Композиционные материалы
Рефераты >> Технология >> Композиционные материалы

Карбостекловолокниты содержат наряду с угольными стеклянные волокна, что удешевляет материал.

3.5. Карбоволокниты с углеродной матриццей.

Коксованные материалы получают из обычных полимерных карбоволокнитов, подвергнутых пиролизу в инертной или восстановительной атмосфере. При температуре 800-1500 °С образуются карбонизированные, при 2500-3000 °С графитированные карбоволокниты. Для получения пироуглеродных материалов упрочнитель выкладывается по форме изделия и помещается в печь, в которую пропускается газообразный углеводород (метан). При определенном режиме (температуре 1100 °С и остаточном давлении 2660 Па) метан разлагается и образующийся пиролитический углерод осаждается на волокнах упрочнителя, связывая их.

Образующийся при пиролизе связующего кокс имеет высокую прочность сцепления с углеродным волокном. В связи с этим композиционный материал обладает высокими механическими и абляционными свойствами, стойкостью к термическому удару.

Карбоволокнит с углеродной матрицей типа КУП-ВМ по значениям прочности и ударной вязкости в 5-10 раз превосходит специальные графиты; при нагреве в инертной атмосфере и вакууме он сохраняет прочность до 2200 °С, на воздухе окисляется при 450 °С и требует защитного покрытия. Коэффициент трения одного карбоволокнита с углеродной матрицей по другому высок (0,35-0,45), а износ мал (0,7-1 мкм на тормажение).

Физико-механические свойства карбоволокнитов приведены в следующих таблицах.

Физико-механические свойства однонаправленных композиционных материалов с полимерной матрицей

Материал

Предел прочности, МПа

Модуль упругости, ГПа

При растяжении

При сжатии

При изгибе

При сдвиге

При растяжении

При изгибе

При сдвиге

Карбоволокниты:

 

КМУ-1л

650

350

800

25

120

100

2,8

КМУ-1у

1020

400

1100

30

180

145

3,50

КМУ-1в

1000

540

1200

45

180

160

5,35

КМУ-2в

380

-

-

-

81

-

-

Бороволокниты:

 

КМВ-1м

1300

1160

1750

60

270

250

9,8

КМВ-1к

900

920

1250

48

214

223

7,0

КМВ-2к

1250

1250

1550

60

260

215

6,8

КМВ-3к

1300

1500

1450

75

260

238

7,2

Карбоволокнит с углеродной матрицей КУП-ВМ

200

260

640

42

160

165

-

Органоволокниты:

 

С эластичным волокном

100-190

75

100-180

-

2,5-8,0

-

-

С жестким волокном

650-700

180-200

400-450

-

35

-

-

Физико-механические свойства однонаправленных композиционных материалов с полимерной матрицей

Материал

Удель-

Ная жест-кость Е/ρ, 10³ км

Относи-

тельное удли-нение при разрыве, %

Удель-

ная проч-

ность σ/ρ, км

Удар-

ная вяз-кость, кДж/м²

Сопро-

тивление уста-

лости на базе 10 циклов, МПа

Дли-тельная проч-

нось при изгибе за 1000 ч, МПа

Плот-

ность, т/м³

Карбоволокниты:

 

КМУ-1л

8,6

0,5

46

50

300

480

1,4

КМУ-1у

12,2

0,6

70

44

500

880

1,47

КМУ-1в

11,5

0,6

65

84

350

900

1,55

КМУ-2в

6,2

0,4

30

-

-

-

1,3

Бороволокниты:

 

КМВ-1м

-

0,3-0,5

-

90

400

1370

2,1

КМВ-1к

10,7

0,3-0,4

43

78

350

1220

2,0

КМВ-2к

13,0

0,3-0,4

50

110

400

1200

2,0

КМВ-3к

12,5

0,3-0,4

65

110

420

1300

2,0

Карбоволокнит с углеродной матрицей КУП-ВМ

-

-

-

12

240

-

1.35

Органоволокниты:

 

С эластичным волокном

0,22-0,6

10-20

8-15

500-600

-

-

1,15-1,3

С жестким волокном

2,7

2-5

50

-

-

-

1.2-1,4


Страница: