Эвтектические композиционные материалы

Эвтектическими композиционными материалами называют сплавы эв­тектического или близкого к эвтектическому состава, в которых упрочняю­щей фазой выступают ориентированные кристаллы, образующиеся в процес­се направленной кристаллизации. Ориентированная структура в сплавах эв­тектического состава получается методами направленной кристаллизации (методы Чохральского, Бриджмена, зонной плавки). В отличие от обычных композиционных материалов, получаемых путем последовательного выпол­нения нескольких трудоемких технологических операций, эвтектические композиционные материалы получают за одну операцию. Ценно то, что на-

правленная ориентированная структура может быть получена на уже гото­вых изделиях. Это существенное преимущество эвтектических композиций по сравнению с другими технологиями получения композиционных мате­риалов. •

Подробно процессы направленной кристаллизации сплавов эвтектиче­ского состава рассмотрены в гл. 15.

Структура образующейся эвтектики в результате направленной кристал­лизации состоит, как правило, из кристаллов твердой прочной фазы (карби­дов, интерметаллидов), распределенных в матрице, представляющей собой твердый раствор.

Форма образующихся кристаллов может быть в виде волокон или пла­стин. При объемной доле упрочняющей фазы меньше 32% она имеет форму стержня, а при большем содержании — пластинчатую.

Равновесные условия кристаллизации обеспечивают высокую термиче­скую стабильность эвтектических композиционных материалов. Между фа­зами эвтектики, волокнами и матрицей отсутствует химическое взаимодей­ствие, поскольку химические потенциалы фаз равны. Особенности строения эвтектических микроструктур, полукогерентные границы раздела фаз с ми­нимальной поверхностной энергией определяют термическую стабильность эвтектической микроструктуры и, как следствие, высокие механические свойства при температурах, близких к температурам плавления эвтектики.

Способами направленной кристаллизации получают композиционные материалы на основе Al, Mg, Си, Ni, Со, Ti, Nb, Та и других элементов. По­этому эвтектические композиционные материалы могут эксплуатироваться в широком интервале температур.