Карбоволокниты

Стекловолокниты Бороволокниты Карбоволокниты 3—5 8—12 20-30 10-15 20—100 20-40 15-40 15—40 30—50 4—8 1,2-2,0 0,5—0,8 1,2-2,0 15 40 [c.40]

Свойства карбоволокнитов зависят от свойств углеродных волокон, которые в свою очередь определяются условиями пиролиза органических волокон (целлюлозных, полиакрилонитрильных, во- [c.204]

Значения модулей упругости карбоволокнитов при растяжении, сжатии и изгибе (при правильно подобранных методиках испытания) примерно равны. [c.206]

Полагают [32], что минимальное значение разрушающего напряжения при сдвиге карбоволокнита при комнатной температуре должно быть 6,3 — [c.217]

Степень демпфирования понижается с уменьщением искривленности волокон в композиции. Демпфирующая способность анизотропных карбоволокнитов существенно зависит от угла между направлениями армирования и приложения нагрузки и, как видно из рис. У.31, максимальна при углах 15—30°. [c.226]

Высокие значения прочности и модуля упругости в сочетании с превосходной вибропрочностью обусловили применение высокомодульных карбоволокнитов для изготовления рабочих и направляющих лопаток вентиляторной ступени компрессора низкого давления [37]. Высокая степень демпфирования карбоволокнитов при крутильных и изгибных (табл. У.5) колебаниях обеспечивает значительное увеличение стойкости к флаттеру по сравнению с металлическими лопатками. [c.226]

Применение высокомодульных карбоволокнитов в таких узлах авиационных двигателей, как корпуса компрессора и вентилятора, [c.226]

Химическая стойкость карбоволокнитов зависит главным образом от стойкости связующего, поскольку углеродные волокна химически инертны (табл. У.б). Это свойство углеродных волокон в сочетании с химической стойкостью связующих позволяет использовать карбоволокниты в производстве аппаратуры для химической промышленности, кислотостойких насосов, уплотнений и других элементов конструкций, работающих в среде кислот, щелочей, горячих растворов урановых солей и т. п. [c.228]

Таблица У.б. Химическая стойкость карбоволокнита на основе высокомодульного волокна и отвержденного полиэфира Рп(1е1-Сга№ [44]

Разрушающее напряжение при изгибе эпоксифенольного карбоволокнита после воздействия на воздухе жесткого рентгеновского излучения не изменяется [35], а уменьшение модуля упругости при изгибе не превышает 10%. Облучение в вакууме при нормальной температуре вызывает заметное снижение разрушающего напряжения и модуля упругости при изгибе. Однако даже в условиях облучения при 200 °С, когда прочность при изгибе уменьшается на 22—23%, свойства материала стабилизируются уже после до- [c.228]

Высокомодульные карбоволокниты морозостойки — их прочность не изменяется при отрицательных температурах, что наряду с отсутствием заметных усадок обеспечивает стабильную работу этих конструкционных материалов в космической и криогенной технике [16] панели солнечных батарей, баллоны высокого давления для сжатых и сжиженных газов и т. п. [c.230]

Ом-см) [30]. Электрические свойства высокомодульного эпоксифенольного карбоволокнита различной текстуры, измеренные поперек волокон при 20 °С, приведены ниже [c.230]

Изделия из карбоволокнитов получают прессованием, намоткой, пропиткой связующим заготовки из наполнителя. В зависимости от состояния связующего карбоволокниты бывают некоксованные, коксованные и пироуглеродные. [c.204]

Смачиваемость волокон применяемыми для получения карбоволокнитов связующими оказывает большое влияние на их свойства. В отличие от стеклянных волокон поверхностная энергия карбоволокон очень низка, поэтому волокна плохо смачиваются связующими, а пластики характеризуются низкой прочностью сцепления между наполнителем и связующим. Из зависимости углов смачивания ( osO) низкомодульного углеродного волокна (максимальная температура обработки 2200—2500°С) различными жидкостями (рис. V.12) от поверхностного натяжения можно определить критическое поверхностное натяжение этого наполнителя, значение которого составляет 26,5 4 дин/см. Между os О и разрушающим напряжением при сдвиге карбоволокнита с однонаправленным расположением высокомодульных углеродных волокон установлена линейная зависимость [21]. Прочность сцепле- [c.212]

Удаление замасливателя (а также сорбированной влаги) с поверхности карбоволокон производят нагреванием их в азоте путем пропускания электрического тока по волокнам с последующим нанесением слоя протектирующего полимера. В этом случае разрушающее напряжение карбоволокнита при сдвиге возрастает на 75—100% по сравнению с материалом из карбоволокон с замасливателем. Особенно эффективно сочетать растворение пленки замасливателя под действием ультразвука с электрохимическим уда- [c.213]

Таблица У.З. Влияние различных видов подготовки поверхности высокомодульного волокна на свойства однонаправленного эпоксидного карбоволокнита [28]

Рис. У.15. Зависимость разрушающего напряжения I, 2, 3) и модуля упругости (4) при изгибе различных однонаправленных карбоволокнитов от температуры и продолжительности термостарения при 200 °С

Более высокие рабочие температуры имеют изделия из фено-карбоволокнитов (250°С), волокниты на основе кремнийорганических смол — до 300 °С и полиимидов — до 330 °С. Разрабатываются [31] полихиноксалиновые карбоволокниты, эксплуатируемые при 360 °С, и полибензотиазольные, длительно работающие при 417 °С. При более высоких температурах могут эксплуатироваться только волокниты с металлическими матрицами. Например, материал на [c.216]

Остаточные напряжения, обусловленные анизотропией коэффициента термического линейного расширения карбоволокна и существенным различием в значениях коэффициентов волокна и связующего, возникают в микрообъемах вокруг каждого моноволокна и в объемах полимера, разделяющих слои наполнителя с различной ориентацией волокон. В слоистых карбоволокнитах с перекрестным расположением слоев дополнительно возникают напряжения между слоями, которые соизмеримы с трансверсаль-ной (поперек волокон) прочностью однонаправленного материала. [c.217]

Рис. V.17 иллюстрирует уровень напряжений (критическое напряжение), при котором сохраняется монолитность ортогонально армированного карбоволокнита ( в—28 000 кгс/мм ) [33] в отсутствие термических напряжений (сплошные линии) и при равномерном снижении температуры испытания (от температуры формования образца) на 112 °С (пунктирные линии). На рис. V.18 показано, при каких напряжениях начинается растрескивание ортогонально армированного эпоксикарбоволокнита, содержащего волокна с модулем упругости 28 000 и 35 000 кгс/мм с различным соотношением перекрестных слоев, наблюдаемое при плавном гохлаждении от температуры отверждения связующего до температуры испытания материала. Исследования показывают, что растрескивание волокнита, наполненного волокном с более высоким модулем упругости, начинается при понижении температуры на 98 °С, а наполненного волокном с модулем Юнга 28 000 кгс/мм —на 123 °С. [c.218]

Прочность и модуль упругости пластиков с однонаправленным расположением волокон в направлении армирования линейно возрастает с повышением прочности и модуля упругости волокна (рис. V.19) [36]. Основными факторами, определяющими физикомеханические свойства карбоволокнитов в изотермических условиях, являются степень наполнения, ориентация волокон в материале и свойства волокон. На рис. V.20 приведены зависимости плотности, модуля Юнга и модуля сдвига, разрушающего напряжения при растяжении и степени анизотропии упругих свойств E G). однонаправленного карбоволокнита [37] от объемной доли высоко-модульного волокна с прочностью 250 кгс/мм и модулем Юнга 30 000 кгс/мм . При наполнении карбоволокнами в виде некрученых жгутов при параллельном их расположении в пластике оптимальная степень наполнения, как и в случае стекловолокнитов, равна fiO—70 объемн.% [38, с. 23—27]. Это подтверждают кривые зависимости прочности и модуля упругости эпоксидного и кремний-органического карбоволокнитов, содержащих некрученое высокомодульное волокно, полученное карбонизацией ПАН-волокон, от степени наполнения (рис. V.21). При однонаправленном расположении волокон в виде крученых жгутов оптимальная степень наполнения выше, чем при наполнении углеродной лентой . Для [c.218]

Рис. У.21. Зависимость разрушающего напряжения Ои /, 3) и модуля упругости (3, 4) при изгибе E от степени наполнения однонаправленных высокомодульных карбоволокнитов

Рис. У.24. Области изменения параметров анизотропии упругих свойств Ех/Еу и Е Оху однонаправленных стекловолокнитов (СВ), карбоволокнитов (КВ) и бороволокнитов (БВ).

