химический каталог




Углеродные волокна

Автор С.Симамура

алюминия и композиционные материалы на их основе

8.4.1. Волокна иэ оксида алюминия и их свойства

Волокна, содержащие более 80 масс. % AI2O3, называют волокнами из оксида алюминия. Существуют два типа таких волокон: короткие и непрерывные. Короткие волокна наряду с оксидом алюминия содержат 5-20 масс. % оксида кремния, имеют диаметр около 3 мкм и длину порядка 1 см. Их прочность при растяжении составляет более 1 ГПа, а модуль упругости 200—400 ГПа. Короткие волокна из оксида алюминия используются главным образом в теплоизоляционных материалах при очень высоких температурах эксплуатации (1300—1600 °С) [21—23] .

Непрерывные волокна из оксида алюминия имеют либо структуру шпинели (т-А12 03 ), либо структуру а-А12 Оз. Для армирования материалов могут использоваться оба указанных типа непрерывных волокон из оксида алюминия [24-25 ] . Их физико-механические свойства приведены в табл. 8.8, а на рис. 8.12 показаны их микрофотографии, полученные методом растровой электронной микроскопии. Волокна из оксида алюминия со структурой шпинели изготавливают путем спекания в воздушной среде волокон, полученных прядением по "мокрому" методу из раствора, содержащего полимер алюминийорганического соединения и кремнийорганическое соединение. Такие волокна состоят из микрокристаллов размером порядка 10 нм, сохраняют стабильную структуру до высоких температур и содержат около 15 масс. % оксида кремния. Волокна из а-А12 Оз также изготовляют спеканием в воздушной среде волокон, полученных прядением из суспензии мелкодисперсного порошка о-А120з в основном хлориде алюминия. Агломераты частиц имеют размер 0,5 мкм. Достоинствами этих двух типов армирующих волокон из оксида алюминия по сравнению с углеродными волокнами являются электроизоляционные свойства, бесцветность, стабильность свойств на воздухе при высоких температурах и при контакте с расплавленными металлами. Их недостаток - сравнительно высокая плотность. Различие структуры указанных двух типов непрерывных волокон из оксида алюминия приводит к различию их физических свойств. Волокна со структурой шпинели имеют большую прочность и поддаются текстильной переработке для получения ткани и т. д. Эти волокна имеют меньшую плотность, чем волокна из а-А12Оз. С другой стороны, волокна из а-А1203 имеют более высокий модуль упругости. Различия этих двух типов волокон подобны различиям между двумя типами углеродных волокон: карбонизованными и графитизированными.

у-А12о3

Свойства

85 15 О

Химический состав (масс. %)

Si02

за

< 1000

17 (9)3 Непрерывные 380

MgO Физические Плотность, г/см3 Удельная поверхность, м2/кг

Элементарные вопокна Диаметр, мкм Длина

Число вопокон в пучке Механические

Прочность при растяжении, ГПа 1,8 (2,6)а

Модуль упругости при растя- „п/окп.а

жении, ГПа 210 (250)

Твердость по Виккерсу 1810 - 1930

Теппофизические

Максимальная температура 1523е

эксплуатации, К

Коэффициент теплового 8,8- 10^+ К

расширения, К"4 '473 ~ 773 к)

Удепьная теплоемкость, 0,71 (303 К) Оптические Внешний вид

кДж/(кг • К)

1,00(673 К)

1,65

Коэффициент препомпе20

НИЯ,("С )

Бесцветные, прозрачные

I!

Особенности углепластиков

283

8.4.2. Армированные пластики на основе волокон из оксида алюминия

Прочность, модуль упругости и другие механические характеристики волокон из оксида алюминия близки по своим значениям к аналогичным характеристикам углеродных волокон. Поэтому можно использовать те же методы расчета композиционных материалов, что и в случае углепластиков. Методы формования армированных пластиков на основе волокон из оксида алюминия аналогичны методам формования углепластиков. Физико-механические характеристики однонаправленных армированных пластиков на основе эпоксидной смолы и волокон из оксида алюминия приведены в табл. 8.9. От углепластиков эти материалы отличаются тем, что обладают хорошими электроизоляционными свойстГаблица 8.9. Физико-механические характеристики однонаправленных композиционных материалов на основе эпоксидной смолы и вопокон из оксида алюминия8

Материал волокон

Характеристика Y-A1203 о-А1203

Плотность, г/см3 2,4 2,8

Прочность при растяжении, ГПа:

вдоль волокон 1,35(1,7)6 0,57

поперек волокон 0,068 0,071

Модуль упругости при растяжении,

ГПа :

вдоль волокон 137 234

поперек волокон со 21

Прочность при изгибе вдоль воло-

кон, ГПа 1,56(1 Л6 0,71

Модуль упругости при изгибе

вдоль волокон, ГПа 122 —

Усталостная прочность при изгибе 0,63 вдоль волокон (107 циклов нагру-

жения), ГПа

Прочность при сжатии вдоль вопо- 1.7 2,48

кон,ГПа

Модуль упругости при сжатии - 234

вдоль волокон, ГПа

Прочность при межслоевом сдвиге. 0,13 0,56

ГПа

Ударная вязкость вдоль волокон

(по Изоду), Дж/см2 20

284

Глава 8

Особенности углепластиков

285

Продолжение табл. 8.9.

Характеристика

Материал волокон

Таблица 8.10. Характеристики полимерных композиционных материалов, армированных различными типами волокон8

Коэффициент теплового расширения, ю-6 к-1:

вд

страница 74
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Скачать книгу "Углеродные волокна" (2.73Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ксеноновые лампы hb4 купить
сервопривод sqm 35.511a9
номер шторка
размеры полки для шин чертеж

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(28.05.2017)