128
Полетов н ракет, работающих прн ‘овышенных температурах (лопатки двигателей, защитные кромки).
9 ВОЛОКНИСТЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ О НЕМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ
В конструкции летательных аппара – тов все более широко начинают применяться полимерные композицнон – нЫе материалы (КМ), которые по сравнению с традиционными сплавами имеют ряд преимуществ, позволяющих значительно снизить массу, повысить прочность, жесткость, теплостойкость конструкций. При создании таких материалов применяют непрерывные и дискретные поликристаллические волокна и нитевидные кристаллы бора, углерода и различных соединений (оксидов, карбидов, боридов, нитридов л др.). В табл. 144 приведены свойства наиболее распространенных в СССР и за рубежом полимерных KM на основе непрерывных стеклянных, углеродных, борных и органических волокон. Из большого числа разработанных полимерных KM наиболее перспективными являются KM на основе углеродных волокон, т. е. углепластики. К основным преимуществам углепластиков следует отнести: сравнительно малую плотность, высокую статическую прочность н сопротивление усталости, жесткость, коррозионную стойкость, износостойкость, малый коэффициент температурного расширения н электропроводность. В табл. 145 приведены свойства углеродных волокон, полученных из вискозного сырья. Большое число различных марок углеродных волокон, получаемых в СССР и за рубежом из ПАН-волокна, можно условно разделить на две группы:
1) высокопрочные волокна с пределом прочности 2,45—3,14 ГПа и сравнительно малым модулем упругости 176,4—215,6 ГПа;
2) высокомодульные волокна с пределом прочности 1,37—2,16 и модулем упругости 343—350 ГПа.
В табл. 146 приведены основные характеристики физико-механнческнх свойств различных эпоксифенольных карбоволокнитов: KMУ-1л на основе углеродной ленты; КМУ-ly на основе углеродного жгута; КМУ-1в — на основе того же жгута, вискеризованного нитеридными кристаллами. Использование ленты и жгутов, состоящих из более прочных моноволокон, обес-
144. Свойства высокомодульных волокон
И однонаправленных эпоксидных композиционных материалов [53]
Свойства волокон длиной 1 0 мм
Свойства композиционных материалов
Тип
Марка волокна
ГПа
ГПа
Стеклянные
•рные
»
Бо
Органические
BM-I ВМП M-Il
Б H (сорт 2) Б H (сорт 1) Борофил (США) CBM
102,9 93,2 107,9 392,2 382,4 382,4 117,7 130,4
69,1
64.7 72,6
225.5
274.6 225,5
58.8 80,4
3,82 4,61 4,61 2,75 3,14 2,75 2,75 2,75
2,01 2,35 2,15 1,37 1,72 1,57 1,47 1,37
98 114 98 75 87 80 111 100
Кевлар-49 (США)
*’ Объемная доля наполнителя 60′
Композиционные материалы с неметаллической матрицей
367
See
Материалы малой плотности н высокой удельной прочности
145. Свойства углеродных волокон [5J
Марка волокна (страна) |
Т/м3 |
JO |
Е. ю-* |
ОвДрй) |
Mpg). ю-» |
ГПа |
Km |
||||
ВМН-4 (СССР) ВМН-5 (СССР) Модмор 2 (Англия) Торнел-50 (США) Торнел-60 (США) Ториел-70 (США) Торенка М-40А (Япония) |
1,75 1,75 1,80 1,63 1,69 1,86 1,95 |
1,96—2,45 2,45—2,94 2,35—3,04 19,6 2,16 2,55 1,96 |
0,25—0,29 0,32—0,49 0,24—0,30 0,33 0,39 0,51 0,36 |
118—137 142—171 133—172 120 130 140 102 |
14.2- 17,6 18,2-20,« |