Высокопрочное углеродное волокно

Cтраница 3

Известно, что одна из основных причин выхода из строя аккумуляторов - коробление свинцовых пластин, что вполне может быть устранено применением более жесткого и прочного, чем свинец, композиционного материала на его основе. Такие материалы позволят создать новые конструкции аккумуляторов, масса и размеры которых могут быть значительно уменьшены при сохранении на прежнем уровне или даже повышении основных характеристик. Сочетание свинца с графитом дает отличный антифрикционный материал, однако использование такого материала ограничено из-за его низкой прочности; этот недостаток может быть устранен при использовании взамен графита высокопрочных углеродных волокон. Коэффициент трения и износостойкость композиции с углеродными волокнами могут быть лучшими, чем у современных традиционных материалов, например фосфидных бронз, к тому же детали из композиционного материала могут быть значительно дешевле. [31]

Композиционные материалы, армированные углеродными волокнами. Армированные углеродными волокнами композиционные материалы в зависимости от типа матрицы делятся на армированные пластмассы и армированные металлы. Рассмотрим их особенности на примере широко применяемых на практике углепластиков. Как следует из данных, приведенных в табл. 1.1, среди всех армирующих волокон только арамидные волокна имеют плотность, меньшую плотности углеродных волокон. Но высокопрочные углеродные волокна прочнее арамидных, а высокомодульные углеродные волокна имеют модуль упругости, близкий к модулю упругости борных волокон. Поэтому именно углеродные волокна нашли широкое применение в конструкциях, которые должны иметь ограниченный вес. Среди всех армированных пластмасс углепластики обладают наиболее высокими стойкостью к усталостным испытаниям и долговечностью. Углепластики хорошо проводят электрический ток и могут использоваться для изготовления плоских нагревательных панелей. Углепластики плохо пропускают рентгеновские лучи. Они имеют очень низкий коэффициент линейного расширения и оказываются наиболее подходящими материалами для конструирования космических аппаратов, подвергающихся значительным перепадам температур между солнечной и теневой сторонами. В то же время они хрупки и обладают низкой ударной прочностью. [32]

Спутник связи CS - 2a. [33]

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. [34]

Оуэна с сотрудниками в большинстве случаев проводили испытания при растяжении на широких пластинах с надрезами. При сравнении результатов, полученных различными исследователями, возникают определенные трудности, обусловленные тем, что различные методы дают различные результаты и не известно, какой из них даст, так сказать абсолютные результаты. Кс примерно равен 40 МН / м3 / 2 при растяжении пластин с надрезом, независимо от длины надреза. С другой стороны, при испытании аналогичных материалов при четырехточечном изгибе образцов с надрезом найденные значения Кс составляли величину около 16 МН / м3 / 2 при отношении глубины надреза к толщине образца от 0 3 до 0 7 и значительно более низкие значения Кс при меньших отношениях глубины надреза к толщине. Эллис и Хар-рис [116] сравнивали параметры вязкости разрушения, определенные различными способами, для материалов на основе эпоксидной смолы и высокомодульных и высокопрочных углеродных волокон. Они определяли общую работу разрушения yF, работу инициирования трещины Y ( площадь под кривой нагрузка - деформация до максимальной нагрузки, при которой начинается быстрый рост трещины), а также критическую скорость высвобождения упругой энергии Gc по методу определения податливости образца с трещиной. [35]

Оуэна с сотрудниками в большинстве случаев проводили испытания при растяжении на широких пластинах с надрезами. При сравнении результатов, полученных различными исследователями, возникают определенные трудности, обусловленные тем, что различные методы дают различные результаты и не известно, какой из них даст, так сказать абсолютные результаты. Например, в двух работах [109, 116]: было установлено, что для материалов, содержащих 40 % ( об.) высокомодульных углеродных волокон, Кс примерно равен 40 МН / м3 / а при растяжении пластин с надрезом, независимо от длины надреза. МН / м3 / 2 при отношении глубины надреза к толщине образца от 0 3 до 0 7 и значительно более низкие значения Д с при меньших отношениях глубины надреза к толщине. Эллис и Хар-рис [116] сравнивали параметры вязкости разрушения, определенные различными способами, для материалов на основе эпоксидной смолы и высокомодульных и высокопрочных углеродных волокон. Они определяли общую работу разрушения YF, работу инициирования трещины Y ( площадь под кривой нагрузка - деформация до максимальной нагрузки, при которой начинается быстрый рост трещины), а также критическую скорость высвобождения упругой энергии Gc по методу определения податливости образца с трещиной. [36]

Страницы: 1 2 3