Углепластики

Рис. 3. Динамика изменення прн обжиге высоты образцов углепластиков, полученных прн давлениям прессования оптимальном (3,4), превышающем оптимальное (/, 2) и содержании экстрагируемых веществ в прессмассе 21,7%

Рис. 1. Зависимость прочности ка сжатие карбонизованного углепластика от давления прессования исходных для карбонизации материалов, полученных при содержании экстрагируемых веществ в прессмассе 21.77о (О и 7,8% 2)

Представляет интерес использование для деталей насосов конструкционных пластиков, содержащих в качестве наполнителя неориентированные углеродные волокна, так называемые углепластики. От других пластмасс конструкционного назначения углепластики отличаются низкой плотностью, высоким модулем упругости, высокой усталостной прочностью, термостойкостью, низким коэффициентом трения, высокой износостойкостью, стой- [c.40]

Свойства высокомодульных и высокопрочных эпоксидных углепластиков [c.84]

Анизотропия свойств у углепластиков выражена еще более резко, чем у стеклопластиков. Связано это с тем. что отношение модулей упругости наполнителя и связующего у углепластиков (100 и более) существенно выше, чем у стеклопластиков (20 - 30), Кроме того, для углепластиков характерно наличие разницы между упругими свойствами самих волокон в направлении вдоль оси и перпендикулярно к ней, что приводит к дополнительной анизотропии. Обычно в конструкциях нужна меньшая анизотропия механических характеристик, В этом случае используют перекрестно армированные мате- [c.84]

МПа и более, а модуль упругости (1 - 2,5)-10 МПа и более. По удельной прочности и жесткости углепластики оставляют далеко позади стеклопластики, сталь, алюминиевые и титановые сплавы. [c.84]

Возможность образования внутренних напряжений в углепластиках во времй прессования вытекает из.известных закономерностей изменения внутренних напряжений и деформации при нагружении упруговязких тел, [c.198]

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН РАСТРЕСКИВАНИЯ УГЛЕПЛАСТИКОВ ВО ВРЕМЯ ОБЖИГА [c.195]

Обжиг углепластиков при различных температурах приводит к созданию весьма перспективных углерод-углеродных композиционных материалов, применяемых в важнейших областях техники [1, 2]. Растрескивание этих материалов во время обжига создает существенные затруднения при изготовлении многих видов изделий. Однако причины растрескивания до настоящего времени детально не изучены. [c.195]

В данной работе сделана попытка выявить причины растрескивания углепластиков, связанные с основными технологическими параметрами получения исходных для карбонизации пресскомпозиций — давлением прессования и содержанием экстрагируемых веществ в прессмассе. Оба этих параметра определяют плотность и прочность исходных для карбонизации и карбонизованных материалов. [c.195]

При получении углепластиков (рис. 1), предназначенных для обжига, существует оптимальное (по прочности) давление прессования. Причем для образцов, изготовленных при более высоком содержании экстрагируемых веществ в прессмассе, величина оптимального давления сравнительно ниже, а прочности выше. [c.196]

Свойства углепластиков определяются материалом связующего, свойствами, концентрацией и ориентацией волокон. Углепластики на основе эпоксидных смол имеют высокие характеристики прочности при температу -рах ниже 200 С (табл. 1.6). Эти ПКМ чаще всего изготавливают из препрегов, выпускаемых в виде лент различной ширины. Прочность при растяжении и изгибе для однонаправленных углепластиков может составлять 1000 - [c.83]

При увеличении давления усадка уменьшается. Степень усадки тем выше, чем больше содержание экстрагируемых веществ в прессмассе. Это указывает на то, что деформирование углепластиков при обжиге, так же, как и прочность, связано с давлением прессования и содержанием экстрагируемых веществ. Вместе с тем наибольшую деформацию образцы испытывают в направлении оси прессования, т. е. по высоте образцов (кривые 1, 2), так как усадка по высоте в значительно большей степени, чем по диаметру (кривые 3, 4), зависит от давления. [c.197]

Выявленная связь стойкости к растрескиванию углепластиков при обжиге и деформации, вызывающей это растрескивание с увеличением давления прессования и содержания экстрагируемых веществ, позволяет заключить, что внутренние напряжения, обусловливающие данные явления, возникают в материале не в процессе [c.197]

В процессе прессования в углепластике неминуемо развивается высокоэластическое состояние, обусловленное переходом термореактивного связующего из стадии Л в стадию С — из резола в резит. В связи с тем, что высокоэластическому состоянию полимеров свойственны огромные по величине времена релаксации, исчисляемые иногда сутками и даже месяцами [5], время прессования углепластика будет несравненно меньше времени релаксации, которым обладает материал в этот период. Отсюда в соответствии с уравнением (1) после прессования (снятия давления) в материале неизбежно останутся внутренние напряжения. [c.199]

Физический смысл и абсолютное значение т и Тз близки друг другу. Поэтому в соответствии с уравнением (2) после прессования углепластик будет иметь не только внутренние напряжения, но и соответствующую им неравновесную или обратимую деформацию Ор. [c.199]

Рассмотренные выше результаты экспериментов и характер протекания релаксационных явлений в углепластиках позволяют предположить, что растрескивание образцов в процессе обжига протекает по следующему механизму. [c.199]

При нагревании углепластика с внутренним напряжением и неравновесной деформацией различного рода связи, удерживающие структурные образования композиции в напряженном состоянии, ослабевают или разрушаются, В результате создаются благоприятные условия для перехода структурных единиц материала из неравно- [c.199]

Величина Лр в углепластиках неразрывно связана с общим временем релаксации композиции в период протекания процесса прессования. Это время, в свою очередь, зависит как от величин давления и содержания экстрагируемых вешеств, так и от температуры прессования и выдержки при этой температуре. На время релаксации будут значительно влиять и свойства отдельных компонентов композиции, а также характер их взаимодействия. Естественно, чем больше время релаксации, тем выше величина а согласно выражению (3), и выше уровень разрушающих материал напряжений. Однако ввиду несоизмеримости времен релаксации и прессования величина 1)р в данных материалах главным образом зависит от величины прикладываемого усилия прессования. Величина Су при прочих неизменных условиях прессования будет в определенных пределах возрастать с увеличением содержания экстрагируемых веществ в прессмассе. [c.200]

Таким образом, исследованные технологические параметры определяют возникновение в углепластике внутренних напряжений, связанных с весьма медленным протеканием в материале при его изготовлении релаксационных процессов. Во время обжига эти напряжения могут приводить к образованию трещин в изделиях. Для того чтобы при достаточно высокой степени уплотнения материала снизить у него растрескивание при обжиге, необходимо стремиться к значительному снижению времени релаксации композиции в процессе прессования, [c.200]

Углепластики, полученные при давлениях прессования, превышающих оптимальное, во время обжига растрескиваются. Степень растрескивания связана как с давлением, так и содержанием экстрагируемых вещесть в исходной прессмассе. [c.201]

Растрескивание является следствием деформации, обусловленной возникновением в углепластике внутренних напряжений, связанных с характером протекания релаксационных прессов во время прессования. [c.201]

Величина деформации, разрушающей углепластик, пропорциональна величине обратимой при обжиге деформации и степени достигнутого при прессовании уплотнения. [c.201]

Обжиг углепластика приводит к релаксации заключенной в нем обратимой деформации, вызывающей растрескивание. Описан механизм растрескивания, согласно которому величина деформации, разрушающей углепластик при обжиге, прямо пропорциональна величине обратимой при обжиге деформации и степени уплотнения углепластика при прессовании, т. е. р = ДоСу. Ил. 3. Список лит. 5 назв. [c.269]

Конструкционные углепластики содержат в качестве наполгоггеля высокомодульные (Е = 342 - 540 ГПа) и высокопрочные (Стег = 2,5 ГПа) углеродные волокна. Для конструкционных углепластиков характерны низкие плотность и коэффициент линейного расширения и высокие модуль упругости, прочность, термостойкость, тепло- и электропроводность. [c.83]

Процесс полимеризации и склеивания изделий из стеклопластика и углепластика сопровождается большим количеством различных физико-хнмичесюгх реакц 1 и агрегатными превращениями вехнества. Композиционным материалам, из которых создаются полимеры, присуще изменение их свойств под влиянием внешних воздействий [1]. Чаще всего формирование конечной структу ры полимерного материала с приданием ему определенных физических и химических свойств происходит одновременно с получением геометрической формы готового изделия. [c.222]

В производстве конструкционных материалов планируется расширить номенклатуру и увеличить выпуск композиционных материалов (стеклопластиков, углепластиков, органопластиков и др.), обеспечить повышение их качества и улучшение технических характеристик. В производстве стекловолокна и стеклопластиков намечено вырабатывать не менее 50 % стекловолокна одностадийным методом и снизить за счет этого удельный расход драгоценных металлов. По сравнению с 1985 г. в 1,5—2 раза увеличится выпуск коррозионностойкнх стеклопластиков с одновременным расширением ассортимента изделий из них для замены дорогостоящих и дефицитных материалов. Предусмотрено увеличение выпуска пресс-материалов на основе полиэфирных, термопластичных и термореактивных связующих с высокими физико-механическими свойствами, расширение производства нетканых стекловолокнистых материалов на базе прогрессивных технологических процессов. [c.183]

УУКМ может быть получен либо осаждением пироуглерода на углеродный волокнистый наполнитель, либо поочередно многократной пропиткой углепластика полимерным связую1цим и высокотемпературной обработкой. К искусственно созданным углеродным материалам относятся такие традиционные материалы как технический углерод (сажа), углеродные сорбенты и синтетические алмазы. Все эти материалы отличаются и технологией изготовления, и областями применения. Среди огромного количества углеродных материалов объем производства углеграфитовых материалов наибольший, так как область применения их весьма широка в металлургической, химической, в электротехнике, атомной энергетике, ракетной технике, в машино-, авиа-, приборостроении, их также используют как конструкционные и строительные материалы. [c.6]

Углепластики с низкомодульными волокнами в качестве конструкционных не используют. Из них изготовляют токопроводящие, теплозапщтные и антифрикционные материалы. [c.83]

Цеьшое свойство углепластиков - их высокая демпфирующая способность и вибропрочность. По этим показателям углепластики превосходят ме-та.ллы и некоторые другие конструкционные материалы. Регулировать демпфирующую способность можно, изменяя угол между направлениями армирования и приложения нагрузки. [c.85]

В углепластиках, предназначенных для длительной работы при температурах до 250 С, используют фенольные, до 300 С - кремнийорганические и до 330 С - полиимидные связующие. Разрабатываются связующие с рабочими температурами до 420 С. Еще более выраженным, чем у стеклопластиков, недостатком углепластиков является низкая прочность при межслоевом сдвиге. Это связано со слабой адгезией полимеров к углеродным волокнам. Чтобы гювысить адгезию, используют несколько способов травление поверхности волокон окислителями (например, азотной кислотой), выжигание замаслива-теля, аппретирование - предварительное покрытие волокон тонким слоем смачивающего их мономера вискеризацию - выращивание усов (ворса) на углеродных волокнах. Углепластики, в которых кроме ориентированных непрерывных волокон в качестве наполнителя используются усы, называют вискеризованными или ворсеризованными. [c.84]

Углепластики отличает высокое сопротивление з сталостным нагрузкам. По величине предела выносливости на единицу массы углепластики значительно превосходят стеклопластики и металлы. Одна из причин этого -меньшая (чем, например у стеклопластиков) деформация при одинаковом уровне напряжений, снижающая растрескивание полимерной матрицы. Кроме того, высокая теплопроводность углеродных волокон способствует рассеиванию энергии колебаний, что снижает саморазогрев материала за счет сил внутреннего трения. [c.85]

Из углепластиков изготовляют конструкции, работающие на устойчивость под воздействием внешнего изгибающего момента, давления или осевого сжатия лопасти несущего винта вертолетов, корпусы компрессоров и вентиляторов, вентиляторные лопатки, диски статора и ротора компрессора низкого давления авиационных двигателей. Применение в этих узлах углепластиков взамен металлов позволяет на 15 - 20% снизить массу двигателя. В космической технике углепластики применяют для панелей солнечных батарей, ба.хлонов высокого давлети, теплозащитных покрытий. [c.85]

Коэффициент линейного расширения высокомодульных однонаправленных тлепластиков в продольном направлении близок к нулю, а в интервале 120 - 200°С даже отрицателен (-О.бТО 1/"С). Поэтому размеры изделий из углепластиков при нагреве и охлаждении изменяются очень мало. [c.85]

Углепластики обладают довольно высокой электропроводностью, что позволяет применять их как антистатические и элеклрообогревающие мате-риальг С увеличением содержания УВ в ПКМ до определенной объемной доли (40 - 70%)) в зависимости от типа полимеров и УВ, текстильной формы УВ наблюдается повышение прочности и модуля упругости. Затем эти показатели начинают ухудшаться вследствие недостаточного количества полимера, необходимого для получения монолитного композита и разрушения хрупких УВ на стадии формирования при высокой степени уплотнения. Максимальное содержание У В в ПКМ ограничивается также плохой смачиваемостью УВ связующим. [c.85]

