марка Эзар, фирма Джонсон Мэтти, г. Сиб- рук, шт. Нью-Гемпшир, США), после чего банку приблизительно на час помещали на

шаровую мельницу.

На дно ящичка из графитовой фольги, находящегося в ящике из нержавеющей стали, насыпали слой шихты наполнителя

толщиной приблизительно 0,75 (19 мм). Поверх шихты наполнителя, находящейся в ящичке из графитовой фольги, помещали слитки металла связующего общей массой 1216 г. причем металл имел следующий

процентный состав (масс, доли): 10 кремния, 5 меди, остальное - алюминий. Далее ящик из нержавеющей стали вместе с его содержимым помещали во внесший контейнер из нержавеющей стали длиной 10

(254 мм), шириной 8 (203 мм) и глубиной 8 (203 мм). Внутри внешнего контейнера из нержавеющей стали все пространство вокруг ящика было опрыскано губчатым титан-содержащим веществом (фирма Кемэллой, г, Брин Моур, шт. Пенсильвания, США) в количестве 15 г и припудрено магниевым порошком зернистостью 50 меш (размер зерен 0,30 мм) (фирма Элфа продактс и Мортон тиокол, г, Денвере, шт.

Миннесота, США) в количестве 15г. Отверстие наружного контейнера из нержавеющей стали было прикрыто листом медной фольги. Через медную фольгу была пропущена трубка для продувки азотом.

Система, состоящая из контейнера из нержавеющей стали и его содержимого, была установлена в печь сопротивления с воздушной газовой средой. Печь разогревали от комнатной температуры до приблизи- тельно 800° С со скоростью 550° С.ч при расходе азота, подаваемого в контейнер из нержавеющей стали, порядка 2,5 л.мин . После выдерживания при 800° С в течение 2,5-ч при том же расходе азота: 2,5 л., наружный контейнер из нержавеющей стали вместе с его содержимым извлекали из печи. Из наружного контейнера из нержавеющей стали вынимали ящик из нержавеющей стали, облицованный изнутри графитовой фольгой. Внутренний ящик вместе с его содержимым ставили на имеющую комнатную температуру охлаждающую плиту из мели размерами 8 (203 мм) в длину, 8 (203 мм) в ширину при толщине 0,5 (13 мм), с целью прямого отверждения композита на металлическом связующем. По достижении комнатной температуры ящичек из графитовой фольги разбирали и вынимали готовое изделие из композита на металлическом связующем.

Образец F. Применяли алюминиевую лодочку с внутренней полостью размерами 3,75 (95 мм) в длину, 1,8 (45 мм) в ширину при глубине 0,79 (20 мм). На дно алюмини- евой лодочки поместили слой наполнителя, состоящего из полых алюминиевых шариков (марка Аэросферы, фирма Сирэмик филлера, г.Атланта, шт. Джорджия, США) толщиной 1 /8(32 мм). Поверх находящегося в алюминиевой лодочке слоя наполнителя поместили слитки металла связующего следующего процентного (масс, доли) состава:

0,25 кремния, 0,30 железа, 5 0,25 меди,

0,15 марганца, 9,5-10,6 магния, 0,15 цинка, 0,25 титана, остальное - алюминий.

Алюминиевая лодочка и ее содержимое были помещены при комнатной температуре в трубчатую печь сопротивления. Трубча- тую печь хорошенько герметизировали, после чего трубу печи вакуумировали до по крайней мере 30 (762 мм) по рт.ст. Затем в трубу печи подавали азот при расходе около 5 л.мин и разогревали трубчатую печь при- близительно до 800° С со скоростью 300° С.. Систему выдерживали при 800° С в течение 0,5 ч при том же расходе азота: 5; л. Далее трубчатую печь охлаждали до комнатной температуры со скоростью 300° С.. По достижении комнатной температуры алюминиевую лодочку извлекали из трубчатой печи и вынимали из лодочки готовое изделие из композита на металлическом связующем.

Образец G, Из графита марки ATJ (фирма Юнион карбайд) изготовляли графитовую лодочку размерами 4 (102 мм) в длину, 4 (102 мм) в ширину и 3 (76 мм) в высоту, На дно графитовой лодочки помещали глинозем зернистостью 24 меш (марка 38 Алундум, фирма Нортон, г. Уорчестер, шт. Миннесота. США). Поверх слоя глинозема зернистостью 24 меш, покрывающего дно графитовой лодочки, устанавливали ящчек из графитовой фольги размерами 2 (51 мм) в длину, 2 (51 мм) в ширину и 3 (76 мм) в высоту. Графитовый ящичек окружали дополнительной засыпкой из глинозема зернистостью 24 меш (размер зерен- 0,7 мм). Графитовый ящичек изготовляли из куска графитовой фольги Графойл (фирма Юнион карбайд) размерами 8 (203 .мм) в длину, 8 (203 мм) в ширину при толщине 0,015 (0,38 мм). В графитовой фольге выполняли четыре параллельных выреза размерами 2 (51 мм) по ширине и 3 (76 мм) в длину. Графитовую фольгу с вырезами сгибали, склеивали смесью, содержащей 1 масс.ч, порошкового графита (марка KS-44, фирма Лонза, г. Фэйр Лоун, шт. Нью-Джерси, США), а также 3 масс.ч. коллоидного кремнезема (марка Лудокс, фирма Дюпон де Немур, г, Уиолмингтон, шт. Делавер, США), и скрепляли скобками, получая таким образом ящичек из графитовой фольги.

