Волокна карбида кремния

       Карбидокремниевые волокна SiC выполняют как на вольфрамовой, так и на углеродной подложках. Благодаря своим физико-механическим свойствам этого типа обычно применяют в металлокомпозитах для эксплуатации при длительном воздействии высоких температур.

       Получение волокон из SiC во многом сходно с процессом получения борного волокна. Вместо  в реактор аналогичного устройства подают смесь алкилсиланов с водородом. В настоящее время SiC-волокна предпочтительнее изготавливать с использованием в качестве основы углеродного волокна, а не вольфрамовой проволки. Кроме того, процесс получения SiC-волокон необходимо всего 8 кг силана, в то время как для получения 1 кг борного волокна необходимо 15 кг . Скорость получения SiC-волокон в реакторе вдвое выше скорости получения борного волокна.

       Карбидокремниевые волокна на углеродной подложке более дешевые, но имеют пониженные прочностные характеристики и повышенную чувствительность к поверхностным дефектам. Это обусловлено тем, что данный тип волокон имеет мелкозернистое строение, углеродный сердечник слабо связан со слоем карбида кремния и остаточные напряжения сжатия в поверхностном слое меньше, чем карбидокремниевых волокнах на вольфрамовой подложке.

       Композиты на основе карбидокремниевых волокон используют в конструкциях ядерных силовых установок, высокотемпературных подшипниках, направляющих и рабочих лопатках газотурбинных двигателей, носовых обтекателей ракет.

Металлические волокна

       Для конструкционных композитов наиболее эффективными и экономичными (в некоторых случаях) являются металлические проволочные волокна. Так для композитов, предназначенных для работы при пониженных температурах, используют стальные и бериллиевые волокна, а при высоких температурах – вольфрамовые и молибденовые.

       Проволочные волокна широко применяют для изготовления тонкой высокопрочной проволоки из коррозионно-стойких сталей с метастабильным в условиях холодной деформации аустенитом. Значительное упрочнение стальной проволоки достигается вследствие практически полного превращения аустенита в мартенсит, при оптимальных технологических режимах изготовления, в сочетании с наклепом при холодном деформировании. Дополнительное упрочнение возможно в результате отпуска проволоки.

       Понижение прочности стальных проволок происходит в результате выдержки при температурах 650…670 К. Исключение составляет проволока из стали ВНС-9, сохраняющая свою прочность до температуры 780 К.

       Для эксплуатации композитов при высоких температурах наиболее приемлемыми считают вольфрамовые волокна. Высокотемпературную прочность вольфрамовых волокон повышают за счет введения в вольфрам и его сплавы тугоплавких дисперсных частиц (карбидных и др.)

       Увеличение длительной прочности обеспечивается нанесением тонких (до 12 мкм) барьерных покрытий, причем наиболее эффективным является покрытие из карбида гафния HfC, которое позволяет избежать рекристаллизации вольфрамовых волокон при температуре 1400 К в течение 1000 часов.

       По сравнению с вольфрамовыми, молибденовые волокна незначительно уступают по прочностным и упругим характеристикам, а также по жаростойкости. Некоторые механические характеристики молибденовых и других типов металлических волокон приведены в таблице 1.3.7.

Таблица 1.7. Механические характеристики некоторых металлических волокон

Материал	Плотность кг/	Диаметр d , мкм	Модуль упругости , ГПа	Предельная деформация
Алюминий Бериллий Титан Кремний Сталь ВНС-9 Молибден и ванадий (+5 %) Вольфрам	2,7 1,85 4,5 2,5 7,8   - 19,3	- 130 - - 100-300   250 50	70 310 120 72 200   334 410	0,29 1,1 0,55 1,0 3,5-3,8   1,8-2,0 3,3