Моноволокно

Отмечено, что вычисленная прочность увеличивается с увеличением расстояния между частицами хрупкой фазы. Как упомянуто ранее, полностью связанный агрегат разрушается при разрушении наиболее слабого объемного элемента. В случае пучка волокон перед его разрывом должно разрушиться некоторое количество волокон. Колеман показал, что прочность пучка волокон меньше средней прочности волокон, но имеет тот же самый порядок. Отмечено, что отдельное волокно в пучке может разорваться только один раз и что разорванное моноволокно не несет никакой нагрузки по всей его длине. В случае заключенных в матрицу частиц или волокон композитное тело разрушается путем статистического накопления разрушений элементов. Причем условие разрушения представляет собой критическое число разрушенных элементов в одном поперечном слое. В случае заключенных в матрицу волокон отдельное волокно может разрушиться больше одного раза, так как напряжение перераспределяется по его неразрушенной части при помош и матрицы. Фактически прочность моделей увеличивается в некоторой зависимости от количества элементов объема, разрыв которых происходит перед разрушением тела. [c.101]

При исследовании композитов титан — бор в работе [42] испытаны также моноволокна бора в условиях ползучести при повышенной температуре (538 °С). Волокно нагружалось до 219-10 фунт/дюйм , что составляет около 55% от его кратковременной прочности при этой температуре (рис. 5), и наблюдалась небольшая ползучесть в конце 15-часового эксперимента, после которой волокно разгружалось и фиксировалась остаточная деформация (рис. 6). Сравнение приведенного результата на ползучесть с испытанием на длительную прочность рис. 4 показывает улучшение прочностных свойств волокон [42] по сравнению с волокнами [14]. Улучшение касается как максимальной прочности [c.274]

Рис. 6. Ползучесть композита бор (17%)— титан (лента) и моноволокна при 538 С [42].

Первый толчок к основательному пересмотру концепции однородного слоя дало появление новых видов армирующих материалов и в первую очередь моноволокон бора, диаметр которых уже не был на порядок меньше толщины слоя. Этот факт заставил обратить более пристальное внимание на взаимосвязь поведения композитного материала с его микроструктурой. Именно с этого времени началось серьезное развитие микромеханики композитов [18—20]. Вместо бесконечно малого объема dx., dy, dz квазиоднородного композита в качестве представительного объемного элемента материала стали рассматривать моноволокно арматуры, помещенное в матрицу, имеющую форму прямоугольной призмы. На основе этого нового структурного элемента, зная геометрические параметры, можно оценить практически все характеристики композита через свойства армирующих волокон и матрицы. [c.251]

Промышленностью выпускаются углеродные волокна в виде крученого или некрученого жгута с диаметром отдельных волокон 7 мкм и числом волокон в жгуте от 1000 до 160 ООО. Использование этих волокон в металлических матрицах связано с большими технологическими трудностями. В связи с этим в настоящее время интенсивно разрабатываются новые виды углеродных упрочните-лей для металлических матриц (моноволокна) большего диаметра [c.39]

К одному из первых полученных этим способом материалов можно отнести полуфабрикат, состоящий из моноволокна кварца (или стекла), пропущенного через ванну с расплавленным алюминием. Такая композиционная нить состоит из 50 об. % металла и 50 об. % кварца [121]. [c.94]

Измерение указанных параметров возможно по анализу распределения рассеянного волокном когерентного излучения [51, 203, 217, 248]. Однако, если волокно прозрачно для излучения лазера, распределение рассеянного волокном лазерного излучения зависит не только от размеров и формы волокна, но и от других факторов, которые необходимо учитывать структуры поперечного сечения волокна (моноволокна, световоды, трубки, многожильные волокна и т. д.), показателя преломления материала, его однородности и изотропности, а также ориентации плоскости поляризации излучения относительно геометрической оси. Эта зависимость объясняется тем, что часть излучения проходит непосредственно через материал волокна и интерферирует с излучением, рассеянным его поверхностью. Особенности внутренней структуры и свойства материала волокна определяют деформацию волнового фронта излучения, проходящ,его через волокно, и вид результирующего распределения интенсивности рассеянного излучения, по которому судят о геометрических параметрах волокна. . [c.269]

На рис. 163 показаны полученные экспериментальным путем распределения интенсивности рассеянного кварцевым моноволокном излучения Не—Ne-лазера (Я = 6328 А) в указанных зонах. [c.273]

Рис. 163. Распределение интенсивности излучения Не—Ме-лазера, рассеянного кварцевым моноволокном, в зонах / (а), И (б), III

