Карбоволокна

Тип связующего в карбоволокните определяет верхний температурный предел использования материала (термостойкость) [c.215]

Для снижения остаточных напряжений в слоистом карбоволокните желательно, чтобы угол между направлениями расположения волокон в соседних слоях не превышал 45°, поэтому веерная укладка слоев предпочтительнее перекрестной. С увеличением искривленности волокон и нитей (крутка, перегибы) расслаивание материала наступает при более низких напряжениях. [c.218]

В ряде случаев, в том числе и в теплозащитных конструкциях целесообразно сочетать в пластике углеродные волокна с жестки ми волокнами бора. Показатели прочности при растяжении и из гибе при 20 и 530 °С таких материалов приведены в табл. .8 Из этих данных видно, что введение борных волокон в низкомо дульный карбоволокнит, используемый для теплозащиты сопел [c.231]

Процесс изготовления коксованных композиций состоит из двух стадий на первой получают карбоволокнит на обычном (некоксованном) связующем, на второй — подвергают его пиролизу в инертной или восстановительной атмосфере при нормальном или повышенном давлении или в вакууме. Если конечная температура обработки не превышает 800—1500 °С, происходит карбонизация [c.236]

Низкомодульные неконструкционные карбоновые волокна характеризуются модулем упругости, значение которого не превышает 7000 кгс/мм , разрушающее напряжение при растяжении менее 100 кгс/мм а плотность составляет 1,3—1,8 г/см . Высокомодульные карбоволокна конструкционного назначения имеют прочность выше 150 кгс/мм при модуле упругости более 15 000 кгс/мм2. В табл. V. приведены показатели механических свойств наиболее распространенных карбоволокон. Большинство высокомодульных волокон, изготовленных из вискозного волокна, имеет приблизительно одинаковое удлинение при разрыве (зависимость о=/( ), изображенная на рис. У.4, линейна). Для карбо- [c.206]

Возрастание модуля упругости по мере уменьшения угла текстуры означает, что структура углеродного волокна приближается к структуре графита, обладающего металлической проводимостью в направлении гексагонального слоя. Карбоволокна, полученные при температуре не ниже 1000 °С, обладают высокой электропроводностью (более 10 Ом -см ). Для волокон, полученных из ПАН-волокна, со сформировавшейся графитоподобной структурой в широком интервале значений модуля упругости выполняется эмпирическая зависимость [12]. [c.208]

Благодаря высокой энергии связи С—С карбоволокна остаются в твердом состоянии при очень высоких температурах, придавая композиционному материалу высокую температуростой-кость. Кратковременная прочность при растяжении высокомодульного волокна, содержащего 99,7 вес. % углерода, остается практически неизменной в нейтральной и восстановительной средах до 2200 °С (рис. У.9). [15]. Не изменяется она и при низких температурах [16]. В окислительной среде прочность карбоволокна сохраняется неизменной до 450 °С [17]. Поверхность волокна предохраняют от окисления кислородостойкими защитными покрытиями из тугоплавких соединений или термостойких связующих наибольшее распространение получили пиролитические покрытия [18]. [c.210]

Карбоволокна отличаются от других наполнителей химической инертностью. После выдержки в течение 257 суток в агрессивных жидкостях высокомодульных волокон, полученных из ПАН-волокна [22], при комнатной температуре заметное снижение прочности при растяжении наблюдается лишь при действии ортофосфорной,. [c.210]

Пиролиз органических волокон сопровождается увеличением их пористости. Высокомодульные карбоволокна имеют поры вытянутой формы, отличаются от низкомодульных ориентацией бороздок и трещин вдоль оси волокна и их меньшей концентрацией на поверхности. По-видимому, при вытяжке происходит сглаживание части поверхностных дефектов, особенно эффективное при высокотемпературной обработке волокон [19]. Поры на поверхности карбоволокон имеют разные размеры. Крупные поры диаметром несколько сотен ангстрем при формовании композиционного материала заполняются связующим, при этом прочность сцепления связующего с наполнителем повышается. Большая часть пор на поверхности волокон имеет диаметр несколько десятков ангстрем. В столь малые полости могут проникать только низкомолекулярные компоненты связующего, и у поверхности наполнителя происходит молекулярно-ситовое перераспределение связующего, изменяющее его состав. На рис. У.Ю представлена [20] зависимость предельных значений адсорбции от молекулярного веса компонентов, входящих в состав резольной смолы, поверхностью низкомо- [c.211]

Рис. УЛО. Зависимость предельных значений адсорбции Лтах низкомодульным карбоволокном от молекулярного веса компонентов резольной смолы, растворенной в диоксане.

В настоящее время предложено еще несколько способов повышения прочности сцепления карбоволокна со связующим, эффективность которых оценивают по возрастанию прочности композиционного материала при сдвиге [c.213]

В некоторых случаях применяют последовательно несколько способов обработки. Например, удаляют замасливатель выжиганием его в инертной атмосфере или растворением, после чего аппретируют волокно или наносят на его поверхность слой протек-тирующего полимера. Ниже приведены данные об эффективности различных видов обработки низкомодульного карбоволокна ( =4200 кгс/мм2, р=1,53 г/см ). Эффективность оценивали по разрушающему напряжению при сдвиге волокнита на эпоксидном связующем [24] [c.213]

Рис. У.12. Зависимость углов смачивания карбоволокна от поверхностного натяжения жидкостей и смол

В ряде случаев, однако, прочность и модуль упругости карбоволокон в композиции снижаются с повышением теплостойкости связующего. Это объясняется, по-видимому, склонностью теплостойких связующих к образованию трещин вследствие низкой адгезии связующего к волокну (и как следствие этого — низкого сопротивления сдвигу), сравнительно низкой прочностью пленки отвержденного связующего и высокими остаточными напряжениями, появившимися в процессе отверждения и усадки связующего в результате различия коэффициентов термического расширения карбоволокна и связующего, и т. д. [c.217]

Фенолоформальдегидные, кремнийорганические и полиимидные смолы отверждаются при более высоких температурах, чем эпоксидные, при этом происходит большая усадка и в пластике возникают более высокие остаточные напряжения. О связи прочности при сдвиге волокнита с температурой отверждения связующего в композиции, содержащей высокомодульные карбоволокна, можно судить по концентрации трещин в пленке отвержденного связующего [32]. [c.217]

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]

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.23. Зависимость степей и реализации в однонаправленном карбоволокните прочности а /о и модуля упругости Е Е высоко модульного карбоволокна от угла искривления а моноволокон в жгуте.

Титан ВТ-8 [42] Сталь 18ХНВА Стекловолокнит Бороволокнит Карбоволокнит [c.227]

Рис. У.34. Зависимости реализованных прочности и модуля упругости (а, Е ) высокомодульного карбоволокна, разрушающего напряжения при сжатии и сдвиге, степени наполнения (а) плотности, пористости и водопоглощения (б) от давления прессования эпоксифенокарбоволокнита.

Рис. У.35. Влияние пористости гра-фитированкого текстолита на Псковом связующем на максимальные напряжения в карбоволокне разрушение образцов от нормальных (А) и касательных (О) напряжений.

Рис. У.40. Зависимость разрушающего напряжения при сжатии от температуры испытания сотопластов (температура обработки карбоволокна 2200—2500 °С), пиролизованных в различных условиях

В некоторых случаях повышение прочности связи между коксованным связующим и карбоволокном ведет к увеличению пористости композиции [57]. [c.240]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология