Графитовое волокно свойства

Условия окружающей среды становятся еще более жесткими на входном конусе сопла, и соответствующие требования к материалам сильно изменяются. Для этой цели требуются материалы особенно высокой жесткости, конструкционной прочности, обладающие чрезвычайно высокими показателями теплоизоляционных свойств. Однако в этом месте сопла допускаются некоторые изменения геометрических размеров сечения, так как их влияние на параметры критического сечения сопла относительно невелико. Металлические, керамические и графитовые жаростойкие материалы, вообще говоря, непригодны для изготовления входного конуса неохлаждаемого сопла вследствие его больших размеров, сложной конфигурации и неподходящих свойств перечисленных материалов. Наилучшими оказались армированные волокном пластики, образующие при нагреве обуглероженный поверхностный слой и очень вязкий расплав. Обычно это фенольные смолы, армированные асбестовым или графитовым волокном, или фенольные композиции, армированные ориентированным кремнеземистым волокном. [c.450]

Таблица 12.4 показывает, что, например, композиции на основе эпоксидных смол, усиленные борными или графитовыми волокнами, имеют удельные (на единицу массы) прочность и модуль упругости, далеко превосходящие аналогичные параметры для алюминия, титана или высокопрочных сталей. Кроме того, абсолютные значения некоторых параметров также достигают или превосходят значения аналогичных параметров для металлов. Несмотря на высокий уровень достигнутой прочности, другие свойства, например усталостное поведение, могут оставаться низкими и затруднять в некоторых случаях практическое использование композиционных материалов. [c.361]

Характер взаимодействия смолы с углеродным волокном также неясен [90]. Как было показано в I части обзора [4], в зависимости от вида исходного волокна и условий обработки его поверхности между матрицей и волокном может возникать, химическое или физико-химическое взаимодействие. В то же время в ряде работ содержатся довольно противоречивые сведения. Например, в работе [91] экспериментально обнаружено, что прочность адгезии между графитовым волокном и полимерной матрицей не связана с поверхностной энергией волокна и характеристиками смачивания его поверхности раствором смолы. В работе [92] рассматриваются два подхода к оценке свойств композита первый учитывает характер взаимодействия на границе раздела полимер—волокно, молекулярную структуру границы раздела и величину энергии связи между волокном н [c.168]

Ниже приведены физико-механические свойства композиционных материалов на основе полифениленов [I — полифенилен (48—52 %), армированный асбестовым волокном И — полифенилен (30—50 %), армированный 45—55 % графитового волокна] [89] [c.160]

Благодаря высоким теплостойкости и химической стойкости в сочетании с хорошими механическими свойствами материалы на основе полифенилена являются идеальными конструкционными материалами, которые могут использоваться при высоких температурах и в контакте с агрессивными средами. Материалы на основе полифенилена, армированные графитовыми волокнами, обладают такими же значениями коэффициента трения, как и аналогичные материалы на основе эпоксидных или полиимидных связующих, но значительно лучшими адгезионными свойствами к металлическим поверхностям. В химической промышленности их применяют для изготовления деталей насосов, мешалок и других элементов конструкций, т. е. там, где требуется сочетание высокой прочности со стойкостью к агрессивным средам при повышенных температурах. [c.161]

Однако подлинная эра современных композиционных материалов началась в 40-е годы, когда появились пластмассы, усиленные стекловолокном. Разработка же теории связывания стала формироваться только в 60-е годы. Именно тогда стали целенаправленно изучать, как нужно вкладывать новые неорганические волокнистые материалы из бора, карбида кремния, углерода, графита, оксида алюминия и т. д. в органические или металлические матрицы. Наряду с поликристаллическими нитями представляется многообещающим применение нитей монокристаллов. Искусственным путем можно вырастить монокристаллические нити длиной до 1 см и диаметром от 1 до 25 мкм, например, из оксида алюминия, карбида кремния, оксида бериллия или карбида бора. Некоторые из этих неорганических волокнистых материалов легче алюминия, но одновременно тверже лучшей стали. Канат из борсодержащих волокон толщиной 3 см смог бы выдержать полностью нагруженный четырехмоторный реактивный самолет. Кроме того, подобные вещества имеют такие термические свойства, которые до сих пор не удавалось получить ни у одного материала. Графитовые волокна, например, при 1500 С прочнее, чем сталь при комнатной температуре. [c.269]

Углеродистые и графитовые волокна обладают высокой термостойкостью, неплавкостью, химической инертностью, малым удельным весом. Их недостатками являются сравнительно высокая теплопроводность (большая, чем у кремнеземистых, кварцевых и других волокон этого типа) и низкие механические свойства [215]. Прочность графитовых волокон диаметром 8 мк при комнатной температуре около 40—70 кгс мм и при 1700° С повышается почти в 2 раза. [c.45]

