Cтраница 3
Для композиционных полимерных материалов характерны существенные различия в значениях модулей упругости волокна и связующего. Главным требованием при расчете деформационных характеристик этих материалов является сужение вилки Хилла. [31]
В частности, повышение степени кристалличности приводит к увеличению модуля упругости волокон, уменьшению набухания и сорбции паров, а также к ухудшению накрашиваемости, Кристаллизуемость полимера в значительной степени влияет на условия формования ( особенно в процессе ориентационной вытяжки), что приводит к существенному изменению структуры и свойств волокна. [32]
Ет - модуль упругости мат - рицы; Ef - модуль упругости волокна. [33]
![]() |
Расчетная схема мжтервалк. [34] |
Пуассона компонентов; v - объемное содержание волокон; Efc - модуль упругости волокна в продольном направлении; Ер - - модуль упругости волокна в поперечном направлении; Ет - модуль упругости связывающего; vm - коэффициент Пуассона связующего; vj, fy - продольно-поперечные коэффициенты Пуассона волокна; у е - коэффициент Пуассона волокна в плоскости изотропии. [35]
Теоретическая прочность волокна примерно равна EJ Q, где Еъ - модуль упругости волокна. [36]
![]() |
Изменение удельного объемного сопротивления ( а и модуля упругости ( б ПАН-волокна при термообработке. [37] |
Характерно, что температурной области максимального выделения цианистого водорода соответствует рост модуля упругости волокна. Значительная часть азота выделяется в виде аммиака при температуре около 260 С в результате протекающей ароматизации, а также в интервале температур 400 - 500 С. Выделение газообразного азота происходит при 900 С, а начинается его выделение при 600 С. [38]
![]() |
Корреляция межслоевой прочности при сдвиге композиционных материалов на основе углеродных волокон с модулем упругости волокон. [39] |
Корреляция между межслоевой прочностью при сдвиге композиционных материалов на основе углеродных волокон и модулем упругости волокон ( рис. 2.59) [ НО ] отражает важнейший недостаток углеродных волокон. Это частично обусловлено тем, что поверхность низкомодульных высокопрочных ( тип 2) углеродных волокон - открытая и высокопористая, тогда как поверхность высокомодульных ( тип 1) волокон - более гладкая. Пористость волокон вызывается выделением летучих продуктов пиролиза, количество которых уменьшается в процессе графитизации с одновременным повышением регулярности кристаллов в результате протекания диффузионных процессов. Другим важным фактором, определяющим сдвиговую прочность этих материалов, является способность полимерного связующего смачивать поверхность углеродных волокон. Низкомодульные углеродные волокна имеют более высокую поверхностную энергию из-за наличия большого количества химически активных групп. Количество этих групп уменьшается при повышении температуры карбонизации, и они практически исчезают при графитизации. Для решения проблемы низкой сдвиговой прочности композиционных материалов на основе углеродных волокон было проведено большое число исследований по повышению адгезионной прочности сцепления волокон с матрицей без снижения прочности волокон. [40]
![]() |
Корреляция межслоевой прочности при сдвиге композиционных материалов на основе углеродных волокон с модулем упругости волокон [ ПО ]. [41] |
Корреляция между межслоевой прочностью при сдвиге композиционных материалов на основе углеродных волокон и модулем упругости волокон ( рис. 2.59) [110] отражает важнейший недостаток углеродных волокон. Это частично обусловлено тем, что поверхность низкомодульных высокопрочных ( тип 2) углеродных волокон - открытая и высокопористая, тогда как поверхность высокомодульных ( тип 1) волокон - более гладкая. Пористость волокон вызывается выделением летучих продуктов пиролиза, количество которых уменьшается в процессе графитизации с одновременным повышением регулярности кристаллов в результате протекания диффузионных процессов. Другим важным фактором, определяющим сдвиговую прочность этих материалов, является способность полимерного связующего смачивать поверхность углеродных волокон. Низкомодульные углеродные волокна имеют более высокую поверхностную энергию из-за наличия большого количества химически активных групп. Количество этих групп уменьшается при повышении температуры карбонизации, и они практически исчезают при графитизации. Для решения проблемы низкой сдвиговой прочности композиционных материалов на основе углеродных волокон было проведено большое число исследований по повышению адгезионной прочности сцепления волокон с матрицей без снижения прочности волокон. [42]
Хотя наблюдается разброс значений, типичный для углеродных волокон, нужно отметить, что модуль упругости волокон, покрытых карбидом кремния, выше модуля упругости углеродных волокон без покрытия. [43]
![]() |
Начало разрушения, вызванного1. царапиной на поверхности ( царапина едва заметна, и область медленного распространения трепрш й ( X 150. [44] |
Это приводит к возникновению концентрации напряжений в связующем, величина которой зависит от соотношения модулей упругости волокон и полимерного связующего и расстояния между волокнами. Плотная укладка волокон арматуры вызывает вследствие взаимодействия отдельных волокон наибольшие концентрации деформации. Это явление приводит к разрушению материала при деформации, значительно меньшей, чем предельная для чистого полимерного связующего. [45]