Преформ из волокон глинозема, имеющий размеры 2 (51 мм) в длину. 2 (51 мм) в ширину при толщине 0,8 (20 мм), готовили из смеси, содержащей 90% (масс,доли) штапельных глиноземных волокон диамед,-к ром 20 мкм (марка файбер ГР, фирма Дю,- пон де Немур, г,Уилмингтон, шт. Делавед, США), и 10% глиноземных волокон диамед- ром 3 мкм (марка Сэффил, фирмав Ай-С,и- Ай Америкас, г. Уилмингтон, шт Делавер, США), на связующем из коллоидного глинозема. Преформ из глиноземных волокон, содержащий около 12% (об. доли) керамических волокон, помещали на дно находящегося в графитовой лодочке ящичка из графитовой фольги, Поверх находящегося в ящичке из графитовой фольги преформа из глиноземных волокон помещали два слитка металла связующего размерами 2 (51 мм) в длину, 2 (51 мм) в ширину и 1 (25 мм) в высоту, имеющие следующий процентный (масс.доли) состав: 10,5 магния, 4 цинка, 0,5 кремния, 0,5 меди, остальное - алюминий. Пространство по периметру преформа между преформом и боковыми стенками ящичка из графитовой фольги заполняли пастообразной графитовой смесью, содержащей 1 масс.ч. порошкового графита (марка KS- 44, фирма Лонза, г. Фейр Лоун, шт. НьюДжерси, США), и 3 масс,ч. коллоидного кремнезема (марка Лудокс SM, фирма Дюпон де Немур. г. Уилмингтон, шт. Дела- вер, США).

Графитовую лодочку вместе с ее содержимым устанавливали при комнатной температуре в печь с регулируемой газов.ой средой. Дверцу печи закрывали и печь ваку- умировэли по крайней мере до 30 (762 мм) рт.ст. Далее печь нагревали до 200 С приблизительно за 3/4 часа. После выдерживания при 200° С в течение по крайней мере 2 ч под вакуумом, составляющим по крайней мере 30 (762 мм) рт.ст. пространство печи заполняли азотом, подаваемым при расходе около 2 л.мин , после чего повышали температуру в печи до 675° С, приблизительно за 5 ч. После выдерживания при 675° С в течение 20ч при том расходе подавз- емого азота: 2 л.мин , печь отключали и охлаждали до комнатной температуры. По достижении комнатной температуры ящичек из графитовой фольги разбирали и высвобождали из него готовое изделие из композита на металлическом связующем.

Образец Н. Посредством сваривания друг с другом листов нержавеющей стали изготовили контейнер из нержавеющей стали размерами 6,5 (165 мм) в длину, 6,5 (165 мм) в ширину и 3 (76 мм) в высоту. Внутренней облицовкой контейнера из нержавеющей стали служил ящичек из графитовой фольги размерами 6 (152 мм) в длину, 6 (152 мм) в ширину и 3 (76 мм) в высоту. Графитовый ящичек был выполнен из куска графитовой фольги Трафойл (фирма Юнион карбайд) размерами 9 (229 мм) в длину, 9 (229 мм) в ширину при толщине 0,015 (0,38 мм). В графитовой фольге были выпол- иены четыре параллельных выреза: 3 (76 мм) по ширине и 43 (76 мм) в длину. Далее .графитовую фольгу с вырезами сгибали, склеивали смесью, содержащей 1 масс.ч. порошкового графита (марка KS-44. фир- ма-поставщик Лонза, г. Файр Лоун, шт. Нью-Джерси, США) и 3 масс.ч. коллоидного кремнезема (марка Лудокс SM, фирма Дюмон де Немур, г.Уилмингтон, шт. Дела- зер, США), и скрепляли скобками, так чтобы получился ящичек из графитовой фольги. После достаточного высыхания клея ящичек из графитовой фольги помещали на дно контейнера из нержавеющей стали. В свою очередь, на дне ящичка из графитовой фольги насыпали слой карбида кремния зернистостью 90 меш (размер зерен 0,16 мм) (марка 39 Кристэлоне, фирма Нортон, г. Уорчер- стер, шт. Миннесота, США) слоем толщиной приблизительно 1/4 (6,4 мм).

Из глиноземных волокон диаметром 20 мкм (марка Файбер ГР, фирма Дюпон де Немур. г. Уилмингтон, шт. Делавер, США) готовили префор, содержащий непрерывные волокна и имеющий размеры б (152 мм) в длину, 6 (152 мм) а ширину при толщине 0,5 (13 мм). Преформ устанавливали поверх слоя карбида кремния зернистостью 90 меш, имеющегося на дне ящичка из графитовой фольги, помещенного в контейнер из нержавеющей стали, Преформ из непрерывных волокон накрывали листом графитовой фольги Графойл (фирма Юнион карбзйд) размерами 6 (152 мм) в длину, б (152 мм) в ширину при толщине 0,5 (13 мм), имеющем в центре отверстие диаметром около 2 (151 мм). Поверх указанного листа графитовой фольги помещали слитки металла связующего, каждый из которых имел размеры 3,5 (89 мм) в длину, 3,5 (89 мм) в ширину при толщине 0,5 (13 мм) и следующий процентный (масс.доли) состав: 0,25 кремния, 0.30железа, 0,25меди, 0,15 марганца, 9,5-10,6 магния, 0,15 цинка, 0,25 титана, остальное - алюминий.

Контейнер из нержавеющей стали вместе с его содержимым помещали при ком- натной температуре в ретортную печь сопротивления. Дверцу реторты закрывали и реторту вакуумировали до по крайней мере 30 (762 мм) рт.ст. Затем печь, внутренние стенки которой образовывали реторту, нагревали до 200° С в течение 3/4 часа. После выдерживания при 200° С в течение 2 ч под вакуумом, составляющим около 30 (762 мм) рт.ст., вакуумированную реторту печи заполняли азотом при расходе около 2,5 л.мин . Затем ретортную печь нагревали до приблизительно 725° С со скоростью 150°С том же расходе подаваемого азота: 2.5 л.ми.н-1. Далее систему выдерживали при 725° С в течение 25 ч. расходе подаваемого азота 2,5 л.мик . После этого контейнер из нержавеющей стали вместе с его содержимым извлекали из реторты. Затем осуществляли прямое отверждение продукта, помещая контейнер из нержавеющей стали на графитовые плитки и засыпая поверхность остаточного расплава металла связующего порошком глинозема зернистостью 90 меш (размер зерен 0,16 мм) (марка 38 Алундум 0 фирма Нортон, г. Уорче- стер, шт. Миннесота, США), подогретым по крайней мере до 700° С. после чего контейнер из нержавеющей стали вместе с его содержимым накрывали одеялом из керамических волокон (марка Сирэбланкет, фирма Менаиль рифрэкториз продактс). По достижении комнатной температуры комплект разбирали и извлекали из него готовый

композит на металлическом связующем, армированный непрерывными волокнами,

Образец 1. Использовали графитовую лодочку, выполненную из графита марки AT (фирма Юнион карбайд } и имеющую размеры 22,75 (578 мм) в длину, 9,75 (248 мм) в ширину и 6 (152 мм) в высоту. Графитовый ящичек размерами 17 (452 мм) в длину, 1 (25 мм) в ширину и 1 (25 мм) в высоту был выполнен из куска графитовой фольги Гра- фойл (фирма Юнион карбайд) так же, как это описано выше для образца G,

Ящичек из графитовой фольги помещали в графитовую лодочку, окружая его засыпкой из глинозема зернистостью 24 меш. (размер зерен 0,7 мм) (марка 38 Алундум, фирма Нортон,г, Уорчестер, шт. Миннесота, США), Дно ящичка из графитовой фольги покрывали насыпным слоем графитовых волокон с покрытием из карбида кремния, нанесенным методом осаждения из паровой фазы (угольносмоляные волокна марки Торнел ТЗОО № 309ST, фирма Амоко пер- форманс продактс), Для склеивания ящичка из графитовой фольги и для нанесения покрытия на торцы упомянутых графитовых волокон с покрытием из карбида кремния использовали одну и ту же смесь порошкового графита с коллоидным кремнеземом, Поверх подстилки из насыпных графитовых волокон с покрытием из карбида кремния, находящейся в ящичке из графитовой фольги, помещали слиток металла связующего размерами 12 (305 мм) в длину и 0,75 (19 мм) в ширину при толщине 1 (25 мм), имеющий следующий процентный (масс.доли) состав: б магния, 5 цинка, 12 кремния, остальное - алюминий. Затем графитовую лодочку вместе с ее содержимым устанавливали при комнатной температуре в печь с регулируемой газовой средой. Дверцу печи закрывали и камеру печи вакуумировали до по крайней мере 30 (762 мм) рт.ст. при комнатной температуре. Далее печь нагревали приблизительно до 200° С в течение 3/4 часа. После выдерживания при 200° С в течение 2 ч под вакуумом, составляющим по крайней мере 30 (762 мм) рт.ст., пространство печи заполняли азотом при расходе около 1,5 л.. Затем печь нагревали до 850° С приблизительно за 5 ч. После выдерживания при 850° С в течение 10 ч при том же расходе подаваемой азотной газовой среды: 1,5 л., печь охлаждали до комнатной температуры приблизительно за 3 ч. По достижении комнатной температуры ящичек из графитовой фольги разбирали и извлекали из него готовый композит,

П р и м е р 2. Данный пример показывает, какое множество составов наполнителя можно с успехом использовать для получения изделий из композита на ме- 5 таллическом связующем по технологии самопроизвольного пропитывания. В табл, II приведена сводка условий эксперимента, принятых для получения изделий из композита на металлическом связующем с исполь10 зованием различных металлов связующего, наполнителей, рабочих температур и значений продолжительности обработки. Образцы A-D. Образцы A-D были изготовлены так,

5 как это рассмотрено ниже в примере 5, с использованием в качестве наполнителя плавленного глинозема, прокаленного глинозема, чешуйчатого глинозема и пластинчатого глинозема соответственно. Все

0 образцы A-D представлены в табл. II.

Образец J. В графитовую лодочку помещали ящичек из графитовой фольги размерами 4 (102 мм) в длину, 4 (102 мм) в ширину и 3 (76 мм) в высоту, выполненный

5 из графитовой фольги Графойл (фирма Юнион карбайд). На дно ящичка из графитовой фольги, служившего внутренней облицовкой графитовой лодочки, насыпали приблизительно 300 г порошка оксида маг0 ния (марка ТЕКО, № 120S, фирма Си-И минералз, г. Гринвиль, шт. Южная Каролина, США), Поверхность слоя порошка оксида магния тщательно перекрывали порошковым магнием зернистостью 50 меш

5 (размер зерен 0,30 мм) (фирма Элфа продактс, Мортон тиокол, г. Денвере, шт. Миннесота, США). В находящуюся в ящичке из графитовой фольги засыпку из порошка оксида магния и порошкового магния зер0 нистостью 50 меш был уложен слиток металла связующего, имеющий следующий процентный (масс.доли) состав: 0,25 кремния, 0,30 железа, 0,25 меди, 0,15 марганца, 0,15 цинка, 0,25 титана, ос5 тальное - алюминий, и следующие размеры: 4,5 (114 мм) в длину, 1,5 (38 мм) в ширину и 1,5 (38 мм) в высоту.

Графитовую лодочку вместе с ее содержимым поместили в ретортную печь сопро

0 тивления. Дверцу реторты закрывали и при комнатной температуре вакуумировали реторту по крайней мере до 30 (762 мм) рт.ст. По достижении вакуума пространство печи заполняли азотом при расходе потока около

5 4 л.мин 1. Затем печь, внутренняя облицовка которой представляла собой реторту, нагревали до 750° С со скоростью 200° С. при том же расходе азота: 4 л.. После выдерживания при 750° С е течение 19ч при

эасходе подаваемого азота 4 л. ретортную печь охлаждали до 650° С со скоростью около 200° С.. При температуре 650° С открывали дверцу реторту, вынимали графитовую лодочку вместе с ее содержимым и устанавливали ее на графитовую плиту для прямого отверждения композита на металлическом связующем и остаточного металла связующего. При комнатной температуре ящичек из графитовой фольги разбирали, чтобы убедиться в том, что получен композит на металлическом связующем с наполнителем из оксида магния.

Образец К. Из углеродистой стали (сортамент 14, толщина 1,9 мм) изготовили стальную форму трапециевидного поперечного сечения, имеющую следующие размеры: по узкой части 3 (76 мм) в длину и 3 (76 мм} в ширину, по широкой части 3,75 (95 мм) в длину и 3,75 (95 мм) в ширину, при общей высоте 2,5 (64 мм). Внутреннюю поверхность стальной формы покрывали графитовым составом, содержащим (об.доли): 1,5 ч этилового спирта (фирма Фармко продактс, г. Байон, шт. Нью- Джерси, США) и 11 ч коллоидного графита (марка DAG-154, фирма Атчесон коллоид, г. Порт Гурон, шт. Мичиган, США). На внутреннюю поверхность стального контейнера указанную графитовую смесь наносили распылением по крайней мере троекратно. Перед нанесением каждого последующего покрытия предыдущее подсушивали. Затем стальную форму устанавливали а печь-сушилку сопротивления с воздушной газовой средой, имеющую температуру 330° С, на 2 ч для высушивания коллоидного графитового покрытия и обеспечения его сцепления со стенками стальной формы.

В тигле из глинозема, имеющем размеры 7 (177,8 мм) .в .высоту, 6,25 (159 мм) в верхнем диаметре и 3,75 (95 мм) в диаметре .основания, при 1350° С в течение 1 ч предварительно прокаливали 2,2 фунта (1 кг) частично стабилизированного оксида циркония (марка HSY-3SD, фирма Зерко- ниа сэйлз. г. Атланта, шт Джорджия, США). Шихту наполнителя готовили, перемешивания в четырехлитровой пластмассовой банке около 600 г смеси следующего процентного (мае.доли) состава: 95 предварительно обожженного оксида циркония и 5 порошкового магния зернистостью 325 меш (размер зерен 44 мкм) (фирма Рид мэню- фэкчуринг, г. Лэйк Хэрст, шт. Нью-Джерси, США). Смесь обрабатывали на шаровой мельнице в течение 1 ч, а затем встряхивали вручную еще в течение 10 мин.

Шихты наполнителя насыпали на дно формы с покрытием из коллоидного графита

слоем высотой около 3/4 (19 мм). Поверх наполнителя насыпали равномерный слой магниевого порошка зернистостью 50 меш (0,30 мм) (фирмы Элфа продактс, Мертон Тиокол, г. Денвере, шт. Миннесота, США). Поверх находящихся в стальной форме с коллоидно-графитовым покрытием стенок слоев наполнителя и магниевого порошка помещали слитки металла связующего об0 щей массой 537 г, имеющие следующий процентный (масс, доли) состав: 99,7 - алюминий, остальное - следы других элементов. Поверх первичного металла связующего дополнительно клали 16,9 г другого

5 металла связующего следующего процентного (масс, доли) состава: 15 кремний, остальной - алюминий. Затем форму вместе с ее содержимым помещали в наружный контейнер из углеродистой стали размера0 ми 12 (305 мм) в длину, 10 (254 мм) в ширину и 10 (254 мм) в высоту. Дно внут ренней полости наружного контейнера из углеродистой стали выстилали куском графитовой фольги (марка Пермафойл, сорт

5 PF-25-H, фирма ТТ Америка, г. Портлэнд, шт. Орегон, США) размерами 12 (305 мм) в длину, 10 (254 мм) в ширину при толщине 0,01 (0,25 мм). Все внешние и внутренние стенки (включая лист графитовой фольги)

0 стальной формы с покрытием из коллоидно- . го графита, находящейся в наружном контейнере из углеродистой стали, были опрысканы титан-содержащим губчатым веществом (фирма Кэмэллой, г. Брин Моур.

5 шт. Пенсильвания, США) в количестве 20 г и магниевым порошком зернистостью 50 меш (размер зерен 0,30 мм) (фирмы Элфа продактс , Мортон тиокол, г. Денвере, шт. Миннесота, США) в количестве 0,8 г.

0 Открытый верх наружного стального контейнера накрывали листом медной фольги. Через боковую стенку наружного контейнера из углеродистой стали была пропущена трубка для продувки азотом. Наружный

5 стальной контейнер вместе с его содержимым устанавливали е печь сопротивления. Далее печь нагревали от комнатной температуры до приблизительно 600° С со скоростью 400° С. при расходе потока азота

0 около 10 л., а затем от 600° С до 800° С со скоростью 400° С. при расходе потока азота 2 л., затем печь выдерживали при 800° С в течение 1 ч при расходе азота 2 л.мин . После этого наружный контей5 нер из углеродистой стали вместе с его содержимым извлекали из печи и вынимали стальную форму, имеющую покрытие из коллоидного графита, из этого контейнера. Упомянутую форму приводили в соприкосновение с имеющей комнатную

температуру медной охлаждающей плитой размерами 8 (203 мм) в длину, 8 (203 мм) в ширину и 0,5 (13 мм) в высоту для прямого отверждения полученного композита на ме- таллическом связующем.5

Образец L Форму трапециевидного поперечного сечения изготовили так же, как и в случае образца К за исключением того, что эту форму предварительно обжигали в течение 2 ч, для того чтобы закрепить покрытие 10 из коллоидного графита.

