4 004 00
СОWITH
о: Изобретение относитс к электрох мической обработке поверхности материалов , а именно к электрохимическому травлению бора, и может быть испоЛьзовадо дл вы влени структуры борных волокон, используемых в качестве армирующих составл ющих композиционных материалов. Известен способ электрохимическо обработки (полировки) волокон бора ij , заключающийс в обработке волокон в растворе следующего соста ва, вес.%: HjSO 80-97 HNO,} 20-3. Однако этот способ позвол ет лишь полировать волокна, структура при этом не вы вл етс . Наиболее близким к- предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ электрохимической обработки композиционного материала 2 , заключающийс в обработке поверхности раствора следующего состава, вес.%: 92-98 8-2. Однако данный способ позвол ет полировать композиционный материал структура волокна при.этом не вы вл етс . Целью изобретени вл етс вы в ление структуры волокон бора. Поставленна цель достигаетс те что согласно способу электрохимиче кого, травлени волокон бора, включ щему введение волокон в алюминиевую основу и последующую обработку в растворе на основе серной кислоты, травление ведут в растворе 90-99,9 , 0,l-iO% В(Н5О4)з до заглублени волокон в основу на 0,5-15 м ;при температуре 200-260с и плотно ти тока 90-200 А/дм. При погружении полученных об- . разцов в раствор, состо щий из серной кислоты и гидросульфата бора , л наложении тока, алюминиева основа пассивируетс и не раствор етс в серной кислоте. Происходит растворение .одних волокон бора, ко торые по мере растворени углубл ютс в основу. По мере заглублени волокон в основу слой раствора над ними обогащаетс продуктгши растворени бора в серной кислоте, одновременно с этим измен етс и плотность тока на волокнах. Все эт создает специфические услови , в которых различные участки волокна, обладающие различными свойств ами, раствор ютс с различными скорост и п1)оисходит вы вление структуры волокон. При растворении и углублении волокон бора в основу более чем на 15 мкм происходит., нерав номерное растворение волокон, без вы влени структуры, центр волокна раствор етс быстрее чем кра , волокна растрескиваютс . При за глублении волокна в основу люнее 0,5 мкм происходит растворение волокна , без вы влени структуры. . Электрюхимическое травление ведетс при температуре 200-260 0 и плотности тока 90-200 .А/дм. Травление при плотност х тока, превышающих 260 А/дм ведет к полированию волокон , а при плотност х тока менее 90 А/дм не приводит к вы влению структуры волокон. Травление при температурах, превышающих , ве,дет к интенсивному окислению поверхности волокон, структура волокон не вы вл етс , а при температурах ниже не приводит к вы влению структуры волокон из-за отсутстви взаимодействи между волокнами и раствором. Электрохимическое трав- ление волокон бора ведетс и серной кислоте, содержащей 0,1-10% гидросульфата бора, который содействует вы влению структуры волокон, замедл растворение волокон, и загущает электролит. При содержании гидрОсульфата бора более 10% не происходит вы вление структуры волокон из-за незначительного их растворени - Электрохимическое травление S растворе, содержащем менее 0,1% гидросульфата бора, ведет к растворению центра волокна, структура волокон.не вы вл етс . При содержании серной кислоты менее 90% на поверхности образцов возникают оксиды, а при содержании кислоты более 99,9% происходит растворение центра волокна . Пример. Волокна бора диаметром 90 мкм помещают в стекл нную или кварцевую амплитуду, вакуумируют , пропитывают жидким алюминием, |и охлаждают. Образец полируют до шероховатости поверхности, соответствующей 10-11 классу чистоты, а затем ведут электрохимическое травление в растворе следующего состава , %:.H2S04 90; B/HSO ) Ю, при температуре и плотности тока 200 А/дм. Затем образец промывают струей воды, сушат, и при помощи-мит кроскопа суд т о структуре волокон бора. Пример 2. Волокна бора диаметром 90 мкм укладывают в алю:миниевой фольге, укрепл ют с помощью органического св зующего, например 3%-ного раствора полистирола в ли-, хлорэтане, затем собирают пакет из 3-5 фульг и прессуют. Поверхность образца полируют до шерохов.атости, соответствующей 10-11 классу чистоты, и ведут электрохимическое трение .в растворе следукицего состава,%: HjiSO 99,9, B(HSO)j 0,1, при температуре и плотности тока 160 А/дм. Раствор готов т растворением 0,1 г бора в 101 г при: температуре 260-280 С. Образец промывают струей воды, сушат и при по310483614o: The invention relates to the electrochemical treatment of the surface of materials, namely to the electrochemical etching of boron, and can be used to reveal the structure of boron fibers used as reinforcing components of composite materials. The known method of electrochemical treatment (polishing) of boron fibers ij, which consists in treating the fibers in a solution of the following composition, wt.%: HjSO 80-97 HNO,} 20-3. However, this method only allows polishing of the fibers, the structure is not detectable. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is the method of electrochemical treatment of composite material 2, which consists in processing the surface of a solution of the following composition, wt.%: 92-98 8-2. However, this method makes it possible to polish the composite with the structure of the fiber. This is not detected. The aim of the invention is to determine the structure of boron fibers. The goal is achieved by the fact that according to the method of electrochemical etching of boron fibers, including the introduction of fibers into an aluminum base and subsequent processing in a solution based on sulfuric acid, etching is carried out in a solution of 90-99.9, 0, l-iO% B (H5O4 3) up to the depth of the fibers in the base at 0.5–15 m; at a temperature of 200–260 s and a current density of 90–200 A / dm. When immersed received by-. of the samples in a solution consisting of sulfuric acid and boron hydrosulfate, when current is applied, the aluminum base is passivated and not soluble in sulfuric acid. The dissolution of one of the boron fibers occurs, which, as they dissolve, penetrates into the substrate. As the fibers deepen into the substrate, the layer of solution above them enriches the product of boron dissolving in sulfuric acid, and the current density on the fibers changes simultaneously. All these conditions create specific conditions in which different parts of the fiber with different properties of amine dissolve at different rates and determine the structure of the fibers. When boron fibers are dissolved and deepened into the base by more than 15 µm., Uneven dissolution of the fibers, without revealing the structure, the fiber center dissolves faster than the edges, the fibers crack. At the depth of the fiber into the base of more than 0.5 microns, the fiber dissolves, without revealing the structure. . Electruchemical etching is carried out at a temperature of 200-260 0 and a current density of 90-200. A / dm. Etching at current densities in excess of 260 A / dm leads to polishing of the fibers, and at current densities of less than 90 A / dm, does not lead to fiber structure detection. Etching at temperatures exceeding all causes an intensive oxidation of the surface of the fibers, the structure of the fibers does not appear, and at temperatures below does not lead to the revealing of the structure of the fibers due to the absence of interaction between the fibers and the solution. Electrochemical etching of boron fibers is also carried out with sulfuric acid containing 0.1–10% boron hydrosulfate, which helps to reveal the structure of the fibers, slows down the dissolution of the fibers, and thickens the electrolyte. When the content of boron hydrosulfate is more than 10%, the fiber structure is not detected due to their insignificant dissolution - Electrochemical etching of S solution containing less than 0.1% boron hydrosulfate leads to the dissolution of the fiber center, the fiber structure is not detected. When the content of sulfuric acid is less than 90%, oxides arise on the surface of the samples, and when the content of acid is more than 99.9%, the center of the fiber is dissolved. Example. Boron fibers with a diameter of 90 µm are placed in a glass or quartz amplitude, evacuated, impregnated with liquid aluminum, | and cooled. The sample is polished to a surface roughness corresponding to the 10-11 grade of purity, and then electrochemical etching is carried out in a solution of the following composition,%: H2 S04 90; B / HSO) Yu, at a temperature and current density of 200 A / dm. The sample is then rinsed with water, dried, and the structure of boron fibers is judged with the aid of a mit microscope. Example 2. Boron fibers with a diameter of 90 µm are placed in aluminum foil, reinforced with an organic binder, for example, a 3% polystyrene solution in lithium, chloroethane, then a bag of 3-5 pulps is collected and pressed. The surface of the sample is polished to a roughness corresponding to a class of 10-11 purity, and electrochemical friction is carried out in a solution of trace composition,%: HjiSO 99.9, B (HSO) j 0.1, at a temperature and current density of 160 A / dm . The solution is prepared by dissolving 0.1 g of boron in 101 g at: a temperature of 260-280 ° C. The sample is washed with a stream of water, dried, and at Po310483614
мощи микроскопа суд т о структурев процессе изготовлени в эксплуатаволокон бора. ции композициоиных материалов, а такИзобретение позвол ет вы вл тьже совершенствовать технологию изструктуру волокон бора, исследовать-готовлени волокон«бора и повышатьthe power of the microscope is judged on the structure of the manufacturing process in the operation of boron fibers. the composition of materials, as well as the Invention allows to improve the technology of boron fiber structure, explore the preparation of boron fibers and improve the
причины разупрочнени волокон боранх прочность.reasons for the softening of the fibers borane strength.