Стоимость волокон углеродных

Углеродные волокна - дорогостоящий материал (в 1983 г. стоимость высокопрочных углеродных волокон составляла около 1500 иен/кг). [c.25]

Среди других более привлекательных конструкционных особенностей углеродных волокон следует отметить их отличную обрабатываемость и способность к формообразованию, а также чрезвычайно низкий коэффициент линейного расширения. Благодаря первому качеству стоимость механической обработки значительно ниже, чем для материалов с бором. При разработках можно рассчитывать на малые радиусы сгиба и на сложные контуры, что объясняется высокой способностью к формообразованию и плетению волокон. Из этих волокон, кроме того, легко может быть получена ткань. Их низкий температурный коэффициент линейного расширения (около нуля) позволяет разрабатывать конструкции, в которых требуется высокое постоянство размеров, например антенны и базовые детали. Относительно высокая теплопроводность снижает температурные напряжения и коробление благодаря равномерному распределению теплоты от локального источника (радиационного или конвекционного). [c.85]

По мнению специалистов, замена асбеста во фрикционных материалах является сложной проблемой, поскольку, как показывают исследования, ни один из опробованных заменителей асбеста не обладает таким сочетанием свойств, какие характерны для асбеста высокая прочность, термостойкость, невысокая стоимость и др. По данным фирм ФРГ, потребуется немало лет, пока будут найдены достойные заменители асбеста во фрикционных изделиях [64, 70]. Зарубежные фирмы используют различные волокна для замены асбеста стальные, латунные, бронзовые, стекловолокно, углеродное, полиамидное, алюмосиликат-ное, минеральное, базальтовое волокно и др. (табл. 4.12). Наибольшее практическое применение за рубежом нашли лишь отдельные типы волокон, такие, как полиамидные, минеральные, стекловолокно, металлические волокна. [c.284]

Снижение стоимости углеродных, борных волокон, разработка термостойких органических волокон делают экономически целесообразным внедрение волокнистых ПКМ в машино- автомобиле- и судостроение, медицину и т.д. Из этих ПКМ изготавливают однослойные изделия или их используют в качестве одного из слоев в многослойных конструкциях. Комбинированные конструкции обеспечивают снижение массы до 50% по сравнению с массой металлической конструкции равной прочности, повышение жесткости, демпфирующей способности и увеличение срока службы. Более четверти поли.мерных композиций идет на цели строительства, широкое применение ПКМ находят в производстве товаров народного потребления и др. [c.143]

Композиционные материалы на основе углеродных волокон наряду с применением их в авиационной технике эффективно используются в конструкциях космических летательных аппаратов. Это обусловлено тем, что они обладают сравнительно низкой плотностью. Их высокая стоимость [1] в этом случае не является сдерживающим фактором, так как масштабы применения углепластиков в рассматриваемой области техники не столь велики (табл. 6.1). Считается, что количество углеродных волокон, используемое в этой области, составляет приблизительно 10% объема их производства. Однако точно оценить эту величину нельзя, так как данная область применения композиционных материалов на основе углеродных волокон почти всегда связана с самыми совершенными технологиями, имеющими оборонное значение и засекреченными. [c.203]

Стоимость углеродных волокон ниже, чем борных волокон или волокон на основе карбида кремния. [c.257]

ВОЛОКОН является несовершенной, в связи с чем волокна с одинаковыми механическими характеристиками могут обладать различными поверхностными свойствами. Таким образом, в случае углеродных волокон не только невозможно механическое перенесение выводов, сделанных для какого-либо одного типа волокон, на другие, но и, вообще, затруднено точное описание поверхностных свойств даже для одной марки углеродных волокон. Несмотря на большие успехи в изучении структуры и свойств углеродных волокон, в этой области остается сделать еще очень многое, особенно при исследовании совместимости волокон с металлами. Следует отметить, что потенциально низкая стоимость углеродных волокон в сочетании с их способностью сохранять высокие значения прочностных и упругих характеристик при нагреве до весьма высоких температур делает эти волокна перспективным упрочните-лем композиционных материалов с металлической матрицей. Основными трудностями при разработке таких материалов являются высокая реакционная способность углеродных волокон в контакте с большинством металлов и сложность манипуляций с волокнами из-за их малых размеров. [c.356]

