Углерод-углеродный композит
Cтраница 2
 |
Рентгеяотомограммы конструкционных материалов на основе углерода. а - графитовая конструкция. б - заготовка из углерод-углеродного композита. [16] |
Среди современных конструкционных материалов важное место занимают материалы на основе углерода: искусственные графиты различных марок, углепластики, углерод-углеродные композиты. [17]
Из сравнения характеристик материалов типа 1 ( табл. 9.20) следует, что равномерное распределение волокон по трем ортогональным направлениям является наиболее предпочтительным для формирования свойств углерод-углеродных композитов. Их модули упругости и сдвига значительно выше, чем у материалов с неравномерным распределением. Сопоставление расчетных и экспериментальных значений чтих материалов [ 18J свидетельствует о хорошем согласовании расчетных и экспериментальных значений модулей сдвига композитов, изготовленных по обычной технологии методом пропитки каменноугольным пеком. [18]
На основе углеродных волокон делают различные углепластики, в том числе, и самый теплостойкий композит - углерод-углеродный, в котором матрицей, склеивающей углеродные волокна, служит практически чистый углерод. Более подробно углерод-углеродные композиты будут рассмотрены в гл. [19]
 |
Основные виды молекул фуллеренов. [20] |
По характеру свойств УУКМ относится к композитам с керамической матрицей, но отличается способом получения. Армирующая часть углерод-углеродного композита находится в частично кристаллической форме графита, матричная часть обычно аморфна. В отличие от большинства композитов с керамической матрицей при высоких температурах этот материал подвержен окислению. Чтобы предохранить его от окисления, на поверхность обычно наносят тонкий слой керамики. [21]
Использование теплозащитных экранов и вкладышей сопл, изготовленных из композитов, для космических аппаратов является одним из наиболее обычных их применений. Во многих случаях используют углерод-углеродные композиты, но из-за ограничений, наложенных на распространение информации по углерод-углеродным композитам, они не будут обсуждаться в данной книге. [22]
Особенностью материалов из углеволокнитов на основе фенолоформальде-гидных смол является возможность их карбонизации при высоких температурах с высоким выходом кокса. Они могут использоваться для изготовления углерод-углеродных композитов как устойчивые к абляции теплозащитные покрытия, работающие при высоких температурах в газовых потоках. [23]
Предел прочности при растяжении составляет 300 - 1200 МПа, модуль Юнга 155 - 211 ГПа, прочность при истирании 300 МПа. В табл. 5.8 приведены данные о свойствах углерод-углеродных композитов, полученных на основе войлока; эти композиты обладают достаточно хорошими механическими свойствами [19] и могут служить конструкционным материалом. [25]
Как указывалось выше, для автоэмиссии наиболее важным фактором является расположение волокон в композите. Кроме того, расположение волокон существенно влияет на механические свойства углерод-углеродных композитов. Из анализа рис. 1.32 следует, что расположение волокон под углом более 5 к продольной оси укладки приводит к резкому падению прочности. [27]
Метод карбонизации углепластика сравнительно прост, он не требует сложной аппаратуры, обеспечивает хорошую воспроизводимость свойств получаемого материала. Однако необходимость многократного проведения операций уплотнения значительно удлиняет и удорожает процесс получения изделий из углерод-углеродных композитов. [28]
Использование теплозащитных экранов и вкладышей сопл, изготовленных из композитов, для космических аппаратов является одним из наиболее обычных их применений. Во многих случаях используют углерод-углеродные композиты, но из-за ограничений, наложенных на распространение информации по углерод-углеродным композитам, они не будут обсуждаться в данной книге. [29]
В США начато выполнение программы работ по созданию космического мини-корабля Х-33. В теплозащите челнока будут использованы новейшие материалы, в частности, части, подверженные максимальной тепловой нагрузке ( носовая часть, крылья) будут изготовлены из углерод-углеродного композита. Другие ответственные компоненты планера будут изготовлены из металлических сот ( сплав Inconel) с толщиной обшивки 0 15 мм. Верхние части планера, подверженные меньшей тепловой нагрузке, будут изготовлены из алюминиевых сот с углепластиковой обшивкой, покрытых высокотемпературной керамикой. Тепловой метод используется для 100 % - го контроля металлических и углепластиковых сот. [30]
Страницы: 1 2 3