Волокна высокопрочные

На рис. 2.13 приведены кривые потери массы углеродными волокнами высокопрочного и высокомодульного типа на основе ПАН при выдержке в течение 700 ч в воздушной среде при температуре до 316 °С. Степень термической обработки поверхности волокон влияет на способность к окислению поверхности, так как прогревание ведет к росту ароматических фрагментов и к изменению степени кристалличности волокон. В работе [35] сообщается об увеличении способности к окислению поверхности волокон вследствие присоединения ионов натрия. [c.47]

Т 300— углеродное волокно высокопрочного типа, выпускаемое фирмой "Тора", с прочностью при растяжении 3000 МПа. [c.68]

Ионная металлизация. Используя этот метод, предварительно проводят плазменное травление поверхности углеродных волокон, а затем покрывают их поверхность алюминием [2]. Физическое осаждение позволяет нанести металлическую матрицу на каждое элементарное волокно в тонком пучке волокон. Из таких пучков формируют тонкие и гибкие листовые заготовки. Обработку поверхности осуществляют при температуре ниже точки плавления алюминия. Поэтому при ионной металлизации углеродные волокна высокопрочного типа могут взаимодействовать с алюминием, сохраняя высокую прочность. Метод не требует нанесения промежуточного покрытия, регулирующего реакционную способ- ность поверхности волокон, и позволяет непосредственно покрывать ее [c.244]

Наконец, нужно отметить, что плазменные методы напыления открывают новые возможности- получения сфероидизированных порошков сложной композиции, а также получения керамических или металлических материалов, упрочненных волокнами высокопрочных металлов, например бора. [c.240]

В армированных пластмассах несущей основой материала являются волокна высокопрочной арматуры (стеклянной, металлической, асбестовой и т. д.), прочность и деформационные свойства которой меньше зависят от времени нагружения и температуры эксплуатации, чем у чистых полимеров. [c.10]

В наш век с усложнением форм строительных конструкций, появлением авиастроения, разнообразными запросами машиностроения роль методов теории упругости резко изменилась. Теперь они составляют основу для построения практических методов расчета деформируемых тел и систем тел разнообразной формы. При этом в современных расчетах учитываются не только сложность формы тела и разнообразие воздействий (силовое, температурное и т. п.), но и специфика физических свойств материалов, из которых изготовлены тела. Дело в том, что в современных конструкциях наряду с традиционными материалами (сталь, дерево, бетон и т. д.) широкое применение получают новые материалы, в частности композиты, обладающие рядом специфических свойств. Так, армирование полимеров волокнами из высокопрочных материалов позволяет получить новый легкий конструкционный материал, имеющий высокие прочностные свойства, превосходящие даже прочность современных сталей. Но наличие полимерной основы наделяет такой композитный материал помимо упругих вязкими свойствами, что обязательно должно учитываться в расчетах. Даже в традиционных материалах в связи с высоким уровнем нагружения, повышенными температурами возникает необходимость в учете пластических свойств. Все эти вопросы теперь составляют предмет механики деформируемого твердого тела. [c.7]

После известной модификации методы сопротивления материалов применимы и к деталям из анизотропных материалов. Перечень нужно начать с деревянных брусьев, переходя далее ко всякого рода композитам. Последние представляют собой достаточно пластичную матрицу, армированную высокопрочными волокнами. Матрицы и волокна могут быть как органическими, так и неорганическими, включая и металлы. [c.11]

ВЫСОКОПРОЧНЫЕ II ВЫСОКОМОДУЛЬНЫЕ ВОЛОКНА б 7 [c.687]

В армированном высокопрочными волокнами композите трещина не будет распространяться поперек волокон, а приведет к расслоению. Этот механизм впервые был описан и объяснен Гордоном и Куком, которые проделали следующий анализ. Была рассмотрена пластина с эллиптическим отверстием с полуосями а и Ь. Пластина растягивается в направлении малой полуоси. Напряжение Сгг достигает максимального значения в точке Xi = [c.703]

Высокой прочностью, не уступающей прочности высокопрочных легированных сталей, обладают тонкие стеклянные волокна, используемые для изготовления конструкций, воспринимающих нагрузки (композиты волокнистого строения, например стеклопластики). [c.43]

Конструкционные материалы. В качество материала машиностроительных конструкций используются в основном металлы и их сплавы, а также различные неорганические и органические материалы (полимеры, пластмассы, волокна, керамика и др.). В последнее время нашли применение композиционные материалы, состоящие из высокопрочных нитей стекла, бора, углерода и связующего (полимеров и металлов). В строительных конструкциях используются бетон (смесь крупных и мелких каменных частиц, скрепленных цементом), железобетон (бетон, усиленный стальными стерж-нями), кирпич, дерево и другие материалы. [c.11]

Высокопрочный ацетатный шелк из ацетилцеллюлозы является исключительно своеобразным текстильным волокном. [c.130]

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. Высокомодульные волокна обусловливают высокую теплопроводность, плотность и наиболее низкое температурное расширение. Выбор самого подходящего типа волокон в каждом конкретном случае следует рассматривать как самостоятельную задачу проектирования [109]. [c.167]

Композиционные материалы. Представление о влиянии этапов графитизации и числа циклов уплотнения на формирование свойств композиционных материалов дает табл. 6.14. Исследования выполнены на ортогонально-армированных материалах с распределением волокон в направлении осей х,у, гв соотношении 1 1 2. В качестве арматуры были использованы высокопрочные (2,38 ГПа) и высокомодульные (517 ГПа) волокна Торнел 75 (плотность армирующего каркаса составляла 0,75 г/см ). Исходной матрицей служила фенольная смола. Технологический процесс изготовления композиционного материала [c.181]

Высокопрочные углеродные волокна — эпоксидное связующее". г. . 84,3 38,7 23,2 16,9 12,7 11,3 [c.126]

Высокопрочные углеродные волокна — эпоксидное связующее 84,3 76,7 67,5 59 50,6 42,2 33,7 25,3 [c.127]

Хотя исследования армированных окислами металлов, связанные с проблемой упрочнения металлов керамическими волокнами, начаты давно, технология получения материалов этого класса разработана очень слабо. Такие высокопрочные тугоплавкие материалы с высоким модулем предполагается использовать для работы при высоких температурах, например, для горячих деталей газотурбинного двигателя. Требование высокотемпературной стабильности материала в таких условиях сильно осложняет проблему изготовления этих композитов по сравнению с композитами, предназначенными для работы при более низких температурах, например А1 — В. Большое внимание, которое сейчас уделяется поверхностям раздела в этих материалах, связано с вопросами совместимости составляющих именно в процессе изготовления материала, когда вопросы взаимодействия наиболее актуальны. В равной степени важно, чтобы сплошность поверхности раздела сохранялась в процессе эксплуатации материала, особенно при температурах ниже температуры его изготовления. Этот вопрос лишь недавно был подробно изучен для металлов, армированных непрерывными волокнами сапфира. [c.350]

Успешная разработка высокопрочных, высокомодульных углеродных волокон позволила создать композиты углеродное волокно — металлическая матрица с такими высокотемпературными [c.412]

Настоящая книга является одним из 8 томов энциклопедического издания Композиционные материалы . В ней рассматриваются Практически все аспекты исследования внутренних поверхностей раздела в полимерных композитах, армированных традиционными стекловолокнами, а также борными и углеродными волокнами. Читатель найдет в книге описание современных методов исследования поверхностей раздела, анализ основных теорий аппретирования и адгезии полимерных матриц к упрочнителям. Впервые опубликованы сведения о химии поверхности высокомодульных и высокопрочных волокон бора и углерода и химии поверхности раздела в армированных ми композитах. [c.4]

На рис. 5 и 6 представлены микрофотографии высокомодульных высокопрочных графитовых волокон двух типов. Как следует из полученных результатов, поверхность волокна из вискозы (рис. 5, а) имеет гладкую фибриллярную структуру с бороздками. С помощью оптического микроскопа удалось установить сложную геометрию поперечного сечения волокна (рис. 5,6) с более отчетливо проявляющимися бороздками. Электронные микрофотографии поверхности волокна, полученного из полиакрилонитрила [c.232]

Термин высокопрочные волокнистые материалы , так как он используется в зтой главе, относится к материалам, состоящим из слоев металла или пластика, содержащих волокна, в которых отношение прочности к плотности (удельная прочность) или модуля к плотности (удельный модуль) значительно выше, чем в обычных конструкционных металлах. [c.79]

Карбидное волокно 430 Промышленное углеродное волокно высокомодульное 310—345 Промышленное углеродиое волокно высокопрочное 220—250 [c.38]

Сваркой взрывом можно изготавливать волокнистые компози-ционные материалы, размещая в сварочном зазоре упрочняющие элементы (волокна, высокопрочную проволоку) композиты из химически несовместимых компонентов, которые получить другими методами невозможно панельные конструкции полые обогреватели сотовые конструкции слоистые трубы биметаллический инструмент слоистые мишени для распылительных систем переходники из разнородных материалов и др. [c.425]

S-стекловолокчо Арамидное волокно PRD49-111 Борное волокно Углеродные волокна высокопрочные высокомодульные Торнел-75 [c.532]

Волокниты . Материалы, получаемые на основе резольной феноло-формаль-дегидной смолы и хлопкового волокна (линтера). Теплостойкость до 130°. Максимальное водопоглощение 0,3%. Из волокнитов изготовляются детали вентиляторов и насосов, дыхательные и предохранительные клапаны нефтеаппаратуры, а также средненагруженные детали транспортеров, элеваторов, редукторов и других механизмов. Волокниты применяются для антифрикционных деталей, роликов, зубчатых колес, дисков, шкивов, крышек и других общемашиностроительных деталей. Качество волокнитов существенно улзгипается за счет применения длинно-волокнистого нанолнителя и модифицированных смол. В качестве наполнителя применяются также очесы льняного волокна (котонин), ткань в виде мелко нарубленной крошки или лоскутов, асбестовое волокно, обрезки бумаги, древесное волокно. Высокопрочные пресс-материапы типа ФКП применяются для изготовления деталей, работающих при большом сопротивлении динамическому удару и статическому изгибу. <3ни обладают хорошими прессовочными свойствами. [c.262]

Одной из весьма интересных разновидностей перманентного разрушения является разрушение сверхпрочных материалов, прочность которых приближается к теоретической (высокопрочные стекла, получаемые при соблюдении специальных технологических условий, металлические усы , бездефектные стеклянные волокна, высокопрочные полимерные волокна и др.). Разрушение таких материалов происходит взрывообразно , с распадом на множество мелких частиц. Заметим, что разрушение идеальной кристаллической структуры при достаточно высокой нагрузке должно в пределе происходить в виде распада на отдельные атомы. [c.449]

Армироваиие металлов высокопрочными волокнами позволяет получать материалы с чрезвычайно высокой прочностью и жесткостью. В таких материала. волокно является главным компоненто.м, несущим нагрузку. Матрица передает внешнюю нагрузку волокнам, связывает волокна вместе, защищает их от повреждения и воздействия внешней среды и придает материалу другие требуемые физико-химические свойства, например сопротивление окислению пли коррозии, электро- и теплопроводность и т. д. [c.637]

В современной технологии композиционных материалов все большее место занимают волокнистые материалы, представляющие собой композицию из мягкой матрицы (оспоБы) и высокопрочных волокон, армирующих матрицу. Материалы, упрочиепиые волокнами, характеризуются высокой удельной прочностью, а также могут иметь малую теплопроводность, высокую химическую и термическую стойкость и т. п. Для получения композиционных материалов используют различные волокна проволоки из вольфрама, молибдена, волокна оксидов алюминия, бора, карбида кремния, графита и т. п. —в зависимости от требуемых свойств создаваемого материала. Вопросами исследования и создания волокнистых материалов занимается новая, быстроразвивающаяся отрасль поронжовой металлургии — металлургия волокна. [c.421]

Линейные полимеры образуют сагиую большую группу полимерных материалов Тан пак связь между молекулярными цепями обусловлена силами Ван-дер-Ваальса, которые невелики, прч повышении температуры полимеры этого вида легко размягчаются и превращаются в жидкость. Линейные полимеры являются основой термопластических материалов (термопластов). Типичными представителями линейных полимеров являются полиэтилен, полипропилен, политетрафторэтилен и др. Вследствие цепной структуры полимеры можно легко вытянуть в высокопрочные волокна. [c.18]

В заключение запишем уравнения закона Гука для ортотроппого материала. В последнее время широкое распространение получили так называемые композитные материалы, состоящие, например, из полимерной основы, армируемой волокнами из высокопрочного материала. Упругие свойства такого композитного материала зависят от плотности насыщения и ориентации в пространстве армирующих волокон. В общем случае такой материал рассматривается как анизотропный. В частном случае, когда армирующие волокна расположены в трех взаимно ортогональных направлениях, упругие свойства будут симметричны относительно трех ортогональных плоскостей. [c.39]

Бурное развитие современной техники неизбежно выдвигает перед механикой деформируемого тела новые, все более сложные задачи. Традиционные материалы ставятся в чрезвычайно сложные условия высоких температур и давлений, внедряются новые материалы — различные высокожаропрочные сплавы, композиционные материалы, высокопрочные и высокомодульные волокна. Это привело к необходимости, наряду с моделью упругого тела, рассматривать другие модели деформируемого тела, широко применять в инженерных расчетах уже давно сложившиеся методы теории пластичности, ползучести, вязкоупругости, статистические и вероятностные методы при переменных напря- жениях и т. д. За последнее время определилось новое направление механики твердых тел, которое получило название механики разрушения. Развитие этого направления будет опираться на перечисленные теории деформируемого тела, причем они приобретают новое, более широкое значение. Это относится и к теории упругости. В этой связи академик Ю. Н. Работнов в одной из своих статей заметил Теория упругости нашла в наши дни новую область приложения в физике кристаллов, в теории разрушения теория упругости в известном смысле переживает второе рождение и истинная ценность ее только теперь раскрылась в полной мере . [c.6]

Анизотропия кристаллов объясняется их атомной структурой, но существуют материалы, у которых определяющие их анизотропию структурные элементы имеют значительно большие размеры. Примером может служить древесина, расположение видимых невооруженным глазом волокон создает относительно высокую прочность в направлении оси ствола и малую прочность в поперечном направлении. В этом отношении можно сказать, что природа распорядилась прочностью целлюлозы, из которой, в основном, состоит древесина, наилучншм образом. По этому принципу в технике создают так называемые композитные материалы, примером которых могут служить стеклопластики. Тонкая стеклянная нить имеет высокую прочность, укладывая слои такой нити, пропитывая их смолой и полимеризируя, получают монолитные пластины. Чередуя направления укладки слоев, можно менять степень и характер анизотропии с тем, чтобы использовать прочность волокна наивыгоднейпшм образом. В последние годы были получены и промышленно освоены высокопрочные волокна, значительно превосходящие по своим свойствам стеклянное волокно и, что особенно важно, имеющие значительно более высокий модуль упругости. Наибольшее распространение получили волокна бора и углерода, которыми армируют пластики и металлы. [c.41]

ОДНОГО И ТОГО же материала можно говорить не о постоянной характеристике, а о ее статистическом распределении. Если модуль упругости и предел текучести меняются в узких пределах и расчет по средним значениям достаточно достоверен, то прочность хрупких материалов и их структурных составляющих должна рассматриваться как случайная величина и отвлечься от ее статистического характера принципиально невозможно. Именно статистическая теория позволяет объяснить и оценить количественно так называемый масштабный эффект прочность большого изделия всегда оказывается меньше, чем прочность малой его модели (после пропорционального перерасчета, конечно). Изложение современных статистических теорий прочности заняло бы слишком много места, однако некоторые сведения нам представлялось необходимым сообщить. Эти сведения особенно существенны для понимания природы прочности современных композитных материалов, состоящих из полимерной или металлической матрицы, армированной угольным, борным илп иным высокопрочным волокном. Разброс свойств армирующих волокон довольно велик и для нопимания того, в какой мере эти свойства могут быть реализованы в композите, необходимо некоторое представление о статистической природе его прочности. Именно поэтому изложение элементов статистической теории будет дано ниже, в гл. 20. [c.654]

Сложным полиэфиром является полиэтилентерефталат лавсан). Это продукт поликонденсации двухатомного спирта — этиленгликоля НО—СНа— Hj—ОН с двухосновной терефталевой кислотой НООС— gHi—СООН, Этот полиэфир имеет линейную структуру, вследствие чего он термопластичен. Из него могут быть изготовлены высокопрочные пленки, волокна, бумага, пряжа, ткани, а также лаки. Пленки широко применяются для изготовления композиционных материалов в сочетании с- волокнистыми подложками и слюдяными бумагами, в конденсаторном производстве и являются основой магнитофонных лент. [c.132]

По крепости на разрыв и по тонине высокопрочный ацетатный шелк фортизан превосходит все существующие текстильные волокна как натуральные, так и искусственные. [c.130]

Способы устранения отрицательных особенностей. Использование высоко-модульных, волокон. В целях увеличения жесткости композиционных. материалов ведутся интенсивные работы по созданию высокомодульных волокон. Наиболее распространенными в настоящее время высокомодульными волокнами, применяемыми в качестве арматуры для изготовления композиционных материалов, являются волокна бора, углерода, карбида кремния, бериллия, модуль упругости которых в 5 раз и более превышает модуль упругости стекловолокон [20, 33, 102]. Большой практический интерес вызывают также органические волокна типа PRD-49 Kevlar [113], удельная прочность и жесткость которых в 2—3 раза выше аналогичных характеристик стекловолокон [59, 113]. Появление волокон Kevlar вызвано стремлением создать легкие высокомодульные и высокопрочные волокна со стабильными свойствами при действии динамических нагрузок, резких изменений температуры и условий эксплуатации. [c.7]

Следует также обобщить и расширить сведения о свойствах слоистых систем, армированных волокнами из различных материалов,— так называемых гибриЗяма композиционных материалов. По мере того как материаловеды разрабатывают новые материалы с улучшенными свойствами, которые могут или уже применяются в комбинации с существующими (например, высокопрочные стальные и углеродные волокна, комбинации стекловолокон и углеродных волокон и т. д.),- постоянно возникают новые проблемы микро- и макромеханики, которые должны эффективно решаться для того, чтобы эти материалы нашли применение и заняли свое место в ряду композиционных материалов. [c.106]

В литературе имеются описания нескольких микрофотоупру-гих исследований, проведенных с различными целями. Одно из первых исследований выполнено Шустером и Скала [63], изучав-щими напряжения вокруг высокопрочных сапфировых (а-АЬОз) усов. В этой работе описан метод, при помощи которого по среднему значению разности главных напряжений на толщине образца вычисляется разность главных напряжений в плоскости, проходящей через ось уса. Предполагалось, что между границей раздела и областью, в которой доминируют условия свободного поля, эта разность линейно меняется с расстоянием. Максимальный коэффициент концентрации касательных напряжений, равный 2,5, был получен для уса с прямоугольным концом, что хорошо согласуется с результатами двумерных фото-упругих исследований [6, 66]. Для усов с заостренными концами концентрация напряжений оказалась значительно ниже. Умень-щение напряжений в матрице наблюдалось на расстоянии до 5 диаметров от конца уса. Наибольшая концентрация напряжений наблюдалась в точках разрушения уса, происшедшего после его заделки. Эта концентрация вызывает поперечное растрескивание матрицы. Количественный анализ напряженного состояния в окрестности разрыва волокна не проводился. [c.521]

Вплоть до 1964 г. ни одна из существующих теорий не могла дать полного представления о процессах, происходящих на поверхности раздела, и объяснить положительное влияние различных обработок на свойства волокон. По-видимому, обработка существенным образом влияет на свойства поверхности раздела, однако степень влияния на различные свойства волокон различна. Независимо от предаказаний любой теории необходимым условием для (Получения высокопрочных слоистых стеклопластиков, предназначенных для иопользования в разных условиях и, как правило, в течение длительного времени, является эффективная передача напряжений во (В1С6М объеме композита от волокна к волокну через поверхность раздела. Вероятно, обработка каким-то образом способствует не только упрочнению адгезионной связи на поверхности раздела, но и ее сохранению во времени, [c.28]

Наряду со стекловолокном основными упрочнителями композитов являются углеродные (графитовые) волокна, нитевидные кристаллы и волокна нз высокопрочных металлов, таких, как бор. Эти волокна менее чувствительны к воде, чем стеклянные, уже потому, что они не так гидрофильны. Вайетт и Эшби [78] сравнивали действие воды на полиэфирные композиты, армированные волокнами углерода и Е-стекла. В обоих случаях наблюдалось набухание смолы, однако интенсивно ра сслаивался только стеклопластик. Предполагалось, что волокна из металлов или из окислов металлов не более гидрофильны, чем кварц, а, как уже отмечалось [2], кварцевые волокна не расслаиваются при выдержке композита в воде. Тем не менее металлы и окислы металлов (в отличие от углерода) подвержены коррозии под напряжением [76]. Очевидно, накопление воды на поверхности раздела между окислом металла и полимером, которое является следствием гидрофильного загрязнения, приводит к образованию дефектов и разрыву волокна. [c.115]

Повышение поверхностной энергии волокна, по-видимому, связано с наличием на его поверхности кислородсодержащих групп, о чем свидетельствуют кислая реакция поверхности и увеличение на ней количества атомов углерода, которые, вероятно, соединяются с кислородом воздуха, образуя группы с высокой реакционной способностью. Кроме того, Форест [35] показал, что механические свойства высокопрочных углепластиков при высокой температуре ухудшаются под воздействием внешней среды в течение нескольких месяцев. Согласно результатам исследований Бонка и Титселя [18], прочность стеклопластиков при комнатной температуре уменьшается вследствие старения в теплой влажной атмосфере. Влияние старения на прочность волокнистых композитов 1То 1р<)бн6 рассматривается в разд. III. [c.266]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...