Недостатком борных волокон, полученных по этой технологии, является высокая стоимость вольфрамовой нити. Разработан процесс замены вольфрамовой токопроводящей нити на подложку более дешевого углеродного волокна диаметром 30 мкм. [c.871]

Появятся, несомненно, и другие новые материалы с равными или лучшими, чем у углеродных волокон, эксплуатационными свойствами, и, если они будут разработаны, проблема стоимости будет решена довольно скоро. [c.57]

Углеродные волокна являются одним из наиболее освоенных в производстве н перспективных армирующих материалов. Важное преимущество углеродных волокон — нх низкий удельный вес, теплопроводность, близкая к металлам (Я,=83,7 Вт/ м-К)), относительно низкая стоимость. [c.494]

Углеродные карбонизованные и графитироваиные волокна представляют большой интерес для использования их в качестве упрочнителей в композиционных материалах с металлической матрицей. Этот интерес обусловлен высоким уровнем основных механических характеристик волокон, их малой плотностью у = 1,7—1,9 г/см ) и перспективой резкого снижения стоимости волокон при достаточно больших объемах их производства. Высокопрочные и легкие композиционные материалы с углеродными волокнами в качестве упрочнителя могут найти широкое применение в современной технике. Предел прочности при растяжении и модуль упругости современных коммерческих углеродных волокон соответственно составляют 2070 МН/м (211 кгс/мм ) [c.338]

Нижняя обшивка. Выбран гибридный эпоксидный боро-углепластик для реализации более низкой плотности и стоимости углеродных волокон типа А. Борные волокна использованы в слоях, ориентированных в направлении 0°, углеродные — в слоях с ориентацией 45 и 90°. Панель пинпшй обшивки состоит из 63 слоев, из которых 11% ориентированы в направлении 90°. Расчетная осевая нагрузка в соединениях составляет 5172 кгс/сдг. Для снижения концентрации напряжений у отверстий под крепежные элементы вдоль балки использовались четырехсторонние пятиступенчатые соединения, выполняемые внахлестку. В непосредственной близости от отверстий слои углеродных волокон, ориентированные в направлении 0°, заменяют борные слои такой же ориентации. [c.151]

Высококачественные препреги. Они составлены из углеродных, графитовых или борных волокон, упрочняющих эпоксидные смолы, и использованы только в нескольких специальных случаях, например с спинакерной мачте для 12-метровой яхты [18]. Как было отмечено ранее, высокая стоимость таких слоев препятствовала их более широкому применению в судостроении. [c.238]

Стоимость многих перспективных армирующих материалов составляет сотни долларов за килограмм. Можно представить, что цена на графитовые волокна будет быстро снижаться от 245 долларов, за кг (при закупке небольших партий) до 55 дол-лар/кг, затед на протяжении нескольких лет будет медленно снижаться, достигнув 22—33 долларов за кг. Возможно, что стоимость углеродных волокон (отличающихся от графитовых) будет еще ниже в течение последующих пяти лет. Углеродные волокна имеют более низкий модуль сдвига, чем графитовые. Тем не менее возможность использования графитовых волокон в качестве армирующего наполнителя в определенных областях представляется заманчивой. Графитовые волокна, обла- [c.361]

В этой главе приведены примеры использования углеп.ластиков в производстве предметов широкого потребления. Показана возможность улучшения в ряде случаев характеристик изделий при использовании углеродных волокон. Изделия, описываемые в этой главе и изготовляемые в Англии, Японии и США, свидетельствуют о быстром увеличении объема ежегодного производства углеродных волокон, которое должно привести к сильному снижению стоимости материалов, препятствуюш ей в настояш ее время их использованию в некоторых конструкциях. Рассмотрены следую-1цие изделия ручки клюшек для игры в гольф, удочки, теннисные ракетки, луки, яхты и каяки, измерительное оборудование, автомобили с повышенной надежностью и гоночные автомобили, одноколки, детали самолетов и велосипедов, ремизные рамы ткацких станков, протезы. [c.467]

