Композиційні та порошкові матеріали
Карбоволокна з вуглецевої матрицею типу КУП-ВМ по зна-ченіям міцності і ударної в'язкості в 5-10 разів перевершує спеціальні графіти; при нагріванні в атмосфері інертного і вакуум-розумі він зберігає міцність до 2200 ° С, на повітрі окислюється при 450 ° С і вимагає захисного покриття. Коефіцієнт тертя одного карбоволокнітах з вуглецевої матрицею по іншому високий (0,35-0,45), а знос малий (0,7-1 мкм на гальмування).
Полімерні карбоволокніти використовують в судо- і автомобіл-лестроеніі (кузова гоночних машин, шасі, гребні гвинти); з них виготовляють підшипники, панелі опалення, спортивний інвентар, частини ЕОМ. Високомодульні карбоволокніти при-міняють для виготовлення деталей авіаційної техніки, апарати-тури для хімічної промисловості, в рентгенівському обору-нання і ін.
Карбоволокніти з вуглецевої матрицею замінюють різні типи графітів. Вони застосовуються для теплового захисту, дисків авіаційних гальм, хімічно стійкою апаратури.
Фізико-механічні властивості карбоволокнітах наведені в табл.2.
Бороволокніти є композиції з полімерного сполучного і упрочнителя - борних волокон.
Бороволокніти відрізняються високою міцністю при стисненні, зсуві і зрізі, низькою ползучестью, високими твердістю і моду-лем пружності, теплопровідністю і електропровідністю. Ніздрювата мікроструктура борних волокон забезпечує високу міцність при зсуві на кордоні розділу з матрицею.
Крім безперервного борного волокна застосовують комплекс-ні боростеклоніти, в яких кілька паралельних борних волокон обплітаються стеклонітей, що надає формоустойчивость. Застосування боростеклонітей полегшує технологічний процес виготовлення матеріалу.
Як матриць для отримання бороволокнітов викорис-товують модифіковані епоксидні і поліімідние сполучні. Бороволокніти КМБ-1 і КМБ-1к призначені для тривалої роботи при температурі 200 ° С; КМБ-3 і КМБ-ЗК не вимагають високого тиску при переробці і можуть працювати при темпе-ратурі не більше 100 ° С; КМБ-2к працездатний при 300 ° С.
Вплив на механічні властивості Бороволокніти утримуючи-ня волокна наведено на рис.12, а вплив різних матриць - на рис.13.
Рис.12. Залежність механічних властивостей Бороволокніти КМБ-1 від змісту борного волокна: Е - модуль пружності; # 963; ІЗГ - межа міцності при вигині; G - модуль зсуву; # 964; В - межа міцності при зсуві
Бороволокніти володіють високими опорами уста-лости, вони стійкі до дії радіації, води, органічних розчинників і паливно-мастильних матеріалів.
Рис.13. Залежність руйнівного напруження при згині бороволокнітов на різних сполучних від температури: 1, 2 - епоксидне; 3 - поліімідного; 4 - кремнійорганічних сполучна
Оскільки борні волокна є напівпровідниками, то Бороволокніти мають підвищену теплопровідність і електропровідність: # 955; = 43 кДж / (м # 8729; К); # 945; = 4 # 8729; 10-6 С-1 (вздовж волокон); # 961; V = 1,94 # 8729; 107 Ом # 8729; див; е = 12,6 ÷ 20,5 (при частоті струму 107 Гц); tg # 948; = 0,02 ÷ 0,051 (при частоті струму 107 Гц). Для бороволокнітов міцність при стисненні в 2-2,5 рази більше, ніж для карбоволокнітах.
Фізико-механічні властивості бороволокнітов наведені в табл.2.
Вироби з бороволокнітов застосовують в авіаційній і космічній техніці (профілі, панелі, ротори і лопатки компрес-соров, лопаті гвинтів і трансмісійні вали вертольотів і т.д.).
Органоволокніти представляють собою композиційні матеріали, що складаються з полімерного сполучного і упрочнителей (наповнювачів) у вигляді синтетичних волокон. Такі матеріали мають малою масою, порівняно високими питомою ін-ністю і жорсткістю, стабільні при дії знакозмінних навантажень і різкій зміні температури. Для синтетичних воло-кон втрати міцності при текстильної переробки невеликі; вони малочутливі до пошкоджень.
У органоволокнітах значення модуля пружності і температур-них коефіцієнтів лінійного розширення упрочнителя і свя-зующей близькі. Відбувається дифузія компонентів сполучного в волокно і хімічну взаємодію між ними. Структура матеріалу бездефектне. Пористість не перевищує 1-3% (в дру-гих матеріалах 10-20%). Звідси стабільність механічних властивостей Органоволокніти при різкому перепаді температур, дей-наслідком ударних і циклічних навантажень. Ударна в'язкість висо-кая (400-700 кДж / м2). Недоліком цих матеріалів є порівняно низька міцність при стисненні і висока повзучість (особливо для еластичних волокон).
Органоволокніти стійкі в агресивних середовищах і у вологість-ном тропічному кліматі; діелектричні властивості високі, а теплопровідність низька. Більшість Органоволокніти може довго працювати при температурі 100-150 ° С, а на основі поліімідного пов'язує і поліоксадіазольних волокон - при 200-300 ° С.