Таким же образом, как и в случае наполнителя образца К, приготовили 2,2 фунта (1 кг) глинозема, ударная вязкость которого 15 была повышена при помощи оксида циркония (марка ТА-85, фирма Зёркониа сэйлз, г. Атланта, шт. Джорджия, США). На дно стальной формы с покрытием из коллоидного графита насыпали шихту наполните- 20 ля слоем высотой около 3/4 (19 мм). Поверхность наполнителя тщательно перекрывали слоем магниевого порошка зернистостью 50 меш (размер зерен 0,30 мм) (фирмы Элфа продактс, Мортон тиокол, 25 г. Денвере, шт. Миннесота, США). Поверх слоя шихты наполнителя, перекрытого слоем магниевого порошка, помещали слитки металла связующего, содержащего 99,7% . (масс.доли) алюминия, остальное - следы 30 других элементов, массой около 368 г, В свою очередь, поверх первого металла связующего помещали второй металл связующего, содержащий 15% (масс.доли) кремния, остальное - алюминий, массой 35 около 17, 11г. Далее стальную форму, имеющую покрытие из коллоидного графита, вместе с ее содержимым помещали в наружный контейнер из углеродистой стали размерами 12 (305 мм) в длину, 10 (254 мм) в 40 ширину и 10 (254 мм) в высоту. Дно внутренней полости наружного контейнера из углеродистой стали устилали куском графитовой пленки (марка Перма-фойл, тип PF- 25-Н, фирма ТТ Америка, г. Портленд, шт. 45 Орегон, США) размерами 12 (305 мм в длину, 10 (254 мм) в ширину при толщине 0,01 (0,25 мм). Наружную поверхность формы, имеющую покрытие из коллоидного графита, так же, как и поверхность графитовой 50 .пленки, находящихся в контейнере из углеродистой стали, опрыскивали титансодер- жащим губчатым веществом (фирма Кэмэллой, г. Брин Моур, шт. Пенсильвания, США) а количестве 20 г и магниевым 55 порошком зернистостью 50 меш (размер зерен 0,30 мм) в количестве 2 г. Открытую часть контейнера из углеродистой стали накрывали листом медной фольги. Сквозь боковую стенку контейнера из углеродистой

стали была пропущена трубка для продувки азотом.

Накрытый стальной контейнер вместе с его содержимым устанавливали в печь сопротивления. Печь нагревали от комнатной температуры до приблизительно 600° С со скоростью 400° С.ч при расходе подаваемого потока азота около 10 л.мин , а затем от 600° С до 800° С с той же скоростью 400° С. при расходе потока азота 2 л.мин . Печь выдерживали при температуре 800° С около 1 ч при расходе потока азота 2 л мин , после чего охлаждали до 580° С. Далее наружный контейнер из углеродистой стали вместе с его содержимым извлекали из печи, вынимали из упомянуто го контейнера стальную форму, имеющую покрытие из коллоидного графита, и ставили ее на имеющую комнатную температуру медную охлаждающую размерами 8 (203 мм) в длину, 8 (203 мм) в ширину при толщине 0,5 (13 мм) с целью прямого отверждения готового композита на металлическом связующем.

Образец М. Из графита класса ATJ (фирма Юнион карбайд), изготовитель фирмы MGP, г. Уомелсдорф, шт, Пенсильвания, США) изготовляли графитовую лодочку с внутренней полостью размерами 12 в длину, 12 в ширину и 5,5 в высоту. Так же, как и в случае образца С, из графитовой фольги Графойл (фирма Юнион карбайд) давали графитовый ящичек размерами 8 (203 мм) в длину, 4 (102 мм) в ширину и 3 (76 мм) в высоту. На дне ящичка насыпали приблизительно 1 г магниевого порошка зернистостью 50 меш (размер зерен 0,30 мм) (фирмы Элфа продактс, Мортон тиокол, г. де- нверс, шт. Миннесота, США). Предварительно на дно ящичка из графитовой фольги наносили тонкий слой (на рис. 19 не показан) графитового связующего (марка Ригидлок, фирма Поликарбон, г, Валенсия, шт. Калифорния, США) для приклеивания магниевого порошка к дну ящичка.

Согласно технологии ЖД, описанной в примере 1 для образца D, шихту наполнителя готовили перемешиванием 763 г смеси, содержащей 98% (масс, доли) карбида кремния зернистостью 1000 меш (размер зерен 8 мкм) (марка 39 Кристолон, фирма Нортон, г. Уорчестер, шт. Миннесота, США) и 2% магниевого порошка зернистостью 325 меш (размер зерен 44 мкм) (марка Эзар, фирма Джонсон Мэтти, г. Сибрук, шт. Нью- Гемпшир, США) с получением шликера на этиловом спирте в качестве промежуточного продукта, Затем шихту наполнителя насыпали поверх магниевого порошка, имеющегося на дне графитового ящмчка.

Поверхность находящегося в графитовой лодочке наполнителя из карбида кремния накрывали куском графитовой фольги Графойл (фирма Юнион карбайд) размерами 8 (203 мм) в длину, 4 (102 мм) в ширину при толщине 0,015 (0,38 мм), имеющим в середине вырез в виде отверстия диаметром 1,25 (32 мм). На поверхность наполнителя, виднеющуюся в указанном вырезе, насыпали около 1 г магниевого порошка зернистостью 50 меш (размер зерен 0,30 мм) (фирмы Элфа продактс, Мортон тиокол, г. Денвере, шт. Миннесота, США).

Поверх графитовой фольги укладывали слиток металла связующего массой 1237 г, представляющего собой сплав 413,0 следующего номинального процентного состава (масс, доли): 11,0-13,0 кремния, 2,0 железа, 1,0 меди, 0,35 марганца, 1,0 магния, 0,50 никеля, 0,50 цинка, 0,15 олова, остальное - алюминий, таким образом, чтобы сплав закрывал отверстие в графитовой фольге.

Реакционную систему, представляющую собой лодочку и ее содержимое, уста- навливали в печь, внутренней облицовкой которой была реторта. Печь вакуумировали по крайней мере до 20. (508 мм) рт.ст., а затем заполняли газообразным азотом при расходе около 4,5 л.мин . Температуру в печи поднимали от комнатной до приблизительно 775° С со скоростью 200° С.. Систему выдерживали при 775° С в течение 20° С, а затем снижали температуру до 760° С со скоростью 150° С.. При темпе- ратуре около 760° С систему извлекали из печи и помещали на охлаждаемую водой алюминиевую закалочную плиту. Верхнюю часть комплекса спрыскивали экзотермическим утеплителем верха (марка Фидал-9, фирма Фозеко, г. Брук Парк, шт. Огайо, США), взятым в количестве 500 л, после чего графитовую лодочку заворачивали в одеяло из керамического волокна (марка Сирэбланкет, фирма Менвиль рефрэкто- ри продактс). Вещество Фидал-9 использовали в качестве агента, вызывающего экзотермическую реакцию в верхней части комплекса, предназначенную для форсирования прямого отверждения композита на металлическом связующем по мере остывания, что подавляет образование в композите на металлическом связующем усадочных пор.

Образец N. В графитовую лодочку раз- мерами 8 (203 мм) в длину, 4 (102 мм) в ширину и 3 (76 мм) в высоту вставляли две пластинки из графита класса ATj размерами 8 (203 мм) в длину, 3 (76 мм) в ширину при толщине 0,5 (0,3 мм) с целью образования

в лодочке полости размерами 8 (203 мм) в длину, 2 (51 мм) в ширину и 3 (76 мм) в высоту. Часть графитовой лодочки за пределами графитовых пластинок заполняли глиноземом зернистостью 220 меш (размер зерен 65 мм) (марка 38 Алундук, фирма Нортон). В полость между графитовыми пластинами вставляли ящичек из графитовой фольги размерами 8 (203 мм) в длину, 2 (51 мм) в ширину и 3 (75 мм) в высоту, изготовленный так, как это описано для образца С, На дно ящичка из графитовой фольги связующим на основе графита (марка Ригдлок, фирма Поликарбон, г. Валенсия, шт. Калифорния, США) наклеивали насыпанный в ящичек из графитозой фольги магниевый порошок зернистостью 50 меш размер зерен 0,30 мм) (фирмы Злфа проактс, Мортон тиокол, г. Денвере, шт. Миннесота, США).

Шихту наполнителя из пластинчатого карбида кремния готовили по ЖД технологии, описанной в примере D для образца 1. В результате приготовили 303 г смеси, содержащей 96% (масс, доли) пластинок карбида кремния диаметром 50 мкм и толщиной 10 мкм (фирма С-Эксис текнолод- и, г. Жонкьер, пров. Квебек, Канада) и 4% магниевого порошка зернистостью 325 меш размер зерен 44 мкм) (марка Эзар, фирма Джонсон Мэтти, г. Сибрук, шт, Нью-Гемп- шир, США). Шихту наполнителя насыпали поверх, имеющегося в графитовой лодочке слоя магния. Поверх слоя наполнителя из карбида кремния насыпали вторым слоем приблизительно 1,5 г магниевого порошка зернистостью 50 меш (размер зерен 0,30 мм) (фирмы Элфа продактс, Нортон тиокол, г.Денвере, шт. Миннесота, США). Поверх этого магниевого слоя системы помещали слиток массой около 644 г из сплава 413,0 г, состав которого указан далее в нижней части табл. II.

Систему, представляющую собой графитовую лодочку вместе с ее содержимым, станавливали в печь сопротивления, внутренняя облицовка которой являлась реторой. Печь вакуумировали по крайней мере о 20 (508 мм) рт.ст., а затем заполняли газообразным азотом при расходе потока приблизительно 4,0 л,. Температуру в печи поднимали от комнатной до приблизиельно 775° С со скоростью 100° С.ч . Сисему выдерживали при 775° С в течение 10 ч, а затем охлаждали со скоростью 200° С. до 760° С. При 760° С систему извлекали из печи и помещали на водоохлаждаемую закалочную плиту из алюминия. Верхнюю часть комплекса обрызгивали экзотермическим утеплителем верха (марка Фидал-9,

фирма Фозеко, г. Брук Парк, шт, Огайо, США), взятым в количестве 500 л, и окутывали всю поверхность графитовой лодочки одеялом из керамического волокна. Вещество Фйдал-9 использовали для проведе- ния экзотермической реакции в верхней части комплекса для форсирования прямого отверждения композита на металлическом связующем по мере его остывания, что подавляет образование в композите на метал- лическом связующем усадочных пор,

Образец О. Из графита класса ATj (фирма Юнион карбайд), изготовитель фирмы МСР, г. Уомелсдорф, шт. Пенсильвания, США) выполняли графитовую лодочку раз- мерами 12 в длину, 9 в ширину и 5,5 в высоту. Из графитовой фольги Графойл (фирма Юнион карбайд) делали, как это описано для образца С, ящичек размерами 8 (203 мм) в длину, 4 (102 мм) в ширину и 3 (76 мм) в глубину. Дно ящичка из графитовой фольги покрывали магниевым порошком зернистостью 50 меш (размер зерен 0,30 мм) (фирмы Элфа продактс, Мортон тиокол, г. Денвере, шт. Миннесота, США) в количестве 1 г. Для приклеивания магниевого порошка к дну ящичка на это дно наносили тонким слоем графитовое связующее .(марка Ригиддок, фирма Поликарбон, г. Валенсия, шт. Калифорния, США).

Наполнитель получали смешиванием 94% (мае.доли) пластинчатого диборида титана, пластинки которого имели 10 мкм в диаметре и толщину 2,5 мкм (марка НТС- 30, фирма Юнион карбайд) и 6% магние- вого порошка зернистостью 325 меш (размер зерен 44 мкм) (марка Эзар, фирма Джонсон Мэтти, г.Сибрук, шт. Нью-Шем- пшир, США) с использованием технологии ЖД, как это описано в примере D для образца 1. Затем эту шихту наполнителя насыпали поверх имеющегося в ящичке из графитовой фольги магниевого порошка.

Поверх наполнителя клали кусок графитовой фольги Графойл (фирма Юнион карбайд) размерами 8 (203 мм) в длину, 4 (102 мм) в ширину при толщине 0,015 (0,38 мм), имеющий посередине вырез в виде отверстия диаметром 1,25 (32 мм). На поверхность наполнителя, просматриваемую через отверстие в графитовой пленке, наносили около 1 г магниевого порошка зернистостью 50 меш (размер зерен 0,30 мм) (фирмы Элфа продактс, Мортон тиокол, г. Денвере, шт. Миннесота, США). Поверх листа графитовой фольги помещали слиток металла связующего, представляющего собой, сплав 520, имеющий массу 1498 г. и следующий процентный (масс, доли) состав: 0,25 кремния, 0,35 железа, 0,25 меди,

0.15 марганца, 9,5-10,6 магния, 0,15 цинка, 0,25 титана, остальное - алюминий.

Графитовую лодочку вместе с ее содержимым устанавливали при комнатной температуре в ретортную печь сопротивления. Дверцу реторты закрывали и реторту вакуу- мировали по крайней мере до 20 (508 мм) рт.ст. Затем реторту заполняли азотом при скорости расхода потока около 4,5 л.. Далее ретортную печи нагревали от комнатной температуры до приблизительно 775° С со скоростью 220° С.ч . После выдерживания при 775° С в течение 20 ч ретортную печь охлаждали до 760° С со скоростью 150° С.ч . При 760° С дворцу реторты открывал : и извлекали из реторты графитовую лодочку вместе с ее содержимым, которую ставили на имеющую комнатную температуру водо- охлаждаемую плиту из алюминия размерами 12 (305 мм) в длину, 9 (229 мм) в ширину при толщине 2 (51 мм). Верхнюю часть комплекса опрыскивали экэстермическим утеплителем верха (марка Фидал-9, .фирма Фозеко, г. Брук Парк, шт. Огайо, США),, взятым в количестве 500 мл, после чего графитовую лодочку укутывали со всех сторон одеялом из керамического волокна (марка Сирэбланкет, фирма Менвиль рефрэкто- ри продактс). Утеплитель верха применяли для проведения экзотермической реакции в верхней части остаточного металла связующего с тем, чтобы способствовать прямому отверждению композита на металлическом связующем по .мере его остывания, что подавляет образование в композите на металлическом связующем усадочных пор.

Образец Р. Брали контейнер из нержавеющей стали размерами приблизительно 6 дюймов (152 мм) в длину, 6 (152 мм) в ширину и 7,5 (191 мм) в глубину, внутренней облицовкой которого служил ящичек из графитовой фольги размерами 6 (152 мм) в длину, 6 (152 мм) в ширину, 7,5 (191 мм) в глубину, выполненный согласно примерам, описанным выше. При помощи графитового связующего (марка Ригидлок, фирма Пол- икабон, г. Валенсия, шт. Калифорния, США) на дно графитового ящичка наклеивали около 2 г магниевого порошка зернистостью 325 меш (размер зерен 44 мкм) (марка Эзар, фирма Джонсон Мэтти, г. Сибрук, шт. Нью-Гемпшир, США). В четырехлитровой пластмассовой банке с использованием механического приспособления перемешивали в течение 2 ч 500 г смеси, содержащей 95% (масс, доли) порошка нитрида алюминия со средним поперечником частиц 8-6 мкм (марка А-200 AIN. фирма Эдвансд рефрэектори технолоджи, г. Буффало, шт..

Нью-Йорк), и 5% магниевого порошка (марка Эзар, фирма Джонсон Мэтти, г. Сиб- рук, шт. Нью-Гемпшир, США) зернистостью 325 меш (размер зерен 44 мкм), с целью получения однородной шихты наполнителя. Шихту наполнителя насыпали в ящичек из графитовой фольги. Поверх наполнителя устанавливали трубчатый графитовый литник высотой 1 (25 мм), имеющий внутренний диаметр 2 (51 м). Вокруг наружных стенок трубчатого графитового литника, установленного в центре поверхности наполнителя, находящегося в графитовом ящичке, устраивали засыпку из глинозема зернистостью 220 меш (размер зерен 65 мкм). Внутрьтруб- чатого графитового литника насыпали 5 г магниевого порошка зернистостью 50 меш (размер зерен 0,30 мм) (фирма Элфа лро- дактс, Мортон тиокол, г. Денвере, шт. Миннесота, США), так, чтобы этот магний покрыл поверхность наполнителя внутри литника. В верхней части комплекса, состоящего из участвующих в реакции компонентов, размещали 1210 г металла связующего, представляющего собой сплав следующего процентного (масс.доли) состава: 11,0-13,0 кремния, 2,0 железа, 1,0 меди, 0,35 марганца, 0,3 магния, 0,50 никеля, 0,50 цинка, 0,15 олова, остальное - алюминий.

