Типы связей между компонентами

В КМ связи между матрицей и волокнами могут быть шести типов. Механическая связь (рис. 4.2, а) осуществляется за счет чисто механического зацепления неровностей контактирующих поверхностей матрицы m и волокна f или за счет сил трения. КМ с этим типом связи имеют низкую прочность при поперечном растяжении и продольном сжатии.

Связь при смачивании и растворении (рис. 4.2, б) реализуется благодаря силам поверхностного натяжения. Обычно смачивание сопровождается небольшим растворением компонентов. Этот тип связи реализуется при пропитке волокон f расплавленной матрицей m в отсутствие химических реакций. Как и предыдущий, он характерен для КМ первого класса.

Реакционная связь (рис. 4.2, в) возникает при протекании химической реакции на границе раздела m и f с образованием новых химических соединений mf_х. Этот тип связи присущ КМ третьего класса.

Рис. 4.2. Схемы основных типов связи: а – механическая связь; б – связь путем смачивания и растворения, например Nb-W; в – реакционная связь, например Ti-С; г – обменно-реакционная связь, например Ti (А1)-В; д – оксидная связь

Обменно-реакционная связь (рис. 4.2, г) является разновидностью реакционной связи, когда общая химическая реакция происходит в несколько стадий, одна из которых контролирует скорость образования связи. Например, матрица m из титана А, легированного алюминием В, взаимодействует с борными волокнами f в две стадии. Вначале твердый раствор алюминия в титане реагирует с бором с образованием сложного диборида Аf_х, который затем реагирует с титаном, образуя диборид титана и твердый раствор алюминия в титане.

Оксидная связь (рис. 4.2, д) также может рассматриваться как разновидность реакционной связи, которая характерна для металлов m, армированных волокнами из оксидов fО_х. Эта связь реализуется за счет образования либо шпинелей на межфазных границах, либо продуктов реакции в виде оксидной пленки mО_х, через которую осуществляется связь.

Смешанный тип связи возникает в КМ псевдопервого класса после разрушения оксидных пленок и начала химического или диффузионного взаимодействия. Он реализуется, например, при частичном переходе систем псевдопервого класса в системы второго и третьего классов.