презентация 6

Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева

Конструкционные и функциональные волокнистые композиты

Лекция 6

Рис.6.1. Схема установки для
производства непрерывного борного
волокна в однокамерном реакторе
1 –подающая бобина; 2 – вольфрамовая нить; 3 – натяжное утсройство; 4
– направляющее утсройство; 5 – сосуд с ртутью; 6 – ртутный затвор; 7 –
дегазационная камера; 8 – реактор осаждения; 9 – борное волокно; 10 – приемная
бобина; 11 – кран впуска водорода и треххлористого бора; 12 – кран выпуска
отходящих газов; 13, 14 – краны впуска и выпуска водорода.

12 мкм
75-200 мкм 15-17 мкм



поликристаллический бор

сердцевина из
боридов WB,
W2B5, WB4

Рис.6.2. Строение борного волокна



Свойства борных волокон
 высокий

модуль упругости до 420 ГПа;
 высокая температура плавления до
2050°С ( т.е. жаростойкость)
 высокая прочность на сжатие;
 высокая усталостная прочность;
 высокие демпфирующие свойства;
 полупроводники (высокая тепло- и
электропроводность).ё



Таблица 6.1. Механические свойства борных волокон
Марка

Плотность,
ρ, г/см3

Диаметр,
мкм

Е,ГПа

σр,ГПа

ε,%

Россия
B/ W

2,5

95+- 3

394

2,95-3,5

0,75-0,9

США
Avco

2,58
2,5
2,5

101
143
98

400
390-400
390-400

2,52
3,47
3,39

0,6
0,9
0,85

Unifed Aircraft
corp

2,5

203

390-400

2,9

0,74

Hamillton Ltd

2,76

107

394-403

3,8

0,95

Япония
Toshiba

2,5

99

374-393

3,23

0,84

Франция
SMPE

2,5

100+ 5

408

3,57

0,88

Германия
Wacker-Chemie

2,5

100+5

420

3,10

0,74



Достоинства углеродных волокон
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

низкая плотность (но не самая) от 1,43 (Thornel-25) до 2,0 г/см3;
высокие значения прочности, а именно удельной прочности;
самые жесткие (↑↑ Е до 400 и далее до 700ГПа);
высокая теплостойкость (однако всегда ограничивается
возможностями матрицы) и термостойкость;
высокая стойкость к атмосферным воздействиям и химическим
реагентам;
высокая электропроводность (от полупроводников до
проводников);
высокая усталостная прочность;
высокая рациационная стойкость;
низкий коэффициент термического расширения (-1,5 до 0,5) х 106 1/°С;
низкий коэффициент трения;
низкая ползучесть, т.к. высокая жесткость и низкая
деформативность.



Недостатки углеродных волокон
 высокая

хрупкость;
 высокая стоимость (в 10-20 раз выше по
сравнению со стекловолокном);
 склонность к окислению на воздухе;
 высокая химическая активность при
взаимодействии с металлическими
матрицами, приводящая к растворению
углеволокон.
 слабая адгезия к полимерным матрицам.



Классификация углеродных волокон
по содержанию углерода

карбонизированные
(не более 90%)

угольные
(не более 91-98%)

графитовые
(более 98%)



Исходное сырье
для производства углеродных
волокон
 Вискоза

ПАН-волокна
 Пеки



Рис.6.3. Структура углеродного волокна
А – поверхностный слой; В – высокоориентированная зона; С –
низкоориентированная зона; 1 – микрофибриллы;
2 – аморфный углерод

Плотность,ρ,г/см3

Модуль
упругости Е, ГПа

Прочность,σв
Гпа

Предельная
деф..ε, %

1,71
1,9
1,7
1,7…1,8
1,6

270
400…600
250
150-200
150

2,21
2,0
3,0-3,5
1,7-2,0
2,0

0,8
0,4
1,3
1,1
1,3

1,8
1,8
1,77
1,77
1,8

273
245-390
530
235
270
322

5,46
2,3
1,9
4,34
2,76
5,6

2,0
0,6-0,9
0,38
1,8
1,0
1,7

1,95
1,8
1,9

380
450
300
500

2,42
1,8
5,6
2,35

0,6
0,35
1,9
0,5

-

343

1,96

-

Великобритания
Графил
Модмор-1
АЕ-1

1,88
2,0
1,99

365-400
400-450
407

2,00
1,7-2,5
1,74

0,5-0,7
0,5
0,4

Франция
Регилор AG
Регилор АС

2,0
1,75

420
200

1,9
2,0

0,45
1,5

Марка УВ


Таблица 4.1.Механические свойства углеродных волокон

Россия
ВМН-4
Кулон
ЛУ-4
Урал-24
Элур
США
Форнел -800 (Thornel)
Магнамит НМS
Целион G4-70
Целион ST
Фортафил 5Ф
Хитекс 46НS
Япония
Карболон-L
Бесфайт НМ-4S
Торейка
М-50
Германия
Зиграфил НМ

презентация 6

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to презентация 6

Similar to презентация 6 (20)

More from student_kai

More from student_kai (20)

презентация 6