Cтраница 2
Эти недостатки бериллиевых сплавов, очевидно, могут быть устранены при армировании их высокопрочными и высокомодульными углеродными волокнами. Из данных, представленных на рис. 44, следует, что из всех рассмотренных композиционных материалов и традиционных сплавов композиционный материал бериллий - углеродное волокно потенциально обладает наивысшими значениями удельной кратковременной прочности при температурах до 980 С. Значение этой характеристики для композиции на основе бериллия в 4 5 раза выше, чем для композиции нихром - углеродное волокно, и примерно в 30 раз выше, чем для таких традиционных жаропрочных сплавов, как МАР-М-200, Рене 41 и ТД-ни-кель. [16]
Новым этапом развития зубчатых передач из композиционных материалов является применение современных композиционных материалов на основе высокопрочных и высокомодульных углеродных волокон. Эти материалы отличаются высокой прочностью, легкостью и жесткостью и являются самосмазывающимися материалами. [17]
![]() |
Состав и физико-механические свойства углепластиков. [18] |
Упрочнители используют в виде жгутов ВМЗ, ВМ4 и тканевых лент ЛУ1, ЛУ2, ЛУЗ, выполненных из высокопрочных и высокомодульных углеродных волокон. [19]
Показано, что чем выше прочность углеродных волокон, тем выше энергия разрушения материалов на их основе, вероятно вследствие большего увеличения накопленной упругой энергии в результате возрастания разрушающего напряжения, чем вследствие увеличения модуля упругости волокон. Поверхностная обработка высокопрочных и высокомодульных углеродных волокон вызывает резкое понижение энергии разрушения материалов на их основе. [21]
ПАН-Волокно наряду с гидратцеллюлозным волокном является одним из основных видов сырья, применяемого для получения углеродных волокнистых материалов. Из него изготовляют главным образом высокопрочные высокомодульные углеродные волокна. Благодаря особенностям строения полимера и его промежуточным переходным структурам высокопрочные углеродные волокна удается получить сравнительно простым способом. [22]
Несмотря на трудности переработки углеродных волокон в ткани углепластики, полученные на их основе, обладают достаточно высокими свойствами. В табл. 1 приведены характеристики тканей из высокопрочных высокомодульных углеродных волокон и углепластиков на их основе, полученные фирмой Fibe-rite Corp. [23]
Исследования в области получения углеродных волокон из по-лиакрилонитрильных волокон ( ПАН-волокна) были начаты в СССР [35], а затем в Японии и Англии. В Англии организовано опытно-промышленное производство этого типа высокопрочного высокомодульного углеродного волокна. [24]
Одновременно проводятся работы по созданию новых, более дешевых типов высокопрочных углеродных волокон. По данным работы [255], фирма Union Carbide получила новый тип высокопрочного высокомодульного углеродного волокна, стоимость которого составила в 1974 г. 17 5 долл / кг и снизится к 1980 г. до 4 5 - 7 долл / кг. [25]
Промышленное производство углеродных материалов было начато в США в 1958 г. На первом этапе основным видом продукции являлись углеродные ткани, которые в таком виде или в виде пластиков, полученных на их основе, применялись в качестве теплозащитных материалов. Затем почти одновременно в США на основе ВК-волокна и в Англии на основе ПАН-волокна были разработаны процессы производства высокопрочного высокомодульного углеродного волокна. При оценке волокон, вырабатываемых в опытно-промышленном масштабе, по механическим свойствам следует отдать предпочтение углеродным волокнам, полученным на основе ПАН-волокна. [26]
ПАН-Волокно используется исключительно для производства высокопрочного высокомодульного углеродного волокна, тогда как на основе вискозного корда вырабатываются высокопрочные высокомодульные, теплозащитные и другие типы углеродных волокнистых материалов. Это в известной мере обусловлено сложившейся традицией и отчасти экономическими соображениями. Конкуренция между этими видами сырья возможна только при получении высокопрочного высокомодульного углеродного волокна. [27]
В заключение следует отметить, что по сравнению с обычными пе-ками ФФС имеют следующие преимущества: синтез фенольных смол проще предварительной подготовки пеков; ФФС стандартны по составу и свойствам. Особого внимания заслуживает тот факт, что ФФС не обладает канцерогенными свойствами. К недостаткам ФФС относится сложность процесса отверждения ФФС-В, а также трудность получения из ФФС высокопрочных высокомодульных углеродных волокон. [28]
![]() |
Зависимость модуля сдвига от степени вытягивания в процессе графитации волокна из нефтяного пека. [29] |
На Лондонской конференции по углеродным волокнам и их применению [18] обстоятельно рассмотрены различные аспекты процесса получения углеродных волокон из пеков, главным образом из нефтяного пека. Решающее влияние на структуру и свойства волокна оказывает вытягивание в процессе графитации при температурах 2200 - 2900 С. По мере увеличения степени вытягивания увеличиваются прочность, модуль Юнга и плотность волокна, а электрическое сопротивление уменьшается. По механическим показателям и, что особенно важно, по значению модуля Юнга полученное волокно не уступает высокопрочным высокомодульным углеродным волокнам на основе ПАН - или гидратцеллюлозного волокна. [30]