книга (Буланов И.М., Воробей В.В., 1998 - Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов), страница 10

При растяжении зависимость свойств углероднай матрицы от ее структуры не так существснню модуль упругости меня~тся от 1 да 2 ГПа, предел прочности — от 10 до 15 МПа При получении УУКМ, согласна способу осаждения пира- углерода из газовой Фазы, осаждаюшийся пироуглерод создает соединительные мостики между волокнами. Кинетика осаждений и структура получаемого пироуглерода зависят от многих факторов: температуры, скорости потока газа, давления, реакциошюго объема и т.п. Характеристика пироугдерода, полученные при изотермичсском насьццснии (Т = 900..1030 оС): 1 КОМПОЗИЦИОННЫК МАТКГИАВЫ И ИХ КОМПОНГНТЫ ми эксплуатации, на лимитируется сублимацией материала, которая интенсивно протекает при температуре свыше 3273 К. Характеристики графитизированной матрицы (температура термоабработки > 2100 оС)'.

Прслсл лрочиостя, ИПа лри растяжении о1 лри сжатии о~ Модуль улрутоели Еи МПа Ко:~фФилиеит Пуассона р КПТР а, К Те ллоироаоаность Х, Вт/(и К) о,зз з,ыа-' пв Металлические матрицы 60 Металлические матрицы волокнистых композитов представляют собой легкие (алюминий, магний, бериллий) и жаропрочные металлы (титан, никель, ниобий), а также сплавы. Наиболее ширака в качестве матричного материала используют алюминиевые сплавы, что объясняется удачным сочетанием в них физико-механических и технологических свойств. Матричные материалы на асваее атоа1 инин.

Алюминий имеет плотность 2700 кг/мЗ, температуру плавления около 780 оС и химически инертен к большинству волокнистых материалов, применяемых для производства композиционных конструкционных материалов. Сплавы алюминия способны подвергаться разнообразным видам пластического деформ ирования, литья, операциям порошковой металлургии, на которых и основываются различные способы изготовления изделий нз композитов на металлической основе По технологическому признаку алюминиевые матрицы можно подразделить нв несколько типаьч деформируемые, лнтсйньге, порошковые. Все же способы совмещения волокон с матрицсй можно подразделить на твсрдафазные, жилкофазные и осаждение.

Твердафазные способы совмещения волокон с матрицей заключаются в сборке пакетов заготовок, состоящих из чередующихся слоев материала матрицы и волокон. и последующем соединении компонентов между собой Жидкафазные способы основаны на использовании различных видов литья расплав- ! .3.

Матричиые материалы ленного материала матриц, обеспечивающих пропитку (в вакууме, при обычном и повышенном давлении) предварительно уложенной системы волокон. Образование металлической матрицы методами осаждения состоит в нанесении на волокна различными способами (газофазным, химическим, электралитическим и т.п.) слоя металла и заполнении им межволокоинаго пространства. К деформируемым алюминиевым сплавам относятся неупрочняемые термической обработкой сплавы марок АМц, АМг и другие, основными добавками в которых являются магний Мя.

и марганец Мп. Этн сплавы обладакп хорошей пластичнастыа, коррозионной стойкастыа, на сравнительно невысокой прочностью. Большую механическую прочность имеют упрочняемые термической обработкой дуралюмины (Д1, Дб, Д) и др ) и сплавы групп АВ, АК, В95. ° Наиболес распространенные литейные сплавы — силумины, однако они малонластичны, имеют низкую ударную вязкость и жарапрочность. Из А1-матриц наиболее жаропрочным является материал типа САП (спеченный А1 + порошок).

представлякцций собой алюминий, упрачненный дисперсными частицами оксида Л)зОз. В соответствии с методом порошковой металлургии ега получают брикетированием А1-пудры с 6...22%-ным А)зОз и спеканием. Материал типа СА11 прн температуре Т = 500 оС сохраняет прочность В0. 120 МПа. Для получения металлокомпозитов на основе алюминия наиболее широко применяют методы плазменного напыления матричного материала, с помощью которых существенно изменяются ега структура и свойства. В этом случае матрица формируется в результате высокоскоростного перемещения расплавленных мелких частиц, соударення их с поверхностью и высокоскоростной кристаллизации При этом матрица представляет собой скопление тонкопластинчатых частиц размерами 2..

10 мкм. на границах которых образуются сплошные или дискретные тончайшие оксидные пленки. Оптимальные пара- !. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ КОМПОНЕНТЫ метры деформ ирования плазменно-напыленных матриц на основе алюминия представлены в табл 1 14. Таблица 1 14 Паааиетэн лефоамиооваиие плаииеиио-иаиыиеиинх натана Тшпатюеые и магниевые иатрицы, В качестве матричных материалов используют магниевые сплавы марок ЯА2-1, МА5, МЛЯ и некоторые другие. Основные механические характеристики этих сплавов: а1 — — 250...310 МПа, Е,' = 37...43 ГПа, а = = В 15 %.

Титановые матрицы обладают хорошсй технологичностью при горячем дефармировании, свариваечостыа, способностью длительна сохранять высокие прочностные характеристики 1360...1050 МПа) при павьпцегп~ых температурах (300...450 ~С). Однако эти материалы сохраняют высокое сопротивление деформации даже при повышенных температурах, чта привалит к необходимости при получении кампозитав с хрупкими волокнами использовать режимы сверхнластическога доформирования (табл. 1.15 ). Таблица 1.1б Патлеиетрм ле$оомироааииа титаиоаых натрии Полимерные виеночвые материалы Пленками называют ма.териалы, прсдставляюшис собой сплошные тонкие слои вещества.

Специфическим показателем 1 3. Ма.гоичные матеоиалы для пленок является ссютнашение лтежлу массой н поверхностью. Для технических пленок характерно сочетание высокой прочности с гибкостью. Формально к пленкам относятся листовой и рулонный материал толщиной до 0,25 мм и шириной более 100 мм. Узкие пленки называют лентами. классифицируют пленки па их химической основе (т1олиэтиленовые, полистирольные и т.д.), иногда в соответствии с распространенным фирменным названием 1цсллафан, сараи, лофеан).

В пределах сднаго вида пленки подразделяют в зависимости от метода получения: отлитые из раствора, экструдированные, каландрированные, ориентированные. Пленкоабраэуюшими свойствами обладают практически вес полимеры, способные раствориться иии переходить в вязкотекучее состояние при нагревании. Пленки, как правила, получают либо путем испарения растворителя из тонкого слоя раствора, нанесенного на нол.южку (иногда с разделяющим слоем подложки), либо путем формования расплава в соответствующем формуюп1ем инструменте с последуюшилт охлаждением полученного полотна (или рукава) пленки. Для получения пленок использукп полимеры линейного строения, макролтолскулы которых представляют собой совокупность одинаковых звеньев мономера. химически связанных в дтинные пепи.

Степень полимсризации. т.е количество однотипных звеньев, входящих в полимерную цепь, определяет молекулярную массу полимера. Высокоэластичсскас состояние пленки достигается при не«отором критическом значении чолекулярной массы, характерном для полимерных пленок, обладающих достаточной механической прочностью и гибкостью Так как молекулярная леасса зависит ат химического строении полимера, т.е. состава элементарнога звена, правильнее оценивать критическую молекулярную массу степенью налимеризации Пленки из раствора полимеров получают поливом из движущейся фильеры на неподвижный стал или иэ нсподвижной фильеры на непрерывно движущуюся поверхность — бесконечную ленту или вращающийся оарабан.

При этом основными 63 1. КОМ11ОЗИЦИО(111ЫЕ ХГЛТЕРИЛЛЫ И ИХ КОМ1(ОНЕНТЫ стадиями процесса являются:- приготовление раствора, подготовка раствора к формованию (фильтрование); фармоааниа 1ц1енки, сушка г(ленки, обрезка крамок и намотка ня барабан. Из расплава 1п1енки получают методом экструзии, при этом процесс фармования изделия осуществляется непрерывным или периодическим продавдиванием материала в пластическом или вязкатекучем состоянии через форлгуюшдй инструмент— головку.

Используют двя способа пласкощелевай — для нанесения покрытий на рулонные материалы. я также для получения аморфной пленки из кристадлических полимеров; рукавный, при катаром трубчатая заготовка выходит из кольцевого отверстия головки и раздувается изнутри сжатии воздухам. К основным стадиям прел(есся относятся: получение расплава, формовал не полотна или трубчатой заготовки с разлукам ее по выходе из головки, охлажление, отбор и намотка гьтанки на бобину.

При дефармационном способе (калаидрироьании) формообразование листа или пленки осуществляется путем непрерывного пролявливания термопластичного материала через зазор между валиками. Из большого числа полимерных пленок, выпускаел1ых промьпнденноетыо, наибольшего внимания заслуживают полиэтилентерефталятная (11ЭТФ или лавсан). полиимидняя и полиарилатная (ПА) пленки, которые относятся к жестким.

П ЭТФ-пленки получают исктючите«1ьна из расплава с лоследунппей вытяжкой и термообработкай. Механические характеристики ПЭТФ-пленки представлены в табл 1 16 Технические свойства пленок нс изменяготся в пределах от 20 С да (10 ~С, хрупкость не обнаруживается даже при температуре — 50 "С. ПЭТФ-пленки можно длительно применят( при температуре до 170 С Они обладают л1ялылт коэффициентом теплопроводнасти. температура их плавления 250 ~С, морозостойкость достигает температуры -155 'С. Линейная усалкя этих пленок при температуре 150 С равна 5 %. Палиимидные плснки получают методом полива из расплава. По асам технически важным параметрам ПИ-пленки, особенно при низких и высоких температурах, нс имеют себе равных (см.