Материал углерод-углеродные

Прочностные характеристики угле-род-углеродных материалов также чувствительны к технологическому режиму их создания. Замена полимерной матрицы на углеродную в меньшей степени отражается на прочности при сжатии материала и в большей степени влияет на прочность прн растяжении. Потеря прочности при сжатии незначительна, в то время как прочность при растяжении снизилась очень существенно. Относительно низкие показатели прочности при растяжении углерод-углеродных материалов, вероятно, оказывают влияние и на прочность их прн изгибе. [c.186]

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]

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]

КОМПОЗИЦИОННОГО (например, углерод-углеродного) материала. [c.38]

Производство композиционного материала с углеродным волокном связано с большими технологическими трудностями вследствие взаимодействия углерода с металлической матрицей (в том числе и алюминиевой) при нагреве. В результате отмечается понижение прочности материала. Композиции А1 углеродное волокно получают быстрым протягиванием пучка углеродных волокон через расплав алюминия. [c.277]

Низкие тепловая и эрозионная стойкости, а также некоторые другие недостатки полимерных композитов, в основном, определяются полимерной матрицей. Качественно новый уровень свойств материала позволяет получить карбонизация полимерной матрицы, реализуемая при образовании углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ), представляющих собой систему углеродное волокно — углеродная матрица. Углеродная матрица, подобная по физико-механическим свойствам углеродным волокнам, позволяет наиболее полно реализовать в композите уникальные свойства углеродного волокна. [c.38]

Сущность второго способа получения такой ПАС заключается в том, что в предварительно изготовленную по форме внутреннего профиля изделия подложку из углерод-углеродного войлочного материала вставляются жесткие стержни. Пространство между стержнями заполняют углеродными волокнами методом намотки вдоль образующей и по спиральной траектории до получения необходимых толщин. Удаление подложки осуществляется на промежуточных стадиях получения УУКМ, когда ПАС приобретает достаточную жесткость. [c.71]

О влиянии структуры армирования на формирование упругих свойств углерод-углеродных материалов можно судить по данным, полученным при исследовании двух видов структур ортогонально-армированной в трех направлениях и с переменной укладкой по толщине их структурные параметры приведены в табл. 9.19. Всего исследовано четыре типа материалов 0—4). Причем материал типа 1 имел два варианта (А и Б) одинаковой структуры, различие состояло только в характере распределения волокон по направлениям армирования. Материал типа 2 имел ортогональное расположение волокон по трем направлениям и одинаковое их объемное содержание, но его изготовление проходило без повторной графитизации. Структура армирования материала типа 4 отличалась от первых трех тем, что угол укладки волокон в плоскости ху изменялся по толщине, т. е. каждый последующий слой по отношению к [c.293]

Углеродно- полимерный материал - Углерод 99 % Порошок УПМ ТУ 48-4807-103/0—82 [c.38]

Как и предыдущие модификации, Геркулес -2 может эксплуатироваться с неподготовленных взлетно-посадочных площадок, однако благодаря шасси новой конструкции с модульными основными стойками эти возможности расширены, а техническое обслуживание упрощено за счет того, например, что замену колес шасси можно производить без использования наземных средств обслуживания. Улучшению взлетно-посадочных характеристик способствует и выполненная из углерод-углеродного композиционного материала тормозная система, имеющая в своем составе более совершенные автоматы юза (растормаживания). [c.345]

ИЗ УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА [c.221]

Технологические свойства характеризуются способностью материала подвергаться различным видам обработки — пластической деформации гибке, вальцовке, сварке, термической обработке и др. Учет технологических свойств весьма важен при проведении ремонтных работ. Работоспособность оборудования в значительной степени зависит от надежности сварных соединений. На свариваемость стали наибольшее влияние оказывает содержание в ней углерода. Ориентировочную оценку свариваемости низколегированной стали можно дать, пользуясь значением углеродного эквивалента [c.24]

Некоторое представление о теплофизических свойствах композиционного материала типа Мод 30 можно получить из табл. 6.9. Теплоемкости матрицы и материала мало различаются, и влияние углеродного волокна на значение теплоемкости незначительно. Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения а во многом определяются анизотропией матрицы, а также пористой структурой. При высоких температурах (выше 1127 °С) термическое расширение быстро закрывает начальные поры и трещины, поэтому термические свойства композиционного материала приближаются к свойствам твердой фазы углерода [98]. Температурный коэффициент линейного расширения высокоплотного пироуглерода характеризуется высокими значениями в трансверсальном направлении, что в меньшей степени проявляется для композиционного материала. [c.178]

