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 Н15 мкм и металлических порошков с размерами частиц 3(Н 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 с/ = = 3(Н160 мкм в смесях с высокодисперсными порошками (?/ = = 1-И0 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).

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.

Рис. 4.9. Зависимость удельного электросопротивления от относительной плотности по металлической фазе и_м:

1 - бронза (с/_ср = 5 мкм); 2 - бронза + 40 % фторопласта;
3 - бронза + 50 % фторопласта; 4 - бронза + 60 % фторопласта

Рис. 4.10. Зависимость удельного электросопротивления от относительной плотности по металлической фазе и_м:

1 - № (4_ср = 2, 4 мкм); 2 - N1 + 40 % фторопласта;
3 - N1 + 50 % фторопласта; 4 - N1 + 60 % фторопласта

Рис. 4.11. Зависимость удельного электросопротивления от относительной плотности по металлической фазе и_м:

1 - бронза (с1_ср = 30-4 60 мкм); 2 - бронза + 40 % фторопласта;
3 - бронза + 50 % фторопласта; 4 - бронза + 60 % фторопласта

Рис. 4.12. Зависимость удельного электросопротивления от относительной плотности по металлической фазе о_м:

1 - N1 (г/ = 30-160 мкм); 2 - N1 + 40 % фторопласта;
3 - N1 + 50 % фторопласта; 4 - № + 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.