Известен метод измерения динамического модуля при растяжении, Сущность метода заключается в определении упруго-вяз-ких свойств по отношению амплитуд напряжения, деформации и сдвига фаз. Для этого образец в форме тонкой полоски, моноволокна или пряжи подвергают гармонической деформации растяжения, при этом одновременно определяют напряжение. [c.56]

В производстве полуфабрикатов из углеродных волокон эффективен метод электролитической металлизации. В настоящее время разрабатывается метод непрерывного нанесения никелевого или медного покрытия одинаковой толщины на каждое моноволокно, входящее в состав жгута [6]. [c.245]

Результаты испытаний на растяжение стренг или пучков волокна примерно на 20 % ниже, чем средние значения для моноволокна. После разрыва отдельных волокон в пучке на оставшиеся волокна приходится большая нагрузка. В результате этого итоговая прочность снижается. Фактически прочность стренги может быть рассчитана с высокой точностью по кривой распределения прочности моноволокна. Неодинаковое натяжение волокон внутри деформируемой стренги дает аналогичный прогрессирующий эффект разрушения. [c.202]

Диаметр моноволокон — еще один параметр, влияющий на их предел прочности при растяжении. В опытах, проведенных в жестко контролируемых условиях, было показано, что прочность моноволокна не уменьшается при увеличении диаметра до максимальных для промышленного волокна размеров. Однако для практических целей совершенно очевидно, что прочность волокон большого диаметра ниже, чем у волокон с меньшим диаметром. Допустимые значения прочности регламентируются военными техническими условиями i -60346 на применяемый для намотки ровинг. Минимальное значение для ровинга из волокон -стекла с диаметром G (0,09. .. 0,010 мм) составляет 1,93 ГПа. Для волокон большего диаметра, т. е. до калибра Т (0,023. .. 0,024 мм), максимально допустимое значение предела прочности при растяжении 1,38 ГПа. [c.202]

Углерода моноволокно 41, 341 Ударные испытания 28, 269 Удельный модуль 16 Удлинение 73, 282 Упрочнение матрицы 135 Упругие константы боралюминия 453 [c.501]

Средний угол разориентации составляет у хорошего волокна 8—10°. Поэтому модуль упругости при растяжении волокна оказывается в 2,5—5 раз меньше, чем модуль при растяжении в плоскости атомной решетки. При одинаковой степени разориен-тации материалы, полученные по разной технологии, обнаруживают разные значения модуля. Это связано, по-видимому, с тем, что пучки атомных плоскостей объединяются в слегка искривленные фибриллы, видимые под электронным микроскопом. Межфибриллярные связи, определяющие эффективньсй модуль сдвига, могут быть более сильными и менее сильными. Соответственно и характер разрушения моноволокна при разрыве может быть различным, при слабых межфибриллярных связах волокно рассыпается при разрыве в пыль, при сильных — разделяется на две части более или менее гладкой поверхностью. [c.688]

Так называемые статистические теории прочности были разработаны первоначально в целях описания результатов испытаний на усталость и предсказания прочности элементов машин, находящихся под действием переменных нагрузок. Краткие сведения об усталости были сообщены в одном из параграфов предпоследней главы ( 19.10). Здесь мы заметим, что результаты испытаний обнаруживают большой разброс, и поэтому современная точка зрения на расчет изделий состоит в том, что мы не можем с абсолютной достоверностью гарантировать прочность изделия, а можем лишь утверждать, что вероятность его разрушения достаточно мала. В основе одной из таких статистических теорий лежит гипотеза слабого звена. Существо этой гипотезы состоит в следующем. Тело мыслится составленным из большого числа структурных элементов, каждый из которых имеет свою локальную прочность. Разрушение всего тела в целом происходит тогда, когда выходит из строя хотя бы один структурный элемент. Для массивных тел такое предположение чрезмерно упрощает фактическое положение дел для разрушения тела как целого, вероятно, необходимо, чтобы вышла из строя некоторая группа элементов, именно так строятся более сложные и совершенные теории. Но для моноволокна гипотеза слабого звена правильно отражает существо дела. Прямое микроскопическое обследование поверхности волокна — борного, угольного или иного — показывает, что на волокне всегда имеются разного рода дефекты — мелкие и крупные. Эти дефекты расположены случайным образом. Прочность образца волокна длиной I определяется прочностью его наиболее слабого дефектного места и, таким образом, является случайной величиной. Результаты испытаний партии из некоторого достаточно большого числа волокон п представляются при помощи диаграмм, подобных изображенной на рис. 20.3.1. Число волокон, разорвавшихся при напряжен1[и, ле- [c.689]

В отличие от аппретов все замасливатели содержат компоненты, ослабляющие связь между полимерной матрицей и смолой. Кроме того, для обработки волокна необходимо меньшее количество (в вес. %) аппрета, чем замасливателя. Предел прочности моноволокна после аппретирования ниже, чем моноволокна после замасливания. Тем не менее предел прочности композитов с аппретированными волокнами часто оказывается выше предела прочности композитов, армированных замасленными волокнами. В расчете на единицу веса стекловолокна производство замасленных волокон дешевле, чем производство аппретированных. При выборе способа обработки волокна учитываются различные факторы и часто приходится выбирать между свойствами композитов и стовмостью их изпотавления. [c.13]

На рис. 2.3 показана полученная методом фотоупругости картина, возникающая при местной потере устойчивости моноволокна в эпоксидной матрице. Местные напряжения в матрице и на поверхности раздела, вызванные непараллель-ностью волокон малого диаметра (углеродные или органоволокна— Кевлар-49), являются причиной разрушения при [c.41]

Рассмотренный метод был применен в [15] к элементарной задаче расчета напряженного состояния моноволокна, заключенного в полимерную матрицу. На рис. 5.5 для гипотетической ситуации (температура, соответствующая отсутстви ю напрял<ений, равна 200 °С и 7 g = 50° — ниже, чем у типичных смол) показаны приведенные радиальные напряжения на поверхности раздела волокно — матрица, образовавшиеся в процессе охлаждения с постоянной скоростью (по абсциссе отложено безразмерное время). Сплошные линии для двух разных конечных температур Тр получены интегрированием уравнения (5.25). На этом же рисунке показаны напряжения, развивающиеся после охлал<дения ниже Tg. Скачок напряжений в этом диапазоне температур получен при подстановке начального модуля смолы, находящейся в стеклообразном состоянии, в упругое решение. Когда Tpостаточных напряжений должно пройти много времени. [c.193]

В самом общем случае элементарный образец композиционного материала должен иметь все три размера, существенно превышающие минимальный размер компонентов. С этих позиций такие объекты, как моноволокно, окруженное достаточным количеством второго компонента, или монослой из волокон, объединенных вторым компонентом, не являются элементарными образцами композиционного материала. В самом деле, например, реальное механическое поведение микрообразцов в виде волокон с покрытием или монолент при различных видах нагружения (например, при изгибающем циклическом нагружении) существенно отличается от механического поведения элементарных или более крупных образцов композиции, характерной чертой которых является равномерное распределение нагрузки на более прочном и жестком компоненте и торможение развития разрушающей трещины на внутренних поверхностях раздела. [c.49]

В — при производстве фосфорной кислоты мокрым способом. И — фильтровальная ткань из полипропиленового моноволокна, из пеце-волокиа или сарана. [c.476]

Типичное S-стекло содержит, % (по массе) 65 SiOg, 1 25А120э, 10 MgO и некоторые малые добавки. Имеется не- сколько разновидностей S-стекла. Сначала было разрабо- 5 тано стекло S-994 (или просто S-стекло). Стекло S2 при таких же прочности и модуле упругости имеет меньшую (в - 5 раз) стоимость. Единственный недостаток — несколько пониженная межслоевая прочность при сдвиге. Большинство стеклопластиков для низких температур армировано S-стеклом [5,6]. Стекла Е и S используют в виде моноволокна, ровницы или стеклоткани. [c.74]

Пряжей называют нити, полученные скручиванием коротких (растительных, шерстяных, шелковых , асбестовых или нарезанных — штапельных искусственных и синтетических) волокон Скрученные между собой непрерывные элементарные нити (длинные волокна) натурального, искусственного и синтетического шелка называют комплексными. Моно-Л 1тные непрерывные нити синтетических волокон диаметром 0,2—0,5 лгл и более (щетина, леска) называют монофиламентом или моноволокном. Совместной перемоткой двух или нескольких нитей получают трощеную пряжу, а скручиванием двух или большего числа нитей однониточной пряжи — крученую пряжу или нитку. [c.325]

Рис. 1.33. Характерные сечения полуфабрикатов композиционных материалов — моноволокна с металлическими покрытиями и многофиламентные жгуты, пропитанные металлом 2 — прутки, армированные жгутами или моноволокнами 3 — ленты с однослойным и многослойным армированием 4 — трубы и цилиндрические корпусы с продольными и продольно-окружным армированием

Рис. 1.33. Характерные сечения <a href="/info/425327">полуфабрикатов композиционных</a> материалов — моноволокна с <a href="/info/6708">металлическими покрытиями</a> и многофиламентные жгуты, пропитанные металлом 2 — прутки, армированные жгутами или моноволокнами 3 — ленты с однослойным и многослойным армированием 4 — трубы и цилиндрические корпусы с продольными и продольно-окружным армированием

В качестве спецодежды монтажницам необходимо применять безворсные (из моноволокна) халаты и кожаные тапочки, которые должны храниться в тамбурах перед монтажными помещениями. Хождение в халатах и тапочках по территории предприятия или цеха недопустимо. Спецодежда монтажниц должна подвергаться периодической очистке халаты должны проходить централизованную стирку [c.471]

ККМ с волокнами карбида кремния. При практически равной прочности эти ККМ имеют преимущества перед аналогичными материалами с углеродными волокнами - повышенную стойкость к окислению при высоких температурах и значительно меньшую анизотропию коэффициента термического расширения. В качестве матрицы используют порошки боросиликатного, алюмосиликатного, литиевосиликатного стекла или смеси стекол. Волокна карбида кремния применяют в виде моноволокна или непрерывной пряжи со средним диаметром отдельных волокон 10 - 12 мкм ККМ, армированные моноволокном, по-лл чают горячим прессованием слоев из лент волокна и стеклянного порошка в среде аргона при температуре 1423К и давлении 6,9МПа. Керамический композит Si-Si , получаемый путем пропитки углеродного волокна (в состоянии свободной насыпки или в виде войлока) расплавом кремния, может содержать карбидную фазу в пределах 25 - 90%. Механические характеристики ККМ увеличиваются с ростом содержания Si . ККМ с волокнами углерода и карбида кремния обладают повышенной вязкостью разрушения, высокой удельной прочностью и жесткостью, малым коэффициентом теплового расширения. [c.159]

Волокна карбида кремния получают в вертикальных реакторах по аналогичной схеме, как и при получении волокон бора. Сердечником при этом служат вольфрамовая проволока или пековые моноволокна углерода. В последнем случае прочность и термостойкость волокон карбида кремния существенно повышаются из-за более низкого уровня напряжений между оболочкой и сердечником. Температура подложки при осаждении карбида кремния составляет 1100. .. 1200 °С. Соотношение компонентов парогазовой фазы подбирают в зависимости от требуемого диаметра волокна, диаметра нити подлож- [c.462]

Борные волокна, используемые при изготовлении бороалюми-ния, представляют собой непрерывные моноволокна, неоднородные по структуре и анизотропные, диаметром 5...200 мкм. Волокна бора получают методом химического осаждения бора при температуре (ИЗО °С) из смеси газов ВСЬ + Н2 на вольфрамовую подложку в виде нитей диаметром 12 мкм. В результате осаждения образуется сердцевина из боридов вольфрама, вокруг которой располагается слой поли кристаллического бора. Сердцевина волокна находится под воздействием высоких сжимающих напряжений, а бор в области, прилегающей к подложке, — растягивающих. Это приводит к возникновению радиальных трещин в борных волокнах вследствие больших остаточных напряжений, которые растут с увеличением диаметра волокна [1]. [c.231]

Прочность моноволокна -стекла и S-стекла равна 3,4 и 4,5 ГПа соответственно. Стандартное отклонение примерно Ю %. Приведенные значения являются усредненным результатом большого числа отдельных измерений. Распределение значений прочности в этих измерениях обычно подчиняется гистограмме (рис. 16.1), составленной фирмой Оуэнз-Корнинг файбергласс . Полученные значения охватывают диапазон от близких к нулю (на нижнем участке гистограммы) до приближающихся к теоретически предельным — 10,3. .. 13,8 ГПа (на верхнем участке). Причиной такого широкого разброса являются наличие дефектов в волокнах и воздействие на них различных факторов окружающей среды [1 ]. Основным таким фактором является влажность. Атмосферная влага воздействует на дефектные места в волокне, особенно когда оно находится в напряженном состоянии, что приводит к росту [c.201]

Кристаллический бор, образующийся при 1400° С, имеет значительно более низкую прочность (140 кгс/мм ), но может быть получен гораздо быстрее. Вольфрамовая подложка наиболее предпочтительна, так как обеспечивает хорошую воспроизводимость свойств, высокую прочность, низкую стоимость и химическую чистоту. В качестве подложки используются также углеродное моноволокно и различные металлические волокна. Структура бора, согласно рентгеновским данным, аморфна и гомогенна. Рентгенограмма состоит из четырех широких ободков, соответствующих межплоскостным расстояниям 4,3 2,5 1,7 и 1,4 А-Шилеспай [13], Отт и Липситт [28] полагают, что бор имеет Кристаллическую структуру, но с размером зерна менее 50 А. Они обнаружили -ромбоэдрические отражения на образцах тонкого порошка. Наличие на поверхности волокна очень высоких остаточных напряжений сжатия делает его нечувствительным к поверхностным микронадрезам или микрокоррозии. [c.39]

