Cтраница 2
Борное волокно интенсивно окисляется на воздухе при 400 С, а при температурах выше 500 С интенсивно взаимодействует с алюминиевой матрицей. Повышают жаростойкость и предотвращают взаимодействие борного волокна с а - МПа алюминиевой матрицей, нанося на их поверхность покрытия из карбида кремния толщиной 3 - 5 мкм. Волокна бора, покрытые карбидом кремния, получили название борсик. [16]
Борное волокно изготовляют методом осаждения бора из газовой фазы на вольфрамовую подложку в результате разложения трихлорида бора в присутствии водорода. Вольфрамовая проволока нагревается пропусканием тока до 1100 - 1300 С и непрерывно протягивается через реакторы до получения борного покрытия необходимой толщины. Гэлассо [30] сообщил, что в процессе осаждения бора из вольфрамовой подложки образуется несколько боридов. В настоящее время борное волокно в промышленном масштабе выпускается двух диаметров ( 100 и 140 мкм) и по желанию покупателя может иметь покрытие из карбида кремния толщиной 2 мкм, повышающее его жаростойкость. [18]
Борные волокна, используемые для армирования, могут быть различными. В настоящее время имеется волокно разного диаметра, с покрытием и без покрытия. Оба эти фактора влияют на свойства, которые волокно сообщает композиционному материалу. Например, более толстое волокно ( диаметром 150 мкм) обладает большей поперечной прочностью, чем волокно диаметром 100 мкм, а волокно с покрытием из SiC более коррозионно-стойко, чем волокно без покрытия. Оба эти параметра ( средняя прочность и коэффициент вариации) определяют свойства композиционного материала. [19]
Борные волокна позволили получить первый истинно композиционный материал для авиационно-космической техники. Преимущества борных волокон состоят не только в том, что они обладают высокими показателями удельных механических свойств, но и в том, что их использование возможно в сочетании как со связующими, ранее разработанными для стеклопластиков, так и с алюминием. Поскольку авиационные конструкции обычно проектируются с учетом требований как по жесткости, так и по прочности, композиционные материалы на основе борных волокон эффективнее использовать в тех агрегатах, в которых малые деформации должны сочетаться с высокой прочностью. Борное волокно пока еще относительно дорогой материал, хотя его стоимость не столь велика, как указывается в некоторых источниках. Пауэре [16], например, считает, что цена борного волокна до некоторой степени зависит от уровня цен и технологии получения других волокон. [20]
Зависимость степени изменения модуля упругости при растяжении и модуля сдвига однонаправленных бороволокнитов от угла смещения волокон от направления нагружения ф. [21] |
Борные волокна закрепляют относительно друг друга стеклянными или углеродными волокнами. [22]
Зависимость механических свойств эпокснбороволокнша КМБ-1 от содержания борною волокна 43. [23] |
Борное волокно получается осаждением бора из газовой фазы на поверхность разогретой вольфрамовой проволоки. Вследствие диффузии и взаимодействия между бором и вольфрамом последний превращается в бориды вольфрама. Таким образом, наружная оболочка волокна состоит из металлического бора, сердечник - из кристаллических боридов переменною состава. Ячеистая микроструктура борных волокон обеспечивает высокую прочность при сдвиге на границе раздела с матрицей. [24]
Структура углеродного волокна. [25] |
Борные волокна представляют собой непрерывные моноволокна, неоднородные по структуре и анизотропные диаметром 5 - 200 мкм. [26]
Борные волокна выпускаются промышленностью как в виде моноволокон на катушках, так и в виде полуфабрикатов, представляющих собой комплексные армирующие материалы: ленты полотняного переплетения шириной от 5 до 50 см, основа которых образована борными волокнами, а уток - полиамидными или другими волокнами. [27]
Борные волокна относятся к числу полупроводников, поэтому их присутствие в композите придает ему пониженные тепло - и электропроводность. [28]
Борное волокно имеет специфическую поликристаллическую структуру, отличающую его от массивного образца. Для борного волокна характерны два типа надмолекулярных структурных образований. Первичные кристаллиты имеют субмикроскопические размеры - около 20 А. Свойства волокна, видимо, зависят от указанных элементов структуры. Однако структура поликристаллическнх, в том числе борных, волокон еще недостаточно изучена, и поэтому установлены только некоторые качественные закономерности. [29]
Борные волокна характеризуются уникальным сочетанием высокой прочности, жесткости и низкой плотности. Их получают восстановлением трихлорида бора водородом или разложением бороводорода с одновременным осаждением образующегося металлического бора на нагретую подложку - металлическую ( обычно вольфрамовую) проволоку. Гетерогенная структура борного волокна способствует возникновению высоких напряжений сжатия в сердечнике и растяжения в оболочке, что необходимо учитывать при использовании борного волокна как армирующего наполнителя. [30]