Волокна большого диаметра. Анализ фазового состава, макро- и микроструктуры полуфабрикатов и готовых изделий из B-Al

Производство борного волокна
Реакция осаждения бора на нагретую вольфрамовую проволоку:
2
Рис. 1. - Схема реактора для получения борного волокна:
1 – подающий барабан; 2 – штуцер для подачи газовой смеси; 3 – камера осаждения; 4 – штуцер для удаления газов; 5 – приемный намоточный барабан; 6 – электрод; U0 – потенциал, необходимый для нагревания нити; s – расстояние между электродами
Диаметр борного волокна составляет 100..150 мкм
Рис. 2. - SEM-изображение поперечного сечения борного волокна (сверху), изображение поверхности борного волокна
(ГНЦ РФ «ГНИИХТЭОС»)

Производство B-Al шпона
3
а)
б)
Рис. 3. - Производство B-Al шпона: а) схема укладки борного волокна на барабан: 1 – большой барабан; 2 – борное волокно; 3 – прижимной валик; 4 – подачи прижимного валика;
б), в) бороалюминиевый полуфабрикат (шпон), изготовленный напылением капель жидкого металла
в)

Производство пакетной заготовки из B-Al шпона
4
Рис. 4. - Схема сборки многослойной пакетной заготовки КМ на основе B-Al шпона

Производство пакетной заготовки из B-Al шпона
5
Рис. 5. - Структуры многослойной пакетной заготовки КМ на основе B-Al шпона при различной степени прессования: а) заготовка пакета в свободном состоянии; б) не до конца запрессованная пакетная заготовка;
в) пакетная заготовка в готовом виде
а)
б)
в)

Применение B-Al шпона и пакетных заготовок
в изделиях различного назначения
6
Рис. 6. - Примеры композитов с борным волокном:
а) листовые и профильные изделия; б) кольцевые элементы, армированные борным волокном;
в) диск компрессора типа «Bling» (Rolls-Royce) с композитной вставкой на основе борного волокна
а)
б)
в)

7
Рис. 7. – Примеры композитов с борным волокном:
а) цилиндр стойки шасси ОК «Буран», б) сварные балки самолёта Ан-70 из боралюминиевых панелей, в) рубчатые раскосы из боралюминия в конструкции шасси самолёта «Руслан», Ан-70
а)
б)
в)
Применение B-Al шпона и пакетных заготовок
в изделиях различного назначения

8
Рис. 8. - Геометрическая модель широкохордной полой лопатки с несущими стержнями из композиционных материалов (B-Al) (ГНЦ ФГУП «ВИАМ»,
ГНЦ ФГУП «ЦИАМ»)
Применение B-Al шпона и пакетных заготовок
в изделиях различного назначения
Рис. 9. - Формирование кромки пера лопатки с применением боралюминиевых стержней с поперечным армированием (ГНЦ ФГУП «ВИАМ», ГНЦ ФГУП «ЦИАМ»)

Производство изделия сложной пространственной
конфигурации из B-Al шпона
9
Рис. 10. - Схема сборки пакетной заготовки и горячее прессование
при изготовлении турбинной лопатки

Производство изделия сложной пространственной
конфигурации из B-Al шпона
Рис. 11. - Изготовлении турбинной лопатки: а) схемы укладки неуплотненного пакета в матрицу
с эластичным пуансоном; б) изображение микроструктуры лопатки из боралюминия (перо и снование)
а)
б)
10