Cтраница 1
Углеродные волокна марок ВМН-4 и ВМН-С применяют в качестпс наполнителя композиционных материалов ( углепластиков), у которых удельная прочность выше, чем у стали. Волокна выпускают в виде жгутов, состоящих нз большого числа элементарных волокон. [1]
Углеродные волокна марок ВМП-4 и ВМН-С применяют в качестве наполнителя композиционных материалов ( углепластиков), у которых удельная прочность выше, чем у стали. Волокна выпускают в виде жгутов, состоящих из большого числа элементарных волокон. [2]
![]() |
Структурные параметры и свойства углеродных волокон из различных пеков. [3] |
Углеродное волокно марки IO получено термообработкой волокна I фирмы Kureha при 2700 С. [4]
![]() |
Спутник связи CS - 2a. [5] |
При разработке на основе углепластиков конструкций космических аппаратов почти всегда приходится исходить из требований к их жесткости. Поэтому по мере увеличения модуля упругости используемых углеродных волокон становится возможным и дальнейшее снижение массы изделий. Например, углеродные волокна марки ЦелионСУ - 70 производства фирмы Celanese ( США) имеют наибольший модуль упругости среди всех марок углеродных волокон на основе полиакрилонитрила - примерно 500 ГПа. Их стоимость очень высока и составляет 1450 дол. Стоимость обычных высокопрочных углеродных волокон с модулем упругости 240 ГПа равна 45 - 67 дол. [6]
![]() |
Спутник связи CS - 2a. [7] |
При разработке на основе углепластиков конструкций космических аппаратов почти всегда приходится исходить из требований к их жесткости. Поэтому по мере увеличения модуля упругости используемых углеродных волокон становится возможным и дальнейшее снижение массы изделий. Например, углеродные волокна марки ЦелионСУ - 70 производства фирмы Celanese ( США) имеют наибольший модуль упругости среди всех марок углеродных волокон на основе полиакрилонитрила - примерно 500 ГПа. Их стоимость очень высока и составляет 1450 дол. [8]
![]() |
Соотношение между удельным модулем упругости и сопротивлением температурной деформации для различных материалов ( CF - углеродные волокна. [9] |
На рис. 7.9 показано соотношение между этими параметрами для различных материалов. Величина сопротивления температурной деформации TDC ( thermal distortion coefficient), приведенная на рис. 7.9, равна отношению коэффициента теплового расширения к теплопроводности материала. Композиционные материалы на основе алюминия ( и в еще большей степени магния) и высокомодульных пеко-вых углеродных волокон марки Р 100 ( модуль упругости 714 ГПа) имеют высокие значения удельного модуля упругости, высокую теплостойкость и больше подходят для создания космических конструкций, чем другие материалы. В США ведутся интенсивные работы, направленные на применение этих композиционных материалов для изготовления деталей космических аппаратов, перечисленных в табл. 7.5, и, в частности, для изготовления несущих элементов современных крупногабаритных космических солнечных панелей. [10]
Наиболее высококачественные углерод-углеродные композиты, в частности используемые для защиты носовых кромок космических аппаратов многократного использования [188], получают на основе трехмерных тканых структур из высокомодульных углеродных волокон. Такие структуры, исключающие перегиб волокна при ткачестве, были получены на специальном программном ткацком станке фирмы Hitco и имели форму блока или полого цилиндра. В работе [187] исследовалось влияние условий карбонизации и графитации, аналогичных применяемым при получении углерод-углеродных композитов, на изменение структуры различных типов смол и углеродных волокон марки Торнел. Приведенные ниже данные о структуре смол, графити-рованных в течение 10 час. [11]
![]() |
Влияние температуры прогрева на прочность при растяжении углеродных волокон на основе волокон ПАН, полученных при различных условиях прядения из расплава. [12] |
Углеродные волокна на основе жидкокристаллических пеков получают из нефтяных пеков. Если выдерживать такие пеки в течение длительного времени при температуре 350 - 400 С, то происходит реакция конденсации полициклических ароматических молекул, из которых состоят пеки, увеличивается их молекулярная масса и последующее объединение молекул приводит к образованию сферолитов. При дальнейшем прогреве происходит увеличение молекулярной массы, рост сферолитов и формируется непрерывная жидкокристаллическая фаза. Жидкие кристаллы обычно нерастворимы в хинолине и пиридине, но можно получить и жидкие кристаллы, растворимые в хинолине. Прядение осуществляют при температуре расплава 350 - 400 С. Если волокна на основе жидкокристаллических пеков нагревать сначала в воздушной среде при температуре 200 - 350 С и затем в инертной атмосфере, то образуются углеродные волокна с высокоориентированной структурой ( рис. 2.1 6) Температура прогрева углеродных волокон марки THORNEL Р-55 составляет около 2000 С. Волокна с более высоким модулем упругости получают при еще больших температурах. Производству жидкокристаллических пеков для углеродных волокон с использованием в качестве сырья нефти и каменного угля посвящено значительное количество научных работ. В частности, обращают на себя внимание процессы с использованием стадии гидрирования. [13]