В заключение следует остановиться на пиролитических углеродных волокнах (ПУВ) — графитовых усах. Хотя их получают при пиролизе в газовой фазе, по своему применению они ближе к углеродным волокнам, чем к пироуглероду. Кристаллооптический анализ показывает, что ПУВ состоят из центральной оптически изотропной части и оптически анизотропного углерода, монослои которого параллельны оси волокна. Монослои имеют локальные нарушения преимущественной ориентации. При этом в поляризованном свете структура шлифов осевого сечения ПУВ и поперечного сечения пирографита аналогичны [135]. Авторы указанной работы отмечают в обоих случаях наличие чередующихся участков с различной ориентацией кристаллитов, полагая, что центрами формирования первичных надмолекулярных образований в ПУВ являются утолщения и изгибы стержневой части. Первичные надмолекулярные образования выходят на внешнюю поверхность, образуя характерное кольчатое строение ПУВ. Внутри первичных находятся более мелкие вторичные образования, причем на границах между ними отмечается упорядоченность кристаллической структуры. Такой характер надмолекулярной организации обусловил физико-механические свойства ПУВ. Поскольку, как в случае пирографита, разрушение происходит по границам образований, прочность ПУВ зависит от концентрации и расположения включений дисперсного углерода. Травление таких волокон жидким окислителем (концентрированная серная кислота с бихроматом калия) показало периодическое изменение реакционной способности в радиальном направлении, сопровождаемое изменением прочности вследствие удаления различных слоев волокна, отличающихся надмолекулярной организацией структуры [c.242]

Свойства композиционного материала зависят главным образом от свойств армирующего волокна. Если использовать стекла с более высоким модулем упругости и прочностью по сравнению с обычным стеклом, то можно добиться некоторого улучшения свойств композиции, сейчас главное внимание в этом направлении уделяется разработке новых материалов, например получению волокон из бора (выросших на вольфрамовой основе), графитовых волокон и усов из различных веществ. [c.192]

Ремонт ванн заключается в смене диафрагм, замене графитовых электродов и других износившихся деталей Асбестовая диафрагма, как бумажная, так и осажден ная, в процессе работы ванны подвергается изменениям В первый период работы происходит формирование ас беста, при этом уменьшается сечение пор и резко хни жается протекаемость диафрагмы. Упругие свойства набухшего асбестового волокна способствуют тому, что протекаемость разных участков диафрагмы, работающих под гидростатическим давлением от 300 мм столба рассола и выше, остается приблизительно постоянной. [c.130]

Кривые напряжения сверхвысокопрочных/высокомодульных волокон аналогичны соответствующим кривым для стекла и стали. Исходя из характерных особенностей, т. е. принимая во внимание их меньший удельный вес по сравнению со стеклом и сталью, можно сделать вывод, что волокна из палочкообразных ароматических полимеров оказываются более прочными и жесткими, чем стекло и сталь. В сочетании эти свойства показывают, что такие волокна целесообразно применять для армирования жестких и гибких композиционных материалов. Например, установлено, что волокно кевлар пригодно для шинного корда как заменитель брекеров из стали и стекловолокна в диагональных и радиальных шинах. В жестких композиционных материалах уже начали использовать волокно кевлар-49, оказавшееся по своим свойствам сравнимым с более низкомодульными типами графитовых волокон. Волокна из ароматических полимеров пригодны также для изготовления конвейерных лент, клиновидных ремней, тросов, кабелей защитной одежды внутренних панелей, внешних обтекателей, рулевых поверхностей и частей конструкций в самолетостроении антенн и других узлов радиолокаторов щитов управления покрытий для судов лопастей воздуходувок спортивного инвентаря — лыж, клюшек для гольфа, досок для серфинга тканей с пропиткой для использования в строительных целях. Свойства и практическое применение волокон кевлар подробно описаны в работе [41]. [c.176]

В книге приведены данные о свойствах новых жаро- и огнестойких волокнистых материалов. В ней излагаются методы получения различных видов волокон и композиций, а также описаны важнейшие способы и области их применения, 10 частности в авиа- и ракетостроении. Книга практически охватывает все наиболее важные классы жаростойких волокнистых материалов. Рассмот- рены волокна на основе двуокиси кремния, силиката алюминия, титаната калия и окислов металлов, асбестовые, угольные, графитовые и некоторые металлические волокна без покрытий и с покрытиями, а также боросодержащие волокна. [c.4]

Армирование пластмасс. Графитовая ткань легко смачивается целым рядом органических смол. Для армирования пластмасс применяются ткани, сложенные в несколько слоев, или измельченные волокна. Получаемые изделия по своим свойствам часто превосходят исходные материалы и могут рассматриваться как совершенно новые материалы. Высокая теплопроводность графитовых тканей сообщает пластмассам на их основе аблятивные свойства при кратковременном воздействии очень высоких температур. [c.219]