Систему, представляющую собой стальной контейнер, вместе с его содержимым устанавливали в ретортную печь сопротивления. Печь вакуумировали по крайней мере до 20 (508 мм), а также затем заполняли газообразным азотом при расходе потока около 4,0 л,мин . Далее печь нагревали от комнатной температуры до 220° С со скоростью 200° С.ч , выдерживали при 200° С в течение 49 ч, нагревали до 550° С со скоро- стыо 200° С., выдерживали при 550° С в течение 1 ч и, наконец, нагревали до 775° С со скоростью 150° С.. При 775° С систему выдерживали в течение 10 ч, а затем охлаждали до 760° С со скоростью 150° С.. При 760° С систему извлекали из печи и подвергали прямому охлаждению с использованием утеплителя верха. В частности, систему помещали на водоохлаждаемую охлаждающую плиту из алюминия разме-

рами 12 (305 мм) в длину, 9 (229 мм) в ширину при толщине 2 (51 мм). Верхнюю часть комплекса опрыскивали экзотермическим утеплителем верха (марка Фидал-9, фирма Фозекс, г. Брук Парк, шт. Огайо, США), взятым в количестве 500 мл. С целью теплоизолирования системы стальной контейнер обертывали одеялом из керамического волокна (марка Сирэбланкет, фирма Менвиль рефрэктори продактс). Утеплитель верха применяли с целью проведения экзотермической реакции в верхней части остаточного металла связующего с тем, чтобы способствовать прямому отверждению композита на металлическом .связующем по мере его остывания, что подавляет образование в композите на металлическом связующем усадочных пор.

В табл. II представлены механические свойства некоторых из композитов на металлическом связующем, полученных согласно данному примеру.

Формула изобретения

1.Бронированный композиционный материал, содержащий основу из металлического связующего и керамический наполнитель, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств, он в качестве металлического связующего содержит по крайней мере одно вещество, выбранное из группы, содержащей алюминиевый сплав, мерный сплав, чугун, титан, железо, никель, сталь, а в качестве керамического наполнителя по крайней мере одно вещество, выбранное из группы, содержащей глинозем, магнезит, оксид циркония, карбид кремния, диборид титана, нитрид алюминия, додекаборид алюминия, карбид титана, при содержании керамического наполнителя 37-72 об.%.

2.Материал по п.1,отличающийся тем, что в качестве металлического связу- ющего он содержит алюминиевый сплав.

3.Материал по пп,1 и 2, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что в качестве керамического наполнителя он содержит магнезит, ок-- сид циркония, карбид кремния, диборид титана, нитрид алюминия, додекаборид алюминия.

Таблица 1

Изобретение относится к композиционным материалам, которые используются в качестве брони. Сущность изобретения: предложенный бронированный материал содержит основу из металлического связующего, в качестве которого используют по крайней мере одно вещество, выбранное из группы, содержащей алюминиевый сплав, медный сплав, чугун, титан, железо, никель, сталь и керамический наполнитель, в качестве которого используют по крайней мере одно вещество, выбранное из группы, содержащей глинозем магнезию, оксид циркония, карбид кремния, диборид титана, нитрид кремния, диборид титана, нитрид алюминия, додекаборид алюминия, карбид титана, при содержании керамического наполнителя 36-72 об.%. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1- плавленный глинозем, марка 38 Алундум, фирма Нортон, г.Уорчестер, шт. Миннесота, США

2- прокаленый глинозем, марка С-75 PG, фирма Элкэн кемикалз, г. Монреаль, Канада

3- чешуйчатый глинозем, марка Т-64, фирма Алкоа. г, Питтсбург, шт. Пенсильвания, США

4- чешуйки альфа-глинозема зернистостью F, фирма Дюпон де Немур, г. Уилмингтон, шт. Делавер, США

5- усы из карбида кремния, фирма Никкэй текно-ризерч, Япония

6- микрочастицы крабида кремния №. 100, марка 39 кристолон, фирма Нортон, Г.Уорчестер, шт. Миннесота. США

7-микросферы из глинозема, марка Аэросферы, фирма Сиремикфиллерз, г. Атланта, шт. Джорджия, США

8 - штапельные волокна из глинозема, марка Фейбер FP, фирма Дюпон де Немур, г. Уилмингтон, шт. Делавер, США

9- штапельные волокна из глинозема, марка Сэффил, фирма Ай-Си-Ай Америкас, г. Уилмингтон, шт, Делавер, США

10-угольные графитовые волокна с покрытием из карбида кремния, марка Угольно-смоляные волокна Торнел Т 300 № 309ST, фирма Амоко перформанс продактс, г. Гринваль, шт. Южная Каролина, США

11 - непрерывные волокна

+ - 0,25% кремния, 0.30% железа, 0,25% меди, 0,15% марганца, 9,5-10,6% магния, 0,15% цинка, 0,25% титана, остальное - алюминий

# - 0,35% кремния, 0,4.0% железа, 1,6-2,6% меди, 0,20% марганца, 2,6- 3,4% магния, 0,18-0,35% хрома, 6,8-8,0% цинка, 0,20% титана, остальное - алюминий

Сл О

ч

Я) Ло

ы

-J

со

СО О) -Ь. J

CD

21

изготовление непроницаемого контейнера

Помещение наполнителя либо префорш в контейнер; добавление ш крайней одного другого веще- ТБа ияи goHTaKTHporaqflft

с таким веществом

от

Расплавление металла свяву - щего и контактирование расплава с наполнителем дяоо профрр ФМ

Образование уплотнгтвлъного гергдетвзируицего средства для изодшроваяия ок жаюгцей гаао- вой среды дф рошщношюй

Обеспечение самовакууьшрОБания в контейнере 0 пропитывание наполнителя либо расплавом металла связующего до тех пор пока поеледнгй контактирует хотя бы с часть одного аз дшгих материалов

уг Ta

ст

от

ме тир ни