Углерод — основная составная часть топлива (в горючей массе различных видов топлива его содержится от 50 до 95 %) Но это одно из самых скромных его проявлений. Ведь углерод, как полагают, альма матер всех органических соединений, известных на Земле и в космосе. Обладая исключительной способностью образовывать вместе с другими элементами (особенно с кислородом, водородом, азотом) длинные цепочки атомов, он порождает многочисленные и разнообразные органические соединения и определяет их структурные особенности. Благодаря углероду возникло все богатство и разнообразие видов растений и животных. Можно сказать, что на углеродной основе построена вся жизнь в биосфере. [c.51]

Осаждение покрытия происходит в том случае, если материал является катализатором для восстановительной реакции. Ввиду того, что углерод не является катализатором реакции восстановления ионов меди, никеля, поверхность углеродных волокон необходимо предварительно обработать, придав ей каталитические свойства. С этой целью углеродные волокна подвергают обработке в окислительной среде и проходят стадию сенсибилизации и активации прежде, чем покрываются из химического раствора металлом. Поверхностная обработка в окислительной среде положительно сказывается и на свойствах углеродного волокна при работе в композиционном материале повышается сила сцепления с основой, увеличивается прочность композиции на сдвиг [5]. [c.148]

Для практического применения наиболее приемлем композиционный материал, состоящий из углеродистых волокон и легких металлов (А1, Mg). Так как смачивание углеродных волокон легкими металлами неудовлетворительное [141], на поверхность волокон осаждают тонкий слой металла, например, никеля с хорошим сродством к углероду. [c.206]

Композиционный материал ВКУ-1 на алюминиевой основе, упрочненный углеродными волокнами в количестве 30-40 %, дешевле и лег е, чем материал с волокнами бора. Для устранения взаимодействия углерода с алюминиевой матрицей применяют специальные покрытия углеродных волокон. [c.265]

Модель деформирования материала 40. Описание деформируемости основывается на модели, предложенной в работе [21 ]. На примере углерод-углеродного материала 5ерсагЬ-40 установлено, что наряду с анизотропией его упругих свойств существенно проявление нелинейности в главных направлениях упругости. На начальном этапе нагружения — до предела текучести — поведение материала описывается линейной моделью, Позволяющей определить эффективные константы материала в соответствующих направлениях. Но уже при деформациях порядка 0,1 % поведение материала при сжатии в главном направлении упругости и кручении нелинейно и может быть описано типовой упруго- [c.79]

Некоторое различие в свойствах углерод-углеродных и полимерных материалов установлено и на цилиндрических образцах (табл. 6.18). Отличительной особенностью рассматриваемых материалов по сравнению с пиролитическим графитом является их низкая теплопроводность при повышенных температурах (рис. 6.14). Материал МодЗ имеет также меньшие значения коэффициентов линейного расширения, чем коэффициенты пиролитического графита (рис. 6.15). [c.187]

Типичные характеристики углерод-углеродных материалов ЗП, матрица которых получена методом газофазного осаждения, а также комбинированным методом, приведены в табл. 6.21. Каркас изготовляли из полиакрилнитрильных волокон с одинаковым шагом их расположения по трем ортогональным направлениям. Данные табл. 6.21 свидетельствуют о том, что равномерное распределение волокон в каркасе при использовании метода газофазного осаждения для формирования матрицы не приводит к отклонению свойств материала по направлениям армирования. Комбинированный же метод создания матрицы приводит к существенному различию в некоторых свойствах материала по направлениям армирования. [c.188]

Расчет упругих характеристик. Константы упругости на линейном участке деформирования четырехна-правленного углерод-углеродного материала 40 можно рассчитать ио модели, аддитивно объединяющей компоненты матрицы жесткости ее сетчатой и изотропной составляющих 21]. Задаваясь упругими характеристиками волокна и связующего, получим следующие формулы для трех независимых технических констант материала 40 в главных осях упругой симметрии [c.194]

Композиты, представляющие интерес для автоэмиссии, — материалы на основе углеродных волокнистых наполнителей с матрицами различной природы проводящими (металл, углерод) или диэлектриками (стекло, керамика). Автоэмиссионные свойства материала обеспечивают углеродные волокна, а матрица играет лишь роль механического носителя, придающего дополнительные свойства. Например, теплопроводность, электропроводность, электросопротивление. Набор этих свойств определяет конкретное назначение и конструкцию автокатода. [c.50]

Как правило, наилучшим комплексом свойств обладают вул-канизаты, содержащие поперечные связи различной термостабильности (например, сочетание углерод-углеродных и моносуль-фидных с полисульфидными или ионными) и статистически (равномерно) распределенные по объему материала. [c.21]

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]

Класс углеродных материалов достаточно обширен, и если в основе классификации лежит принцип, согласно которому в состав материала должен входить атом углерода, то кроме традиционных форм углерода — графита и алмаза - к нему можно отнести полимерные материалы и ароидные соединения. Однако в технике понятие углеродные материалы традиционно связано с материалами, обладающими графитоподоб-нои структурой - от кристаллической до полностью аморфной, в том Числе углерод-углеродные композиционные материалы (УУКМ). Клас- [c.227]

Перспективными для применения в ГТД являются углерод-углерод-ные композиционные материалы. К числу их достоинств относятся низкая плотность, высокие прочностные характеристики, теплопроводность. Однако для них необходимо решение проблемы выгорания или окисления при температурах выше 370 °С путем применения защитных покрытий веществ, связывающих кислород. В частности, фирма Уилльяма интернейшнл (США) проводит испытания турбинной форсунки из углерод-углеродного композиционного материала с покрытием из карбида кремния. [c.237]

Для изучения возможности получения композиционного материала медь — углеродное волокно методол пропитки Мортимер и Николас [66, 71] исследовали смачиваемость углерода расплавами на основе меди методом покоящейся капли. В качестве подложки использовали прессованный графит с размером элементарных кристаллических областей около 1000 А и стеклоуглерод с размером когерентных зон рассеяния 15—25 А. Двадцать различных сплавов на основе меди, содержащих по 1 ат. % легирующего элемента, расплавлялись непосредственно на углеродной подложке. Во всех экспериментах темпаратура была равна 1145° С (температура плавления меди составляет 1085° С). Только легирование двумя элементами — хромом и ванадием — обеспечивало смачивание стеклоуглерода расплавом, а в случае подлонжи из прессованного графита эффективным оказалось только введение хрома. [c.402]

Использование в качестве матричного материала аморфного углерода, а армирующих волокон (из кристаллического углерода) — графита позволило создать композит, выдерживающий нагрев до 2500 °С. Такой углерод-углеродный композит перспективен для заатмосферной авиации. Недостаток углеродной матрищ>1 состоит в возможном окислении и абляции — уносе массы с поверхности потоком газов. С целью предотвращения окисления и абляции композит покрывают тонким слоем карбида кремния. [c.870]

Первый способ состоит из пропитки графитовых волокон смолой или пеками, намотки заготовки, ее отверждения и механической обработки на заданный размер, карбонизации при 800 - 1500С в неокислительной (например, инертном газе) или нейтральной среде, уплотнении пиролитическим углеродом, графитизации при 2500-3000 °С и нанесении противооки-слительных покрытий из карбидов кремния и циркония. Для получения материала высокой плотности цикл пропитка — отверждение — карбонизация многократно повторяют. Всего процесс продолжается около 75 ч. В зависимости от режимов проведения плотность КМ, полученного этим методом, составляет 1,3-2 т/м . Свойства полученного при этом углерод-углеродного КМ зависят от многих факторов вида исходного волокна и связующего, условий пропитки, степени наполнения матрицы, свойств кокса и прочности его связи с волокном, режимов отверждения, карбонизации, графитизации, многократности цикла пропитка — отверждение — карбонизация. Так, при пропитке феноло-формальдегидной смолой плотность КМ не превышает 1,65 т/м , при пропитке фурановыми смолами она доходит до 1,85 т/м , а при использовании пеков составляет 2,1 т/м . Нагрев карбонизированного материала до 2500-3000 °С вызывает его гра-фитизацию. [c.463]

Расчеты проводились для оболочек, вьшолненных из двух типов материала на углеродной основе несилицированного (состав А) и силицированного (состав Б), армированных углеродными волокнами, свитыми в жгуты, монослои материала располагали со смещением на 30° друг относительно друга. Как следует из работы [95], характеристики материала определяли на образцах, вырезанных из плит. В качестве связующего этих плит использовалась фенольная смола. После прессования плиты пиролизовали, затем пироуплотняли углеродом из газовой фазы. Часть образцов пропитывали жидким карбидом кремния (состав Б). [c.193]

Экспериментальные факты указывают на существенную зависимость характера разрушения от временного режима и температурных условий нагружения. Высокие скорости деформирования и низкие температуры способствуют торможению реакции материала, обладающего внутренним трением, на внешнее воздействие. С увеличением скорости (в режиме заданной скорости растяжения) отрезки молекулярных цепей между узлами в сетке вулканизата не успевают растягиваться, и разрывные натяжения и деформации в них достигаются при общей более высокой нагрузке, а потому при среднем (макроскопическом) более высоком напряжении прочность материала увеличивается. При повышении температуры внутреннее трение снижается, молекулярные цепи становятся более подвижными, реакция материала на внешнее воздействие проявляется легче разрывные натяжения и деформации в отрезках цепей между узлами, а также в узлах вулканизационной сетки достигаются при средних (макроскопических) более низких нагрузках прочность материала снижается. Локальные разрывы происходят по ослабленным или более напряженным участкам (возникают очаги разрушения, из которых начинается прорастание трещин). Такими участками являются наиболее короткие отрезки цепей между узлами сетки, наиболее слабые узлы сетки (поперечные углерод-углеродные связи типа С—С обладают энергией 257 кДж/моль, моносульфидные связи типа С—3—С — 225 кДж/моль, полисульфидные С—С — ИЗкДж/моль) [281]. [c.189]

В качестве арматуры пространственно-армированных композиционных, материалов используют как стекловолокно, жесткость которого сравнительно невелика, так н высокомодульные углеродные волокна. Наибольшее распространение углеродные волокна получили при создании трехмерноар-мированных материалов типа углерод-углерод [90, 91, 110, 111, 116, 123, 124, 125]. В настоящее время уже испытываются многомерные схемы армирования. Созданы и анализируются системы, имеющие пять и более направлений армирования. При равномерном расположении армирующих волокон по диагоналям куба (система четырех нитей) удается получить ква-зиизотропный материал, а изменяя соотношение арматуры в разных направлениях, можно создать материалы с заданными свойствами. [c.10]

Влияние типа армирующих волокон и схем армирования на формирование свойств. Для изготовления пространственно-армированных углерод-угле-родных композиционных материалов применяют армирующие волокна различных видов (нити, жгуты, стержни и т. д.) с различными физикомеханическими свойствами. Кроме того, армирующие каркасы, имеющие одну и ту же структурную схему, могут быть созданы различными методами (см. с. 168), что оказывает определенное влияние на свойства материала. О влиянии типа волокон на формирование свойств композиционного материала свидетельствуют данные (рис. 6.8), полученные из опытов на изгиб образцов, вырезанных из материала в направлении г [111]. Армирующий каркас был создан прошивкой в направлении 2 пакета, набранного из слоев низкомодульной графитовой ткани. Для прошивки использовали как обычные непропитан-ные углеродные жгуты и нити с различной площадью поперечного сечения, так и предварительно пропитанные и отвержденные (в виде стержней) нити. При изготовлении материалов изменялись только содержание и тип волокон направления z в двух других направлениях параметры армирования сохранялись постоянными. [c.172]

Свойства композиционных материал лов на основе вискернзованных волокон. Этот класс материалов был экспериментально изучен на угле- и стеклопластиках. Были исследованы материалы, изготовленные на основе ленты из углеродных волокон, стеклоткани сатинового переплетения, жгутов из стекло- и углеродных волокон. Арматурой для изготовления стеклопластиков служили непрерывные волокна из алюмоборосиликатного стекла, а также стеклоткань ТС-8/3-250, подвергавшаяся вискеризации нитевидными кристаллами двуокиси титана ТЮ2 и нитрида алюминия A1N. В качестве арматуры для углепластиков были использованы жгуты из углерод- [c.207]

