ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конструкционные композиции из "Углеводородные и другие жаростойкие волокнисты материалы" . Магний. Алюминий Титан. . Сталь. . [c.295] Плотность [ Модуль Юнга Удельный модуль. [c.295] По удельному значению модуля Юнга древесина не уступает новым конструкционным материалам [5]. [c.296] Эти материалы в виде массивных образцов недостаточно прочны кроме того, они хрупкие, поэтому имеют низкую ударную прочность. По существу, возможности, заложенные в металлах и сплавах, были полностью исчерпаны. Пластические массы, которым можно придать любую форму, малопрочны (прочность 7 кгс/мм ) и обладают низкой жесткостью (модуль Юнга 350 кгс/мм ). [c.296] Использование стеклопластиков позволило решить многие технические проблемы. Благодаря высокой прочности стеклянного волокна (прочность специальных волокон равна 500 кгс/мм ) были созданы высокопрочные композиции, нашедшие применение во многих отраслях промышленности. Пока стеклопластики занимают доминирующее положение среди конструкционных композиционных материалов. Однако из-за невысокого модуля Юнга (8-10 — 10-10 кгс/мм ) стеклянных волокон композиции на их основе обладают небольшой жесткостью. При изготовлении тонкостенных конструкций из стеклопластиков обнаруживается недостаточная жесткость конструкций, при переходе к толстостенным конструкциям — слабое сопротивление межслоевому сдвигу. [c.296] Появление высокопрочных высокомодульных углеродных и борных волокон явилось качественно новым этапом в развитии производства конструкционных армирующих материалов. В углеродных волокнах удачно сочетается высокая прочность (250— 300 кгс/мм ) и необычайно большой модуль Юига (25-10 — 45-103 кгс/мм ). Низкая плотность волокна (1,7—1,9 г/см ) позволяет получать композиции с высокими удельными механическими показателями. Модуль Юнга углепластиков примерно в 5 раз превосходит модуль Юнга стеклопластиков. В последние годы ведутся интенсивные исследования по получению и изысканию областей применения углепластиков. В США в 1971 г. состоялась конференция, посвященная проблеме угле- и боропластиков [85J. Несмотря на доминирующее положение стеклопластиков, по прогнозам к 1978 г. производство углепластиков на 15% превысит производство стеклопластиков [86]. [c.296] Физико-механпческпе свойства конструкционных углепластиков зависят от типа матрицы, механических свойств углеродного волокна, степени наполнения и расположения волокна в композиции, адгезии волокна к матрице, условий получения композици и других факторов. [c.297] Зависимость содержания эпоксидной смолы в препреге от се концентрации в ацетоне. [c.298] Высокопрочные высокомодульные волокна характеризуются худшей адгезией к связующим по сравнению с углеродным волокном средней прочности, стекловолокном и даже борным волокном адгезия снижается с увеличением модуля Юнга [74]. Поэтому для высокомодульных волокон особенно необходима предварительная обработка с целью улучшения адгезии к связующему. Предварительно обработанные волокна больше поглощают связующего по сравнению с необработанными. [c.298] Одним из показателей, определяющих свойства композиций, является содержание в ней волокна оно может изменяться от 50 до 70% [90]. Чем больше в композиции волокна, тем выше при прочих равных условиях прочность и модуль Юнга композиции. Оказалось [91], что длинные нити впитывают больше связующего, чем короткие волокна высокопрочное высокомодульное предварительно обработанное волокно — больше, чем необработанное. Вы-бираемость смолы при приготовлении препрегов возрастает с увеличением ее концентрации в растворе (рис. 6.17). В зависимости от способа получения изменяется модуль композиции [92]. Как видно из рис. 6.18, при литье модуль композиции в большей степени зависит от содержания волокна, чем при прессовании, что может быть связано с большей степенью разрушения волокна при прессовании, а также, возможно, с ориентацией волокна в процессе литья. Устойчивость композиций к изгибу и модуль изгиба возрастают пропорционально содержанию в них волокна (рис. 6.19, а и б). [c.299] Однако не всегда наблюдается такая простая связь между приведенными выше показателями большое значение имеет число определений (статистические данные), свойства и дефекты волокна. [c.300] Крайне отрицательно на свойства композиций влияет неравномерность волокна по механическим свойствам (см. 6.1.2). Если доля относительно низкопрочных волокон составляет примерно 11)7о, то они начинают разрушаться на начальных стадиях деформации композиции, и в этих местах концентрируются напряжения, что снижает надежность работы изделий. [c.300] Механические свойства углепластика определяются содержанием в препреге летучих растворителей (например, ацетона [94]), наличие которых ухудишет свойства композиций. [c.301] На прочность углепластика влияет направление действия внешнего нагружения, зависящее от формы углеродного волокна (нить, штапельное волокно). На рис. 6.22 приведена зависимость прочности углепластика на основе эпоксидной смолы, наполненного нитью [95] и кнопом длиной 3 мм [89], от угла приложения нагрузки к направлению расположения волокиа. Прочность углепластика, наполненного кнопом, при угле 0° равна прочности углепластика, наполненного нитью, при угле, равном 20°. Установлено, что средний угол распределения ориентации коротких волокон в углепластике колеблется в пределах 10%, поэтому понижение прочности такого углепластика связано не только с дезориентацией волокна, но и с различным распределением напряжений в пластике в случае коротких волокон и нитей. [c.301] В табл. 6.10 сравниваются механические свойства эпоксиуглепластиков и других конструкционных материалов. По удельной прочности и жесткости эпоксиуглепластики превосходят все наиболее распространенные конструкционные материалы и только уступают стеклопластикам по удельной прочности. Столь высокие механические показатели предопределяют широкое применение углепластиков в качестве конструкционных материалов. [c.303] Сплав магния ZW1. [c.304] Эпоксипластик, армированный бериллиевой проволокой. . [c.304] Вернуться к основной статье