Зарубежные авторы связывают перспективность расширения применения композиционных материалов в машиностроении, судостроении, автомобилестроении и в самолетостроении со снижением стоимости армирующих волокон, указывая, например, что в течение ближайших десяти лет стоимость углеродных волокон, полученных из пека, составит 10—20 доллар/кг. При такой стоимости углеалюминий может быть с успехом применен в различных отраслях народного хозяйства. Из углеалюмииия в принципе [c.237]

ТОЧКИ зрения жесткости такие материалы нередко уступают металлам и сплавам. Например, слоистые пластины, изготовленные из полиэфирной смолы, армированной стекловолокном, обладают модулем упругости Е = 1000—2000 кгс/мм . Повысить жесткость композитов можно за счет использования волокон, обладающих хорошей жесткостью. Например, для упрочнения можно воспользоваться углеродными волокнами или борволокнами. Однако следует иметь в виду, что в таком случае стоимость композитов значительно возрастает. Наибольший практический интерес представляют из-гибная жесткость и жесткость на кручение. Существенными факторами в таком случае являются характеристики поверхностных слоев слоистого композита и расстояние от центральной оси. Можно набирать композит таким образом, что жесткость его будет существенно повышена. С этой целью используются конструкции с наполнителем, показанные на рис. 2.17. В центральной части таких конструкций располагается наполнитель (легкий материал), а поверхности изготовлены из материалов, обладающих высокой жесткостью, например из пластмассы, армированной волокном, которая прочно связана с наполнителем. Такие конструкции носят название слоистых конструкций с наполнителем. В качестве наполнителя могут быть использованы сотовые конструкции, пористые материалы и т. д. [c.45]

При разработке на основе углепластиков конструкций космических аппаратов почти всегда приходится исходить из требований к их жесткости. Поэтому по мере увеличения модуля упругости используемых углеродных волокон становится возможным и дальнейшее снижение массы изделий. Например, углеродные волокна марки ЦелионСУ -70 производства фирмы elanese (США) имеют наибольший модуль упругости среди всех марок углеродных волокон на основе полиакрилонитрила -примерно 500 ГПа. Их стоимость очень высока и составляет 1450 дол./кг (около 330 ООО иен/кг). Стоимость обычных высокопрочных углеродных волокон с модулем упругости 240 ГПа равна 45-67 дол./кг. И тем не менее волокна Целион GV -70 широко применяются на практике [7]. [c.206]

Композиционные материалы на основе углеродных волокон применяются в автомобилестроении несколько в меньшем масштабе, чем в аэрокосмической промышленности. Это связано с высокой стоимостью этих материалов, а также с отставанием в разработке методов массового производства композиционных материалов. Например, стоимость 1 кг конструкции современных автомобилей из традиционных материалов составляет приблизительно 1000 иен. В то же время стоимость углеш1ас-тиков — от десяти тысяч до нескольких десятков тысяч иен за 1 кг, т. е. в 10 или в несколько десятков раз выше. При использовании углепластиков в аэрокосмической промышленности высокая цена материала не столь существенна из-за высокой стоимости всего изделия, поэтому можно использовать довольно трудоемкий метод автоклавного формования, а в автомобилестроении возможность применения углепластиков лимитируется стоимостью материала и сложностью существующих методов формования. [c.229]

В большинстве случаев паковку сухого ориентированного волокна непрерывно наматывают на цилиндрическую оправку и придают детали необходимую окончательную форму (рис. 17.4). Расширение возможностей применения и непрерывное снижение стоимости высокопрочных волокон способствуют использованию их в процессе пултрузии. Для получения конструкционных изделий, по свойствам значительно превышающих аналогичные изделия из традиционных материалов, применяются углеродное и арамидное волокна и волокна из S-стекла. В производственной [c.241]

Главными функциями несущих облицовочных материалов (листов) для Сандвичевых конструкций являются обеспечение их жесткости относительно изгиба и сдвига в плоскости пластин, а также передача нагрузок в той же плоскости. В самолетостроении чаще всего используются стекловолокнистые препреги, пре-преги на основе углеродных волокон (тканей или однонаправлеи-ных материалов), алюминиевые сплавы марок 2024 и 7075, титановые или стальные листы. Зачастую возможность использования того или иного материала диктуется ценой на него, и конструкторские разработки могут меняться в зависимости от стоимости исходных материалов. [c.333]