Подводя итоги вышесказанному, следует еще раз отметить, что углеродное волокно довольно интенсивно разупрочняется при нагреве в контакте с металлами. Это разупрочнение проявляется раньше, чем становятся заметными какие-либо изменения в структуре композиционного материала или волокна. В контакте с металлами, растворяюш,ими углерод без образования химических соединений (никель, кобальт), процесс разупрочнения при невысоких температурах осуществляется в результате растворения волокон, а при повышенных температурах — за счет рекристаллизации. В контакте с металлами, растворяющими углерод с образованием химических соединений (алюминий, магний), процесс разупрочнения осуществляется вследствие глубокого локального травления волокна. [c.88]

Легирование матрицы в углеалюминиевых композициях с целью повышения коррозионной стойкости материала пока не дало положительных результатов. Вероятно, наличие в таких материалах гальванической пары алюминий—углерод является превалирующим фактором, определяющим поведение материала. В связи с этим в настоящее время ведутся поиски покрытий и технологии нанесения их на углеродные волокна. Такие покрытия, наносимые равномерно сплошным тонким слоем (из газовой фазы или химическим методом), имеют целью предотвратить непосредственный контакт между алюминием и углеродным волокном. В качестве таких покрытий рассматриваются, например, карбид титана, диборид титана, карбид кремния и др. (патент Швейцарии № 528596, 1970 г.). [c.227]

Фиаико-химическое состояние поверхности оказывает существенное влияние на процесс химического никелирования. Осаждение покрытия происходит в том случае, если материал волокон является катализатором для восстайрвительной реакции. Углерод не является катализатором реакции восстановления ионов никеля, поэтому поверхность углеродных волокон необходимо предварительйо обработать, придав ей каталитические свойства. [c.207]

Абсолютная величина удельного электросопротивления графита и характер его температурной зависимости определяются структурой материала. Дефекты микроструктуры и макроструктурные неоднородности приводят к увеличению удельного электросопротивления. Удельное электросопротивление углеродных материалов уменьшается при повышении температуры обработки и образует минимум в интервале температур 300—1300 К, Этот минимум обусловлен, с одной стороны, падением электросопротивления аморфного углерода, который обладает полупроводниковыми свойствами, а с другой стороны, ростом электросопротивления упорядоченного (кристаллического) углерода, обладающего свойствами полуметалла. В процессе термообработки количество аморфного углерода уменьшается. [c.26]

Изменения степени перекрытия рл-электронных орбиталей атомов в области изгиба может сопровождаться изменением типа гибридизации электронных связей от графитоподобного sp к алмазоподобному spi . Спектр электронных состояний таких атомов углерода будет определяться я-электронами аналогично тому, как это имеет место в алмазе. Степень делокализации соответствующих энергетических уровней может быть достаточно высокой из-за того, что атомы с модифицированной изгибом электронной конфигурацией образуют макроскопически большие области на поверхности кластеров. Электронные свойства этих атомов более подобны алмазу, чем графиту. В частности, их спектр электронных состояний должен содержать уровни, разделенные энергетическим зазором, близким по величине к ширине запрещенной зоны алмаза, как это показано в зонной диаграмме на рис. 5.14 [271]. Так же, как и в случае алмаза, можно ожидать, что дно зоны проводимости (уровень E на рис. 5.14) модифицированного углеродного материала в области изгиба будет расположен достаточно близко к уровню электронов в вакууме Очевидно, что толщина слоя таких атомов, равная [c.210]

Катодный осадок из электролизера разгружают периодически по мере накопления. Для этого процесс останавливают и выпускают из электролизера обеззолоченный раствор. Катодный осадок промывают подачей воды в катодную камеру и подсушивают продувкой сжатым воздухом. Катодные блоки извлекают из электролизера, освобождают их от катодного осадка и заполняют свежей порцией углеродного материала. Важная особенность катодов из углеродного материала состоит в том, что они позволяют осаждать до 30—50 кг металла на 1 кг углеродного материала. Поэтому содержание углерода в разгружаемом осадке составляет всего 2—3 %. Для удаления углерода осадок прокаливают при 500—600 С. Полученный черновой металл, содержащий в сумме 95—96 % золота и серебра, отправляют на аффинаж. [c.234]

Пропитка тканых покрывал и матов из углеродных волокон, а также предварительно сформованных из этих волокон объемных тел жидким кремнием вызывает превращение углерода в Si , что приводит к образованию нового композиционного материала с кремниевой матрицей, армированной волокнами si , получившего название "Sil omp". Из него можно изготавливать большие по размерам конструкции. [c.318]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...