Химическая стойкость углепластиков позволяет применять их в производстве кислотостойких насосов, уплотнений. Углеродные волокна имеют низкий коэффищ1ент трения. Это дает возможность использовать их в качестве наполнителя для различных связуюших, из которых делают подшипники, прокладки, втулки, шестерни. [c.86]

Постановлением правительства головному институту — ВИАМу— и трем технологическим ВНИИИВ, НИИграфиту и ВНИИЭИ — была поставлена задача создания технологии производства высокомодульных углеродных волокон. ВИАМ, координируя эту деятельность, должен был также вести работу по созданию углепластиков на их основе. [c.120]

После многократных повторений цикла пропитка-карбонизация плотность материала может достигать 2000 - 2100 кг/м . Если температура обработки не превыщает 800 - 1500 С, происходит карбонизация связующего, а при температурах 2300 - 3000 С получают фафитированный материал. Карбонизация углепластика проводится в токе инертного газа или восстановительной атмосфере с повышенным давлением при изотермическом, динамическом или ступенчатом нагреве графитация - в инертной атмосфере. [c.91]

Свойства УУКМ изменяются в широком диапазоне. Прочность карбонизованного УУКМ пропорциональна плотности. Графитация карбонизованного УУКМ повышает его прочность. Прочность УУКМ на основе высокопрочных УВ выше прочности КМ на основе высокомодульных УВ, полученных при различных температурах обработки. К уникальным свойствам УУКМ относится высокая температуростойкость в инертных и восстановительных средах. По способности сохранять форму и физико-механические свойства в этих средах УУКМ превосходит известные конструкционные материалы. Некоторые УУКМ, особенно полученные карбонизацией углепластика на основе органических полимеров, характеризуются увеличением прочности с повышением температуры эксплуатации от 20 до 2700 С. При температурах выше 3000°С УУКМ работоспособны в течение короткого времени, так как начинается интенсивная сублимация графита. Чем совершенней кристаллическая структура графита, тем при более высокой температуре и с меньшей скоростью происходят термодеструктивные процессы. Свойства УУКМ изменяются на воздутсе при длительном воздействии относительно невысоких температур. Так, при 400 - 650°С в воздушной среде происходит окисление УУКМ и, как следствие, быстрое снижение прочности в результате нарастания пористости. Окисление матрицы опережает окисление УВ, если последние имеют более совершенную структуру углерода. Скорость окисления УУКМ снижается с повышением температуры их получения и уменьшением числа дефектов. Эффективно предотвращает окисление УУКМ пропитка их кремнийорганическими соединениями из-за образования карбида и оксида кремния. [c.92]

К этому времени произошло четкое распределение обязанностей по производству углеродных волокон и тканей между Мин-химпромом и Минцветметом, то есть Союзуглеродом. Предприятия химической промышленности, являясь изготовителями исходного сырья, стали и основными производителями углеродного волокна и тканей для изготовления углепластиков, которые могли быть использованы при обычной температуре, в первую очередь в авиастроении. Для этого специальным решением правительства в Минхимпроме и Минавиапроме создавались специализированные мощности. [c.234]

Приведены результаты исследования причин растрескивания углепластиков во время обжига, связанные с основными технологиче- [c.268]

Минсредмашу для изготовления высокоскоростных центрифуг из углепластика потребовались графитовые волокна с модулем упругости предельной для углеволокна величины, до 50 тыс.кг/мм . Центрифуги необходимы были для разделения изотопов урана, [c.195]

Химический энциклопедический словарь (1983) -- [ c.602 ]

Большой энциклопедический словарь Химия изд.2 (1998) -- [ c.602 ]

Энциклопедия полимеров Том 3 (1977) -- [ c.3 , c.204 , c.209 ]

Энциклопедия полимеров том 1 (1972) -- [ c.204 , c.209 ]

Энциклопедия полимеров Том 1 (1974) -- [ c.204 , c.209 ]

Энциклопедия полимеров Том 3 (1977) -- [ c.3 , c.204 , c.209 ]

Курс общей химии (0) -- [ c.365 ]

Курс общей химии (0) -- [ c.365 ]

Предмет химии (0) -- [ c.365 ]

Основы переработки пластмасс (1985) -- [ c.296 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология