Типы углеродных волокон

Спектры полевого испарения других типов углеродных волокон как ПАН (Т-300), так и пековых (Р-25, Р-55) приведены на рис. 3.23 [195, 196]. [c.140]

Типы углеродных волокон [c.27]

Таблица 2.1. Типы углеродных волокон

В настоящее время освоено производство нескольких типов углеродных волокон,отличающихся уровнем механических свойств [c.268]

Широкий спектр существующих типов углеродных волокон позволя- [c.228]

Убедительной демонстрацией всесторонних преимуществ волокнистых композиционных материалов служит пример их использования в основном колесе самолета А-37В (рис. 29). Колесо изготовлено намоткой и ручной выкладкой слоев углеродных волокон типа II. [c.167]

Создание композиционных материалов нового класса стало возможным благодаря разработке и применению высокопрочных и высокомодульных борных и углеродных волокон, соединений ковалентного типа в виде нитевидных кристаллов и волокон карбидов, нитридов и других соединений, а также армирующих материалов на основе металлов, сталей и сплавов, обладающих высокой прочностью и высоким модулем упругости. [c.33]

Рис. 38. Средняя прочность углеродных волокон, вытравленных из композиции Ai—С, в зависимости от иС типа излома

Эксперименты по пропитке углеродных волокон расплавами на основе магния показали, что даже при довольно высоких давлениях (до 70 кгс/см ) образцы имеют излом первого или второго типа. Хрупкий излом третьего типа получить не удалось. Все это свидетельствует об отсутствии интенсивного взаимодействия углеродного волокна с магнием волокна, вытравленные из композиции, не отличались по прочности от исходных (рис, 39). [c.87]

Основные типы рассмотренных углеродных волокон [c.72]

На рис 3.16 показаны некоторые характерные результаты исследования полиакрилонитрильных углеродных волокон разной температуры термической обработки при растяжении классическим методом. Распределение количества образцов по диапазонам прочности нельзя отнести к какому-либо типу, за исключением, пожалуй, волокна с температурой термической обработки 900 °С. В этом случае распределение близко к гауссовому. [c.129]

В принципе, методы формовки высокопрочных графитов (типа МПГ-6) мало чем отличаются от применяемых методов для углеродных волокон. Однако наиболее приемлемы многоступенчатые (10—15 ступеней для эмиссионных токов 1—2мА) и линейные ме- [c.177]

При использовании рассмотренного типа обработки автоэмиссионных катодов отпадает необходимость в длительной тренировке (формовке) рабочих поверхностей, как это имеет место в случае катодов на основе углеродных волокон. [c.183]

Для примера приведем поведение спектров нестабильности для полиакрилонитрильных углеродных волокон типа ВМН-РК после линейной формовки в течение 80 мин при максимальном токе 60 мкА. Усредненный по 6 исследованным образцам спектр приведен в машинном виде на рис. 6.3<2. Для большей наглядности ось системы координат расположена так, чтобы ближе к началу координат находились спектры для максимальных значений тока, а дальше от него — для минимальных. При построении тех же графиков в двойных логарифмических координатах (по частоте и уровню нестабильности) спектры хорошо аппроксимируются прямыми линиями при всех значениях тока (рис. б.Зб), т. е. уровень нестабильности (и дисперсия а , и дифференциальное отклонение А) зависит от час- [c.225]

В данной главе рассмотрены основные типы углеродных волокон, применяемых для изготовления автоэлектронных катодов. В зависимости от исходного сырьевого материала эти волокна подразделяются на углеродные волокна на основе ПАН, углеродные волокна на основе пеков и пироуглеродные волокна. [c.13]

Параметры структуры некоторых типов углеродных волокон на основе пека, полученные методом рентгеновской дифракции, приведены в табл. 1.2. [18] Из анализа данных таблицы следует, что углеродные волокна, полученные из изотропного пека, имеют меньшие значения Lg, и большие оо2> чем углеродные волокна, полученные из мезофазных пеков. В процессе графитации изотропных волокон на основе пека увеличиваются размеры кристаллитов и уменьшается межслоевое расстояние с/002- [c.23]

Автокатоды из пучков волокон. Автокатоды из пучков волокон, которые получаются при технологическом процессе изготовления большинства типов углеродных волокон, состоят из 50 и более (до 10 ООО) одиночных волокон диаметром примерно 7 мкм. В простейшем случае такие автокатоды изготавливают аналогично одиночным волокнам [167]. Попытка увеличения токоотбора с неформованного катода до 1—2 мА приводила к разрушению структуры волокна — пушению , искрению катода и в конечном счете к обрыву у держателя. Наблюдался и обрыв пучка без предшествующего пушения . Механизм эрозии отдельных волокон в пучке совпадает с ранее изученным для катодов из одиночных волокон. [c.153]

Для формования многослойных изделий из препрегов широко используют метод горячего прессования, получение труб методом намотки, автоклавное формование и др. В настоящее время выпускаются препреги самых различных марок, отличающиеся рецептурой связующего, типом углеродных волокон, содержанием волокон в препреге, его толщиной и размерами и т. д. Например, в зависимости от заданных условий формования изделий можно использовать связующие, отверждающиеся при повышенной или комнатной температуре. Свойства конечного изделия, как указывалось в разд. 3. 1. 1, в большой степени зависят от теплостойкости, ударной вязкости, водостойкости и многих других свойств матрицы. Различные типы углеродных волокон отличаются друг от друга прежде всего прочностью и модулем упругости. [c.67]

Углеродные волокна (в частности, высокомодульные пековые волокна) характеризуются хорощей совместимостью с алюминием, магнием и другими металлами. Наличие разнообразных типов углеродных волокон, выпускаемых в различных странах в промышленном масштабе, позволяет выбрать оптимальный вариант волокон для каждого конкретного случая. [c.257]

Непрерывные волокна из оксида алюминия имеют либо структуру шпинели ( ) -А12 0з), либо структуру а-Л12 0з. Для армирования материалов могут использоваться оба указанных типа непрерывных волокон из оксида алюминия [24—25]. Их физико-механические свойства приведены в табл. 8.8, а на рис. 8.12 показаны их микрофотографии, полученные методом растровой электронной микроскопии. Волокна из оксида алюминия со структурой шпинели изготавливают путем спекания в воздушной среде волокон, полученных прядением по мокрому методу из раствора, содержащего полимер алюминийорганического соединения и кремнийорганическое соединение. Такие волокна состоят из микрокристаллов размером порядка 10 нм, сохраняют стабильную структуру до высоких температур и содержат около 15 масс. % оксида кремния. Волокна из а-Д12 Оз также изготовляют спеканием в воздушной среде волокон, полученных прядением из суспензии мелкодисперсного порошка а-Л12 0з в основном хлориде алюминия. Агломераты частиц имеют размер 0,5 мкм. Достоинствами этих двух типов армирующих волокон из оксида алюминия по сравнению с углеродными волокнами являются электроизоляционные свойства, бесцветность, стабильность свойств на воздухе при высоких температурах и при контакте с расплавленными металлами. Их недостаток — сравнительно высокая плотность. Различие структуры указанных двух типов непрерывных волокон из оксида алюминия приводит к различию их физических свойств. Волокна со структурой шпинели имеют большую прочность и поддаются текстильной переработке для получения ткани и т. д. Эти волокна имеют меньшую плотность, чем волокна из a-Al2 О3. С другой стороны, волокна из a-Al2 О3 имеют более высокий модуль упругости. Различия этих двух типов волокон подобны различиям между двумя типами углеродных волокон карбонизованными и графитизированными. [c.280]

Сравнение экспериментальных и расчетных данных затрудняется тем, что для обоих типов углеродных волокон отсутствуют данные по крт- Как отмечалось в работе [13], предложенное Бэренсом [22] полуэмпирическое уравнение, выведенное для си- [c.308]

Для удобства сравнения коэффициентов теплопроводности в продольном направлении композиционных материалов на основе рубленых волокон с показателями для композиционных материалов на основе непрерывных волокон их свойства также приведены на рис. 7.10. Для обоих типов углеродных волокон ксь материалов на основе рубленых волокон отличается менее чем на 25% от аналогичной величины для материалов на основе непрерывных волокон. Из этого следует, что для материалов с непрерывными и рублеными волокнами характерно большое число контактов волокно — волокно и вполне удовлетворительная ориентация волокон в одном направлении, что подтверладается достаточно высокими механическими показателями таких материалов. [c.309]

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

Материал криолон наряду с дисперсными наполнителями (MoSi, бронза) содержит волокнистый наполнитель в виде измельченных углеродных волокон, что обеспечивает повышение механических свойств и теплопроводности, а также снижение интенсивности изнашивания, особенно в области низких температур. Общим для материалов этого типа является снижение коэффициента трения и износостойкости при повышении температуры, Криолон сохраняет работоспособность при температурах от -200 до -t-200° . [c.29]

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]

Средняя прочность углеродных волокон I типа в состоянии поставки при комнатной температуре составляет 197 кГ/мм при среднеквадратическом отклонении 34 кГ/мм . Отжиг исходных углеродных волокон при температурах приблизительно до 1373 К в течение 24 ч существенно не влияет на их прочность при комнатной температуре (т. е. среднее значение прочности не выходит за пределы среднеквадратическото отклонения) при условии, что отжиг проведен в вакууме 10 мм рт. ст. Атмосфера является важным фактором, о чем свидетельствует различная степень разупрочнения волокон при снижении вакуума до 10 —10- мм рт. ст. (после отжига при температурах до 873 К). При всех этих условиях в процессе нагрева до температуры отжига из волокна выделяются растворенные или адсорбированные газы. Таким образом, уменьшение прочности в низком вакууме или аргоне определяется, вероятно, тем, что содержание кислорода в печной атмосфере достаточно для реакции его с углеродом и образования [c.413]

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]

Изделие, показанное на рис. 11, представляет прекрасный пример применения современных композиционных материалов для ответственных деталей, подвергающихся вибрациям или возвратно-поступательным движениям. Это ремизные рамы ткацких станков типа Бонас . Применение углеродных волокон дает возможность увеличить жесткость и уменьшить массу рам и, таким образом, позволяет увеличить скорость, не опасаясь усталостных разрушений, обычно присущих металлам. Вотт и Филлипс 117] изучили эту область применения композиционных материалов и считают, что уже достигнуто увеличение скорости ткацких станков на 50%. Очевидно, что при таком повышении производительности применение углеродных волокон может оказаться эффективным и при существующих ценах. Возможность повысить качество текстильного и аналогичного оборудования даст значительный экономический эффект предприятиям. [c.480]

Эти результаты и другие показали, что способность к поглощению энергии волокнистых композитов строго ограничена. В работе [26] по исследованию бороалюминиевых композитов указано на то, что поведение композита при ударе определяется упругим поведением волокон причем наличие связи между волокном и матрицей сильно препятствует поглощению энергии благодаря возможному появлению расслаивания и вытаскивания волокон. Влияние связи волокно — матрица на величину энергии, поглощенной в течение ударного испытания, исследовалось рядом авторов. В работе [20] изучалась ударная энергия по Изоду композитов, сделанных из углеродных волокон RAE тип 1 (высокомодульные) и тип 2 (высокопрочные) и двух типов смол. Адгезия между волокном и смолой для некоторых образцов была улучшена обработкой части волокон методом Харуэлла [1]. Экспериментальные результаты показывают, что для необработанных волокон, в особенности типа 1, значение анергии удара вьппе. [c.323]

Следует отметить, что высокий модуль углеродных волокон обусловлен преиму1цественной ориентацией графитовой структуры, возникающей при деградации исходного полимера. Из-за такой структуры свойства волокон являются сильно анизотропными. Особенно важна анизотропия прочности, модуля и коэффициентов температурного расширения, и она отражается в свойствах композитов, которые оказываются более анизотропными, чем аналогичные композиты на основе стеклянных волокон. Для данного типа волокна прочность и модуль композита при осевом растяжении зависят в первую очередь от объемной доли волокон и лишь в незначительной степени от состава используемой [c.365]

Типичные микроструктуры композиционных материалов с металлической матрицей, полученные с использованием указанных выше армирующих упрочнителей, описаны ниже. На рис. 15 приведена микроструктура боралюминиевого композиционного материала, содержащего 45—50 об. % борного волокна диаметром 100 мкм, достаточно равномерно расположенного в алюминиевой матрице. Наблюдаемые трещины в некоторых волокнах появились, по-видимому, в процессе изготовления шлифа. В центре волокна четко виден сердечник, состоящий из борида вольфрама. На рис. 16 приведена микроструктура углеалюминиевого композиционного материала, в которой видно равномерное распределение углеродных волокон типа ВМН (с прочностью 200 кгс/мм и людулем упругости 24 ООО кгс/мм ). При увеличении 650 отсутствуют видимые следы взаимодействия. Материал получен пропиткой каркаса углеродных волокон матричным алюминиевым расплавом под давлением 50 кгс/см . На рис. 16, б при увеличении 1350 в том же материале видны следы взаимодействия в виде игольчатых [c.46]

Используя электролит Уотса и режимы, приведенные в табл. 34 (состав и режимы № I), Сара [203] осуществил непрерывный процесс изготовления композиционного материала путем протягивания углеродных волокон типа Торнел через ванну с электролитом при одновременной раскрутке пряди. При скорости протяжки 58 мм/мин осаждался слой, обеспечивающий содержание 50 об. % [c.177]

Более перспективным методом получения алюминиевых композиционных материалов, упрочненных углеродными волокнами, является, очевидно, предварительная металлизация тем или иным способом углеродных волокон (никелирование, меднение, серебрение) и последующая пропитка покрытых волокон алюминиевым сплавом. Пропитка может осуществляться либо методом вакуумного всасывания, либо автоклавным методом, либо прессованием в слоях между фольгой из алюминиевого сплава при температуре образования жидкого расплава. Последний из перечисленных методов описан Линьоном [169]. Волокна типа графил предварительно покрывались слоем меди, содержащим 4% кобальта. Толщина покрытия составляла от 0,5 до 1,0 мкм, температура горячего прессования —600° С. Прочность на растяжение образцов, содержащих 30 об. % волокон, составила 50 кгс/мм . [c.181]

Определение прочности углеродных волокон с покрытием проводили на разрывной машине типа Шоппер. Диаметр элементарных волокон измеряли. на микротвердомере типа [c.209]

Из анализа рис. 1.8 следует, что микрофибриллы — структурные составляющие углеродных волокон — в зависимости от условий и температуры получения имеют характерные размеры от 10 до 50 нм и Lj. от 2 до 5 нм. Однако следует отметить, что кривые на этом рисунке [13] отражают основные качественные тенденции, так как каждая марка углеродного волокна в зависимости от структуры исходного ПАН-волокна и технологии получения углеродного волокна имеет свои значения указанных параметров. На рис. 1.9 представлены идентифицированные в настоящее время три типа структуры волокон [13], которые отличаются ориентацией графитовых кристаллитов в поперечном сечении волокна. [c.17]

Формы отверстий фильер отличаются большим разнообразием, что в совокупности с варьированием режимов вытяжки приводит к получению волокон с различной структурой. Например, радиальный тип структуры углеродных волокон формируется при ламинарном потоке мезофазного пека через фильеры. [c.22]

Величина шага увеличения напряжения 200—300 В оказалась оптимальной для волокон всех типов. Углеродные волокна с более высокими температурами термической обработки, чем 2400 °С, давали автоэмиссионное изображение с меньшим числом автоэмисси-онных центров, чем с более низкими температурами термической обработки, что подтверждает увеличение предельного автоэмис-сионного тока при увеличении температуры термической обработки [167]. [c.132]

Рис. 3.20. Автоионные изображения полиакрилонитрильных углеродных волокон а — волокно типа ровилон с ТТО 2600 С 6 — волокно типа ВМН-РК с ТТО 1500 °С а — волокно типа ВМН-РК с ТТО 2600 С i — наложение автоионного и автоэлектронного изображений

Особенности спектров полевого испарения углеродных волокон. В данном разделе различные типы углеродных материалов для автоэлектронной эмиссии исследованы с использованием методики полевой десорбции и масс-спектрометрии. Были изучены три типа материалов серия углеродных полиакрилонитрильных волокон с различными температурами предварительного промышленного термического отжига, волокна типа ровилон и усы пирографита. Изучались как необработанные волокна, так и образцы, подвергнутые предварительному электрохимическому заострению. [c.135]

В данной главе рассматриваются некоторые типы конструкционных углеродных материалов, использованных для изготовления автокатодов, — таких, как высокопрочный графит типа МПГ-6, пироуглерод, стеклографит и их производные, которые выпускаются промышленностью. Площадь изготавливаемых автокатодов составляла от 0,1 мм до нескольких квадратных сантиметров. Увеличение площади эмиттирующей поверхности автокатодов из углеродных волокон за счет увеличения их количества, в частности использование пучков волокон, различных композитов на их основе представляет самостоятельный интерес и рассмотрены ранее в гл. 3. [c.168]

Диапазон требований к электронным пушкам, в зависимости от назначения, достаточно широк — от растровых электронных микроскопов [311—313], требующих хорошо сфокусированных пучков, до аппаратуры электронно-лучевой обработки [314, 315], для которых необходимы большие токи. В последнем случае используются автокатоды большой площади (более 1 см ) из пучков углеродных волокон [314] или высокопрочного графита типа МПГ-6 [315] с расположенной вблизи плоскости катода управляющей сетки с большой прозрачностью. Такая конструкция электронной пушки позволяет получить электронный пучок любой конфигурации, которая определяется формой и размером рабочей поверхности автокатода. Однако для большинства приложений электронных пушек требуется фокусировка электронного пучка. Неплохие результаты дает использование внешних электромагнитных катушек, но из-за большой скорости автоэлектронов они получаются очень громоздкими. Поэтому была предложена внутренняя однополосная система магнитной фокусировки [316], в которой магнитный полюс находится в непосредственной близости от автокатода, что позволяет наиболее эффективно изменять траекторию автокатодов. [c.244]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...