Карбоволокниты с углеродной матриццей.
Коксованные материалы получают из обычных полимерных карбоволокнитов, подвергнутых пиролизу в инертной или восстановительной атмосфере. При температуре 800-1500 °С образуются карбонизированные, при 2500-3000 °С графитированные карбоволокниты. Для получения пироуглеродных материалов упрочнитель выкладывается по форме изделия и помещается в печь, в которую пропускается газообразный углеводород (метан). При определенном режиме (температуре 1100 °С и остаточном давлении 2660 Па) метан разлагается и образующийся пиролитический углерод осаждается на волокнах упрочнителя, связывая их.
Образующийся при пиролизе связующего кокс имеет высокую прочность сцепления с углеродным волокном. В связи с этим композиционный материал обладает высокими механическими и абляционными свойствами, стойкостью к термическому удару.
Карбоволокнит с углеродной матрицей типа КУП-ВМ по значениям прочности и ударной вязкости в 5-10 раз превосходит специальные графиты; при нагреве в инертной атмосфере и вакууме он сохраняет прочность до 2200 °С, на воздухе окисляется при 450 °С и требует защитного покрытия. Коэффициент трения одного карбоволокнита с углеродной матрицей по другому высок (0,35-0,45), а износ мал (0,7-1 мкм на тормажение).
Физико-механические свойства карбоволокнитов приведены в следующих таблицах.
Физико-механические свойства однонаправленных композиционных материалов с полимерной матрицей | |||||||
Материал |
Предел прочности, МПа |
Модуль упругости, ГПа | |||||
При растяжении |
При сжатии |
При изгибе |
При сдвиге |
При растяжении |
При изгибе |
При сдвиге | |
Карбоволокниты: | |||||||
КМУ-1л |
650 |
350 |
800 |
25 |
120 |
100 |
2,8 |
КМУ-1у |
1020 |
400 |
1100 |
30 |
180 |
145 |
3,50 |
КМУ-1в |
1000 |
540 |
1200 |
45 |
180 |
160 |
5,35 |
КМУ-2в |
380 |
- |
- |
- |
81 |
- |
- |
Бороволокниты: | |||||||
КМВ-1м |
1300 |
1160 |
1750 |
60 |
270 |
250 |
9,8 |
КМВ-1к |
900 |
920 |
1250 |
48 |
214 |
223 |
7,0 |
КМВ-2к |
1250 |
1250 |
1550 |
60 |
260 |
215 |
6,8 |
КМВ-3к |
1300 |
1500 |
1450 |
75 |
260 |
238 |
7,2 |
Карбоволокнит с углеродной матрицей КУП-ВМ |
200 |
260 |
640 |
42 |
160 |
165 |
- |
Органоволокниты: | |||||||
С эластичным волокном |
100-190 |
75 |
100-180 |
- |
2,5-8,0 |
- |
- |
С жестким волокном |
650-700 |
180-200 |
400-450 |
- |
35 |
- |
- |