ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Свойства и области применения неорганических жаростойких волокон из "Углеводородные и другие жаростойкие волокнисты материалы" Бор представляет собой твердое жесткое хрупкое вещество, трудно поддающееся обработке обычными методами, такими, как штамповка, прокатка, горячее прессование, спекание и др. Казалось бы, материал с такими свойствами непригоден для получения волокна. Тем не менее на основе бора получено высококачественное жаростойкое волокно это волокно относится к перспективным материалам, предназначенным для создания конструктивных пластиков с высокими механическими показателями [79]. [c.351] Образующийся элементарный бор осаждается на подложку. Аппаратурное оформление процесса получения борного волокна аналогично описанному для 51С-волокна (см. рис. 7.6). [c.351] В патенте [80] предлагается использовать двухкамерный вертикальный аппарат. Способ и аппаратура обеспечивают значительное увеличение скорости процесса и соответственно снижение стоимости волокна без ухудшения его свойств. [c.352] Установлено, что температура подложки по длине неравномерна и проходит через максимум, положение которого зависит от состава реакционной смеси, скорости движения подложки, разности потенциалов (ириложенного к ней напряжения) и направления движения газовой смеси. Наличие температурного градиента связано также с изменением сопротивления в результате осаждения бора на подложку и изменения скорости реакции. Кроме того, увеличение диаметра нити влияет на теплопотери за счет радиации, конвекции и других факторов. Наибольшая скорость реакции наблюдается на участках с наиболее высокой температурой проволоки, хотя температура не является единственным фактором, определяющим скорость реакции. Противоточное направление газового потока (по отношению к движению проволоки) приводит к локализации максимальной температуры проволоки. [c.352] Введение газовой смеси с обоих концов нижней части реактора, обеспечивающее более равномерное распределение температуры вдоль подложки, привело к трехкратному увеличению скорости процесса и получению волокна, однородного по свойствам. При длине нижней части аппарата 66 см и верхней части аппарата 122 см волокно диаметром 100 мкм получается со скоростью 210 м/ч. Температура процесса 1300 °С. Состав газовой смеси (по объему), подаваемой в верхнюю часть нижней камеры,— ВС1з Н2 = 0,25—0,5, а в нижнюю часть той же камеры — 0,5—3. Полученное таким способом волокно имело прочность около 320 кгс/мм2. [c.352] Помимо вольфрамовой нити-подложкн исследовались другие подложки молибденовая, алюминиевая, танталовая алюминиевая, покрытая вольфрамом вольфрамовая, покрытая крелшием, а также стеклянное волокно, покрытое медью. Осаждение бора на тан-таловую и молибденовую подложку протекало нормально. Скорость осаждения бора на танталовую подложку примерно такая же, как для вольфрамовой, а для молибденовой несколько меньшая. [c.352] Реакционный газ в аппарат вертикального типа подается в верхнюю и нижнюю часть камеры, а отводится в центре камеры. Состав газовой смеси (отношение ВС1з Н2), поступающей в верхнюю часть камеры,— 1 2,5, в нижнюю часть — 1 1,6 (по объему). [c.353] Исходное углеродное волокно должно иметь диаметр 12,7— 50,8 мкм (предпочтительно 25,4 мкм), круглое сечение, удельное объемное электрическое сопротивление 197—985 Ом-см. Процесс должен проводиться при температуре 1250—1275 °С. При этих условиях получается волокно со следующими показателями диаметр 58,88 мкм, прочность 316—369 кгс/мм , модуль Юнга 34,2-10 кгс/мм , плотность 2,25 г/см . [c.353] Лучшие образцы борного волокна имеют высокие физико-механические показатели прочность 350 кгс/мм , модуль упругости 42-10 кгс/мм , плотность 2,6 г/см , твердость по шкале Мооса — более 9, температура плавления 2050 °С. Диаметр борного волокна 76—127 мкм сравнительно большой диаметр борного волокна является его недостатком, так как вследствие проявления масштабного эффекта волокно Илмеет пониженную гибкость. [c.353] В качестве подложки практически применяется вольфрамовая нить, хотя в литературе обсуждается возможность использования в качестве подложки и других нитей. [c.353] При получении волокиа в многокамерном аппарате осаждение бора происходит послойно, поэтому на продольном срезе четко видна слоистая структура волокна. [c.354] Процесс формирования борного волокна сопровождается возникновением внутренних напряжений, приводящих к появлению трещин и снижающих механические показатели волокна. Основным источником возипкиовенпя внутренних напряжений является уве-личе1П1е диаметра сердцевины с 12,7 до 16,5 мкм и, как следствие этого, образование растягивающих усилий, воздействующих на осажденные слои бора. [c.354] В работе [82] описан способ покрытия борного волокна нитридом бора и карбидом кремния. Нитрид бора наносится на борное волокно из смеси газов ВСЬ + КНз-ЬНг или B U-f НгЧ-. Ыг при температуре 1100—1150°С. После такой операции улучшаются механические свойства борного волокна. [c.354] В этой главе рассмотрены механические и физико-химические свойства поликристаллических и металлических волокон, а также монокристаллов (усов) и области их применения. [c.357] Вернуться к основной статье