ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Повышение стойкости углеродного волокна к кислороду воздуха из "Углеводородные и другие жаростойкие волокнисты материалы" К недостаткам углеродных волокнистых материалов относится большая чувствительность к действию кислорода воздуха. Поэтому, несмотря на необычно высокую теплостойкость, температура эксплуатации углеродных волокон на воздухе не превышает 3UU— 350 °С. Выше этой температуры наблюдается заметное окисление углерода и потери массы волокна. Графитированное волокно по сравнению с углеродным обладает более высокой стойкостью к кислороду воздуха. [c.278] Для повышения стойкости углеродных волокнистых материалов к действию кислорода воздуха предложен ряд методов. К наиболее эффективным относятся методы, основанные на введении добавок в волокно в процессе его получения, или пропитке исходной, частично карбонизованной или карбонизованной ткани соединениями, которые в результате термической обработки образуют покрытия, обладающие высокой стойкостью к кислороду воздуха (см. гл. 7), или основанные, наконец, на нанесении из газовой фазы на углеродный материал веществ, стойких к кислороду. [c.278] В патенте [49] рекомендуется углеродные материалы покрывать нитридом бора, что достигается простыми приемами. Готовится смесь одинаковых количеств борной кислоты и мочевины. Для сплавления компонентов смесь нагревается до 140 °С, зате.м охлаждается до 100 °С и растворяется в воде. Углеродная или частично карбонизованная ткань (или любая другая форма углеродного материала) пропитывается раствором, избыток раствора отжимается, ткань высушивается при 150 °С в течение 5 мин. В процессе обработки компоненты равномерно распределяются на поверхности и проникают в поры волокна. Пропитанная ткань подвергается термической обработке в инертной атмосфере при температуре 966—1078 °С, при этом образуется BN. Если применяется частично карбонизованная ткань, то во время термической обработки происходит ее дополнительная карбонизация. Чтобы предохранить поверхность материала от повреждения, охлаждение ткани от 966—1078 до 160 С проводится в вакууме или инертной среде, а далее до комнатной температуры — на воздухе. Содержание BN на углеродном волокне не должно превышать 4 вес.%. При содержании BN менее I вес.% эффект не достигается, а при содержании выше 4 вес.% возрастает хрупкость волокна (ткани). Содержание BN регулируется степенью пропитки ткани исходными компонентами. Нитрид бора прочно связан с углеродным волокном. [c.278] Описан [53, 54] способ обработки гидратцеллюлозного и полиакрилонитрильного волокна соединениями, которые в процессе карбонизации разлагаются с образованием тугоплавких окислов, повышающих стойкость углеродного материала к окислению. К таким окислам относятся окись циркония, магния, марганца, кремния, бария, молибдена и др. Содержание окислов в волокне составляет 25—50%. [c.279] Пиролитический графит+2 /о циркония и бора. . [c.280] При добавлении в прядильные растворы нерастворимых соединений осложняется процесс формования волокна, поэтому проще п целесообразнее пропитывать готовые волокна или ткани. [c.280] Значительный эффект получается при газофазном покрытии углеродных материалов. В качестве защитных сред преимущественно используют пирографит, карбиды, нитрид бора [50]. Процесс может проводиться в аппаратах периодического и непрерывного действия. [c.280] Для получения покрытия нз борнитрнда применяется газовая смесь B I3 + NH3, в которой аммиак служит источником азота [59], для получения покрытия Zr в качестве исходного реагента используется ( 2H5)2Zr l2 [60], а металлического покрытия алюминия-А1(С4Н9)з [61]. [c.281] В проспекте фирмы arborundum (США) описаны углеродные волокнп стые материалы (без указания способа их получения), содержащие 10, 20 и 30% карбида кремния. Время до обрыва при красном накаливании возрастает с 120 с для стандартной углеродной пряжи GS Y-2 до 210 с для пряжи, содер-жащей 10% карбида кремния. [c.281] При использованин углеродных материалов в виде композиций матрица защищает волокно от непосредственного воздействия кислорода воздуха, и вследствие этого повышается предельная температура эксплуатации изделий. Однако при применении полимерных связующих предельная температура эксплуатации определяется термостойкостью матрицы, а не волокна. [c.281] Вернуться к основной статье