Cтраница 3
Композиционные материалы, способные эксплуатироваться шр и температурах до 1650 С, получают на основе алюмофосфатных связующих в сочетании с новыми высокопрочными, высокомодульными волокнами. [31]
Из предыдущего рассмотрения может создаться впечатление, что в однокомпонентных системах необходимым и достаточным условием фиксации высоких степеней ориентации, необходимых для получения высокопрочных и высокомодульных волокон, является способность полимера к образованию трехмерной кристаллической решетки. [32]
Из ароматических полиамидов были впервые в промышленном масштабе получены волокна, отличающиеся повышенными термическими свойствами по сравнению с известными синтетическими волокнами, а также высокопрочные высокомодульные волокна. [33]
Характерные свойства основных типов графитовых нитей, используемых в - производстве многонаправленных композиционных материалов, приведены в табл. 6.1. Для получения высоких механических свойств материала обычно применяют высокопрочные и высокомодульные волокна; в случае обеспечения более низкой теплопроводности можно использовать низкомодульные волокна. Вы сокомодульные волокна обусловливают высокую теплопроводность, плотность и наиболее низкое температурное расширение. [34]
Рассматривая вопросы формования волокон, необходимо подчеркнуть, что основные принципы и закономерности образования нитей являются общими как для волокон с обычными механическими свойствами, так и для высокопрочных высокомодульных волокон. Те и другие волокна получаются из жесткоцепных полимеров, и хотя высокопрочные высокомодульные волокна пока получены только из предельно жестко-цепных полимеров, закономерности формования во многих случаях являются аналогичными. Некоторые наблюдаемые существенные различия в большей степени связаны с состоянием прядильного раствора ( анизотропное или изотропное), чем со степенью жесткости полимера. Как будет показано далее, в принципе можно получить любое термостойкое волокно с высокими физико-механическими характеристиками, за исключением особых случаев, связанных с невозможностью получения высокомолекулярного продукта или быстрой его кристаллизуе-мостью при высаживании. [35]
Волокнистые композиты отличаются от однородных полимеров и наполненных порошками пластиков тем, что они состоят из двух или более непрерывных по крайней мере в одном направлении фаз - сравнительно малопрочной непрерывной матрицы, заполняющей пространство между армирующими волокнами, и высокопрочных и высокомодульных волокон, которые могут быть ориентированными или хаотично расположенными. Роль матрицы сводится к передаче нагрузки между волокнами, которые воспринимают основную долю общей нагрузки. Возможность выбирать различные волокна, их ориентацию и различные типы связующих позволяет создавать разнообразные материалы и в широких пределах изменять их характеристики. По прочностным и другим свойствам многие армированные пластики превосходят любой из входящих в их состав компонентов или резко отличаются от них. Основным преимуществом композитов, сделавших их одним из наиболее перспективных новых материалов, является возможность достижения высокой прочности на единицу массы. [36]
Из сказанного следует, что при получении обычных штапельных волокон, формуемых через фильеры с большим числом отверстий, для которых высокая прочность и структурная однородность не так обязательны, необходимо применять режимы, обеспечивающие мак-симальнук Г устойчивость формования, а при формовании высокопрочных и высокомодульных волокон - режимы с минимально допустимой устойчивостью формования. [37]
Первым и не вполне совершенным представителем обширного класса композиционных материалов, как известно, является стеклопластик, состоящий из армирующих стеклонитей, соединенных изотропной полимерной массой в качестве связующего. Применение высокопрочных и высокомодульных волокон, новых типов связующего позволит устранить ряд присущих стеклопластику недостатков ( низкую жесткость и теплостойкость, нарушение сплошности в процессе деформирования и другие) и получить композит, который в недалеком будущем будет способен еще более успешно конкурировать с металлами. [38]
Стеклопластики - это материалы, наполнителем в которых служат стеклянные волокна. Обычно используют высокопрочные и высокомодульные волокна из бесщелочного алюмоборосиликатного, магний-алюмо-силикатного и других составов стекол. Для однонаправленных стеклопластиков наибольшие показатели механических свойств - вдоль волокон, наименьшие - перпендикулярно им. Механические свойства изделий с перекрестным расположением волокон определяются соотношением волокон в направлениях главных осей и приложения нагрузки. [39]
В качестве наполнителей могут быть использованы стеклянные, асбестовые, углеродные, органические ( природные и синтетические) волокна, а также металлические и волокна на основе окислов металлов. Наполнение термопластов синтетическими полимерными высокопрочными и высокомодульными волокнами, по-видимому, является наиболее перспективным способом их упрочнения. Такой наполнитель не создает высокого уровня остаточных напряжений в матрице, поскольку химическая природа наполнителя и связующего близка. [40]
![]() |
Общий вид устройства для намотки борного волокна.| Схема оправки для намотки борного волокна. [41] |
Наиболее простым путем получения предварительных заготовок является изготовление из материалов-упрочнителей тканей и сеток различного плетения. Изготовление тканей и сеток из высокопрочных и высокомодульных волокон, обладающих повышенной хрупкостью, типа волокон бора или карбида кремния, если и возможно, то связано с большими трудностями. [42]
Ленты состоят из ориентированных в одном, долевом, направлении волокон, нитей, шнуров, объединенных редкими поперечными ( утковыми) нитями. Как правило, ленты изготавливают из жестких высокопрочных и высокомодульных волокон и используют для производства изделий методом намотки. [43]
Рассматривая вопросы формования волокон, необходимо подчеркнуть, что основные принципы и закономерности образования нитей являются общими как для волокон с обычными механическими свойствами, так и для высокопрочных высокомодульных волокон. Те и другие волокна получаются из жесткоцепных полимеров, и хотя высокопрочные высокомодульные волокна пока получены только из предельно жестко-цепных полимеров, закономерности формования во многих случаях являются аналогичными. Некоторые наблюдаемые существенные различия в большей степени связаны с состоянием прядильного раствора ( анизотропное или изотропное), чем со степенью жесткости полимера. Как будет показано далее, в принципе можно получить любое термостойкое волокно с высокими физико-механическими характеристиками, за исключением особых случаев, связанных с невозможностью получения высокомолекулярного продукта или быстрой его кристаллизуе-мостью при высаживании. [44]
![]() |
Зависимость коэффициента линейного расширения материала типа.| Геометрия четырехнаправлсн-ной структуры. [45] |