Наибольшее количество пластиков, армированных короткими волокнами и выпускаемых промышленностью, содержат стеклянные волокна. Основными достоинствами этих волокон являются низкая стоимость, простота получения и переработки, а также высокая прочность при условии осторожного обращения с ними после вытяжки, хотя, конечно, процессы рубки волокон и формирования изделий из наполненных композиций сопровождаются частичным разрушением волокон. Асбестовое волокно является ближайшим конкурентом стеклянного волокна, поскольку оно также дешево и помимо высокой прочности обладает более высоким, чем стеклянные волокна, модулем упругости. Асбестовые волокна значительно тоньше и короче, чем стеклянные, и поэтому с ними труднее работать, хотя разработаны специальные методы их переработки и промышленностью выпускаются полимеры, армированные асбестовыми волокнами — асбопластики. Рубленые углеродные и борные волокна хотя и обеспечивают потенциально более высокую прочность и жесткость материала на их основе, достигается это за счет более высокой стоимости, и поэтому они пока не могут составить серьезную конкуренцию стеклянным и асбестовым волокнам. Нитевидные монокристаллы (усы), например из АЬОз, SisNU, Si , обладают наибольшей прочностью, однако они слишком дороги и с ними слишком трудно работать, чтобы их можно было использовать в промышленных масштабах. [c.90]

Более эффективным конкурентом стеклопластиков является большая группа асбопластиков — термо- и реактопластов, производимых в промышленных масштабах. Асбестовые волокна обладают прочностью, аналогичной прочности стеклянных волокон, однако они более жесткие. Они также устойчивы к химическим и термическим воздействиям и в отличие от стеклянных волокон устойчивы к действию влаги. Поскольку асбестовые волокна значительно дешевле углеродных и борных волокон, а также монокристаллов, они служат естественной заменой стеклянных волокон, если требуется более высокая прочность и жесткость в сочетании с химической, термической и абразивной стойкостью при низкой стоимости. Для наиболее полной реализации механических свойств асбестовых волокон необходимо в процессе получения и формования наполненных композиций обеспечивать тщательную ориентацию волокон. Решению этой проблемы посвящено большое число работ [56]. В настоящее время асбестовые волокна наиболее широко используются в литьевых термопластах типа полипропилена, а также в слоистых реактопластах горячего прессования, например в фенопластах, с более или менее хаотическим распределением волокон. На рис. 2.41 сопоставлена прочность при [c.98]

Упрочнение алюминия и его сплавов более дорогими волокнами В, С, AI2O3 повышает стоимость КМ, но при этом улучшаются некоторые его свойства. Например, при армировании борными волокнами модуль упругости увеличивается в 3 - 4 раза, углеродные волокна способствуют снижению плотности. На рис. 14.36 и ниже показано влияние объемного содержания волокон бора Vb на прочность и жесткость композиции алюминий — бор [c.465]

Каждый из рассмотренных ВКПМ обладает своими положительными и отрицательными свойствами, но для целого ряда конструкций желательно иметь материал, обладающий комплексом свойств, присущих каждому из этих материалов. Поэтому в последние годы применяют комбинированные ВКПМ, главным образом полиармированные, т. е. такие композиции, которые содержат два или более различных армирующих элементов. В этих материалах используют преимущества каждого вида волокон [71]. Например, сочетание борных, углеродных и стеклянных волокон с полимерным связующим расширяет диапазон их свойств, т. е. одновременно с высокими значениями прочности и упругости эти материалы имеют высокую ударную вязкость, более низкую стоимость. Иногда прочность высокомодульных углеродных волокон недостаточна, тогда материал модифицируется путем их частичной замены более прочными стеклянными волокнами. Иногда волокна бора закрепляют друг относительно друга стеклянными или углеродными волокнами. Весьма распространенной является композиция бор—алюминий. Так, трансверсальная прочность такого материала повышается в два-три раза. В композициях, состоящих из борных волокон, алюминия и полимера, возрастает модуль сдвига кроме того, упрощаются методы соединения и сборки узлов конструкций. [c.12]

Существенное ограничение в пряменевии ПАН-волокон для переработки в углеродные волокна заключается в его значительно более высокой стоимости по сравнению с гидратцеллюлозным волокном. [c.151]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...