Лабораторные разработки технологии получения различных композиционных материалов с металлической матрицей, армированной углеродными волокнами, ведутся уже более десяти лет, однако плохая совместимость углеродных волокон с некоторыми металлами [65] и технологические трудности препятствуют развитию таких материалов. Серьезную технологическую проблему представляет то, что углеродные волокна выпускаются обычно в виде многофиламентной нити (жгута), манипуляции с которой весьма затруднены например, высокопрочное и высокомодульное волокно производят в виде крученого или некрученого жгута с диаметром элементарных волокон около 7 мкм и числом их в жгуте от 1000 до 160 ООО. В настоящее время разрабатываются новые виды углеродного упрочнителя, например моноволокна большого диаметра (до 100 мкм), которые могут быть использованы при получении углеметаллических композиционных материалов методом диффузионной сварки, но такие волокна значительно дороже жгута или ленты и к тому же имеют более низкие механические характеристики. [c.339]

Рис. 3. Внешний вид различных типов углеродных волокон а — Ианекс ЗОА б — Геркулес в — Торнел з — моноволокно типа Хок

Однако процесс диффузионной сварки не может быть применен при изготовлении углеметаллических композиционных материалов, так как этот процесс не обеспечивает проникновения матричного металла в тонкие капилляры между отдельными волокнами. Теоретически проникновение матричного металла в 1 анилляры между моноволокнами без механического повреждения последних может быть осуществлено лишь при жидкофазной пронитке каркаса из армирующих волокон матричным расплавом, при электрохимическом или химическом осаждении матричного металла или сплава из газовой фазы (последний способ в настоящее время усиленно разрабатывается). Методы изготовления композиционных материалов применительно к конкретным системам металл — углеродное волокно будут подробнее рассмотрены в дальнейшем. [c.357]

Рис. 54. Изменение расчетной прочности композиционного материала бериллневый сплав PS-20— углеродное моноволокно тина Хок в зависимости от объемного содержания волокон

Рис. 54. Изменение расчетной <a href="/info/134080">прочности композиционного материала</a> бериллневый сплав PS-20— углеродное моноволокно тина Хок в зависимости от объемного содержания волокон

Применяются два типа укладки волокна намотка на барабан моноволокна и многофиламентная укладка волокна со шпуляр-ника в непрерывную ленту. Первый тин укладки проще и применяется чаще. На намоточном барабане (рис. 5) можно получить заготовку в виде карточки с размерами, соответствующими размерам барабана. Поскольку намотка по винтовой линии обеспечивается поступательным движением нити со шпули в соответствии с вращательным движением барабана, может быть обеспечена очень высокая точность получения шага волокна и его натяжения при намотке. Обычно перед намоткой вокруг барабана оборачивается и закрепляется на нем фольга из алюминиевого матричного сплава. Связка может наноситься на фольгу распылением смолы с летучим растворителем (ксилолом для связки из полистирола). Во время испарения растворителя на барабан наматывается волокно. Второй слой смолы может наноситься после окончания [c.435]

Михаелс с сотрудниками [19] исследовали с помощью сорбционных методов влияние термической предыстории и механической ориентации на структуру полиэтилена. Было показано, что 11-кратная холодная вытяжка моноволокна полиэтилена уменьшает скорость диффузии инертных газов в нем в 10 раз, а паров двуокиси углерода в 100 раз, растворимость двуокиси углерода уменьшается при этом всего в 2—3 раза. Это объясняется соответствующим изменением структуры полиэтилена при ориентации. Отмечено также равномерное уменьшение коэффициента диффузии [c.70]

Армирующие наполнители в виде моноволокна и жгутов, проволоки, сетки, нитей, лент, бумаг, холстов и других волокнистых материалов сочетают с металлическими и неметаллическими (полимерными, угле-роднйми, керамическими и др.) матрицами. [c.584]

Сеточные брызгоуловители широко применяются для очистки грубодисперсных туманов и брызг. Каплеуловители состоят из пакетов вязаных металлических сеток, которые при высокой нагрузке по улавливаемой жидкости и большой скорости потока устойчиво сохраняют форму и размеры ячеек. Сетки трикотажного плетения изготовляются из проволок диаметром 0,2...0,3 мм, материалом для них служат легированные стали (мягкие сорта), монель-металл, сплавы на основе титана или других коррозионно-стойких металлов, а также фторопластовое и пропиленовое моноволокно (леска) размеры ячеек составляют 2... 10 мм. [c.317]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...