керметы

КЕРМЕТЫ

композиц. материалы, содержащие металлы (или сплавы) и один или неск. видов керамики. По сравнению с исходными компонентами обладают улучшенными свойствами. Композиции, в которых присутствие керамики улучшает свойства металла, называют дисперсноупрочненными К. или инфракерметами, композиции, в которых металл улучшает свойства керамики, — ультракерметами. В качестве керамич. составляющей в К. обычно используют оксиды Al, Be, Mg, Zr, Th, U, карбиды W, Ti, Ta, Nb, Cr, бориды Zr, Ti, в качестве металлической — тугоплавкие металлы (W, Mo и др.), металлы группы Fe, легкоплавкие металлы (Cu, Al, Mg). К керметам относят также твердые сплавы на основе Ni, Со и карбидов W, Ti, Ta, Mo, характеризующиеся высокой твердостью, прочностью, жаростойкостью и жаропрочностью. При выборе исходных компонентов К. руководствуются принципами их хим., физ. и технол. согласования. Хим. согласование предполагает отсутствие хим. взаимод. между керамич. и металлич. составляющими, физическое — отсутствие взаимного растворения при нагр. и необходимое сочетание свойств компонентов (коэф. теплового расширения, модуль упругости и др.), технол. согласование-близость температур спекания керамич. и металлич. составляющих К., учет различия значений плотности компонентов, смачиваемость легкоплавким компонентом более тугоплавкого. Для К. на основе оксидов чаще всего используют металлы, образующие оксиды, изоморфные основному оксидному компоненту К., и дающие взаимные твердые растворы. В К. на основе карбидов используют металлы, не образующие карбидов или ограниченно растворяющие углерод; в К. на основе нитридов — металлы, не образующие устойчивых нитридов или ограниченно растворяющие азот. Изделия из К. получают гл. обр. спеканием, а также пропиткой керамич. пористой заготовки расплавленным металлом, осаждением металлов из растворов на поверхности керамич. частиц и др. Исходные порошки получают измельчением (иногда совместно) в шаровых, вибрационных и др. мельницах, используя в качестве среды орг. жидкости. Для предупреждения расслоения порошков или суспензии вследствие различия плотностей металла и керамики в смесь вводят вязкие жидкости и разл. добавки. После высушивания порошки формуют прессованием, шлинкерным литьем, выдавливанием, прокаткой и т. п. Спекание К. в печах осуществляют в атмосфере инертного газа или в вакууме. На этой стадии стараются избегать окисления, азотирования или карбидизации металла и восстановления оксидов, а также диссоциации нитридов и карбидов. По свойствам и применению различают: 1) высокотемпературные К., используемые для изготовления деталей газовых турбин, арматуры электропечей, в ракетной и реактивной технике и т. д. К этой группе К. относят, напр., материалы из Al,O₃-Cr, Al₂O₃-ThO₂-Cr-Mo, Al₂O₃-W-Cr, а также большую группу К. на основе карбида Ti с Ni, Со, Cr, Mo, W, Al и их сплавами; 2) твердые износостойкие К., используемые для получения деталей, работающих на износ, а также в качестве режущих инструментов. К этой группе К. относят материалы на основе карбидов и нитридов Ti, Те, Hf и др.; 3) К., используемые в спец. областях техники, — в атомных реакторах (тепловыделяющие элементы и др. детали из композиций UO₂ Al, MgO-Ni, Al₂O₃-Cr), в электротехнике и электронной технике (С-Cu для электрощеток, ThO₂-Mo или ThO₂-W для усиления эмиссионной способности катодов и др.), в тормозных устройствах (некоторые фрикционные материалы, содержащие металлич. и неметаллич. компоненты — Cu, Fe, Ni, Со, Al₂O₃, SiO₂ и др.).

^{Лит.: Керметы, под ред. Дж. Тнвклпо я У. Б. Крэндалла, пер. с англ., М., 1962; Балкевич В. Л., Техническая керамика, 2 изд., М., 1984.}

_{А. С. Власов}