Главная » Исследования » Исследование влияния базальтового волокна на тепловые свойства базальтовых композитов с металлической матрицей
Исследование влияния базальтового волокна на тепловые свойства базальтовых композитов с металлической матрицей

Исследование влияния базальтового волокна на тепловые свойства базальтовых композитов с металлической матрицей

В данной статье сообщается о результатах исследования коэффициента теплового расширения (КТР) композита с металлической матрицей Al7075, армированного базальтовой фиброй, в зависимости от температуры и характера армирования.

Количество армирующей фибры меняли в процентном соотношении от 2,5 до 10 мас. % с шагом 2,5%, а композиты производили методом жидкой металлургии. Изменение линейных размеров при колебаниях температуры записывали с помощью термомеханического анализатора, модель DuPont 943, и выражали в процентном соотношении (PLC). Исследования проводили в диапазоне температур от 50°C до 300°C с шагом 5°C как в циклах нагрева, так и охлаждения.

Результаты показали, что коэффициент теплового расширения значительно возрастает с повышением температуры, но снижается с увеличением содержания базальтового волокна. Этому явлению есть поясненение.

Коэффициент теплового расширения металлических композитов Al7075, армированных базальтовой фиброй систематически изучали с помощью термомеханического анализатора. Было установлено, что КТР у неармированного матричного сплава, а также у композита увеличивается с повышением температуры, но уменьшается при снижении содержания базальтовой фибры, что обусловлено высокой жесткостью армирующего волокна, изменением зернистости матричного сплава и плотностью дислокации в композите из-за различия КТР у матрицы и армирующего волокна.

Изменение размеров композита носило практически линейный характер при нарастании температур. В диапазоне 280-300°C размеры изменялись быстро, что связано с увеличением расстояний в кристаллической решетке. Было обнаружено, что остаточная тепловая деформация нарастает с увеличением процентного содержания базальтовой фибры. Анализ термических напряжений указывает на наличие значительных показателей термических напряжений в композитах, армированных базальтовой фиброй. Предельное увеличение значения КТР наблюдается в образцах композита, армированного базальтовой фиброй, по сравнению с литым материалом. Кроме того, значения КТР остаются практически неизменными в большом диапазоне температур у композитных материалов, армированных базальтовой фиброй, что считается преимуществом.

С. Ежил Ваннан, профессор, факультет машиностроения, Инженерный колледж HKBK, Карнатака, Индия;
Пол Вижиан С., профессор, факультет машиностроения, Висвесварайа университет, инженерный колледж, Университет Бангалора, Карнатака, Индия;
Р. Картигейанс, научный сотрудник, факультет машиностроения, Инженерный колледж Адхийамаан, Тамилнад, Индия.

О Olga Yurchenko

Olga Yurchenko
x

Читайте также

GREENBAS sustainable fibres from basalt mining

GREENBAS экобезопасные волокна из базальтовых пород

Исландия располагает огромным объёмом вулканических пород и целью проекта стало исследование пригодности местного сырья для производства непрерывных базальтовых волокон.