Мезофазные предшественники позволят решить одну важную научную проблему. Из (способных к графитации многоядерных систем возможно получить УВМ графитовой структуры. Сопоставление такого волокна с обычным волокном, состоящим из переходных форм углерода, позволит четко выявить взаимосвязь между структурой и свойствами УВМ. Вероятно, УВМ графитовой структуры будут обладать куда большей анизотропией и невысокими механическими свойствами. Эти исследования могли бы наглядно подтвердить, что высокая степень совершенства структуры (кристалличность) не всегда желательна для обеспечения комплекса высоких механических свойств волокон. [c.256]

Вытягивание волокна. Несмотря на то что окисленный ПАН состоит из жестких макромолекул и в нем имеются межмолекулярные связи, при карбонизации под влиянием тепловых воздействий происходит усадка волокна, которая нежелательна, так как вызывает дезориентацию структурных элементов. Систематические данные о влиянии степени вытягивания при карбонизации на механические свойства волокна в литературе отсутствуют. При получении высокопрочных волокон в большинстве патентов рекомендуется карбонизацию проводить на жестких паковках (бобинах, графитовых стержнях, каркасных устройствах и других приспособлениях). В этом случае не происходит вытягивание, но предотвращается усадка волокна, что обеспечивает получение волокна с [c.191]

Очень прочные и эластичные графитовые усы получены в электрической дуге постоянного тока в атмосфере аргона под давлением 92 ат и при температуре 3900° К. Усы получаются включенными в кусок графита, образованный диффузией паров углерода от положительного электрода к отрицательному. Диаметр этого нового вида графитовых усов от 1 до 5 мк при длине до 3 см. Усы обладают вдоль оси свойствами монокристалла. Они состоят из одной или нескольких трубочек, свернутых из листа графитовых слоев, непрерывно простирающихся вдоль оси волокна с осью с, точно перпендикулярной оси волокна. [c.69]

Интересна предыстория графитовых волокон. Она начинается с получения синтетического волокна из полиакрилонитрила (ПАН). Около 1960 г. были предприняты попытки получить из ПАН-волокна огнестойкую ткань. При этом было установлено, что текстильные свойства самого ПАН-волокна сохраняются до 300°С, если в этой температурной области предотвратить усадку волокна и термическую обработку на воздухе проводить достаточно осторожно. В области от 200 до 300°С ПАН-волокно изменяет окраску от желтой до корич-98 невой и затем до черной. Такое волокно было [c.98]

Представленная на рис. 3.22 кристаллическая решетка графита отвечает идеальному кристаллу в зависимости от условий получения обра уются углеграфитовые материалы с более или менее искаженной структурой. В частности, получены и широко используются стекловидная форма графита (стеклографит), пирографит—материал с сильно выраженной анизотропией тепло- и электропроводности (значения этих свойств различаются в зависимости от направления в образце почти на 2 порядка), тончайшее и очень прочное графитовое волокно (из него изготовляют ткань, выдерживающую в отсутствии окислителей температуру 2000 °С). [c.354]

Для улучшения физико-механических свойств рекомендуется армировать поликарбонаты стеклянным или графитовым волокном. Улучшение свойств обусловлива- [c.267]

Другим примером использования слоистых материалов, содержащих графитовое волокно, является применение его для изготовления экспериментального защитного покрытия с аблятивными свойствами для обтекателей антенны радиолокатора, описанное Кевенафом и Шерри . [c.233]

Важное место в науке занимают задачи создания материалов с технически ценными электрическими, магнитными, тепловыми, механическими и другими свойствами. К ним относятся прежде всего сверхпроводники, полупроводники, диэлектрики, квантовые усилители и генераторы светового излучения (мазеры и лазеры), тенлоэлектрогенераторы, ферриты, высококоэрцитивные сплавы, материалы для инфракрасной техники, различные жаростойкие и жаропрочные материалы, прочные и химически стойкие материалы на основе пластиков, армированных металлическими, стеклянными, органическими и графитовыми волокнами, синтетические каучуки, а также сверхпрочные волокна для технических целей и т. п. Большие достижения в последние годы имеются в области получения и обработки этих материалов. Важнейшей задачей в области разработки новых материалов является систематическое их изучение с целью связать химический состав, структуру и свойства вещества и подойти к направленному синтезу соединений и материалов с заранее заданными свойствами. [c.150]

Одним из практически важных свойств ПСС является способность к образованию комплексов с переносом заряда с сильными донорами или акцепторами электронов. В результате электропроводность композиции возрастает на несколько порядков по сравнению с исходным ПСС. Такой процесс известен в литературе как допирование. Из табл. 4.7 видно, что все приведенные в ней допированные ПСС обладают металлической проводимостью, нижней границей которой считается значение, равное 0,1 Ом- см- , а допированное графитовое волокно достигает проводимости меди. Считается, что синтетические металлы имеют большие перспективы практическо- [c.181]