Одной из отличительных особенностей высокомодульных карбоволокнитов является еще большая, чем у стеклопластиков, анизотропия свойств, особенно ярко выраженная в случае однонаправленного расположения волокон. На рис. У.24 и У.25 показаны области изменения параметров анизотропии механических свойств однонаправленных карбо-, боро- и стекловолокнитов [39]. Цифры около лучей, исходящих из начала координат, соответствуют значениям параметров анизотропии Ех/Еу и Е Юху на [c.222]

В элементах конструкций материал редко нагружен одноосно, поэтому слишком высокая анизотропия свойств высокомодульных карбоволокнитов с параллельным расположением волокон, как правило, отрицательно сказывается на их работоспособности. Использование в качестве наполнителя лент или тканей существенно снижает анизотропию свойств и повышает работоспособность материала. Кроме того, применение тканей пространственного плетения позволяет значительно повысить прочность материала при сдвиге. Ниже приведены [40] показатели свойств фенокарбо-волокнитов, наполненных тканью плоскостного и объемного плетения из низкомодульного волокна [c.223]

Рис. У.26. Зависимость модуля упругости при сжатии (, от угла а для высокомодульных эпоксифепо-карбоволокнитов различной текстуры (цифры у кривых — соотношение перекрестных слоев).

Одним из преимуществ высокомодульных карбоволокнитов перед другими конструкционными материалами (стекло-, бороволок-нитами, металлами и т. д.) является их высокая статическая и динамическая выносливость. На рис. .28 приведены данные об усталостной прочности стекло- и карбоволокнитов на эпоксидном связующем [16]. Усталостная прочность высокомодульных карбоволокнитов выше, чем у стекловолокнитов при нормальной и очень низкой температурах [16] (рис. У.29). Одним из факторов, способствующих повышению усталостных характеристик карбоволок- [c.225]

Демпфирующие свойства карбоволокнитов определяются типом связующего и его содержанием в композиции и улучшаются с повышением температуры. Вклад волокон в демпфирующие свойства композиции невелик, что объясняется их высокой жесткостью. При нормальных температурах механические потери ненаполнен-ного полимера превосходят потери карбоволокнита в 1,5—3 раза. [c.225]

От стекловолокнитов карбоволокниты отличаются повышенной водостойкостью и атмосферостойкостью, малым водопоглощением. Например, водопоглощение однонаправленного эпоксифенольного карбоволокнита после выдержки в воде при комнатной температуре в течение 24 ч составляет 0,08%, в течение 45 суток — 0,25%. В результате кипячения в воде в течение трех суток разрущающее напряжение при межслойном сдвиге и изгибе ортогонально армированного (1 1) эпоксикарбоволокнита (волокна с Ор 140 кгс/мм , =17500 кгс/мм2 и р=1,43 г/см ) снижается на 10—15%, а при [c.227]

Низкий, а для высокомодульных волокон — отрицательный коэффициент термического линейного расширения способствует стабильности размеров и формы изделий из карбоволокнитов при изменениях температуры. Температурная деформация карбоволокнита зависит от объемной доли ориентированного в направлении измерения высокомодульного волокна. Так, у ортогонально армированного эпоксифенольного карбоволокнита (укладка 1 1 и степень наполнения 49 объемн. 7о) коэффициент термического линейного расширения положителен в интервале температур 20—200 °С и равен 0,6Ы0-б при 20—90°С и 1,0-10 6 1/0 при 90—200 С. Коэффициент термического расширения однонаправленного материала (степень наполнения 58 объемн.%) при температурах от —60 [c.229]

По значениям электропроводности, диэлектрической проницаемости и tgo карбоволокниты также превосходят стекловолокниты. Удельное объемное электрическое сопротивление высокомодульного эпоксикарбоволокнита вдоль волокон составляет 0,0024— 0,0034 Ом-см и приближается к блочного графита [c.230]

Благодаря высокой электропроводности углеродных волокон карбоволокниты могут выполнять функции антистатических или радиопоглощающих материалов, применяться в качестве электропроводящих панелей радиационного отопления и антиобледенителей самолетов. Такая отопительная система, в которой конструкционный волокнит является одновременно тепловыделяющим материалом, экономична и ее можно полностью автоматизировать. В этом случае эффективность применения волокнита зависит от выбора связующего. Электрическое сопротивление последнего понижают введением порошка графита, саж, тонкодисперсных частиц металлов. Электропроводность углеродного наполнителя способствует сокращению продолжительности формования толстостенных изделий из карбоволокнита, обеспечивая равномерный и быстрый прогрев заготовки пропусканием электрического тока по наполнителю [61]- [c.230]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология