Углеродные композиты

Среди современных конструкционных материалов важное место занимают материалы на основе углерода искусственные графиты различных марок, углепластики, углерод—углеродные композиты. Томограммы на рис. 23 й 24 иллюстрируют возможности- со- [c.457]

Углерод-углеродные композиты. Углерод-углеродные композиционные материалы — такие материалы, матрица и наполнитель которых состоят из углерода. В качестве наполнителя применяют углеродные волокна, ленты и ткани углеродными матрицами могут быть коксы пеков, синтетических смол, пироуглерод [81). [c.50]

Технология получения углерод-углеродных композитов включает в себя [c.50]

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. [c.52]

На основе углеродных волокон делают различные углепластики, в том числе, и самый теплостойкий композит - углерод-углеродный, в котором матрицей, склеивающей углеродные волокна, слу жит практически чистый углерод. Более подробно глерод-углеродные композиты будут рассмотрены в гл. 13. [c.133]

Углерод-углеродные композиты содержат углеродный армирующий элемент в виде дискретных волокон, непрерывных нитей или жгу- [c.160]

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 обьино наносят тонкий слой керамики. [c.162]

Рис. 13.3. Основные свойства углерод-углеродных композитов в зависимости от температуры

Изделия из однонаправленно-, перекрестно- и хаотически армированных углерод-углеродных композитов получают карбонизацией углепластиков при температ ре около ЮОО°С или уплотнением пористой углеродной матрицы с помощью повторяющихся процессов пропитки волокон термореактивными смолами с последующей карбонизацией. [c.164]

Основные методы получения углерод-углеродного композита включают высокотемпературную обработку углепластиков и нанесение на углеродный волокнистый наполнитель пироуглерода, образующегося при разложении углеводородов. Существуют жидкофазный, газофазный и комбинированный способы получения УУКМ. [c.164]

Углеродными композитами можно назвать композиционные материалы, наполнитель для которых - углеродные частицы или волокна. Данная книга посвящена композиционным материалам, армированным углеродными волокнами эти материалы лишь один из типов углеродных композитов. Наполнитель в виде волокон служит эффективным средством упрочнения материалов и поэтому называется армирующим наполнителем. [c.16]

Углерод-углеродные композиты [c.321]

К перспективным следует отнести и композиционные жаропрочные материалы на основе керамики, а также "угле-род-углеродные" композиты. Реализация этих материалов в конструкции деталей ГТД требует разработки надежных способов защиты от окисления и специального проектирования лопаток, учитывающих резко выраженную анизотропию свойств этих материалов. [c.10]

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. [c.561]

Рыска Я. Влияние кромочных эффектов на напряженное состояние и прочность углеродных композитов при растяжении. — Механика композитных материалов, 1985, № 2, с. 263-270. [c.338]

УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫЕ КОМПОЗИТЫ [c.64]

Графиты, углепластики, углерод, углеродные композиты ПО 160 190 240 330 370 870 1200 1500 [c.124]

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

Такое различие данных о поведении композитов одной и той же системы представляется важным, поскольку эти две группы опытов различаются только содержанием примесей в никелевой матрице (и в меньшей степени в атмосфере). Поэтому в данном разделе рассмотрено влияние примесей в металлической матрице на совместимость ее с упрочнителем на примере покрытых никелем углеродных волокон. [c.413]

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. Для предотвращения снижения прочности целесообразно расположение волокон в отдельных слоях под углом в пределах 15—20°. [c.54]

Первые стадии производства углерод-углеродного композита аналогичны изготовлению композита с полимерной матрицей. Углеродные волокна пропитывают фенолформальдегидной смолой, т.е. термореактивной смолой. Затем соответствующим образом собранные и пропитанные смолой волокна нафевают в инертной атмосфере. При этом происходит пиролиз смолы (обугливание, аналогичное процессу превращения дерева в древесный уголь) и остается углерод. Полученный композит снова под давлением пропитывают смолой и подвергают пиролизу. В результате многократного повторения процесса образуется прочный материал с минимальным числом внутренних пустот. [c.164]

Углерод-углеродные композиты обладают высокой радиационной стойкостью. Поскольку они по своим прочностным характеристикам превосходят все известные марки реакторных графитов, пpeд тaвJ яeт я перспективным их применение для узлов активной зоны высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов. Их применение позволяет значительно повысить надежность работы реактора. [c.165]

Углерод-углеродные композиты широко используют в медицине для изготовления армирующих пластинок для соединения костей при переломах, изготовления сердечных клапанов, имплантации зубов. Эти материалы характеризуются биосовместимостью с тканями человека, прочностью, гибкостью, легкостью. Они отлично приживаются, не давая нежелательных реакций. Например, стержни тазобедренных суставов из УУКМ, разработанные в Германии, обладают высокой усталостной прочностью и заданной деформацией. Французская фирма СЕМ выпускает композиты сложного состава УУКМ+керамша ( био-карб ),сочетающие биологические свойства углерода, биомеханические и трибологические свойства керамики для изготовления зубных протезов. [c.165]

Из всех материалов, предназначенных для работы при высоких температурах, наивысшую температурную стойкость имеют углерод-углеродные композиты (УУК), представляющие собой углеродо-графитовую матрицу, армированную графитовыми волокнами. УУК в настоящее время применяются для изготовления деталей соплового аппарата ракет одноразового применения и элементов конструкции крылатых ракет, а также тормозных колодок авиационных газовых турбин из УУК с покрытием из Si изготавливается носовой обтекатель и испытывающие сильный нагрев кромки плоскостей космического корабля многоразового использования "Спайс Шатл". [c.321]

Наиболее перспективным видом армирования углерод-углеродных композитов конструкционного назначения является многонаправленное, пространственное армирование, когда армирующие компоненты располагаются в трех, четырех и более направлениях. Такие образования называют пространственными армирующими структурами (ПАС), а составляющие их компоненты — элементами пространственных армирующих структур (ЭПАС). [c.65]

Особенности свойств трехмерно-армированных (ЗД) углерод-углеродных композитов. О преимуществах и недостатках углерод-углеродных материалов ЗД по сравнению с обычными традиционными полимерными материалами аналогичной структуры можно судить по данным табл. 9.18. Эти данные получены на пространственно армированных материалах, каркас которых был создан системой трех вза имно ортогональных волокон [10]. В качестве арматуры для их изготовления использовали жгуты углеродны волокон с модулем упругости 2Х X 10 МПа и прочностью 3-10 МПг. Материалы, изготовленные на основе [c.292]

Из сравнения характеристик материалов типа I (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. Положительное влияние на эти характеристики оказывает и повторная графити-зация (см. табл. 9.20, тип 2 и тип 1Б). Сопоставление расчетных и экспериментальных значений чтих материалов [ 8] свидетельствует о хорошем согласовании расчетных и экспериментальных значений модулей сдвига композитов, изготовленных по обычной технологии методом пропитки каменноугольным пеком. Для модулей упругости имеет место заметное превышение [c.294]

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. [c.784]

Широко используются карбоволокниты с углеродной матрицей (углерод-углеродные композиционные материалы). Коксованные материалы получают из обычных карбопластиков, подвергнутых пиролизу в инертной или восстановительной атмосфере. При температурах 800-8-1500 °С образуются карбонизированные, а при 2500-ь3000 °С -графитированные карбоволокниты. Для получения пироуглеродных материалов упрочнитель выкладывается по форме изделия и помещается в печь, куда пропускается метан. В печи метан разлагается и образуется пиролитический углерод, который осаждается на волокнах упрочнителя, связывая их. Прочность углерод-углеродных композитов в 5+10 раз превосходит прочность специальных графитов, которые композиты и заменяют. [c.421]

На основе результатов испытаний композитов с полиэфирной матрицей, армированных направленно расположенными углеродными волокнами, Харрис и др. [14] пришли к выводу, что Vs энергии разрушения расходуется на вытягивание волокон. В этих экспериментах поверхность волокон подвергали различным видам обработки, изменявшим прочность связи (последнюю оценивали косвенно — по величине прочности при межслоевом сдвиге). В случае наименее прочной поверхности раздела (минимальная сдвиговая прочность) волокна вытягивались на большую длину и энергия разрушения была выше. Аналогичные результаты были получены для композитов с эпоксидной матрицей, армированных углеродным, волокном [2, 42]. Фитц-Рендольф и др. [10], исследовавшие бор-эпоксидиые композиты, заключили, что значительный вклад в работу разрушения вносит и энергия разрушения волокна, и работа вытягивания разрушенных волокон из эпоксидной матрицы. По мнению Меткалфа и Кляйна [27], при данной прочности волокон с ростом коэффициента ее вариации усиливается тенденция к разрушению волокон в точках, далеко отстоящих друг от друга, что-должно привести к увеличению вязкости разрушения (рис. 11). [c.281]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...