Углерод-углеродные композиционные материалы

Рис. 6.7. Зависимость плотности углерод-углеродных композиционных материалов от числа циклов п процесса

Зависимость некоторых характеристик углерод-углеродных композиционных материалов от типа и метода формирования матрицы [114 [c.180]

Влияние термообработки на механические характеристики лри растяжении и изгибе углерод-углеродных композиционных материалов 30 [109] [c.182]

Из табл. 6.17 следует, что модуль упругости в направлении армирования углерод-углеродных композиционных материалов практически не [c.186]

Типичные характеристики углерод-углеродных композиционных материалов 30, уплотненных газофазным осаждением, и комбинированных (газофазное осаждение и пропитка смолой) [109] [c.191]

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]

Глава 13. Керамические и углерод-углеродные композиционные материалы. Основные свойства, методы получения и области применения [c.155]

Под материалами второго класса обычно подразумеваются о.ц.к. тугоплавкие металлы, главным образом вольфрам, молибден, титан и ниобий, а также конструкционные керамики в виде композитов керамика—металлическая матрица. В эту же категорию попадают углерод-углеродные композиционные материалы (УУКМ). [c.287]

Углерод-углеродные композиционные материалы, которые] способны сохранять приемлемую прочность практически дс 2200 °С, имеют, к сожалению, слишком низкую поверхностную стабильность, что снижает их надежность. Это накладывает ограничения либо на время эксплуатации деталей из УУК, либо на их максимально допустимую рабочую температуру. [c.324]

УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ [c.227]

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]

Структурные схемы пространственно армированных композитов. Зависимость свойств углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ), как и других волокнистых композитов, от расположения (ориентации) волокнистых армирующих элементов (арматуры) делает решение вопроса оптимального выбора типа и схемы армирования одним из основных при разработке деталей различного назначения. [c.64]

Качественно новый уровень свойств полимерных композиционных материалов достигается при карбонизации полимерной матрицы, достигаемой в углерод-углеродных композиционных материалах (УУКМ). Эти материалы представляют собой систему углеродное волокно — углеродная матрица, отличающуюся уникальными свойствами чрезвычайно высокой теплостойкостью (в инертной среде они сохраняют свои высокие удельные физикомеханические характеристики вплоть до 2500 К и в отличие от углепластиков могут длительно эксплуатироваться при повыщенных температурах), хорошей стойкостью к термоударам, высокой химической стойкостью, что делает весьма перспективным их применение в химическом мащиностроении. На рис. 3.4 показаны принципиальные схемы структуры УУКМ. [c.119]

С целью уменьшения массы конструкции теплового ножа представляет интерес изготавливать его элементы из углерод-углеродных композиционных материалов, которые обладают достаточной прочностью при повышенных температурах. [c.144]

Матрицы (композиционные материалы). Создание углеродной матрицы является одним из сложных и наиболее важных этапов в технологическом процессе производства материалов класса углерод-углерод. Поэтому большое внимание на этом этапе уделяется не только технологическим операциям (пропитке, отверждению, карбо- [c.170]

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]

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]

Общие замечания. Нарушение сплошности и несущей способности пространственно-армированных композиционных материалов при повышенных (выше 250 °С) температурах вследствие сравнительно низкой теплостойкости матрицы ограничивает температурный диапазон их применения. Решение задачи упрочнения матрицы в целях приближения ее прочности при повышенных температурах к высокому температурному сопротивлению углеродных волокон привело к появлению углеродной (или графитовой) матрицы и композиционных материалов на ее основе. Создание нового класса высокотемпературных материалов, получивших название углерод-углеродных композиционных материалов, описано в работе [109] там же приведена библиография по этим материалам. Первоначально со.зданные углерод-углеродные композиционные материалы основывались на двухнаправленном армировании. Они обладали лучшей прочностью в плоскостях армирования по сравнению с монолитным поликристаллическим графитом, но уступали по прочности, нормальной к плоскости армирования. Переход к пространственно-армированным материалам устраняет эту проблему [108, 114, 123]. Пространственное армирование резко повышает сопротивление этих материалов к действию нестационарных температурных напряжений и абляционную стойкость. Разработке и созданию пространственно-армированных материалов на основе углеродной матрицы уделяется большое внимание [106, 107]. [c.167]

Одной из главных задач при создании углерод-углеродных композиционных материалов является [юдбор по свойствам армирующих наполнителей и их укладка. Данные (табл. С.4) по исследованию этого вопроса не дают однозначного ответа они получены при изменении свойств волокон и их укладки в плоскости Модификация осуществлялась за счет поворота на 45° при укладке каждого последующего слоя низкомодульной графитовой ткани типа W A и заменой исходной ткани " СА другими типами, в основном из высокомодульных волокон их характеристики содержатся в табл. 6.5. Армирующие каркасы для всех материалов, за исключением 30, получали прошивкой по оси 2 пакета слоев высокомодульной графитовой нитью. Каркас мате- [c.173]

Из - сравнения характеристик материалов типа 1 следует, что равномерное распределение волокон по трем ортогональным направлениям является наиболее предпочтительным для формирования свойств углерод-углеродных композиционных материалов. Их модули упругости и сдвига значительно выше, чем у материалов с неравномерным распределением. Положительное влияние на эти характеристики оказывает и повторная гра-фитизация, что следует из сравнения данных типа 2 и варианта типа 1Б (см. табл. 6.6). [c.175]

Для композищюнных материалов с пироуглеродной матрицей (два последних типа) по представленным в табл. 6.6 данным трудно установи ь влияние структуры на их упругие свойства. Более четкое представление о зависимости упругих характеристик углерод-углеродных композиционных материалов от структуры армирования и свойств исходных компонентов можно получить сопоставлением расчетных и экспериментальных значений (табл. 6.8). Расчетные значения вычисляли по зависимостям, полученным для аналогичных структур в гл. 5. При расчете модуль упругости углеродной матрицы принят равным 6110 МПа (усредненные данные эксперимента), волокон — 2,2-10 МПа. Объемное содержание арматуры н материалах устанавливали двумя способами по плотностям исходного каркаса и волокон [см. (1.2)], а также по содержанию волокон в материалах [c.176]

Композиционные материалы из сплетенных углеродных волокон, подвергнутые пиролизу после пропитки смолой или другим углеродосодержащим наполнителем, получили известность под названием углерод-углеродные композиционные материалы (УУКМ). Покрытые карбидом кремния Si и пропитанные стеклом УУКМ с успехом применялись для изготовления носового обтекателя и передних кромок плоскостей космического корабля многоразового использования типа "Спейс Шатл." Эти [c.340]

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]

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]

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]

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 углерод-углеродных материалов 30 с высокой плотностью (табл. 6.22) представляют практический интерес. Данные получены на композиционных материалах, изготовленных из тканых каркасов на основе высокопрочных и высокомодульных волокон типа Т-50. Распределение волокон по направлениям х, у, г составляло 1 1 3 плотность каркаса — 0,75 г/см . В качестве исходной матрицы служил каменноугольный пек. Пропитки и уплотнение осуществлялись методом высокого давления за четыре цикла карбонизации и графитизации при давлении 103,4 МПа и 650 °С, затем графитиза-ция при 2650°С. Композиционные материалы имеют высокие механические свойства при растяжении и ежа- [c.188]

Развитие техники требует механически прочных и термостойких материалов. Композиты с металлической матрицей в большинстве случаев не обладают достаточной удельной прочностью, а композиты с полимерной матрицей, имея высокие удельные механические характеристики, значительно разупрочняются при воздействии высоких температур. Поэтому особый интерес представляют керамические (ККМ) и углерод-углеродные (У У КМ) композиционные материалы, которые ю-гут стабильно работать даже при телгпературах, превышающих температуру плавления металлической матрицы. [c.155]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...