УГЛЕПЛАСТИКИ
(углепласты, углеродопласты), композиционные, гл. обр. полимерные, материалы,
армированные наполнителями из углеродных волокон. Связующее (матрица)
в У.- преим. термореактивные синтетич. смолы (эпоксидные, фенольные, полиэфирные,
полиимидные и др.), термопласты (полиамиды, поликарбонаты, полисульфоны, полиэфиры
и др.). Наполнители - углеродные нити, жгуты, ленты, ткани, маты, короткие рубленые
волокна. Материалы на основе углеродных волокон и углеродной матрицы наз. углерод-углеродными материалами.
Наиб. значение имеют У.
на основе непрерывных высокопрочных и высокомодульных (модуль упругости выше
150 ГПа) углеродных волокон. Они характеризуются низкой плотностью, высокой
прочностью, высоким модулем упругости (см. табл.), статич. и динамич. выносливостью,
вибропрочностью, повышенной хим. и радиац. стойкостью, теплопроводностью, практически
нулевым коэф. линейного расширения.
СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ УГЛЕПЛАСТИКОВ
НА ОСНОВЕ НЕПРЕРЫВНЫХ
ВОЛОКОН И УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИТОВ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатель
|
Углепластики на
основе эпоксидного и полиимидного связующих с ориентир. нитями, жгутами,
лентами
|
Углерод-углеродные
композиты с нитями, жгутами
|
|
|
|
однонаправленные*
|
перекрестные 1:1*
|
однонаправленные**
|
перекрестные 1:1*
|
|
|
|
Плотн., г/см3
|
1,45-1,50
|
1,4-1,5
|
1,50-1,55
|
1,4-1,8
|
|
|
|
Прочность, МПа
|
|
|
|
|
при растяжении
|
800-1700
|
500-900
|
2500-3000
|
200-700
|
|
|
|
при изгибе
|
1000-2000
|
800-1200
|
|
400-700
|
|
|
|
при сжатии
|
700-1200
|
500-800
|
1200-1600
|
100-300
|
|
|
|
Модуль упругости,
ГПа
|
120-150
|
65-85
|
150-160
|
120-160
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*Углеродное волокно прочностью
2800-3200 МПа, модуль упругости 220-250 ГПа.
**Углеродное волокно прочностью
5700 МПа, модуль упругости 330 ГПа.
Для У. с ориентированным
(однонаправленным, перекрестным или пространственно армированным) расположением
высокомодульных волокон коэф. теплопроводности 0,75-0,90 Вт/(м·К), коэф. температуропроводности
(5-8)·10-7 м2/с, уд. теплоемкость 0,8-1,5 кДж/(кг·К).
Температурный коэф. линейного расширения однонаправленного У. вдоль волокон
(-0,5-0,5)·10-6 К-1. Электропроводящие св-ва У. такие
же, как и у исходных углеродных волокон.
Изделия из У. изготовляют
теми же методами, что и стеклопластики (см. также Полимерных материалов переработка).
У.- конструкц. материалы
в авиакосмич. технике, автомобилестроении, судостроении, машиностроении, мед.
технике, при изготовлении спортивных товаров, протезов; углерод-углеродные
композиты - конструкц. и теплозащитные материалы в авиакосмич. технике, машиностроении,
при изготовлении нагреват. элементов в электротехнике; в инертной среде работают
при т-ре до 2500 0C.
Лит.: Конкин А.
А., Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы, M., 1974; Костиков
В.И., Дергунова B.C., Композиционные материалы на основе углерода, M., 1978;
Углеродные волокна и углеком-позиты, под ред. Э. Фитцера, пер. с англ., M.,
1988; Справочник по композиционным материалам, под ред. Дж. Любина, пер. с англ.,
кн. 1-2, M., 1988.
В. H. Тюкаев.
|
