Формирование структуры материалов на стадии формования смесей
В процессе формования смесей, представляющих совокупность агрегатов частиц порошковых компонентов, формируется структура, предопределенная на этапе смешивания соотношением размеров частиц и содержанием фторопласта.
Смеси, полученные из порошков фторопласта с размерами частиц 30^160 мкм и металлических порошков с размерами частиц 1^10 мкм, при уплотнении способствуют формированию металлического каркаса из металлических частиц оболочек агрегатов (рис.
4.7, светлые пятна). Фторопласт упорядоченно распределяется в объеме формируемого материала (рис. 4.7, темные пятна).
Рис. 4.7. Структура прессовок металлокаркасных материалов |
При уплотнении смесей из порошков фторопласта с размерами частиц 1^15 мкм и металлических порошков с размерами частиц 30^160 мкм оболочка из частиц фторопласта препятствует образованию металлического каркаса. С увеличением содержания фторопласта формируется матрица из фторопласта, в объеме которой регулярно распределены частицы металлического порошка (рис. 4.8, а).
Увеличение количества фторопласта с размерами частиц й = = 30^160 мкм в смесях с высокодисперсными порошками (й = = 1^10 мкм) других компонентов предопределяет структуру материалов наполненного типа с распределением наполнителя по границам частиц фторопласта и образованием объемной сетки с разорванными ячейками (рис. 4.8, б).
А б
Рис. 4.8. Структура прессовок наполненных материалов
Влияние размеров частиц порошковых компонентов на формирование структуры материалов при уплотнении смесей показано зависимостями удельного электрического сопротивления от относительной плотности по металлической фазе и содержания фторопласта в смеси (рис. 4.9-4.12). Зависимостями 1 на рисунках представлены изменения удельного электрического сопротивления прессовок исходных металлических порошковых компонентов.
7. х’0'> 0.2 аз ОЛ 0.5 0.6 0.7 Относительная плотность |
Рис. 4.9. Зависимость удельного электросопротивления от относительной плотности по металлической фазе им: 1 - бронза (^ср = 5 мкм); 2 - бронза + 40 % фторопласта; 3 - бронза + 50 % фторопласта; 4 - бронза + 60 % фторопласта |
Отоситильоая шклиоеть Рис. 4.10. Зависимость удельного электросопротивления от относительной плотности по металлической фазе им:
1 - N1 (^ср = 2, 4 мкм); 2 - N1 + 40 % фторопласта;
3 - N1 + 50 % фторопласта; 4 - N1 + 60 % фторопласта
* ад '6 Г 50- О 02 аз си а« а« ол Опюситсльпая плотпость Рис. 4.11. Зависимость удельного электросопротивления от относительной плотности по металлической фазе им: 1 - бронза (йср = 30^160 мкм); 2 - бронза + 40 % фторопласта; 3 - бронза + 50 % фторопласта; 4 - бронза + 60 % фторопласта |
0? 0.? СИ 0-5 06 07 Отн(м:ителъняя п лотность Рис. 4.12. Зависимость удельного электросопротивления от относительной плотности по металлической фазе им: 1 - N1 (С = 30-160 мкм); 2 - N1 + 40 % фторопласта; 3 - N1 + 50 % фторопласта; 4 - N1 + 60 % фторопласта |
Удельное электрическое сопротивление уменьшается по известной зависимости с увеличением относительной плотности в результате увеличения степени консолидации металлических частиц (зависимости 1-4). Это связано с уменьшением степени консолидации металлических частиц в результате роста толщины оболочек из высокодисперсного порошка фторопласта у агрегатов, образуемых при смешивании компонентов.
При одинаковых относительных плотностях по металлической фазе для прессовок из смесей, включающих крупный порошок фторопласта и высокодисперсные металлические порошки, увеличению содержания фторопласта в смесях соответствует уменьшение удельного электрического сопротивления (см. рис. 4.9 и 4.10, зависимости 1-4). Это связано с увеличением степени консолидации металлических частиц, составляющих оболочки агрегатов и формирующих металлический каркас. Степень консолидации увеличивается в результате роста гидростатического давления при увеличении его содержания в уплотняемых смесях.
Для прессовок из смесей высокодисперсного порошка фторопласта и крупных металлических порошков (см. рис. 4.11 и 4.12) увеличение содержания фторопласта в смесях вызывает рост удельного электрического сопротивления (зависимости 1-4). Это связано с уменьшением степени консолидации металлических частиц в результате роста толщины оболочек из высокодисперсного порошка фторопласта у агрегатов, образуемых при смешивании компонентов.
Таким образом, формирование структуры материалов на стадии формования смесей, содержащих фторопласт, предопределяется на стадии смешивания порошковых компонентов размерами и соотношениями размеров их частиц, количественным соотношением компонентов.