Непрфывно развивающаяся техника требует разработки опециаль-ных материалов, которые по прочности и термостойкости во много раз превосходят существующие в природе. Особенно жесткие требования предъявляются к материалам, предназначенным для иопользования в космонавтике, ракетостроении и авиации сверхзвуковых скоростей. Они должны сохранять 75% первоначальной прочности при кратковременных воздействиях высоких температур (при 1 300°С в течение 40 сек, при 1090°С — 5—10 мин и при 820°С — 10—20 мин). Эти материалы должны быть также непроницаемы для газов, инертны по отношению к озону и ионизированным газам, после облучения в вакууме сохранять прочность более чем на 80%. Таким же требованиям должны отвечать и химические волокна, применяемые в этих областях. Наиболее перспективны для работы в жестких условиях изделия, изготовленные из неорганических волокон стекля нных, углеродных, графитовых, кварцевых, алюмосиликатных, борных, борнитридных. Большие возможности имеются для широкого использования металлических волокон. Изменяя механические, электрические, магнитные, термические и другие свойства существующих в настоящее время сплавов, можно создавать материалы с заранее заданными свойствами (табл. 49) [86,87]. [c.379]

Открытие сверхвысокопрочных волокон, основу которых составляет графит, внедренный в органический полимер, привело к разработке нового класса материалов — композитных материалов с улучшенными свойствами. Волокно, например графитовую углеродную цепь, мииеральное волокно или вытянутый углеводородный полимер, суспендируют в обычном высокомолекулярном полимере, например в эпоксидной смоле. Образующийся материал может не уступать конструкционной стали по пределу прочности при растяжении при значительно меньшей массе. Вследствие высокого соотношения прочность/ масса он находит широкое применение в аэрокосмических технологиях. Использование композитов для изготовления фюзеляжей и других деталей привело к значительному уменьшению массы изделий в военном и гражданском самолетостроении. Композитные материалы нашли применение в астронавтике, при изготовлении спортивного инвентаря, деталей автомобилей (например, ведущий вал, листовые рессоры), корпусов судов. [c.132]

Графит гибок, жирен на ощупь и настолько мягок, что даже трения о бумагу достаточно для расщепления графита на мельчайшие ченгуйки, которые, запутываясь между волокнами бумаги, оставляют да ней стальносерый след. На этом свойстве основано применение графита для изготовления карандашей. Первое описание графитовых карандашей восходит к XV в. Графит происходит от греческого слова графо — пишу и означает пишущий . [c.378]

По мере того, как форма частиц наполнителя переходит от сферической к волокнообразной, наполнитель придает твердость ком позиции в большей степени и начинает воспринимать все большую долю нагрузки. В качестве наполнителей используют волокна различных типов — стеклянные, борные, графитовые, полимерные волокнистый наполнитель может существовать в различных кон фигурациях — от отдельных усов или волокон до ткани. При введении в полимер коротких дискретных волокон из высокомодульных материалов механическая нагрузка распределяется между матри цей и наполнителем, поэтому основные механические свойства ком-позиции улучшаются в той или иной степени по сравнению со свойствами матрицы. Непрерывные волокна воспринимают на себя еще большую часть механической нагрузки, а матрица служит для пе редачи нагрузки к волокнам и для предохранения их от повреждения [130, 131, 172, 190, 191, 275, 373, 668, 715, 808, 944]. Именно [c.359]

Большое число исследований посвящено анализу возможности образования аппретами легко деформируемого слоя между матрицей и наполнителем, снижающего термические напряжения, возникающие при охлаждении матрицы. Теория деформируемых слоев основана на предположении о том, что замасливатели или аппреты образуют на поверхности стекла пластически деформируемую буферную зону [46]. Однако большинство исследователей считает эти представления несостоятельными, так как количество аппрета слишком мало для образования достаточно толстого слоя, обеспечивающего проявление пластичности. Были высказаны также предположения, что аппрет может мигрировач ь с поверхности стекловолокна, изменяя активность некоторых компонентов неотвержден-ного связующего. В отвержденном состоянии структура и свойства полимерной матрицы вблизи границы раздела будут резко отличаться от ее структуры и свойств в объеме [47—48]. При этом возможно образование эластичного межфазного слоя толщиной значительно больше 10 нм, способного снижать термические напряжения. Однако известна высокая чувствительность эластичных полимеров, находящихся на стеклянной поверхности, к отслаиванию под действием влаги, поэтому предполагается, что теория легко деформируемых слоев может быть эффективно применена только для анализа сцепления жестких полимеров с гидрофобными волокнами, такими как графитовые [29]. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология